首頁>軍事>

據印度媒體報道,印度在2019年發射的Cartosat-3衛星達到了25釐米的解析度。並號稱這顆衛星的影象在軍事上具有很高的價值,那麼印度航天是不是真的達到了這個水平呢?

首先來看看這顆衛星的基本情況。這是一顆發射品質1625千克的衛星,採用標準的97.5度傾角太陽同步軌道。衛星上攜帶了全色相機和多光譜相機。所謂的0.25米解析度,指的就是全色相機引數。

我們知道,要想提高衛星的解析度,有三個主要因素:鏡頭焦距、感光器件效能、衛星軌道高度。

【Cartosat-3衛星】

軌道高度是在發射入軌過程中就設定好的。一般來說,高於500千米的是民用遙感衛星,低於500千米的可能是軍用衛星。如果軌道高度在200千米左右,那幾乎一定是軍用偵察衛星。這是印度靠自己的力量就能實現的事情。Cartosat-3的軌道高度是509千米,這是很典型的民用遙感衛星軌道選擇。也就是說,如果它把軌道高度降低到200千米左右,一定能大幅度提高解析度,當然這個高度的空氣密度還比較大,會影響衛星壽命。

印度Cartosat-3使用了1.2米直徑光學鏡頭。它的光學部分還包括自適應光學部件,微機電(MEMS)對焦元件。至於由誰來製造相機的鏡頭,印度有很多選擇,如果要求比較低,可以在國內生產。如果選擇進口,有白俄羅斯、俄羅斯、法國等多個國家願意合作,難度也不大。

難度最大的就是感光器件。遙感衛星上包含大量的高科技電子元器件和光學器件。因為在外太空飛行的衛星和宇宙飛船,必須抵禦嚴酷的太空環境,除了動輒零下一兩百度到零上一兩百度的溫度變化以外,還充滿了致命的宇宙射線。民用的電子元器件在這種環境下是根本無法工作的。

航天級電子元器件並不需要特別先進的半導體加工裝置。但是,它的加工工藝,封裝工藝都是特殊的。要知道,航天級的電子元器件並不是所有國家都能自己生產的。那麼,印度在航天級電子元器件和光學器件方面有什麼實力呢?印度航天研究組織)下屬有兩個實驗室與此相關:1.電子光學系統實驗室,負責設計開發和生產航天級的光電感測器和光學裝置,包括開發CCD,光電陀螺,衛星內光纖聯結器,高解析度照相光學裝置,和各種微機電裝置,包括加速度感測器等。2.半導體實驗室,負責開發航天級積體電路,包括各種專用處理器(ASIC),微機電元器件(MEMS),和射頻器件等。其半導體加工技術主要來自於以色列的Tower半導體公司(包括在美國的分公司TowerJazz半導體)。

據稱,這個半導體實驗室已經建成了8寸晶圓的生產線,擁有0.18微米(180奈米)的CMOS半導體生產工藝。儘管在一些展會上,ISRO展示了一些自己生產的航天級元器件,但是否已經在印度的衛星上大量應用,還是個疑問。因為我們知道印度在政治上沒有受到美國的排擠,能夠在國際上採購到西方國家生產的航天級電子元器件。據我們所知,印度每年都進口大量的西方國家生產的航天級電子元器件。

和中國對比一下。我們知道中國航天系統下屬的北京微電子研究所(772所),西安微電子研究所(771所),復旦微電子,長春光機等等科研單位,能夠生產我們衛星上需要的幾乎全部電子元器件,並且近些年來開始大量出口俄羅斯。北京772所甚至進入了法國泰勒斯公司的供應鏈,一些航天級電子元器件甚至開始出口到歐洲。

所以,如果不出意料,Catosat-3上的關鍵電子和光學部件都是進口的,或者“合作”開發的。但是我們不應該小瞧印度的野心。如果持續投入,他們也許會在某一天擁有自產的航天級關鍵零部件。

還有一些實際細節會影響最終實現的影象解析度。比如鏡頭的加工品質、衛星資料下行通道的穩定性、衛星姿態控制的精度。鏡頭加工品質是一個固定的指標,製造完成之後就不會變化了。但後兩個因素是會受到空間環境因素影響的。如果宇宙射線、電離層或者其他自然因素嚴重干擾了無線電通訊,那麼衛星拍攝的影象穿回地球,就會發生失真或者品質下降。如果衛星在天上不停地晃動,當然會影響實際的影象清晰度。

印度公佈的25釐米解析度是不是能穩定地實現,還是隻能在有限時間裡做得到,取決於這些細節。不過這類資料只有衛星運營部門才能掌握,外界是不知道的。

【Cartosat-3的發射】

那麼印度這顆衛星在國際上處在什麼水平呢?從基礎工業水平來說,印度比中國差得遠,在衛星這種高精尖產品上會體現得非常明顯。既然Cartosat-3對外宣傳的解析度達到了25釐米,那麼我們來尋找一顆與之類似的中國衛星作對照。2016年中國發射了兩顆叫高景一號的衛星,軌道高度設定在了530千米,與Cartosat-3近似。但高景一號的解析度解析度只有0.5米。需要知道的是,這並不是因為中國航天造不出更高解析度的衛星,而是中國法律不允許公開銷售解析度更高的衛星影象。於是製造部門把技術優勢體現在了其他地方——高景一號的發射重量只有560千克,也就是Cartosat-3的三分之一,而且壽命還比它長3年。

至於美國,在2014年就發射了一顆叫做世界觀測3的衛星。這顆衛星的最高解析度達到了0.31米,聽起來似乎也不如Cartosat-3。然而世界觀測3的軌道高度是617千米,而且美國法律禁止出售解析度高於0.30米的影象,所以它的效能指標也就只好如此了。需要注意的是,世界觀測3有相當強大的高光譜拍攝能力,為此增加了相當多裝置,重量高達2.8噸。

因此我們可以得到結論,Cartosat-3即使真的實現了0.25米的解析度,在國際上也處在較為靠後的排名上。

實際上,即使沒有印度的這顆衛星,高解析度的衛星影象也不是什麼神祕的東西了。美國數字地球公司已經在公開銷售解析度達到31釐米的影象,除了受到美國製裁的中國、俄羅斯、伊朗等國,其他人都可以自由採購。印度之所以要發射自己的衛星,主要是為了方便和保密。美國的衛星控制在美國人手裡,軌道和姿態如何調整要聽美國人的,印度只能根據美國衛星的飛行計劃來選購影象。從美國手裡購買影象,就等於告訴對方自己在關心什麼地方,暴露戰略意圖。

另一方面,人們也要開始逐步習慣這樣一件事,高解析度衛星影象的擴散已經是不可避免的。到目前為止,全球解析度優於1米、具有較高軍用價值的商業遙感衛星已經相當多。無論哪個國家,要想完全隱瞞大規模軍事設施和軍事行動,已經是不可能的事情了。即使開鑿地下工程,那麼裝置和設施的聚集、物資的集中、渣土的清運,都是逃不過衛星遙感的。

正是因為如此,無論美國和中國都立法限制衛星影象的銷售,以防被恐怖分子濫用。解析度太高的影象是不能出售的。印度如果真的實現了0.25米的衛星影象解析度,也要考慮考慮銷售政策,承擔起自己應該承擔的安全義務。印度媒體在報道時,貼出了一張Cartosat-3拍攝的低解析度影象,至於0.25米的影象,至今還沒有放出。民用衛星的影象是不需要保密的,所以我們很期待Cartosat-3最高解析度影象的真跡流出。

而這顆衛星的測控和運營情況如何呢?去年印度隊月球發射探測器,就是西方測控的,測控和運營能力不足的話,買了用不了,或者用不好,也是常事,買高解析度衛星,出低解析度效果,能否及時出圖研判並做出合適反應,是一系列的問題。印度這些年最擅長的就是在硬體上想搞個大新聞,但其他方方面面的配套和系統工作都嚴重跟不上。而這個所謂硬體上的大新聞,很多也只是對國內忽悠而已,顯得印度航天大躍進,印度科技大躍進了,從而提升印度政府形象以及莫迪個人的執政能力。

  • 東風家族日益強大,美國亞太老巢不安穩,五角大樓急尋新防禦手段
  • 炸死139人,15架直升機和基地指揮部被摧毀,美軍咬死不承認損失