日本空間力量建設現(xiàn)狀和發(fā)展研究

李 悅，王 京，張成勇

(中國人民解放軍61541部隊，北京 100094)

·情報分析·

日本空間力量建設現(xiàn)狀和發(fā)展研究

李 悅，王 京，張成勇

(中國人民解放軍61541部隊，北京 100094)

日本空間力量長期以來藏軍于民，但卻擁有宏大的工業(yè)基礎和雄厚的技術支撐，空間“動員能力”很強。重點對日本空間力量部署和作戰(zhàn)能力進行了研究，對空間力量發(fā)展規(guī)律提出看法，為應對日本國家安全戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變提供了參考。

日本；衛(wèi)星；空間力量

0 引言

2016年3月29日，日本正式實施新安保法案，允許日本在海外沖突中行使集體自衛(wèi)權，日本自衛(wèi)隊由此可以派兵前往世界幾乎任何地方。實質(zhì)上，現(xiàn)代化的日本自衛(wèi)隊在力量上早已經(jīng)超越了本土防御的需求，它已經(jīng)成為一支多功能的武裝力量，能夠有效應對本國境內(nèi)和境外的各種威脅，其作戰(zhàn)能力超越地區(qū)甚至全球的許多國家軍隊[1]。擁有這樣實力的日本國防，可以說已經(jīng)做好了境外用兵的力量積淀，本土之外將成為日本今后主要國防戰(zhàn)略方向，構筑與之匹配的空間力量將成為日本實現(xiàn)戰(zhàn)略目標的核心支撐。探析日本空間力量現(xiàn)狀及發(fā)展有著重要的現(xiàn)實和戰(zhàn)略意義。

1 空間力量現(xiàn)狀

綜合各專業(yè)衛(wèi)星網(wǎng)站提供的全球在軌衛(wèi)星數(shù)據(jù)[2-4]，截至2016年6月，全球在軌衛(wèi)星共計1420顆，日本擁有51顆，占全球總量的3.6%，位列美國、俄羅斯、中國之后，排名第四。從數(shù)量上看日本已經(jīng)成為航天大國。

日本衛(wèi)星發(fā)展體系并不十分明顯,本文按照用戶將日本衛(wèi)星分為軍用、政府、商用和民用四類研究。軍用衛(wèi)星共8顆，受其“掩軍于民”戰(zhàn)略影響，目前明確的僅“IGS(情報收集衛(wèi)星)”一個系列，主要用于成像偵察。政府衛(wèi)星共17顆，主要由成像衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、導航衛(wèi)星和技術試驗衛(wèi)星組成；商業(yè)衛(wèi)星共16顆，主要為通信衛(wèi)星。民用衛(wèi)星共10顆，主要是日本各大學研制的技術試驗小衛(wèi)星。具體情況如表1所示[2-4]。

1.1 軍用衛(wèi)星

IGS系列低軌道衛(wèi)星是日本從1998年開始重點打造的唯一軍事成像偵察衛(wèi)星，主要解決天基情報收集手段高度依賴美軍、情報可靠度無法驗證和情報時效差等問題。目前已經(jīng)發(fā)展三代，在軌8顆，建成了由兩顆光學成像衛(wèi)星和兩顆雷達成像衛(wèi)星組成的“2+2”全球情報處理系統(tǒng)，保證每天在任何條件下可以對地球上任何地點至少偵察一次。衛(wèi)星具體情況如表2所示。

目前“2+2”偵察網(wǎng)主要由IGS-5A、IGS-7A和IGS-6A、IGS-8A構成，IGS-3A即將退役并被IGS-6A替代，IGS-8B主要用于測試新型光學載荷，其最高分辯達0.4 m，IGS-9A為第二代備份星，IGS-10A是第的構建，僅解決了日本天基情報“有”的問題，在戰(zhàn)場態(tài)勢快速響應能力和全球態(tài)勢持續(xù)監(jiān)控能力上還不足夠支撐其“域外用兵”的野心。衛(wèi)星組網(wǎng)情況如圖1所示。

表1 日本衛(wèi)星在軌情況統(tǒng)計表

表2 IGS系列衛(wèi)星在軌情況統(tǒng)計表

圖1 IGS系列偵察衛(wèi)星二維示意圖

據(jù)日本政府2015年度預算顯示，2016—2021年還將發(fā)射3顆光學和3顆雷達偵察衛(wèi)星，并于2019年發(fā)射為IGS服務的中繼星，屆時IGS衛(wèi)星作戰(zhàn)性能將有較大幅度提升。

1.2 政府衛(wèi)星

日本在軌工作的政府衛(wèi)星共17顆，包括7顆成像衛(wèi)星、1顆導航衛(wèi)星、2顆氣象衛(wèi)星和7顆技術試驗衛(wèi)星。

在政府衛(wèi)星中，成像和技術試驗衛(wèi)星占多數(shù)，呈現(xiàn)的主要特點是：成像衛(wèi)星軍用傾斜明顯，有的成像衛(wèi)星分辨率可以媲美軍用衛(wèi)星，比如最新發(fā)射的ASNARO-1光學成像衛(wèi)星，分辨率最高可達0.5m，與軍用IGS成像偵察衛(wèi)星相當。技術試驗衛(wèi)星從軌道看，高低都有，軌道使用和運送能力得到全面驗證，發(fā)展?jié)摿突A較好，從衛(wèi)星應用看涉及對地觀測、衛(wèi)星通信、數(shù)據(jù)中繼等領域，載荷技術驗證線路明顯，技術儲備好。

1.2.1 成像衛(wèi)星

成像類衛(wèi)星目前在軌7顆，其中光學成像6顆，包括3顆HODOYOSHI系列、1顆ASNARO-1、1顆GPM、1顆GCOM-W1，雷達成像衛(wèi)星僅有1顆ALOS-2。

HODOYOSHI系列光學成像衛(wèi)星如圖2所示，自2013年其共發(fā)射4顆,目前在軌3顆，屬微小衛(wèi)星，其發(fā)射初衷旨在提升日本在微小衛(wèi)星領域的競爭力。衛(wèi)星質(zhì)量約60kg，采用太陽同步軌道。第1顆于2014年發(fā)射，主要驗證軌控能力。隨后接連發(fā)射第2、3顆，用于驗證衛(wèi)星公用平臺，包括跟蹤、遙測、遙控、電源、推進等功能的可靠性。衛(wèi)星的成像分辨率從幾十米至米量級不等，最高分辨率5m，理論上具備航母偵察能力。

圖2 HODOYOSHI系列衛(wèi)星二維示意圖

ASNARO-1光學成像衛(wèi)星于2014年發(fā)射，采用太陽同步軌道，整星質(zhì)量在500kg左右，最高分辨率可達0.5m，是全世界相同大小的衛(wèi)星中分辨率最高的。ASNARO-1屬低成本遙感衛(wèi)星，發(fā)展目的是為了得到更多天基力量相對較弱國家的認可與支持，借此進一步增強本國空間軍事實力。從分辨率上看，ASNARO-1衛(wèi)星具備一定軍用價值。同時小型、低價、快反是該類衛(wèi)星發(fā)展趨勢。

GPM對地觀測衛(wèi)星于2014年2月發(fā)射，采用傾斜軌道，整星質(zhì)量約3850kg，該星攜帶雷達與微波光學成像載荷，主要用于觀測地球雨雪與冰雹等自然現(xiàn)象，積累測量數(shù)據(jù)。

GCOM 衛(wèi)星旨在構建一個可全面、有效進行全球環(huán)境監(jiān)測的系統(tǒng)，計劃發(fā)射6顆，包括3顆GCOM-W衛(wèi)星(GCOM-W1、GCOM-W2、GCOM-W4)和3顆GCOM-C衛(wèi)星(GCOM-C1、GCOM-C2、GCOM-C3)。目前在軌1顆，為2012年發(fā)射的GCOM-W1，采用準太陽同步軌道，主要用于對全球降水、海洋風速、水溫、積雪深度等高精度詳細數(shù)據(jù)的測量。

ALOS 衛(wèi)星主要用來接替JERS-1(地球資源衛(wèi)星)和ADEOS(先進陸地觀測衛(wèi)星)衛(wèi)星，繼承其主要功能。最先發(fā)射的ALOS-1同時搭載光學、雷達載荷，于2011年失效。目前僅ALOS-2在軌，該星只搭載雷達載荷，于2014年發(fā)射，采用太陽同步軌道，主要功能用于地球資源勘測和環(huán)境監(jiān)測，最高分辨率達1m，該衛(wèi)星搭載中繼終端，數(shù)據(jù)時效性高，具有軍事應用潛能。

1.2.2 導航衛(wèi)星

世界衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)現(xiàn)發(fā)展格局，已經(jīng)從GPS獨霸天下，演變?yōu)槊绹鳪PS、俄羅斯GLONASS、中國“北斗”和歐洲“伽利略”四大導航系統(tǒng)競相發(fā)展，日本QZS系統(tǒng)、印度區(qū)域?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)猛趕直追的局面。日本QZS系統(tǒng)建設預計分兩個階段，第一階段先建設由3顆傾斜地球同步衛(wèi)星組成的準天頂系統(tǒng)(衛(wèi)星相對長時間關注區(qū)域為高仰角區(qū)域)，第二階段建設由4顆傾斜地球同步衛(wèi)星和3顆靜止軌道衛(wèi)星組成的7星區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)。

目前QZS系統(tǒng)共1顆QZS-1在軌，如圖3所示，2010年9月11日發(fā)射，預計壽命10年。衛(wèi)星軌道傾角40°，升交點在140°左右，采用不對稱“8”字軌道構型，全天約8小時保證日本本土可以高仰角接收信號，配合美國GPS系統(tǒng)衛(wèi)星并用，可以有效減少高樓和大山等障礙物的影響，將定位精度由幾米提高至米以內(nèi)量級。

圖3 QZS-1衛(wèi)星二維示意圖

從目前發(fā)展來看，僅1顆QZS-1衛(wèi)星在軌，并不能滿足全時段的導航需求，近期的發(fā)展目標應該是優(yōu)先建成4星體制的本土導航系統(tǒng)，保障全天24小時不間斷導航，長期的發(fā)展目標則是構筑能夠覆蓋亞洲、大洋洲的獨立導航系統(tǒng)，徹底擺脫對美國GPS的依賴。

1.2.3 氣象衛(wèi)星

日本氣象類衛(wèi)星僅Himawari一個系列，如圖4所示，目前在軌運行2顆，分別為Himawari-7和Himawari-8。該系列衛(wèi)星采用地球同步靜止軌道，主要用于執(zhí)行氣象和環(huán)境觀測任務。

圖4 Himawari系列衛(wèi)星在軌二維示意圖

Himawari-7于2006年發(fā)射，壽命5年，定點東經(jīng)145°，覆蓋全日本、印度洋和西太地區(qū)，空間分辨率在幾千米范圍，從參數(shù)看軍事觀測意義不大。Himawari-8于2014年發(fā)射，壽命8年，定點東經(jīng)140°，覆蓋范圍同Himawari-7基本一致，搭載3個可見光波道、3個近紅外波道、10個紅外波道，全部波道10分鐘截取一次圖像，針對日本與特定目標(臺風)可實現(xiàn)2.5分鐘截取一次，除氣象業(yè)務外，Himawari衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)還應用在氣候、水資源、地球環(huán)境以及防災等眾多科學研究領域，同時也為軍方提供氣象服務。

1.2.4 技術試驗衛(wèi)星

日本政府技術試驗類衛(wèi)星在軌7顆，涉及通信、中繼、對地觀測等多領域，采用中、高、低軌道，可以說試驗衛(wèi)星達到了試驗目的，驗證了新技術、新材料和新設備。從技術試驗衛(wèi)星角度看，日本航天科技儲備較充分，具備快速軍事化實力。

DRTS共1顆，中繼試驗衛(wèi)星，2002年發(fā)射，壽命7年，地球同步靜止軌道，定點于東經(jīng)90°，基本覆蓋日本本島、阿拉伯海、印度洋等地。其最初構想由2顆組成，另一顆定點西經(jīng)170°，目前計劃取消，因此該系統(tǒng)在西太地區(qū)中繼能力還未建立。

Hisaki共1顆，觀測試驗衛(wèi)星，2013年發(fā)射，壽命1年，采用大橢圓軌道，搭載紫外線望遠鏡，主要用于觀測地球大氣層和月球與木星之間等離子體的相互作用。

Kiku-8共1顆，通信試驗衛(wèi)星，2007年發(fā)射，地球同步靜止軌道，整星質(zhì)量約3000kg，定點于東經(jīng)146°，主要用于進行災難準備訓練方面的通信連接驗證試驗。

Kizuna共1顆，寬帶多媒體通信試驗衛(wèi)星，2008年發(fā)射，地球同步靜止軌道，整星質(zhì)量約2450kg，主要用于向家庭及遠程辦公室提供高速互聯(lián)網(wǎng)通信服務。

INDEX共1顆，觀測試驗衛(wèi)星，2005年發(fā)射，采用太陽同步軌道，主要用于觀測極光與測試衛(wèi)星入軌新技術。

SDS-4共1顆，通信試驗衛(wèi)星，2012年發(fā)射，壽命2年，采用太陽同步軌道，主要用于測試海上艦船的信息自動收發(fā)系統(tǒng)。

Suzaku共1顆，觀測試驗衛(wèi)星，2005年發(fā)射，采用極地軌道，搭載X射線分光儀，主要用于觀測高功率衛(wèi)星軌道運行狀況。

1.3 商業(yè)衛(wèi)星

目前，日本商用衛(wèi)星在軌運行16顆，包括7顆JCSAT系列通信衛(wèi)星(如圖5所示)、3顆Superbird系列通信衛(wèi)星、3顆BSAT系列通信衛(wèi)星、1顆N-STARC通信衛(wèi)星、1顆SOCRATES通信衛(wèi)星和1顆WNISat-1光學成像衛(wèi)星。呈現(xiàn)的主要特點是：商業(yè)路線十分清晰，以建立通信和廣播電視業(yè)務網(wǎng)為主，沒有單一的軍事通信星。自研程度不高，受美國宣傳的“研制不如購買衛(wèi)星劃算”思想影響，JCSAT、Superbird和BSAT等主要商用通信系統(tǒng)，均采用外研(主要是美國)自營模式運行，近年才較緩慢地恢復自主研制道路。主要通信衛(wèi)星定點在東經(jīng)110°～160°之間，覆蓋西太及印度洋地區(qū)，區(qū)域通信保障意圖明顯。

圖5 JCSAT系列衛(wèi)星在軌二維示意圖

1.3.1 JCSAT衛(wèi)星

JCSAT系列目前在軌7顆，如表3所示，由日本衛(wèi)星公司(JSAT)運營，該系列衛(wèi)星全部由美國公司研制，C頻段波束覆蓋蒙古、中國、印度、澳大利亞新西蘭等地區(qū)，Ku頻段波束覆蓋日本，主要用于為日本、亞太地區(qū)和夏威夷提供通信及廣播電視業(yè)務。

表3 JCSAT系列衛(wèi)星在軌情況統(tǒng)計表

1.3.2 Superbird衛(wèi)星

Superbird系列衛(wèi)星目前在軌3顆，如表4所示，是日本發(fā)展的商業(yè)通信廣播衛(wèi)星，由日本三菱集團和美國福特航天與通信公司合作成立的航天通信公司運營，主要用于為日本和亞太地區(qū)提供通信及廣播電視業(yè)務。示意圖如圖6所示。

表4 Superbird系列衛(wèi)星在軌情況統(tǒng)計表

圖6 “超鳥”系列衛(wèi)星在軌二維示意圖

1.3.3 BSAT等衛(wèi)星

BSAT系列通信衛(wèi)星目前在軌3顆，都定位于東經(jīng)110°，該系列與N-STARC主要用于為日本和亞太地區(qū)提供通信及廣播電視業(yè)務。SOCRATES為激光通信試驗衛(wèi)星，采用太陽同步軌道，主要用于與歐空局“ARTEMIS”數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星開展星間激光數(shù)據(jù)通信試驗。

1.3.4 WNISat-1衛(wèi)星

日本目前僅1顆商用成像類衛(wèi)星WNISat-1，主要用于執(zhí)行地球環(huán)境觀測任務，星上載荷為微博掃描輻射儀和全境成像儀，可獲取包括海洋水色、海表溫度、碳循環(huán)和平流層臭氧等許多圖像數(shù)據(jù)，其微波掃描輻射儀具有8個譜段，幅寬為1600km，全景成像儀有36個譜段，包括23個可見光近紅外譜段、6個短波譜段和7個中紅外譜段，在具備商用價值的同時還具備極高的軍用價值。

1.4 民用衛(wèi)星

日本民用衛(wèi)星目前在軌運行10顆，包括6顆技術試驗衛(wèi)星和4顆光學成像衛(wèi)星。

6顆技術試驗衛(wèi)星均為日本各大學研制的實驗小衛(wèi)星，其技術試驗類衛(wèi)星涉及通信、成像偵察、對地觀測等多個領域，目的是為其天基力量進一步發(fā)展打下堅實基礎。

4顆民用成像類衛(wèi)星分別是GoSAT、Prism、Rising-2、UNIFORM-1，其中GoSAT主要用于觀測全球二氧化碳和甲烷等溫室氣體，檢測精度為1～4ppm，觀測范圍覆蓋全球，載荷為“傅里葉變換光譜儀”和“云與氣溶膠成像儀”，最高成像精度可達0.5m，同IGS系列成像偵察衛(wèi)星能力相當。其余3顆均由東京大學獨立研制，功能覆蓋氣象、海洋監(jiān)測、陸地觀測和環(huán)境監(jiān)測等領域。

2 空間力量發(fā)展的幾點看法

日本空間力量現(xiàn)狀總體呈現(xiàn)特點可以概括為“多、全、散”。“多”:數(shù)量多，作為二戰(zhàn)后軍力發(fā)展“受限”國家，擁有世界第四的衛(wèi)星數(shù)量，不可謂不多?！叭?領域全，衛(wèi)星涉及對地觀測、通信、導航和科學實驗等方向，尤其是科學實驗衛(wèi)星更是涵蓋了多領域、高中低軌道，技術積淀雄厚，空間力量的“戰(zhàn)爭動員”能力很強。“散”:體系發(fā)展散，對比美國、俄羅斯等高戰(zhàn)斗力國家的空間現(xiàn)狀看[5]，日本空間力量并沒有建立起匹配本國戰(zhàn)爭意愿的獨立作戰(zhàn)體系，僅停留在“有”的階段，比如導航系統(tǒng)僅僅是GPS的補丁版本，監(jiān)視系統(tǒng)多為低軌道、非實時樣式，天基導彈預警從公開資料看還是空白等，整體發(fā)展規(guī)劃還沒有清晰體現(xiàn)。至于日本空間力量建設發(fā)展，結(jié)合其軍事發(fā)展特點則有以下幾點規(guī)律可循：

一是借機發(fā)展仍將是日本軍事突破的主要手段。盡管近年通過修憲日本取得了“法理”許可，但是公然發(fā)展軍力還是存有一定壓力，“炒作”模式正成為日本發(fā)展軍力的重要手段。比如，1998年日本借朝鮮發(fā)射“大浦洞1號”導彈事件，發(fā)展了首個軍用 IGS情報收集衛(wèi)星系統(tǒng)；2013年日本借美重返亞太戰(zhàn)略，推進美、日、韓聯(lián)合防御網(wǎng)絡；近來又主動制造事端，炮制新聞，誘導國際輿論[6]。借助中、朝等外部因素，以自衛(wèi)為借口，借機發(fā)展軍事已成為常態(tài)，形成了“凡有大事、必有動作”的發(fā)展模式。

二是借助美日合作快速提升本國軍力仍是主要方式。日本急于從“和平國家”向“戰(zhàn)爭國家”轉(zhuǎn)型，而快速提升軍力則是轉(zhuǎn)型期的硬條件。長期以來由美國主導的日美軍事同盟和安保體系已經(jīng)成為影響日本國家安全戰(zhàn)略的重要因素，決定了日本軍力發(fā)展在中短期內(nèi)無法脫離美國，也不允許脫離美國，發(fā)展日美合作主體上是符合雙邊利益的，但是對日本而言又存在一定矛盾。QZS就是一個典型例子，其發(fā)展思路一方面體現(xiàn)了日本借助美日合作快速提升本國建設衛(wèi)星導航系統(tǒng)整體能力的策略，另一方面也體現(xiàn)了日本在國家空間信息安全層面對美國的憂慮和不安。可以預見，美、日未來將在空間預警、通信中繼等領域有更加深入的合作，日本將快速依托美國建立體系完備的空間力量，配合其打破戰(zhàn)后國際秩序的戰(zhàn)略舉措，同時，在適當時機將會“獨立成軍”，QZS的獨立運作是很重要的一個標志。

三是借助商業(yè)資本提升航天競爭力將是日本角逐太空的主要動力。受制于1967年“武器出口三原則”限制，日本軍工企業(yè)主要限于向日本自衛(wèi)隊提供裝備，只有20萬多人的自衛(wèi)隊，裝備需求有限，因此造成不能批量生產(chǎn)、出口數(shù)量有限、價格昂貴等弊端。從經(jīng)濟和戰(zhàn)略規(guī)模角度都無法適應日本新近戰(zhàn)略需求，為此2014年4月1日正式通過了“防衛(wèi)裝備轉(zhuǎn)讓三原則”，基本放開了武器裝備出口限制。一方面，大大刺激了軍工產(chǎn)業(yè)發(fā)展，有利于軍工企業(yè)參與國際武器研發(fā)生產(chǎn)，接觸頂尖技術，降低新武器成本。其次，迎合美國扶植日本增加西太地區(qū)影響，強勢牽制中國的戰(zhàn)略需求。再者，通過向東南亞一些與中國有島嶼爭端的國家推銷軍品，拉攏武裝這些國家，致力于南海問題復雜化，提升地區(qū)影響力。未來，日本必將成為亞洲武器市場角逐的新競爭對手。

3 結(jié)束語

日本重新回到“戰(zhàn)爭國家”行列已經(jīng)成為事實，未來一定時期內(nèi)在軍事、政治、法律等方面會集中向新戰(zhàn)略中心靠攏?？臻g力量作為公認的軍力增長倍增器，勢必成為日本優(yōu)先、集中發(fā)展對象，空間力量發(fā)展也可以作為日本軍力發(fā)展的風向標，保持持續(xù)關注、準確研判是必要的軍備手段，只有預判走勢，才能克敵制勝?！?/p>

[1] 王亞宏.中國批日新安保法危及和平[N].參考消息.2016-03-31.

[2] 美國優(yōu)思科學家聯(lián)盟組織網(wǎng)[DB/OL].[2017-02-20].http://www.ucsusa.org/.

[3] 美國在線航天器跟蹤中心網(wǎng)[DB/OL].[2017-02-20].http://www.celestrak.com/.

[4] 天空之上衛(wèi)星追蹤網(wǎng)[DB/OL].[2017-02-20].http://www. Heavens-above.com/.

[5] 李悅,李健良,房瑩.2015美軍軍用衛(wèi)星現(xiàn)狀和發(fā)展特點淺析[J].中國電子科學研究院學報,2015(12)：667-674.

[6] 李雨樵.日本自衛(wèi)隊“炒作”有一手[J].環(huán)球軍事,2016(5)：22-24.

Development status and trends of space power construction of Japan

Li Yue, Wang Jing， Zhang Chengyong

(Unit 61541 of PLA,Beijing 100094,China)

Space power of Japan has been pretended for civil use for a long time, and still it has a huge industrial base , abundant technical support ,and powerful space mobilisation capability. Japanese space power employment and operational capability are mainly studied, opinion on its development trend is raised,and reference for how to cope with changes in the strategy for the Japan national security is provided.

Japan;satellites;space power

2017-02-21；2017-04-12修回。

李悅(1979-)，男，高工，碩士，主要研究方向為綜合電子戰(zhàn)。

TN97

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