亞洲第一重箭震撼升空!「太空神眼」深夜入軌,數萬里外鎖定航母

2023-12-16     科羅廖夫

原標題:亞洲第一重箭震撼升空!「太空神眼」深夜入軌,數萬里外鎖定航母

目前我國也是亞洲最強的長征五號遙六運載火箭,在12月15日從海南文昌發射場深夜發射升空,攜帶了一顆很神秘的載荷——遙感四十一號衛星,已經順利地進入預定軌道,此次發射任務獲得了圓滿成功。

這次發射任務是「胖五」三年來的第二次發射,也是今年我國航天事業的最後一次發射。長征五號又稱「大火箭」、「胖五」,是兩級半構型的大型低溫液體火箭,採用煤油液氧火箭發動機,是我國迄今為止運載能力最大的火箭。長五火箭的起飛推力超過了1000噸,能夠將25噸級的有效載荷送入近地軌道,或者將14噸級的有效載荷送入地球同步軌道。

此次長征五號遙六運載火箭的發射顯得很神秘,沒有像以前歷次發射那樣提前公布發射時間、載荷名稱、任務目標等詳細信息。正相反,這次發射的具體信息非常保密,直到發射前一天才正式宣布和發射時間和任務名稱。

此次發射的長征五號遙六運載火箭的構型也非常特別,採用了一款「加長型」的新型整流罩,整流罩的直徑為5.2米,高度達到了18.5米,是我國現役運載火箭大家族裡尺寸最大的整流罩,也是長征五號系列火箭首次使用這種整流罩,比美國德爾塔四號重型火箭的巨型整流罩還要大。

運載火箭整流罩的大小和形狀,直接決定了有效載荷的重量和尺寸。這次長征五號遙六運載火箭使用的巨型整流罩,說明要運載的衛星尺寸非常大,重量非常重,這種衛星非常特殊。

官方介紹此次發射的衛星為遙感四十一號衛星,很顯然這顆衛星的尺寸和重量都非常巨大,很可能與美國的鎖眼-12衛星相當。美國的「鎖眼」KH-11衛星非常巨大,衛星的長度達到19.5米,直徑達到了3米,總重量約18噸,其中燃料儲量就高達5噸多。

遙感四十一號衛星是一種能夠高軌道遙感衛星,是能夠在高軌道、高空間解析度和高時間解析度上都有突破的衛星系統,也就是外界俗稱的高軌道」凝視「衛星。

一般來說,按照軌道高度劃分,人造地球衛星可分為低軌、中軌和高軌衛星三種類型。低軌衛星(LEO)又稱為近地軌道,軌道高度在500~2000公里之間,主要用於對地觀測、通信和導航等任務,此外空間站等太空飛行器也在低軌道運行。

中軌衛星(MEO)的軌道高度在2000~35000公里之間,這類衛星主要用於全球衛星通信和導航系統,例如GPS和北斗系統。高軌衛星(GEO)也稱為靜止軌道或地球同步軌道,軌道高度為35786公里。

為實現較高的空間解析度,大多數對地遙感衛星常採用LEO軌道,也就是低軌道,例如美國的鎖眼-12光學偵察衛星利用一個300×1000公里的橢圓軌道,在近地點可實現0.1米的極高解析度。

但近地軌道的偵察衛星的信息刷新率不高,不能夠進行實時的戰場偵察。例如美國最先進的KH-12「鎖眼」光學偵察衛星的軌道周期為90.56分鐘,也就是一個半小時左右,在軌工作的KH-12衛星採用成對運行的方式,每2顆一組,分為晝夜軌道平面和晨昏軌道平面,這樣多軌道平面可實現立體成像和互為補充,可以保證目標的成像質量。因此KH-12「鎖眼」光學偵察衛星的實際重複周期為2天。這就意味著「鎖眼」偵察衛星對某一特定地區的詳查偵照只能為每2天1次。

還有,近地軌道的偵察衛星的成像幅寬不夠大。衛星照片的解析度和幅寬是一個矛盾的關係,如果成像解析度高了,那麼幅寬必然下降。脫離衛星照片的具體幅寬來單純談解析度,都是耍流氓。例如KH-12「鎖眼」衛星的近地點解析度高達0.1米,但照片幅寬僅為40公里,這就意味著KH-12隻能拍攝地域很小的戰場目標。

近地軌道偵察衛星的弱點很多,沒那麼容易進行全面的偵察。必須要有幾十顆上百顆各種類型的偵察衛星的綜合運用才行。所以才會有不同軌道類型和軌道高度的普查和詳查衛星,偵察衛星是個體系,根據功能不同有十幾個型號劃分,沒有哪種衛星能包打天下。

正是因為傳統的近地軌道光學偵察衛星存在的解析度和幅寬的缺陷,所以中國通過兩步走的方式來解決。首先是發展數量眾多的衛星群和星座,通過遙感衛星的星座群和對地拍攝推掃技術,實現解析度和偵察幅寬雙優的完美結合。其次是發展高軌道遙感衛星,能夠拍攝幅寬特別寬的找,例如寬幅800公里、解析度16米、軌道高度3.6萬公里的高軌道遙感衛星。位於高軌的凝視衛星與其他低軌道遙感衛星能起到相互彌補的作用。

中國曾於2015年發射了高分四號高軌道凝視遙感衛星,地面解析度達到50米。本次發射的遙感四十一號是新一代的高軌高分衛星,估計解析度可以達到二十米甚至十幾米。據說鏡頭陣面也是目前國內最大的。

檢索此前的新聞,中國曾在2020年研磨出了4.03米口徑的碳化矽非球面反射鏡,這是目前的世界之最。而美國現役的4顆解析度0.1米的KH-12「鎖眼」偵察衛星,其光學鏡頭的口徑只有3米多。此前中國發射的神舟系列飛船搭載的大型對地相機,解析度1米大口徑光學相機,以及高分二號的亞米級解析度的大口徑相機,鏡面口徑也只有1米。

當然,我們中國的大口徑太空鏡頭不一定是做偵察衛星的,有好多種用途,例如大型太空望遠鏡,大口徑地基望遠鏡等等。再強調一遍,中國沒有軍事衛星。

高精度的大口徑非球面碳化矽反射鏡,是靜止軌道高解析度成像相機的核心部件,也可以說是高軌遙感衛星的「眼睛」。大口徑碳化矽反射鏡的鏡面平整精度要控制在十幾個納米以內。這裡的十幾個納米是指鏡面與理想面型的偏差,相當於如果反射鏡的鏡面放大到整個長春市這麼大面積,其高低差要在正負零點幾個毫米以內。

為了能夠在高軌遙感衛星上使用,中國還實現了大口徑反射鏡的輕量化,把反射鏡重量由原來的數噸減輕到了只有現在的幾百公斤,為大型空間光電系統的研製提供了可靠的技術保障。

這種高軌道凝視遙感衛星是人類迄今為止部署在地球同步軌道的解析度最高的光學遙感衛星,可以在3.6萬公里高度的同步軌道進行對地觀測,能夠準確地辨識海上軍用艦船。從太空靜止軌道看美國航母,就像是看澡盆里的塑料鴨子。

當然,中國衛星是用於和平用途的,用於用來進行國土普查、農作物估產和綜合防災減災等領域等服務。

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh/41813a8ed3956b96964cd66829775b35.html