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俄羅斯預警衛星及雷達系統研製與發展情況

作者:太陽谷

俄羅斯預警衛星系統發展現狀

俄羅斯天基預警系統從20世紀60年代開始研製,主要運行在大橢圓軌道和地球同步軌道上,以多星組網的方式,監視和跟蹤彈道導彈發射及飛行。導彈預警衛星系統設有專門的地面控制中心,該中心由通信天線和數據存儲與處理設備組成,負責處理所有與預警衛星有關的控制、數據傳輸和情況研判。

俄羅斯天基戰略預警系統的家族成員主要包括藤蔓和苔原衛星星座。

藤蔓衛星星座

為彌補1998年傳奇天基預警系統退役後留下的反導預警盲區,俄於2006年正式啟動藤蔓天基戰略預警系統研建項目。該項目由聖彼得堡拉沃奇金科研生產聯合體主體承建,有125家企業參與其中。該系統於2008年完成設計研發,2009年進行了首星在軌試驗,現已實現四星組網。藤蔓系統由2顆荷花-S無線電技術偵察衛星,以及2顆芍藥-NSK雷達偵察衛星組成,軌道高度1000~2000千米,定位精度3米,可識別體積在1立方米以上的陸、海、空天來襲目標。該系統已初步實現對全球多維戰場空間各型來襲目標的全天候、全時域監視預警。

此外,2015年俄羅斯國防部又推出苔原衛星系統建設規劃,並先期採購5顆高軌道雷達偵察衛星。按照該計劃,凍土衛星系統將於2018~2020年初步建成,10星組網,未來將大幅提高俄軍的戰略預警能力。

第三代「集成空間系統」(EKS)

眼睛」(Oko)衛星外形圖及業務型「預報」衛星外形圖

俄已研製並部署了2代預警衛星,包括「眼睛」和「預報」2種型號。目前僅2顆「眼睛」衛星在軌值班,「預報」全部退役,預警衛星系統探測能力大幅萎縮,不具備全球監控能力,預警主要依靠地基雷達系統。俄已基本放棄對這2代系統的改進和發展,當前正全力研發「苔原」預警衛星,積極構建以「苔原」(Tundra)衛星為主的第三代「集成空間系統」(EKS),從而實現全球監視和跟蹤彈道導彈發射及飛行軌跡的能力。

新型衛星可探測導彈飛行彈道參數,估算其打擊區域,並裝備作戰指揮系統,必要時可發出反擊指令。據了解,「凍原」系統全面發揮作用,需要8顆至10顆衛星,從而使導彈襲擊預警系統的太空梯隊完成建設。該系統設計由10顆衛星組網,按照最初計劃,這10顆衛星應該在2018年全部完成生產。但截至目前,共發射2顆該系列衛星:2015年11月發射了第1顆「苔原」(即EKS-1導彈預警衛星,被命名為「宇宙-2510」)新型衛星,目前正開展飛行試驗;2017年5月25日EKS-2導彈預警衛星(被命名為「宇宙-2518」)搭載聯盟-2.1b/Fregat-M運載火箭成功發射。

據悉,2017年至2021年,俄羅斯軍隊將用「聯盟-2」運載火箭從俄西北部的普列謝茨克發射場發射9顆預警衛星,其中包括EKS-2。它們將同發射的這兩顆該系統衛星組成名為「凍原」的監測網,成為太空預警和作戰指揮系統。

2014年4月,最後一顆「眼睛」導彈預警衛星停止工作後,俄羅斯的早期預警能力只剩下陸基雷達。所以EKS是目前唯一在役的早期預警衛星。EKS系列發射情況

EKS空間段由大橢圓軌道預警衛星和靜止軌道預警衛星組成。EKS導彈預警衛星能夠探測來自於導彈、噴氣式飛機的熱信號以及地球上的其他熱源。它是部署在聖彼得堡附近地區的沃羅涅什-M/DM(Voronezh-M/DM)陸基雷達的補充。

據悉,新衛星的視場較寬,1顆EKS衛星就可以替代5~6顆老式的俄羅斯預警衛星。EKS衛星還具備一定的通信能力,例如將信息傳輸給反導部隊或者將指令傳輸給俄羅斯戰略導彈部隊以對核打擊做出反應。某種意義上說,EKS衛星是現役「子午線」(Meridian)通信衛星的補充甚至是替代。

EKS的主地面控制中心位於莫斯科附近的索帕克夫市(Serpukhov)卡盧加(Kaluga)地區的庫里洛沃鎮附近。備份任務中心位於俄羅斯遠東的共青城(Komsomolskna-Amure)。

EKS的主地面控制中心

俄羅斯地基預警雷達系統發展情況

蘇聯解體後,俄羅斯與若干獨聯體國家繼續共用地基預警雷達,但大部分預警功能都停止使用,或者乾脆被毀壞,如1995年,拉脫維亞的「達利亞爾」雷達就被毀壞了。同時蘇聯時期的導彈襲擊預警系統存在諸多不足,特別是在東北方向存在預警盲點,未能實現完全覆蓋所有危險方向。此時俄羅斯從蘇聯繼承了存在明顯漏洞的導彈襲擊預警系統,系統無法保障俄羅斯的國家安全。在俄羅斯導彈襲擊預警系統最為衰落的時期,改進系統的資金一直得不到保障。後來情況有所轉變,俄羅斯開始建設新型導彈襲擊預警雷達「沃羅涅日」。

沃羅涅日系列預警雷達是俄軍陸基戰略預警系統的核心成員。該系統由俄羅斯「明茨」無線電技術研究所和「遠程」無線電科研所共同研發,全部採用國產器件,按照模塊化原理設計,主要由相控陣雷達、超級計算機組、信號分析處理中心組成,共有米波、分米波和高潛能米波段3種型號。能夠同時監控500個目標,最大探測距離6000千米,能夠對高度低於8000千米的彈道導彈、巡航導彈、衛星,以及各種氣動目標進行實時跟蹤和精確定位,可為俄反導攔截力量提供20~30分鐘的預警時間。一座「沃羅涅日」級雷達站的規模其實相當小,由主動接收轉發相控陣天線、可快速建成的維護人員活動場所和裝有若干電子設備的集裝箱組成,建造周期僅需12-18個月,操作人員15人,建造成本約15億盧布(約合2640萬美元)。沃羅涅日雷達自2006年正式列裝後,現已部署7部,初步實現了環狀閉合布防、全境有效覆蓋、體系併網成軍。

「沃羅涅日」雷達有「沃羅涅日-M」、「沃羅涅日-DM」、「沃羅涅日-VP」和「沃羅涅日-SM」等4種型號。

「沃羅涅日-M」雷達由俄羅斯米恩采無線技術研究所研製生產。該雷達為米波雷達,探測目標的距離達到6000千米,現已部署在列寧格勒州的列赫圖西居民區,奧倫堡州的奧爾斯克,伊爾庫茨克州烏索利耶-新西伯利亞市(米舍廖夫卡),此外現正在沃爾庫塔(科米共和國沃爾加索爾居民區)建設該型雷達站。

「沃羅涅日-DM」雷達由俄羅斯遠程無線通信科研所研製。該雷達為分米波雷達,探測目標水平距離6000千米,垂直距離達到8000千米,可同時探測和跟蹤500個目標,目前已部署在克拉斯諾亞爾邊疆區阿瑪維爾,加里寧格勒州少先隊員居民區、葉尼塞斯克(烏斯季科姆),阿爾泰邊疆區巴爾瑙爾(科紐赫居民區)和阿穆爾州捷雅,但戰備狀態不一。阿瑪維爾和加里寧格勒的「沃羅涅日-DM」雷達已經投入戰鬥值班,葉尼塞斯克和巴爾瑙爾於2016年12月完成驗收,阿穆爾州捷雅的正在建設中。

「沃羅涅日-VP」雷達為「沃羅涅日-M」的改進型。目前還正在奧列涅格爾斯克建設「沃羅涅日-VP」雷達站的基礎設施,用於替換舊型的「第聶伯」雷達,「沃羅涅日-VP」雷達是米波雷達(在甚高頻波段工作),可探測到幾千千米外的導彈,並將目標數據直接發送給防空導彈系統,如S-300、S-400以及將部署的S-500等。

該新的雷達網將基於目前俄羅斯現有的「沃羅涅日」級雷達站,該雷達升級只需安裝一個額外的天線及幾個新的硬體模塊即可。改進後的雷達系統將能跟蹤所有類型的先進空中攻擊武器,更多先進的信號及處理演算法將提高雷達性能以及對目標信息的採集精度。該新雷達系統的最大優勢在於能夠探測並跟蹤很遠距離外的巡航導彈,可提供有效的反巡航導彈防空系統,將能對幾千千米外的目標系統提供實時的探測,從而進行快有效攔截。

「沃羅涅日-SM」雷達目前處於研製階段。該型雷達為厘米波雷達,其接收轉發天線的數量將比其它型號增加數倍。

2016年12月,俄羅斯國防部長紹伊古在國防部擴大會議上向普京總統彙報,已經完成奧爾斯克(沃羅涅日-M)、巴爾瑙爾(沃羅涅日-DM)和葉尼塞斯克(沃羅涅日-DM)雷達的國家試驗。

目前俄羅斯在整個國土邊境都部署了「沃羅涅日」級雷達,其中一座位於伊爾庫茨克,負責監視中國和美國西海岸方向;一座位於加里寧格勒,負責監視英國和美國東海岸方向;一座位於克拉斯諾達爾,負責監視中東、南歐、阿拉伯半島和北非方向。此外,俄羅斯正在克拉斯諾亞爾斯克和澳倫堡地區以及莫曼斯克附近建造雷達站,將利用這些雷達有效監視來自俄羅斯東南方向和北極方向的來襲導彈。

2017年12月20日俄羅斯軍方表示,當天有三座巨型雷達服役並投入使用。這三座巨型雷達均部署在靠近中國的區域,分別位於葉尼塞斯克、奧爾斯克和巴爾瑙爾。

「沃羅涅日」雷達的部署和投入使用將大幅提升俄導彈襲擊預警系統的技術水平和性能,系統可完全覆蓋西北、西南、東南導彈襲擊危險方向,徹底消除此前系統存在的漏洞,形成全方位的導彈襲擊預警網。同時,隨著新型預警雷達的部署,俄羅斯導彈襲擊預警系統可同時使用幾部「沃羅涅日」雷達跟蹤同一彈道目標。

總之,俄羅斯導彈預警衛星系統處於升級換代的部署期,前2顆衛星部署在大橢圓軌道,主要針對高緯度地區,形成早期預警能力,但仍未形成全球業務化預警能力,未來俄羅斯有望部署更多的「集成空間系統」衛星,與俄羅斯陸基預警雷達共同組成俄羅斯彈道導彈預警系統。

參考資料:

1. 劉韜. 俄羅斯「集成空間系統」導彈預警衛星系統發展初探[J]. 2017.

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4. 俄5年內將射9顆預警衛星 組成「凍原」監測網[N]. 航天愛好者網, 2017.

5. 俄軍用聯盟-2.1b成功發射EKS-2導彈預警衛星[N]. 烽火軍事,2017.

6. 俄羅斯加速建立預警雷達系統網[N]. 搜狐軍事,2017.

7. 李樂工. 俄羅斯導彈防禦系統裝備建設[J]. 2017

8. 俄羅斯加速部署新型預警雷達 美媒:嚴防西方核突襲[N]. 新浪軍事,2018-01.

9. SOYUZ-2.1B / FREGAT ? EKS-2導彈預警衛星 ? 發射成功[N] .航天愛好者網, 2017.

10. Launch of the second satellite of the EKS early-warning system. Russian strategic nuclear forces, 2017.

來源:高端裝備發展研究中心

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