提到導彈預警衛(wèi)星，大家最先想到的一定是美國的國防支援計劃衛(wèi)星系統(tǒng)和天基紅外系統(tǒng)。目前，美國已經(jīng)構(gòu)建了比較完善的天基導彈預警衛(wèi)星系統(tǒng)，并多次進行實戰(zhàn)演習，性能先進。事實上，除了美國以外，我國也有導彈預警衛(wèi)星。據(jù)2016年報道，我國目前擁有前哨系列紅外預警衛(wèi)星和尖兵系列偵察衛(wèi)星兩大類軍用遙感衛(wèi)星，這也是我國首次公開證實預警衛(wèi)星的存在。

　　圖注：導彈預警衛(wèi)星是目前天基預警系統(tǒng)的核心和關鍵

　　世界各國導彈預警衛(wèi)星

　　導彈預警衛(wèi)星是一種用于監(jiān)視、發(fā)現(xiàn)和跟蹤敵方彈道導彈，進行早期預警的遙感類衛(wèi)星，是目前天基預警系統(tǒng)的核心和關鍵。

　　導彈預警衛(wèi)星是隨著洲際導彈的發(fā)展而于20世紀70年代發(fā)展起來的，其是一種地球同步軌道衛(wèi)星，導彈預警衛(wèi)星上裝有高靈敏度的紅外探測器和帶望遠鏡頭的電視攝像機，在敵方從地面或水下發(fā)射導彈后數(shù)十秒內(nèi)，紅外探測器即可探測到導彈上升段飛行期間發(fā)動機尾焰的紅外輻射，并發(fā)出警報；高分辨率的電視攝像機跟蹤拍攝目標，自動或按照地面遙控指令向防空指揮部發(fā)回目標圖像，并在地面電視熒光屏上顯示出導彈尾焰的圖像。預警衛(wèi)星上一般還裝有核輻射探測器，往往兼作核爆炸探測衛(wèi)星。

　　圖注：美國新一代天基紅外導彈預警衛(wèi)系統(tǒng)覆蓋范圍示意圖

　　導彈預警衛(wèi)星由于采用高軌道，居高臨下，覆蓋范圍廣，能有效克服地面防空雷達因電波信號沿直線傳播受地球曲率影響而不能盡早發(fā)現(xiàn)目標的缺點，以美國的導彈預警衛(wèi)星為例，其能在每8秒~12秒鐘對地球表面上某一特定地區(qū)掃描一次，可以在50秒~60秒內(nèi)識別出導彈紅外源，并能迅速將預警信息發(fā)送到地面防空指揮中心。一般來說，預警衛(wèi)星對遠程彈道導彈可以提供15—30分鐘的預警時間，對近程導彈也能提供幾分鐘的防御準備時間，從而便于己方捕捉戰(zhàn)機，及時組織戰(zhàn)略防御或?qū)嵤┓垂ィ切畔⒒瘧?zhàn)爭中一國戰(zhàn)略防御的核心和關鍵。

　　目前，世界已經(jīng)形成比較完善的衛(wèi)星預警系統(tǒng)的主要有美國國防支援計劃衛(wèi)星系統(tǒng)、天基紅外系統(tǒng)和俄羅斯的天基預警系統(tǒng)等，其中尤以美國天基紅外系統(tǒng)最為先進。天基紅外系統(tǒng)主要包括高軌和低軌兩部分。高軌道部分主要用來捕獲識別主動段的彈道導彈，其描速度和靈敏程度都比DSP衛(wèi)星系統(tǒng)要高很多，并且它能夠有效地穿透大氣層進行探測，使得導彈一點火就能被其探測和追蹤到，并在10-20 秒內(nèi)將相關信息傳輸給地面指揮中心。低軌道部分主要是用來跟蹤中段的彈道導彈和末段的再入彈頭，對主動段彈道導彈也有一定的探測識別能力。該系統(tǒng)最多可同時鎖定跟蹤100多個目標，并且對洲際彈道導彈的最長預警時間可增加到20~30分鐘，從而為導彈防御贏得充足的時間。

　　圖注：中國高分四號衛(wèi)星拍攝到的中國黃河三角洲影像

　　不輸美俄的中國導彈預警衛(wèi)星

　　中國雖然在衛(wèi)星研發(fā)方面起步較晚，但發(fā)展速度卻不慢。進入21世紀以來，我國通過實踐系列、風云系列等科學實驗衛(wèi)星開展了一系列預警衛(wèi)星相關關鍵技術的空間實驗，其中包括為實現(xiàn)高精度姿態(tài)控制和高軌道慣性導航測量所需的高靈敏度半球諧振陀螺儀，用于遠程快速信息傳輸?shù)亩囝l段寬帶高速數(shù)據(jù)處理器，推掃型紅外光電芯片及陣列器件，凝視型紅外芯片及陣列器件，以及驗證大空域目標探測識別、多傳感器信息快速融合、全天候連續(xù)跟蹤測量、高精度測距測角、遠距離精確成像等天基監(jiān)視識別功能的光電組合探測系統(tǒng)，攻克了一只又一只的攔路虎。從2009年到2014年，我國相繼成功發(fā)射了多顆前哨系列天基紅外預警衛(wèi)星，初步建成了能夠覆蓋全球主要地區(qū)的太空導彈預警網(wǎng)絡。

　　關于前哨系列預警衛(wèi)星，并沒有太多的資料披露，但從目前我國的民用衛(wèi)星可窺一斑。預警衛(wèi)星最主要的部分是高軌衛(wèi)星，而目前我國已經(jīng)于2015年發(fā)射了高分四號地球同步軌道衛(wèi)星，其軌道為距地3.6萬公里的地球靜止軌道，可以長期駐留在固定區(qū)域上空，對中國及周邊地區(qū)進行接近實時的高頻次重復觀測和多熱點地區(qū)快速巡查。高分四號重約5噸，設計壽命8年，定位于東經(jīng)110度的赤道上空，即海南島的正南方，配備了一臺可見光50米/中波紅外400米分辨率、大于400公里幅寬的凝視相機，具備可見光、多光譜和紅外成像能力。由于高分四號可見光譜段分辨率50米，中波紅外譜段分辨率400米，意味著其能從3.6萬公里外看見大油輪等大型艦船，代表我國地球同步軌道遙感衛(wèi)星最高分辨率水平。此外，高分四號裝有2個對地高增益信號傳輸天線，其數(shù)據(jù)下傳碼速率為每秒300兆，一幅照片只需要3~4秒即可完成傳輸，據(jù)此推測其不調(diào)整衛(wèi)星姿態(tài)時的拍照速度與此相當。高分四號每張照片覆蓋范圍約16萬平方公里，完成對西太平洋一千萬平方公里海區(qū)的覆蓋約需60張，4~12分鐘即可完成拍攝，平時可為我國減災、林業(yè)、地震、氣象等應用提供快速、可靠、穩(wěn)定的光學遙感數(shù)據(jù)，戰(zhàn)時足以承擔對航母群的快速偵察任務以及對彈道導彈發(fā)射時段的紅外探測能力。而作為我國預警衛(wèi)星的前哨系列衛(wèi)星，其性能應該也不弱。

　　除此之外，我國還積極研制衛(wèi)星上搭載的新型紅外探測器。不久前，中國電科11所傳來喜訊，該所的技術團隊成功研制出了短波和中波單片2.7K×2.7K紅外焦平面探測器，其屬于第三代超大面陣高靈敏度制冷型紅外探測器，不僅填補了我國在該領域的空白，在國際上也達到了頂尖水平。紅外焦平面探測器是預警衛(wèi)星紅外成像系統(tǒng)的核心部件，研制難度極大，目前全世界只有美國在2009年研制出了4K×4K的產(chǎn)品，法國在2017年研制出了2K×2K的產(chǎn)品，中國電科推出2.7K×2.7K的產(chǎn)品，可為我國預警衛(wèi)星的發(fā)展提供良好的基礎。

　　圖注：預警衛(wèi)星對于我國形成立體、完善的天基預警、防御體系，具有重要意義

　　結(jié)語

　　預警衛(wèi)星可以及時可靠發(fā)現(xiàn)從水下或者陸地發(fā)射的彈道導彈，對于我國形成立體、完善的天基預警、防御體系，具有重要意義。