寓军于民的印度侦察卫星

文/庞之浩

2020年11月7日，印度空间研究组织用极轨卫星运载火箭-DL成功发射了“雷达成像卫星-2BR2”。这是印度第3颗雷达成像卫星-2B系列卫星，目的是强化太空侦察和监视能力。

印度一直想当亚洲航天老大，尤其重视发展军事航天，多次发射高分辨率军民两用遥感卫星以及军民两用通信卫星和导航卫星，并进行了首次反卫星试验、首次太空军事演习和首颗电子侦察卫星发射等。

不过，印度发展军用卫星与当年美苏先发展军用卫星的路线不同，美苏是军转民，即先发展军用卫星，然后在此基础上发展民用卫星；而印度与日本相似，是民转军，即先发展民用卫星，然后在此基础上发展军用卫星，且一般都是军民两用，目的就是在有限的资金条件下，提高卫星的应用效率。

目前，印度共有12颗军民两用监视卫星在轨运行，其中光学成像卫星7颗，雷达成像卫星4颗，电子侦察卫星1颗。印度光学成像卫星分辨率已经高于俄罗斯和日本的0.3米，达到0.25米；雷达卫星分辨率也高于俄罗斯的1米和日本的0.5米，达到0.3米。印度在侦察监视卫星体系完备性上，涵盖光学成像、雷达成像和电子侦察，与美、欧、俄基本看齐。

早期发展历程

联合国空间委员会曾经指出，开发空间技术是发展中国家接近和赶上发达国家的捷径。印度很早就注意到了这一点，并在发展中国家里率先发展遥感卫星工业，以带动其他行业。

▲ 2020年11月7日，印度空间研究组织的极轨卫星运载运载火箭-DL成功发射了“雷达成像卫星-2BR2”

为了加强地球资源的勘察、开发与管理，印度于1975年用苏联火箭发射了第一颗自制的卫星“阿里亚哈塔”。星上大部分部件是进口的，只装有2台印度制造的电视摄像机和特高频微波辐射计，并在印度上空进行了遥感试验。

在“阿里亚哈塔”卫星的基础上，印度于1979和1981年先后发射了巴斯卡拉-1和2。前者是印度第一颗试验型观测卫星，采用苏联技术；后者比前者的设备更完善，载有2台可见光与红外电视摄像机（分辨率为1千米）和2台无源微波辐射计。

与此同时，印度于1979、1980、1981和1983年用自己的卫星运载器-3火箭发射了4颗“罗希尼”系列卫星，其中3颗获得成功。“罗希尼”卫星重35千克，采用自旋稳定方式。星上有1台2波段CCD相机。

从1982年起，印度开始研制改进型“罗希尼”卫星系列。这一系列卫星重量为150千克级，前2颗均未成功，1992年5月20日发射的第3颗进入了一条比预定轨道要低的轨道，1994年5月4日发射第4颗取得了成功。

上述卫星均采用了苏联的技术，带有试验性质，为之后的发展打下良好基础。

研制实用卫星

为了独立发展空间遥感技术，印度空间研究组织从1978年起开始制定“印度遥感卫星”计划，并在1982年得到了印度政府的批准。1988年3月17日，印度第一颗第一代国产实用遥感卫星——“印度遥感卫星-1A”用苏联东方号火箭发射成功。该星重975千克，运行在904千米的太阳同步轨道上。

▲ 印度首颗国产卫星“阿里亚哈塔”模型

为了保持工作的连续性，与“印度遥感卫星-1A”相同的“印度遥感卫星-1B”于1991年8月29日由苏联东方号火箭发射升空。这2颗卫星的运行，表明印度已具有了实用型的卫星遥感系统。

1995年12月28日，印度用俄罗斯闪电号火箭发射了首颗第二代遥感卫星“印度遥感卫星-1C”，与它相同的“印度遥感卫星-1D”于1997年9月29日入轨。它们的质量均为1330千克，运行在817千米高的太阳同步轨道上，重复观测周期是24天，具有空间及光谱分辨率高、光谱覆盖范围宽、重访频率高、能立体观测成像以及有在轨记录能力等特点。

此后，印度主要研制分辨率较高的“制图卫星”系列。

“制图卫星”系列

2005年5月5日，“制图卫星-1”（也称“印度遥感卫星-P5”）升空。它是印度首颗具备立体成像能力的卫星，使印度遥感卫星进入了一个新阶段，提高了绘制地图的精确性，对印度的制图和城镇规划具有重要意义。它的设计使用寿命至少5年，重1.5吨，装有2台全色照相机，分辨率2.5米，幅宽为30千米，可提供生成数字地形模型/数字高程模型的立体像对。它还能准确及时地监视印周边国家的导弹试验及发射情况并可提供清晰的图像。

2007年1月10日，“制图卫星-2”（也称“印度遥感卫星-P7”）升空，卫星重650千克，载有1台分辨率优于1米的全色相机，幅宽为9.6千米。它还是1颗能进行大气、海洋及气候观测的综合卫星，装有高度计、微波辐射计和散射计、热红外辐射计等，对全球大气及海洋环境进行综合观测。

制图卫星-1、2都属于军民两用的卫星。虽然2008年4月28日发射的“制图卫星-2A”（也称“印度遥感卫星-P8”）与“制图卫星-2”性能一样，但它是为印度军方单独定制的，可使印度有能力对邻国所有的核试爆地点、导弹发射井位置以及部队的集结进行密切监视。该卫星重访周期为4天，但通过适当的轨道机动可将重复访问周期提高到1天。它具有很灵活的机动作战能力，一旦需要随时可以变轨，从不同高度和角度，对一些重要目标实施纵深拍照，包括导弹阵地和机场等目标。“制图卫星-2A”上装有1台先进的全色照相机，分辨率约为0.7～1米，幅宽约为9.6千米，并具有45°斜视能力，可以满足军方和情报系统的需求。该卫星采用了若干新技术，如相机单轴双镜，基于电光结构的碳纤维增强塑料，轻质、大尺寸镜片，JPEG数据压缩，先进的固态存储器，高能恒星敏感器，等等。

2010年7月12日，“制图卫星-2B”升空，卫星重694千克，携带1台高分辨率全色相机，分辨率达0.8米，幅宽9千米，运行在高637千米、倾角98.1°的极轨轨道，可用于军事目的。

2016年6月22日，印度成功发射“制图卫星-2C”，卫星重727.5千克，功率986瓦，采用高500千米、倾角97.5°的近圆太阳同步轨道。该卫星比之前发射的制图卫星-2、2A和2B从技术指标上有了较大进步，使印度光学成像能力进一步增强。制图卫星-2、2A和2B无多光谱成像能力，而“制图卫星-2C”星上携带了全色和多光谱相机，全色分辨率0.65米，多光谱分辨率2米。印度媒体十分高调地报道称，“制图卫星-2C”协助印度陆军完成了对恐怖分子“外科手术式”的打击。

2017年2月15日和6月23日，印度成功发射制图卫星-2D和2E，它们与“制图卫星-2C”同属二代改进型，发射质量均为727.5千克，功率986瓦，采用高500千米、倾角97.5°的近圆太阳同步轨道，星上携带了全色和多光谱相机，全色分辨率0.65米，4通道多光谱分辨率2米，幅宽10千米。这两颗卫星直接由印度国防部负责运行，显著增强了军事侦察和民用应用，可为印度军事和政府用户提供快速任务指派和重访能力。

2018年，印度继续完善天基对地观测系统，于1月12日成功发射了制图卫星-2系列的第7颗卫星——“制图卫星-2F”。它与制图卫星-2C、2D、2E卫星性能指标基本相同，与制图卫星-2、2A、2B 系列卫星相比，技术能力有较大进步。卫星发射质量约710千克，星上携带了全色和多光谱相机，全色分辨率0.65米，4通道多光谱分辨率2米。

▲ 测试中的“印度遥感卫星-1C ”

▲ 印度制图卫星-2A（上）、迷你卫星-1（左）和其他一些小卫星被装到“极轨卫星运载火箭”上准备一起上天

目前，印度正在研制下一代“制图卫星”，其中“制图卫星-3”已于2019年11月27日升空。它是“制图卫星”系列的第9颗卫星，采用“印度遥感卫星-2”平台建造，发射质量1625千克，设计寿命5 年，运行在高509千米、倾角97.5°的太阳同步轨道。该卫星所载空间相机口径1.2米，采用自适应光学技术。全色分辨率0.25米，幅宽16千米；4谱段多光谱分辨率1.13米，幅宽16千米；高光谱分辨率12米，幅宽5千米。星上还载有分辨率5.5米的中波红外相机。星上采用多项新技术、新设备，如高敏捷性平台、速度更快的数据处理与传输系统、先进星上计算机与新型功率电子器件和双联万向天线等。据悉，“制图卫星-3”可为印度军方提供侦察军事活动、侦察边界沿线敌国军事装备的调动情况等。

侦察卫星亮相

▲ 组装“制图卫星-2B”

印度很早就开始筹划研制专用侦察卫星，以期成为亚洲军事航天大国。1999年夏季，印巴两国在克什米尔地区爆发大规模武装冲突后，印度军方在事后检讨时认为，由于缺乏侦察卫星监视，巴基斯坦武装分子得以秘密地将部队调入边境山区，使印方对战事缺乏准备、措手不及。为此，印度加快了侦察卫星的研发步伐。

2001年10月22日，印度首颗试验型光学成像侦察卫星——“技术实验卫星”升空，卫星重1008千克，轨道高度500千米，耗资2500万美元，可为侦察任务提供更清晰的图像，用于对印度与中国和巴基斯坦的边界进行侦察。

“技术实验卫星”采用民用“印度遥感卫星”平台，分辨率1米。它在轨道上演示和验证了用于印度未来卫星的一些技术。这些技术包括姿态和轨道控制系统、大转矩反作用轮、新型最优化反应控制系统和一个单组元推进剂储箱、轻质量卫星结构、固态记录仪、X频段相控阵天线、改进型卫星定位系统、微小型跟踪和指令、电源系统以及双镜共轴相机光学系统。该星还携带了1台全色照相机用于遥感试验，其任务是为印度军方提供印度海岸和印中、印巴边境的区域地图。

▲ “制图卫星-2”拍摄的卡塔尔多哈地区的多光谱图

其图像只用于军事目的，不做商业销售。卫星传递的图像由位于新德里的国防图像处理与应用中心进行处理，该中心的工作人员来自印度海陆空三军。该卫星曾传递过高质量的阿富汗战争以及印巴边境沿线巴基斯坦军队布局照片。印度一直在与阿富汗境内的美国地面部队共享该卫星收集的战略信息数据。实践证明，这些照片对军队首脑以及决策者具有极大帮助。除曾监控过阿富汗战事及巴基斯坦军队部署外，“技术实验卫星”还肩负着为印度军方提供印度海岸及印中、印巴边境区域地图的职责。在伊拉克战争中，“技术实验卫星”也窥视了伊拉克战区。

这颗卫星每天至少绕地球轨道转14次，在2～3天内重新观测地球表面同一地区一次，由印度国防情报局局长负责管理。

▲ 吊装“制图卫星-3”

2019年4月1日，印度发射了首颗国产电子侦察卫星——“电磁情报收集卫星”，卫星采用印度的“小型卫星-2”平台，重436千克，运行在太阳同步轨道，可提供电磁频谱测量，被认为主要进行雷达信号监测。

重视雷达卫星

▲ 整流罩内的“电磁情报收集卫星”

▲ 吊装“雷达成像卫星-2BR1”

上述印度遥感卫星都采用光学成像方式，最大优点是分辨率高，最大缺点是在天气不好时难以对地观测。为此，印度一直想发展能全天候工作的雷达成像卫星，因为这种卫星虽然分辨率稍低，但可以穿云破雾，风雨无阻地进行对地观测，从而在季风季节以及常年云遮地区成为印度唯一的数据信息来源。

由于国产“雷达成像卫星-1”出现延误，所以2009年4月20日升空的印度首颗雷达卫星是“雷达成像卫星-2”，它以以色列技术合成孔径雷达-1卫星的雷达系统为基础，并从以色列购买了X波段合成孔径雷达成像仪。卫星重300千克，有效载荷100千克，功率750瓦，轨道高度550千米，雷达天线直径5米，分辨率1米（能拍摄到自行车大小的物体），设计寿命5年。为了满足用户需求而提供不同等级的影像产品，其上的X频段星载合成孔径雷达有4种扫描模式：聚束扫描模式的分辨率优于1米；超级马赛克扫描模式的分辨率达1.8米；广域覆盖扫描模式的分辨率为8米；条带扫描模式的分辨率为3米。它每次运行能够生成多幅图像，因此费效比较高、性能优异。该卫星可用于监控印度边境，检查越境活动；帮助安全部队打击渗透和恐怖主义活动，追踪武装分子训练营等有威胁性的目标以及来袭弹道导弹，提高印度的侦察能力；可轻易地“识破”用布或是树叶伪装过的隐蔽营地和运输工具；还能用于地质灾害监测、农林业生产、土壤水分分析、地质勘测和海冰等。

2012年4月26日，印度发射了首颗国产雷达卫星——“雷达成像卫星-1”，它运行在高度为609千米、倾角为96°的太阳同步轨道，重约1750千克，采用三轴稳定平台，其中自主研发的星载C波段合成孔径雷达等有效载荷重约950千克，采用5种扫描模式和多种极化系统设计，分辨率为2～50米，幅宽30～240千米。“雷达成像卫星-1”能够穿透云雾，全天时、全天候拍摄高分辨率成像，可军民两用，所以也被称为印度第1颗国产雷达成像侦察卫星。该卫星上天后，提高了印度军方对复杂气象条件下地区的监控能力，并可侦察和监视攻击印度的弹道导弹。“雷达成像卫星-1”于2017年宣布退役。

2019年5月21日和12月11日，印度先后发射了雷达成像卫星-2B、2BR1。本次发射的“雷达成像卫星-2B2”与它们基本相同，拟在“雷达成像卫星-2A”发射前用来延续“雷达成像卫星-2”的数据。这些卫星都配备X波段合成孔径雷达，设计寿命5年，分辨率0.3米。

▲ 测试“雷达成像卫星-2BR2”，可以看到其顶部安装了一个伞型雷达天线

“雷达成像卫星-2B”的发射质量615千克，运行在555千米、倾度37°轨道，对印度边境和周边海域进行监控，重点关注区域为本国和巴基斯坦，但它并不具有全球覆盖能力，与光学成像卫星互为补充，主要为印度政府和军方提供雷达图像数据，用于军事侦察、农业、林业、海岸监测和灾害管理等众多领域。

“雷达成像卫星-2BR1”重628千克，设计寿命5 年，运行在高度576千米、倾角37°的圆轨道。卫星采用比此前同系列卫星更大的平台，据称是新的六棱柱体构型，装有直径3.6米的碟形微波网状天线，可为雷达仪器提供2千瓦的功率。

“雷达成像卫星-2BR2”重630千克，雷达天线直径也是为3.6米，运行在倾角37°的轨道，这虽然不能提供全球观测覆盖，但可提供对印度领土和邻国的定期重访飞行。另外，印度空间研究组织已决定采取新的对地观测卫星命名办法，即用地球观测卫星加外一个序列号。“雷达成像卫星-2BR2”由此更名为“地球观测卫星-01”。

印度拟在2021年前陆续发射雷达成像卫星-1A和1B，以延续“雷达成像卫星-1”的服务，并把分辨率提高到0.25米。

综上所述，虽然印度的经济条件有限，但它利用有限的资金重点发展对国民经济有重要影响的遥感卫星系统，走出了一条成功的发展之路。与此同时，其侦察卫星的总体发展是沿着寓军于民的方向，即通过对民用航天工业的大力扶植，不断扩大其军用潜力与能力，同时注重军事专用航天系统的开发与研制。