2006年和2007年,美国的两家卫星营运商“数字地球”公司和“地球眼”公司将分别发射高分辨率的“世界观测”(Worldview)和“轨道观测-5”(Orbview-5)卫星。上述卫星不仅可以用于完成商业任务,也可以为美国军方的空间成像侦察提供服务。这将使目前的军民两用卫星市场竞争进一步加剧。
一、美国公司在军民两用卫星市场仍处于领先地位
自1999年先后发射了“快鸟”、“伊科诺斯”和“轨道观测-3”三颗高分辨率卫星之后,美国就已经成为世界高分辨率地理空间成像卫星领域的领导者。2003年4月,美国总统布什签署了《美国商用遥感政策》,更进一步为国家支持发展新型商用卫星系统奠定了法律基础。
尽管目前美国是世界军民两用成像卫星市场的主导者,但其他国家部分分辨率稍低的卫星也对其形成一定的竞争。这其中主要包括:以色列的EROS-A卫星,分辨率为1-1.8米;法国的SPOT卫星,分辨率2.5米;台湾的“华卫2号”卫星,分辨率为2米。而在2006年,部分国家还将发射一些分辨率在1米以内的光学成像卫星,包括:以色列的EROS-B卫星,分辨率为0.7米;俄罗斯的“资源-DK”卫星,分辨率为1米;印度的“制图星-2”,分辨率为1米;韩国的“多用途卫星-2”(Kompsat-2),分辨率为1米。
正是基于提升市场竞争力的考虑,美国将发射分辨率可以达到0.5米以内的高分辨率卫星“世界观测”和“轨道观测-5”。与此前的卫星相比,新的两型卫星采用的新的技术工艺,其能力得到了进一步扩展。
二、“世界观测”和“轨道观测-5”卫星性能优越
“世界观测”卫星
2003年9月,“数字地球”公司获得了美国家地理空间情报局的一份为期三年的合同,研发下一代军民两用观测卫星,总价值5.3亿美元,这就是“世界观测”卫星。该项目有多家公司参与,其中“贝尔航宇公司”负责平台和一体化,Eastman Kodak公司负责光学传感器,BAE系统公司负责处理系统。目前,这些公司在“数字地球”公司的牵头下,正在同时制造两颗卫星,即“世界观测-1”和“世界观测-2”。
“世界观测-1”也被称之为“世界观测-60”或者WV-60,重量从“快鸟-2”的1028千克增加到2500千克,装备有直径为60厘米的望远镜,空间成像分辨率可达0.45米,仅能在全色模式下工作,单幅影像宽度为16.5千米。卫星计划2006年底发射,将停留在高450千米的太阳同步轨道。“世界观测-2”(也被称之为“世界观测-110”或者WV-110)重2800千克,装备有直径110厘米的望远镜。卫星规划2008年发射,将停留在770千米的太阳同步轨道。
两颗卫星设计使用寿命均为7年。与“快鸟-2”卫星相比,新型卫星具有很多性能上的优势。一是传输速率快。借助装备的设备,卫星无线传输速度可达800兆/秒。二是成像模式多,应用范围广,可单幅、平面成像,甚至可立体成像。三是工作状态稳定,定位精度高。
“轨道观测-5”卫星
2004年9月,以“轨道成像”公司(现为“地球眼”公司)为首的团队获得了美国家地理空间情报局的新型卫星研发合同,即研发“轨道观测-5”卫星,合同总价值达5亿美元。在参与该项目的厂商中,General Dynamics公司负责平台,IBM公司负责处理系统,Kodak/ITT工业公司负责传感器,MDA公司负责地面设备。
“轨道观测-5”卫星在设计上是周围放置了多个工作子系统的望远镜,侧面是一个太阳能电池组。卫星在684千米高度能够以全色和多谱两种模式工作,在成像带宽度为15.2千米时精度分别为0.41和1.64米。卫星数据筹载容量为1200G,可通过2个X波段传输数据,速度分别为150M和700M。另外,“地球眼”还计划利用现有的由12个地面站组成的国际网络来搜集和分发数据。卫星设计使用寿命7年,计划2007年发射,但其燃料储备足用10年,专家预测卫星可使用至2015年。
三、美国未来将不断扩展军民两用卫星用途
美国国家地理空间情报局认为,商业卫星是国家地理空间数据搜集航天系统的组成部分,未来美将大幅扩展商业成像卫星的成果,将其用于解决国防任务,包括利用商业卫星情报,研究高精度图像和数字化模拟地形,打击固定及较少移动目标坐标,监控导弹或者炸弹打击效果。商业卫星所获取侦照图的精度已足以满足美军“联合直接攻击弹药”、“联合防区外发射武器”等对目标实施攻击的需求。据评估,对于美国家地理空间情报局的用户,未来的新型卫星可提供分辨率达到0.25米的卫星图片。但是对于美国之外的用户,不仅图像分辨率要降低0.5米,而且在时间上也将会延迟至少24小时。
实际上,早在2001年的阿富汗“持久自由行动”中,美国的“快鸟”和“伊科诺斯”卫星就向美国防部提供了有关作战地区的商业侦照图像,美国防部以每平方千米20美元的价格购买了这些图像。近年来,美国家地理空间情报局更是购买了大量的商业卫星侦照图,主要用途是评估自然灾害后果、协助规划部队参救灾行动等,包括东南亚海啸、美国的“卡特里娜”与“丽塔”飓风、巴基斯坦大地震等。
但实际上,美国商业卫星对各国进行侦照,在一定程度上会对其他国家的战略安全与利益产生影响。以俄罗斯为例,近年来俄罗斯对于地理空间成像的需求不断增长,每年平均增长2-3倍。但在这些对于俄领土的侦照图片中,俄罗斯用户仅能看到其中的5%左右。专家仅对“快鸟”和“伊科诺斯”卫星所拍摄贝加尔地区的照片进行研究后就发现,所有大型的自然资源矿产地均被拍摄,但是俄罗斯政府和国家研究部门并不拥有这些照片。对此有专家建议,俄罗斯应该加强对本国境内目标的防护。(高斯佳编译)