三軍傳聲筒——國防通信衛(wèi)星

2003年8月29日，美國德爾它-4火箭成功將美國空軍的最后1顆國防通信衛(wèi)星-3送入地球靜止軌道。

美國國防通信衛(wèi)星是從1962年開始研制的，主要承擔(dān)戰(zhàn)略通信任務(wù)，為美國國家指揮機(jī)關(guān)和作戰(zhàn)部隊(duì)之間提供高質(zhì)量的保密通信和高速數(shù)據(jù)傳輸。到目前為止，國防通信衛(wèi)星已經(jīng)發(fā)展了3代，這3代衛(wèi)星一直是美國最重要的全球性軍事通信衛(wèi)星，現(xiàn)正在為美軍服務(wù)的主力就是第3代衛(wèi)星，但它也將被新一代軍用通信衛(wèi)星“寬帶全球衛(wèi)星通信”取代。

昔日明星

第1代國防通信衛(wèi)星于1966～1968年共發(fā)射了26顆，都是小衛(wèi)星。這些衛(wèi)星分4次發(fā)射，每次發(fā)射7～8顆，它們均運(yùn)行在33915千米的地球靜止軌道，其中第1批衛(wèi)星于1966年6月16日升空。這一代衛(wèi)星重約45千克，設(shè)計(jì)壽命3年，只有1個超高頻信道（上行頻率為8吉赫，下行頻率為7吉赫），主要解決遠(yuǎn)程戰(zhàn)略通信問題。整個系統(tǒng)于1967年7月1日服役。

1971年，第2代國防通信衛(wèi)星開始服役，部署在地球靜止軌道。到1989年9月，16顆第2代衛(wèi)星全部發(fā)射完畢，其中4顆發(fā)射失敗。這一代衛(wèi)星的外形是直徑為274厘米、高為396厘米的圓柱體，重約590千克，設(shè)計(jì)壽命5年，采用自旋穩(wěn)定方式。它在通信載荷和傳輸容量方面均有相當(dāng)大的提高，每顆衛(wèi)星上的兩個喇叭天線和兩個拋物面碟形天線能提供1300路雙工話音或每秒100兆比特?cái)?shù)據(jù)。碟形天線可由地面指令控制，使控制器有能力將衛(wèi)星波束集中覆蓋地球表面的較小區(qū)域。如必要，可用推進(jìn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)軌道重新定位。該星不僅能用于遠(yuǎn)程戰(zhàn)略通信，還可支援突發(fā)事件等作戰(zhàn)活動。

目前美空軍航天司令部擁有的國防通信衛(wèi)星-3系統(tǒng)，可以為國防官員和戰(zhàn)場指揮員提供安全的話音服務(wù)以及高速的數(shù)據(jù)通信。同時，它能將太空作戰(zhàn)數(shù)據(jù)和預(yù)警數(shù)據(jù)傳送給不同的系統(tǒng)和用戶。

現(xiàn)役主力

第3代國防通信衛(wèi)星由洛馬公司研制，于1982年10月29日開始發(fā)射，總計(jì)14顆，均部署在地球靜止軌道上。其標(biāo)準(zhǔn)星座由5顆工作星和至少3顆備用星組成，能保證除兩極外全球所有地區(qū)24小時不間斷通信。它的管理研制單位和用戶是美國國防通信局、空軍、陸軍和海軍。

這一代衛(wèi)星是長207厘米、寬193厘米、高196厘米的箱體，設(shè)計(jì)壽命10年，采用三軸穩(wěn)定方式。由5個基本組成部分構(gòu)成：質(zhì)量為273千克的推進(jìn)系統(tǒng)、1240瓦的太陽能電池陣、模塊結(jié)構(gòu)、內(nèi)插板和轉(zhuǎn)發(fā)器板。衛(wèi)星天線包括4個覆蓋地球的天線，每兩個一組，分別用于收發(fā)。1副61波束波導(dǎo)透鏡接收天線，用來提供選擇性覆蓋和干擾保護(hù)；2副具有波束成形網(wǎng)絡(luò)的19波束波導(dǎo)透鏡多波束發(fā)射天線，可快速產(chǎn)生選擇性天線方向圖，適應(yīng)地面接收機(jī)網(wǎng)絡(luò)的要求；高增益碟形天線，用于點(diǎn)波束傳輸。利用這些天線，可與廣大區(qū)域或特殊終端進(jìn)行通信。

星上裝有6臺工作轉(zhuǎn)發(fā)器（4臺備用轉(zhuǎn)發(fā)器），工作帶寬分別是60兆赫（4臺）、85兆赫（1臺）和50兆赫（1臺），工作頻段為超高頻和特高頻。星上的6條信道各自通過自己的射頻放大器進(jìn)行工作。遙測容量包括490條雙電平信道、320條模擬信道和18個串行數(shù)字輸入。如果星上傳感器檢測到干擾，地面控制器可以利用星上可調(diào)整的波束天線對抗任何干擾機(jī)的干擾。星上的1臺特高頻/超高頻單信道轉(zhuǎn)發(fā)器用于向戰(zhàn)略核部隊(duì)轉(zhuǎn)發(fā)緊急行動信息。衛(wèi)星具有273千克燃料容量的推進(jìn)系統(tǒng)并且?guī)в腥哂嗟耐七M(jìn)器及燃料箱。冗余推進(jìn)器提供1.3～4.4牛的推力。

由于采用多種擴(kuò)頻設(shè)備，第3代國防通信衛(wèi)星的抗干擾能力進(jìn)一步增強(qiáng)，同時星體采取了抗輻射加固措施，能夠承受低能級閃光效應(yīng)、γ射線、X射線和電磁脈沖，因而用途更廣，可支持大型固定終端、小型移動終端，提供近程戰(zhàn)術(shù)通信和遠(yuǎn)程戰(zhàn)略通信。它還能在軌調(diào)整發(fā)射機(jī)功率、接收機(jī)靈敏度和天線的覆蓋范圍，使執(zhí)行任務(wù)的靈活性和有效性大大提高。為了提高生存能力，它在S波段和X波段采用了進(jìn)一步強(qiáng)化的指令系統(tǒng)，并在天線系統(tǒng)中采用了多波束天線、常規(guī)的喇叭天線和1副裝在萬向架上的拋物面天線。此外，它還可以將轉(zhuǎn)發(fā)器的增益控制在39分貝范圍內(nèi)，且能以頻分多址、擴(kuò)展頻譜多址和單載波方式工作，具有抗干擾、防核打擊的生存能力。

軍用大腕

第3代國防通信衛(wèi)星系統(tǒng)是全球軍事指揮控制系統(tǒng)，為美軍各軍兵種提供全球通信，即在重要軍事終端與國家指揮機(jī)關(guān)之間提供話音、數(shù)據(jù)、數(shù)字和電視傳輸，主要是為大容量固定用戶提供保密的話音和高速數(shù)據(jù)率通信，還可為各種系統(tǒng)和用戶傳送空間操作和早期預(yù)警數(shù)據(jù)。

其話音信道能力為每秒200兆比特，比25年前制造時的信道能力增加了兩倍。目前整個星座包括5顆主星和5顆備用星。

第3代國防通信衛(wèi)星系統(tǒng)通過地面站提供大部分點(diǎn)到點(diǎn)通信業(yè)務(wù)，同時主要用于“捕食者”和“全球鷹”無人機(jī)在伊拉克和阿富汗地區(qū)的作戰(zhàn)。美國陸軍負(fù)責(zé)管理和使用第3代國防通信衛(wèi)星的通信有效載荷。

2003年3月10日發(fā)射的國防通信衛(wèi)星-3在軌壽命11年。2003年8月29日發(fā)射的第14顆國防通信衛(wèi)星-3由洛馬公司制造，美國防信息系統(tǒng)局負(fù)責(zé)運(yùn)行管理。它是改進(jìn)的超高頻通信衛(wèi)星，用于向國防部用戶提供改進(jìn)的不間斷加密話音通信和高速率通信。它的主要改進(jìn)是提高下行鏈路的功率，改進(jìn)其天線的連通性，并與其他13顆在軌的國防通信衛(wèi)星構(gòu)成完整的國防衛(wèi)星通信系統(tǒng)。從第1顆國防通信衛(wèi)星-3發(fā)射至今，被人稱為“美國軍方超高頻通信衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的工廠”的國防通信衛(wèi)星-3為全球的美軍提供了加密且可靠的通信能力。

最后1顆國防通信衛(wèi)星-3 載有5副發(fā)射天線（2副地球覆蓋喇叭形天線，2副19波束波導(dǎo)透鏡天線和1副高增益可控拋物面天線）、3副接收天線（2副地球覆蓋喇叭形天線與1副可控61波束波導(dǎo)透鏡天線）和50兆赫、75兆赫、85兆赫、60兆赫等6個超高頻通信信道載荷。衛(wèi)星設(shè)計(jì)使用壽命為10年。

美國已制定出更換第3代國防通信衛(wèi)星系統(tǒng)容量的新計(jì)劃，以使更多的戰(zhàn)術(shù)用戶能用上國防通信衛(wèi)星。

對現(xiàn)有第3代國防通信衛(wèi)星改進(jìn)型的開發(fā)從1996年開始，其特點(diǎn)是大大地增強(qiáng)抗干擾能力和增加星際鏈路，采用激光通信技術(shù)，衛(wèi)星不僅有特高頻能力，還增加極高頻能力，使衛(wèi)星通信容量增加，帶寬也增加，從而可以傳輸更多的信息，并且具有更強(qiáng)的抗干擾能力。第3代國防通信衛(wèi)星改進(jìn)型衛(wèi)星系統(tǒng)預(yù)期會有更長的壽命。

后繼有星

國防通信衛(wèi)星的后繼星是新一代軍用通信衛(wèi)星“寬帶全球衛(wèi)星通信”，它原來叫 “寬帶填隙衛(wèi)星”。

2007年10月10日，美國宇宙神-5火箭把第1顆美國國防部“寬帶全球衛(wèi)星通信”衛(wèi)星送入太空，波音公司已經(jīng)接收到了該衛(wèi)星發(fā)回的信號。它是1顆新軍事衛(wèi)星，用于滿足日益提升的軍事衛(wèi)星通信需求，其通信容量是國防通信衛(wèi)星的10倍。經(jīng)過一系列的軌道機(jī)動與在軌試驗(yàn)，這顆衛(wèi)星有望于2008年第一季度開始為美國空軍服務(wù)?！皩拵蛐l(wèi)星通信”系列衛(wèi)星將增強(qiáng)并最終替代國防衛(wèi)星通信系統(tǒng)星座，以及目前有美國海軍“超高頻后繼衛(wèi)星”所提供的全球廣播服務(wù)功能，還將降低美國政府對商業(yè)衛(wèi)星通信服務(wù)的依賴。首顆“寬帶全球衛(wèi)星通信”衛(wèi)星采用波音-702衛(wèi)星平臺，它工作在X波段和Ka波段，能夠提供其他軍事衛(wèi)星通信系統(tǒng)所不能提供的許多重要作戰(zhàn)特征。例如，該衛(wèi)星擁有18個可重新配置的覆蓋區(qū)，以及具備向不同覆蓋區(qū)進(jìn)行廣播和多點(diǎn)廣播的傳送能力，并且能夠連接位于任意區(qū)域和所有區(qū)域的用戶，即使他們處于不同工作頻率。