1月13日深夜，中國發(fā)射了一顆神秘的逆向軌道衛(wèi)星

作品聲明：個(gè)人觀點(diǎn)、僅供參考

1月13日深夜，中國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射了一顆衛(wèi)星，從發(fā)射軌跡來看向西南方向延伸，傾角高達(dá)140°，估計(jì)這應(yīng)該是射向最靠朝西的衛(wèi)星了，以地球自轉(zhuǎn)方向?yàn)闇?zhǔn)，這就是一個(gè)幾乎逆行的軌道，如此神秘的逆行衛(wèi)星到底是干什么用的？

神秘的逆行衛(wèi)星：十有八九是SAR衛(wèi)星

1月13日22時(shí)16分，兩級半固液捆綁構(gòu)型、起飛推力約738噸的CZ - 6A Y27（長征六號改）搭載了YG50 - 01（遙感50號01星）在太原衛(wèi)星發(fā)射中心9A工位起飛，這次發(fā)射幾乎就沒有引起大家的注意，一來是中國現(xiàn)在發(fā)射衛(wèi)星的頻率太高了；二來則是這次發(fā)射的航行警告墜落區(qū)竟然位于人跡罕至的西南方向，一點(diǎn)都沒有引起大家的關(guān)注。

只有在中國中西部的部分目擊者看著天空中一枚火箭帶著尾跡飛向西偏南方向！幾十分鐘后衛(wèi)星成功入軌，太原衛(wèi)星發(fā)射中心的大廳里傳出了熱烈的掌聲，慣例依然是大紅屏，熱烈慶祝遙感50號01星發(fā)射成功云云。

到目前為止，NORAD空間飛行器目錄編號與COSPAR 國際衛(wèi)星標(biāo)識符尚未在公開軌道數(shù)據(jù)，美國太空軍的探測與跟蹤網(wǎng)也沒有公布這顆衛(wèi)星的軌道數(shù)據(jù)，據(jù)其發(fā)射軌跡推測，這顆衛(wèi)星應(yīng)該位于大約500公里的高度，傾角高達(dá)140°的逆向軌道上。

逆向軌道衛(wèi)星：到底是干什么用的？

逆向軌道發(fā)射要費(fèi)很多燃料，原因是順行衛(wèi)星可以獲得地球自轉(zhuǎn)的“助力”，但逆行衛(wèi)星還要克服地球自轉(zhuǎn)的“拖累”，據(jù)計(jì)算，在700km赤道軌道高度下，140°傾角衛(wèi)星相對地面的速度比40°傾角衛(wèi)星快約1.03 km/s，以1噸重量衛(wèi)星，400公里高度為例，至少要多消耗大約40~45噸的燃料。

那么問題來了，為什么要發(fā)射逆向軌道衛(wèi)星呢？相信很多朋友一定聽說過“黑騎士”衛(wèi)星！1954年，UFO的研究人員唐納德·奇霍向新聞媒體表示美國空軍收到報(bào)告，在地球軌道上發(fā)現(xiàn)一顆不明衛(wèi)星，但當(dāng)時(shí)人類第一顆衛(wèi)星都還沒有發(fā)射。傳聞這顆衛(wèi)星運(yùn)行在一條逆向軌道，也就是與地球自轉(zhuǎn)方向相反，此后還有傳聞稱這顆衛(wèi)星在1.3萬年前就已經(jīng)出現(xiàn)在了地球軌道上。

這顆衛(wèi)星行蹤不定，NASA曾多次跟蹤過這顆衛(wèi)星，其中還有一張著名的“黑騎士”衛(wèi)星照，那是航天飛機(jī)的宇航員對著大氣層與太空明暗交界線附近拍攝的一個(gè)黑黢黢的影子，從剪影來看，這顆衛(wèi)星不規(guī)則，非常具有未來感。

但是很明顯，能被航天飛機(jī)的宇航員拍下的絕非逆行軌道衛(wèi)星，原因很簡單，逆行軌道與航天飛機(jī)大多數(shù)時(shí)候50度左右的傾角有一個(gè)很大的夾角，并且逆行軌道與順行軌道還有極高的相對速度，假設(shè)一顆140度傾角，420公里高度的衛(wèi)星，與51度傾角順行軌道的航天飛機(jī)相遇時(shí)，相對速度大約是7.66千米/秒，請問在如此高速度下，怎么可能拍到如此清晰并且還有棱有角的衛(wèi)星照？

黑騎士衛(wèi)星很有可能只是個(gè)謠傳，但YG50 - 01星卻是實(shí)實(shí)在在存在的，那么問題來了，這顆衛(wèi)星為什么要逆向發(fā)射呢？一般來說發(fā)射逆行軌道衛(wèi)星的原因有兩個(gè)，一個(gè)是地理因素，比如像以色列這樣的國家，北、東、南三方都是敵對國家，如果向東南方發(fā)射衛(wèi)星，那么殘骸會(huì)落入其他與以色列不友好的國家，又會(huì)引發(fā)一輪沖突，所以以色列在發(fā)射衛(wèi)星時(shí)，一般都選擇向地中海方向發(fā)射，因此以色列發(fā)射的衛(wèi)星基本都是逆向軌道的。

兩一個(gè)是衛(wèi)星性質(zhì)要求，大部分要求快速“刷地”的資源衛(wèi)星都比較喜歡用這條軌道，并且還經(jīng)常是太陽同步軌道，也就是同一地點(diǎn)的星下點(diǎn)地方時(shí)固定，太陽高度角一致，成像光照條件穩(wěn)定，便于數(shù)據(jù)對比與熱控 / 供電設(shè)計(jì)。這種軌道的傾角大都在97°-99°（逆行近極地），高度基本在500-1000km左右。

另一種是偵察衛(wèi)星，這種衛(wèi)星的軌道求對北半球高緯度區(qū)域的過境頻率更高，偵察時(shí)效性更強(qiáng)的偵察衛(wèi)星設(shè)計(jì)的，逆行軌道衛(wèi)星的繞地方向與地球自轉(zhuǎn)相反，帶來兩個(gè)關(guān)鍵偵察增益：

• 星下點(diǎn)移動(dòng)速度快：衛(wèi)星軌道速度（約 7.5km/s）疊加地球自轉(zhuǎn)反向速度，星下點(diǎn)地面移動(dòng)速度遠(yuǎn)超順行軌道，可在更短時(shí)間內(nèi)覆蓋更大范圍，重訪周期更短；
• 側(cè)視觀測角度大：140° 傾角軌道平面與目標(biāo)區(qū)域的夾角更優(yōu)，光學(xué) / 雷達(dá)偵察載荷可通過側(cè)擺實(shí)現(xiàn)斜視成像，規(guī)避云層遮擋或地形遮蔽，提升復(fù)雜環(huán)境下的目標(biāo)識別率。

除了光學(xué)/紅外這類偵察衛(wèi)星外，另一種就是SAR衛(wèi)星，也就是合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星，這類衛(wèi)星比較特殊，你可以理解成雷達(dá)探地衛(wèi)星，但它探地的方式卻和你常規(guī)理解有些不一樣。合成孔徑雷達(dá)的原理是：

利用雷達(dá)平臺的運(yùn)動(dòng)，將單個(gè)小天線等效成一個(gè)大尺寸的 “合成孔徑”，從而突破物理天線尺寸的限制，實(shí)現(xiàn)高分辨率的微波成像。

要提升雷達(dá)的分辨率，在不改變其他參數(shù)的情況下，可以增大天線尺寸達(dá)到這個(gè)要求，而合成孔徑雷達(dá)，剛好是以移動(dòng)的雷達(dá)變成可以虛擬的大天線陣列，如下三步就可以做到模擬稱大天線尺寸的雷達(dá)：

1. 線性運(yùn)動(dòng)采樣：SAR 平臺（衛(wèi)星 / 飛機(jī)）沿直線軌跡飛行，搭載的小天線在不同位置（A?、A?、A?…）持續(xù)向目標(biāo)區(qū)域發(fā)射微波信號，并接收回波。
2. 相位與幅度記錄：記錄每個(gè)位置接收回波的幅度（信號強(qiáng)度）和相位（與發(fā)射信號的時(shí)間差對應(yīng)的相位差），形成回波數(shù)據(jù)序列。
3. 合成孔徑等效：將不同位置的回波數(shù)據(jù)進(jìn)行相干處理（相位匹配疊加），等效于一個(gè)長度為 L（平臺運(yùn)動(dòng)的軌跡長度）的大天線的觀測效果，這個(gè)虛擬大天線就是合成孔徑。

這個(gè)原理有點(diǎn)小復(fù)雜，不過你只要理解成把雷達(dá)搬上飛機(jī)后，以一定速度飛行后反而能對地面成像更清晰就對了，而合成孔徑衛(wèi)星就是將雷達(dá)搬上衛(wèi)星。這種合成孔徑雷達(dá)不怕風(fēng)霜雨雪，也不怕云層遮擋，可以24小時(shí)對地成像，并且還有一定的對地穿透能力，不大的雷達(dá)天線就能取得對地1M的觀測精度。

合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星對五角大樓成像

SAR衛(wèi)星使用逆行軌道，雷達(dá)天線與體面相對速度更高，可以縮短合成孔徑積累時(shí)間、還能過大成像幅寬，簡單的說就是逆行軌道相對地速更高的情況下，SAR的衛(wèi)星效率更高，所以SAR衛(wèi)星是比較喜歡用逆向軌道的。

目前還沒有公開YG50 - 01星的性質(zhì)，官方公開用途主要用于國土普查、城市規(guī)劃、農(nóng)業(yè)估產(chǎn)、防災(zāi)減災(zāi)等領(lǐng)域，所以并沒有確認(rèn)其SAR的性質(zhì)。不過外界普遍認(rèn)為YG50 - 01星是一顆SAR衛(wèi)星，因?yàn)槠滠壍捞卣鲙缀蹙褪菫镾AR衛(wèi)星量身定做的。

另一個(gè)是YG50 - 01衛(wèi)星的重量，據(jù)公開數(shù)據(jù)，CZ - 6A Y27的太陽同步軌道載荷大概在4.5噸左右，不過其逆行大傾角發(fā)射，并且軌道高度比較大，最大應(yīng)該在2~3噸左右，與之前幾百公斤的SAR衛(wèi)星相比，這可以算是一種大中型的SAR衛(wèi)星，其分辨率可能接近0.3~0.5米，這個(gè)已經(jīng)是一個(gè)極高的分辨率，并且是24小時(shí)都可以觀測拍攝的哦！

中國的全球大型水面艦艇位置偵察系統(tǒng)

很多朋友都知道中國有高超音速導(dǎo)彈以及能打擊航母的彈道導(dǎo)彈，這種導(dǎo)彈打擊美軍航母幾乎無法攔截，從發(fā)射到命中目標(biāo)不會(huì)超過20分鐘，效率極高！但是大家都不知道的是，這些導(dǎo)彈打擊目標(biāo)時(shí)還需要有一個(gè)能全球定位美軍航母，或者至少在西太附近能精準(zhǔn)定位美軍航母的偵察手段存在，包括預(yù)警機(jī)、電子偵察機(jī)、艦船、潛艇以及水下光纖傳感等。

但這些手段不是續(xù)航有限就是移動(dòng)速度慢，要么就是守株待兔效率非常低！當(dāng)然偵察不只是天空水面與水下，還有近地軌道的偵察衛(wèi)星，一般來說，一個(gè)能全天候（風(fēng)霜雨雪云層都不受影響）對航母這類大型水面艦艇進(jìn)行偵查的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)需要包括如下這幾類衛(wèi)星：

• 電子偵察衛(wèi)星：先發(fā)現(xiàn)“有艦隊(duì)活動(dòng)”
• SAR 衛(wèi)星：在云雨、夜間確認(rèn)目標(biāo)、測位、判型
• 光學(xué)衛(wèi)星：條件允許時(shí)精細(xì)識別
• 數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星：把信息實(shí)時(shí)送回

電子偵察衛(wèi)星可以大面積收集電磁波活動(dòng)信息，對熱點(diǎn)地區(qū)重點(diǎn)關(guān)照，可以大致確定艦隊(duì)方位；大致位置確認(rèn)后，就會(huì)調(diào)用SAR衛(wèi)星對這些地區(qū)進(jìn)行“拉網(wǎng)”偵察，確認(rèn)海面上大型水面艦艇活動(dòng)痕跡。之后如果條件允許則是光學(xué)補(bǔ)充偵查，如果條件不允許就SAR直接判定。同時(shí)這些數(shù)據(jù)還需要有一個(gè)天基數(shù)據(jù)鏈及時(shí)傳回地面，以供導(dǎo)彈發(fā)射前裝入坐標(biāo)以及進(jìn)入大氣層制導(dǎo)數(shù)據(jù)更新。

一般的這種SAR衛(wèi)星使用的就是500～650 km軌道傾角為97~99度的太陽同步軌道，在500千米的高度下同一地點(diǎn)的重訪間隔最高可在22小時(shí)內(nèi)，如果使用一個(gè)8~12顆衛(wèi)星的星座，在合適間隔的情況下，可以在2~小時(shí)左右重訪該地，如果衛(wèi)星間隔再修正下，那么可以做到前一顆衛(wèi)星提供打擊坐標(biāo)，后一顆衛(wèi)星提供高超音速導(dǎo)彈再入前目標(biāo)修正坐標(biāo)。

從DF-21D導(dǎo)彈成軍大約在2010年左右形成戰(zhàn)斗力的，由此也可以推測，中國在2010年前就已經(jīng)建立了美軍航母實(shí)時(shí)偵察系統(tǒng)，至少在西太地區(qū)中國可以隨時(shí)掌握美軍航母的動(dòng)態(tài)。到現(xiàn)在又是十幾年過去了，中國偵察航母的衛(wèi)星星座只會(huì)比當(dāng)年數(shù)量更多，重訪間隔更短，分辨率更高。

美國智庫以及五角大樓的報(bào)告都寫得沒錯(cuò)，戰(zhàn)時(shí)美軍航母很難在西太海域立足。中國的反艦彈道導(dǎo)彈和高超音速導(dǎo)彈可以在半小時(shí)之內(nèi)摧毀美軍在西太的所有水面目標(biāo)。