印度首顆 國(guó)產(chǎn)雷達(dá)衛(wèi)星即將發(fā)射

□□印度空間研究組織（ISRO）主席拉達(dá)克里希南（K.Radhakrishnan）在印度國(guó)立開(kāi)放大學(xué)（IGNOU）25周年紀(jì)念講座中表示，由印度自行研發(fā)的新型雷達(dá)成像衛(wèi)星-1（RISAT-1）將于2011年發(fā)射，一旦這顆衛(wèi)星成功發(fā)射，將大幅提升印度對(duì)地觀測(cè)能力，成為印度航天能力發(fā)展的重要里程碑。拉達(dá)克里希南表示，印度現(xiàn)有的遙感衛(wèi)星主要使用可見(jiàn)光與紅外譜段，因此不能穿過(guò)云層拍攝地球；而RISAT-1衛(wèi)星具備全天候?qū)Φ赜^測(cè)的能力。其星載合成孔徑雷達(dá)（SAR）由ISRO自主研發(fā)，能夠全天時(shí)工作，從而提高印度救災(zāi)響應(yīng)能力。RISAT-1衛(wèi)星還將有益于測(cè)繪和管理自然災(zāi)害，例如洪水和滑坡，此外，它可提高防御監(jiān)視能力，幫助追蹤有威脅的船只等。

1 RISAT衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)展背景

近年來(lái)，隨著航天技術(shù)的迅猛發(fā)展以及周邊局勢(shì)變化，出于保障國(guó)家安全及構(gòu)建天基衛(wèi)星系統(tǒng)的需要，印度先后發(fā)射了多顆具有軍事功能的“印度遙感衛(wèi)星”（IRS）系列民用遙感衛(wèi)星和“印度衛(wèi)星”（INSAT）系列通信衛(wèi)星，以及軍事色彩濃厚的“技術(shù)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星”（TES）、制圖衛(wèi)星-2A、2B（CARTOSAT-2A、2B）等偵察衛(wèi)星，并計(jì)劃在2011年年底發(fā)射“印度區(qū)域?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)”（IRNSS）的首顆星。截至目前，印度已擁有了世界上最大的遙感星群，且分辨率位居世界前列，并在航天軟件制造等領(lǐng)域處于領(lǐng)先水平。其中，CARTOSAT-2B對(duì)地分辨率可達(dá)0.8m。根據(jù)ISRO公布的“十一五”規(guī)劃（2007年4月1日-2012年3月31日）的相關(guān)內(nèi)容，印度計(jì)劃總共發(fā)射11顆各種型號(hào)的成像偵察衛(wèi)星，并進(jìn)一步提高分辨率，以完善本國(guó)的衛(wèi)星偵察網(wǎng)絡(luò)。但是，由于雷達(dá)成像等技術(shù)能力不足，印度長(zhǎng)期困擾于無(wú)法擁有雷達(dá)成像偵察衛(wèi)星的難題，因而缺乏對(duì)印度復(fù)雜氣象地區(qū)實(shí)施全天候監(jiān)視的能力。

與此同時(shí)，隨著印度傳統(tǒng)宿敵巴基斯坦在近年來(lái)軍事實(shí)力持續(xù)增強(qiáng)，尤其是雙方在克什米爾等爭(zhēng)議地區(qū)的糾紛持續(xù)不斷，兩國(guó)軍備競(jìng)賽有所加劇等因素，印度軍方對(duì)于在夜間和雨季期間擁有監(jiān)視能力的需求更為迫切。在這種情況下，印度政府緊急購(gòu)買(mǎi)了由以色列制造的RISAT-2衛(wèi)星，并于2009年4月發(fā)射升空。與以前的遙感衛(wèi)星不同，RISAT-2衛(wèi)星使用裝有多個(gè)天線的SAR，天線可以接收信號(hào)，再將信號(hào)處理成高清晰度圖像。由于該衛(wèi)星能從距地球500km的軌道上拍攝到自行車(chē)大小的物體，并可以在任何天氣條件下不分晝夜地工作，因此能用于追蹤像武裝分子訓(xùn)練營(yíng)地這樣有威脅性的目標(biāo)，還可幫助印度跟蹤來(lái)襲的敵彈道導(dǎo)彈。此后，ISRO加速了國(guó)產(chǎn)RISAT-1的研發(fā)。

2 RISAT衛(wèi)星系統(tǒng)的組成

RISAT系列衛(wèi)星是印度部署的首個(gè)雷達(dá)成像衛(wèi)星系統(tǒng)，在季風(fēng)季節(jié)及常年云遮地區(qū)，該衛(wèi)星系統(tǒng)將成為印度唯一的數(shù)據(jù)信息來(lái)源。RISAT衛(wèi)星系統(tǒng)主要包括2顆RISAT衛(wèi)星，以及相關(guān)的地面控制系統(tǒng)等。

RISAT-1衛(wèi)星

RISAT-1衛(wèi)星是印度首顆自行研發(fā)的雷達(dá)成像衛(wèi)星，原計(jì)劃2009年部署，因技術(shù)等問(wèn)題延遲至2011年發(fā)射。衛(wèi)星擬運(yùn)行在高度為609km、傾角為96°的太陽(yáng)同步軌道。在該軌道運(yùn)行的衛(wèi)星太陽(yáng)電池能穩(wěn)定地受到陽(yáng)光照耀，而不用擔(dān)心受到日食的影響，從而可延長(zhǎng)太陽(yáng)電池使用時(shí)間和衛(wèi)星使用壽命。RISAT-1衛(wèi)星由ISRO負(fù)責(zé)研發(fā)，可廣泛應(yīng)用于農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)、土壤水分分析、地質(zhì)勘測(cè)、海冰和海岸監(jiān)測(cè)，以及較高的目標(biāo)識(shí)別監(jiān)視能力。此外，它也能用于洪水等災(zāi)害監(jiān)測(cè)服務(wù)。

RISAT-1衛(wèi)星所載SAR的主要性能參數(shù)

RISAT-1衛(wèi)星外形呈棱鏡形狀，采用三軸穩(wěn)定姿態(tài)控制，太陽(yáng)電池翼和一些子系統(tǒng)安裝在星體的長(zhǎng)方體部分。衛(wèi)星總質(zhì)量約1750kg，其中SAR等有效載荷質(zhì)量約950kg。按照設(shè)計(jì)，其兩副太陽(yáng)電池翼能提供高效的電源，可為每組容量40Ah的兩組鎳氫（NiH）電池充電，并能持續(xù)10min提供70V、350kW的直流電壓。該衛(wèi)星裝有1臺(tái)C頻段SAR。由于衛(wèi)星采用了多種掃描模式和C頻段多極化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，因此可以提供2～50m的空間分辨率，以及30～240km不同刈幅寬度的影像產(chǎn)品。該衛(wèi)星還采用了多種新技術(shù)，例如容量為160×4Mbit/s的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；角動(dòng)量為50N·m·s的反作用輪；新型天線展開(kāi)控制系統(tǒng)和雙極化相控陣天線等。其中，SAR天線類(lèi)型為微型天線，也稱(chēng)微帶天線或印刷式天線（Printed Antenna），其性能與傳統(tǒng)偶極天線沒(méi)有太大差別，只是為了縮小體積而特別改變外貌，從而可以使天線更短小輕薄。此外，RISAT-1衛(wèi)星還可提供240Gbit的星載存儲(chǔ)能力，其下行頻率為X頻段，最大數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)640Mbit/s，并能在正交相移鍵控（QPSK）調(diào)節(jié)模式下提供右旋圓極化（RHC）、左旋圓極化（LHC）兩種極化方式。

RISAT-1衛(wèi)星所載SAR有5種工作模式：①高分辨率帶狀工作模式 1（FRS 1），分辨率3m，刈幅范圍30 km，極化方式為同極化、交叉極化，或者同時(shí)使用；②高分辨率帶狀工作模式 2，分辨率12m，刈幅范圍30km，采用全極化方式（4種）；③中分辨率掃描合成孔徑雷達(dá)工作模式（MRS），分辨率25m（額定），刈幅范圍20km，極化方式為同極化、交叉極化，或者同時(shí)使用；④低分辨率掃描合成孔徑雷達(dá)工作模式（CRS），分辨率50m（額定），刈幅范圍240km，極化方式為同極化、交叉極化，或者同時(shí)使用；⑤高分辨率聚束工作模式（HRS），分辨率優(yōu)于2m, 刈幅范圍約10km，極化方式為同極化、交叉極化，或者同時(shí)使用。此外，根據(jù)性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，HRS模式下可將方位角范圍提高至100km，但分辨率將有所下降。

RISAT-2衛(wèi)星

RISAT-2衛(wèi)星由以色列航空工業(yè)公司研制，其設(shè)計(jì)基于以色列“技術(shù)合成孔徑雷達(dá)”（TecSar）系列衛(wèi)星。2008年11月發(fā)生孟買(mǎi)恐怖襲擊案件后，印度積極爭(zhēng)取買(mǎi)下了這顆衛(wèi)星，并于2009年4月20日利用印度 “極軌衛(wèi)星運(yùn)載火箭”（PSLV）發(fā)射升空。RISAT-2衛(wèi)星質(zhì)量約為300kg，有效載荷約為100kg，采用三軸穩(wěn)定姿態(tài)控制，衛(wèi)星平臺(tái)為光學(xué)衛(wèi)星-2000（OptSat-2000）；其太陽(yáng)電池翼可提供約750W功率，星載存儲(chǔ)能力約240Gbit，設(shè)計(jì)壽命大于5年；它運(yùn)行在近地點(diǎn)約449.7km、遠(yuǎn)地點(diǎn)約544.6km，軌道傾角約41.2°的軌道上，每94.4min可通過(guò)特定目標(biāo)區(qū)域1次。該衛(wèi)星可為印軍提供分辨率高達(dá)1m的衛(wèi)星圖片，用于監(jiān)控印度邊境，檢查越境活動(dòng)，幫助印度安全部隊(duì)打擊滲透和恐怖主義活動(dòng)，提高印度的偵察能力。

與以色列TecSar衛(wèi)星上的主要載荷相同，RISAT-2衛(wèi)星也搭載了高分辨率X頻段SAR，它包括5個(gè)主要子系統(tǒng)：①雷達(dá)信號(hào)與控制系統(tǒng)（RSC)；②多行波管發(fā)射機(jī)（MTT)；③展開(kāi)式網(wǎng)狀拋物面天線；④星載記錄器（OBR），存儲(chǔ)能力為256Gbit；⑤數(shù)據(jù)鏈路傳輸單元（DLTU）,其下行鏈路最大數(shù)據(jù)傳輸率為620Mbit/s。其中的MTT所產(chǎn)生的能量可傳輸至天線饋源陣列的不同饋源，從而實(shí)現(xiàn)RISAT-2衛(wèi)星的電子波束掃描能力。每個(gè)饋源相對(duì)于天線焦點(diǎn)的位置不同，因此可以在空間形成多波束模式。其網(wǎng)狀拋物面天線采用真延時(shí)（TTD）技術(shù)，具有很寬的帶寬。天線反射面由碳纖維增強(qiáng)塑料（CFRP）中央天線及其周?chē)木W(wǎng)狀天線組成。全部網(wǎng)狀天線的質(zhì)量還不足0.5kg。

此外，RISAT-2衛(wèi)星還具有多種工作模式，從而可根據(jù)用戶(hù)需求提供不同等級(jí)的影像產(chǎn)品。包括：①?gòu)V域覆蓋合成孔徑雷達(dá)工作模式，主要利用電子波束控制擴(kuò)大刈寬，提供分辨率為8m的圖像；②條帶工作模式，提供分辨率為3m的圖像；③聚束掃描模式，提供分辨率優(yōu)于1m的圖像；④超級(jí)馬賽克模式，主要利用機(jī)械控制與電子波束控制能力，提供分辨率達(dá)1.8m的大覆蓋面圖像。

地面終端

ISRO遙測(cè)跟蹤和指揮網(wǎng)絡(luò)（ISTRAC）主要由位于印度班加羅爾的多任務(wù)衛(wèi)星控制中心，位于印度北部的勒克瑙地面站、斯里赫里戈達(dá)地面站，位于印度南部的布萊爾港地面站、特里凡得瑯地面站，以及位于非洲的毛里求斯地面站，位于俄羅斯的貝爾斯拉克地面站，位于文萊的地面站和位于印度尼西亞的比亞克地面站等組成，主要負(fù)責(zé)綜合網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集和遙測(cè)、跟蹤與指揮。其中，班加羅爾衛(wèi)星控制中心也是印度頂級(jí)的衛(wèi)星研發(fā)與制造基地，主要從事衛(wèi)星的設(shè)計(jì)、研發(fā)、組裝和調(diào)試。該中心主要由衛(wèi)星裝配、測(cè)試中心和光-電傳感器實(shí)驗(yàn)室3部分組成，并先后成功研發(fā)了印度首顆通信、遙感以及氣象等國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星。

按照現(xiàn)有程序，各地面站接收的影像數(shù)據(jù)統(tǒng)一由ISRO下屬的印度國(guó)家遙感中心（NRSC）進(jìn)行分類(lèi)和分配，然后由NRSC根據(jù)不同協(xié)議，提供不同等級(jí)、格式的影像和數(shù)據(jù)資料。NRSC于2008年9月1日成立，是印度政府考慮到航空與衛(wèi)星遙感領(lǐng)域活動(dòng)的重要性，由前印度國(guó)家遙感局（NRSA）改名而成，主要負(fù)責(zé)衛(wèi)星數(shù)據(jù)和航天數(shù)據(jù)的接收、處理、傳播等，并提供有價(jià)值的輔助服務(wù)和培訓(xùn)等。NRSC還在距離海德拉巴約55km處的薩德加建有1處地面站，幾乎可以接收現(xiàn)有的全部遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)。

3 RISAT的主要特點(diǎn)及影響分析

性能出色

近年來(lái)，印度憑借由民用遙感衛(wèi)星和偵察衛(wèi)星組成的系統(tǒng)，初步形成了對(duì)其鄰國(guó)進(jìn)行定期偵察的能力，其偵察范圍可覆蓋整個(gè)南亞乃至印度洋地區(qū)。但由于在雷達(dá)成像技術(shù)領(lǐng)域存在短板，因此無(wú)法對(duì)復(fù)雜氣候地區(qū)的狀況實(shí)施全天候監(jiān)測(cè)。而RISAT系列衛(wèi)星的升空，有效彌補(bǔ)了印度軍方對(duì)于上述地區(qū)目標(biāo)情報(bào)的需求。由于其具有全天候偵察能力，所以提高了印度軍方對(duì)復(fù)雜氣象條件下地區(qū)的監(jiān)控能力。該衛(wèi)星還可偵察和監(jiān)視攻擊印度的彈道導(dǎo)彈，為印度正在構(gòu)建的彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)提供空間監(jiān)視平臺(tái)，大大延長(zhǎng)預(yù)警時(shí)間。與此同時(shí)，RISAT系列衛(wèi)星還具有較高的分辨率和多種掃描模式。以RISAT-2衛(wèi)星為例，該衛(wèi)星裝有直徑約5m的碟形雷達(dá)天線，探測(cè)能力十分驚人，不僅能全天候、全天時(shí)為印軍提供分辨率高達(dá)1m的衛(wèi)星圖片，還可輕易地“識(shí)破”用布或樹(shù)葉偽裝過(guò)的隱蔽營(yíng)地和運(yùn)輸工具。美國(guó)洛馬公司的一位專(zhuān)家表示，RISAT衛(wèi)星完全可以和美國(guó)空軍最新改進(jìn)型U-2高空偵察機(jī)搭載的成像雷達(dá)相媲美。此外，RISAT-2衛(wèi)星不僅有多種工作模式，而且每次運(yùn)行能夠生成多幅圖像，是一個(gè)費(fèi)效比較高、性能出眾的偵察衛(wèi)星系統(tǒng)。

立足國(guó)產(chǎn)

迄今為止，印度已先后同美國(guó)、俄羅斯、以色列、法國(guó)和加拿大等數(shù)十個(gè)國(guó)家及國(guó)際組織開(kāi)展了太空領(lǐng)域的國(guó)際合作。其中，印度與以色列的合作最為突出。印度通過(guò)租借[如地球資源觀測(cè)衛(wèi)星-A（EROS-A）]、聯(lián)合研制［如地平線-5（Ofeq-5）衛(wèi)星］和聯(lián)合發(fā)射（如TecSar衛(wèi)星）等多種手段，一方面協(xié)議獲取他國(guó)衛(wèi)星的情報(bào)資源，另一方面則利用承接發(fā)射任務(wù)等方式換取別國(guó)相關(guān)核心技術(shù)的扶持。例如，2008年1月，印度替以色列發(fā)射了TecSar偵察衛(wèi)星。根據(jù)雙方達(dá)成的協(xié)議，印度可以與以色列共享該衛(wèi)星拍攝的秘密圖像。而印度此后向以色列購(gòu)買(mǎi)的RISAT-2衛(wèi)星無(wú)論設(shè)計(jì)還是性能，都基本與以色列TecSar衛(wèi)星相同。需要指出的是，印度在開(kāi)展國(guó)際合作的同時(shí)，也并不是一味地“拿來(lái)主義”，而是注重消化吸收和創(chuàng)新，最終達(dá)成國(guó)產(chǎn)化目標(biāo)。以RISAT-1衛(wèi)星為例，在其研制過(guò)程中，因SAR技術(shù)受阻后，印度轉(zhuǎn)而購(gòu)買(mǎi)了基于以色列TecSar衛(wèi)星設(shè)計(jì)的RISAT-2，通過(guò)借鑒和技術(shù)交流推動(dòng)RISAT-1的研發(fā)進(jìn)程，最終完成衛(wèi)星研制，并促進(jìn)了本國(guó)獨(dú)立衛(wèi)星研發(fā)能力的發(fā)展。

印度與法國(guó)開(kāi)展航天合作

4 結(jié)束語(yǔ)

目前，印度正加緊建設(shè)獨(dú)立的衛(wèi)星偵察系統(tǒng)，預(yù)計(jì)到2030年，印度將擁有種類(lèi)齊全的偵察和監(jiān)視衛(wèi)星、通信衛(wèi)星和氣象衛(wèi)星等，從而具備較強(qiáng)的空間情報(bào)偵察及空間作戰(zhàn)支援能力。ISRO在2012年度前還將依次為印度海軍、空軍和陸軍發(fā)射各自的專(zhuān)用衛(wèi)星，以加強(qiáng)其通信、情報(bào)搜集和導(dǎo)航能力。而隨著RISAT-1等國(guó)產(chǎn)雷達(dá)成像衛(wèi)星的部署，印度的空間能力也必將得到進(jìn)一步的提升?！?/p>