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迈阿密的赌场,中国“锁眼”卫星何时有?一项关键技术已突破,太空母舰即将打造
时间:2020-01-09 15:22:56   来源:匿名   

迈阿密的赌场,中国“锁眼”卫星何时有?一项关键技术已突破,太空母舰即将打造

迈阿密的赌场,作者:虹摄库尔斯克

最近,美国官方在社交媒体上发布了一张关于伊朗火箭发射失败后爆炸的卫星照片,并幸灾乐祸地表示美国什么也没有做,向伊朗人致以“最美好的祝愿”。

然而,这张显然是手机翻拍的卫星照片引起了世界各国航天爱好者和军迷的热议,业余“追星者”通过这张翻拍照片成功推算出美国在轨的绝密军事卫星——“锁眼”usa 224号间谍卫星。该卫星照片精细到10~15厘米的分辨率也让各国为之侧目,更加让人刮目相看的是,这颗小卫星的造价竟然比尼米兹级航母还要贵!一颗卫星达到63.5亿美元!

图片:太空中飞行的“锁眼”kh-11间谍卫星,“哈勃”太空望远镜可说是其简配版。

图片:“锁眼”usa 224号卫星拍摄的伊朗航天发射场爆炸照片。

这颗号称可以看清楚地面车辆车牌的间谍卫星其实是美国“锁眼”kh-11间谍卫星家族中的一颗,这种比超级航母造价还高的卫星,美国从上世纪70年代开始陆续建造并发射升空了17颗,还有一颗计划明天发射升空。

此外,上世纪90年代初为了打造“哈勃”太空望远镜,美国国家侦察局捐赠了一套“锁眼”kh-11卫星上面的2.4米主镜片。2011年,国家侦察局又送给了美国国家航空航天总局2套最新版“锁眼”kh-11卫星的2.4米望远镜组件,性能远超“哈勃”太空望远镜上的老镜片。

这足见美国人的家底之殷实。

图片:美国前一代的kh-9“大鸟”胶片照相侦察卫星,也是一个庞然大物。

为什么“锁眼”kh-11间谍卫星会如此昂贵呢?

首先这可不是人们印象中的那种小卫星。“锁眼”kh-11卫星非常巨大,长达19.5米,星体直径3米。kh-11卫星不同版本质量上是不同的,早期kh-11卫星的质量约12吨,后来批次的质量约为17吨到19.6吨。如此之大即使是作为宇宙飞船也足够了。实际上,单单早期型号的吨位就已经与我国的“天宫二号”空间实验室大体相当了,而当年与kh-11卫星竞争的kh-10卫星其实就是载人侦察卫星,甚至可以称为载人侦察宇宙飞船。

图片:美国间谍卫星与人大小比对,最右侧就是巨大的“锁眼”kh-11。

“锁眼”kh-11卫星拥有一个巨大的桶型星体,里面容纳着巨大的光学镜片,筒身两侧是太阳能帆板。kh-11卫星配备了一套用于轨道调整的肼动力推进系统,为了增加卫星的轨道寿命,后期型号可以使用航天飞机与其进行对接后添加燃料,但是随着美国航天飞机全部退役,这种方式的作业已经没有办法实施了。

图片:“锁眼”kh-11间谍卫星拍摄的前苏联核动力航母建造照片,而放大尺寸清晰度让人惊叹。

早期的“锁眼”kh-11卫星主反射镜直径为2.34米,后来版本中尺寸有所增加,达到2.4米。加工如此大直径的高精度光学镜片是非常高科技的一件事,美国国家侦察局领导了一项计算机控制的镜面抛光技术发展,该技术也被用于“哈勃”太空望远镜主镜的抛光,后来该技术甚至能够加工2.9~3.1米的巨大镜面。

简氏防务周刊指出,“锁眼”kh-11卫星的副镜是一副卡塞格伦反射望远镜系统,这是可以移动的拍摄系统,允许从卫星不同的角度拍摄图像,kh-11卫星可以每五秒钟拍摄一次图像。

图片:“锁眼”kh-11间谍卫星光学镜头示意图。

最初的“锁眼”kh-11卫星其实并非完全数字化卫星,直到block 2批次的卫星才第一次装备有800×800像素电荷耦合器件(ccd),成为数字成像光学侦察卫星,后期型号还增加了情报搜集能力和更大的广谱灵敏度(可能包含红外光谱)。

一套“锁眼”kh-11卫星完美的2.4米主镜在可见光下(即波长为500纳米)的衍射极限分辨率约为0.05弧秒,即从轨道高度250千米处可以观测地面6厘米左右的目标。但由于大气湍流的影响,实际分辨率要差不少,但美国的照片显示kh-11的主镜可以看清楚汽车的车牌。

不过,“锁眼”kh-11卫星拍摄的照片不能够直接传输给地面站,而是需要通过sds-1、sds-2、sds-3等中继卫星来传输数据,这些中继卫星在莫尼亚轨道(molniya orbit)和地球静止轨道上运行。

图片:美国先后建造了18颗“锁眼”kh-11卫星,还将多套备用组件送给天文学家。

很多军迷朋友会问,既然“锁眼”kh-11间谍卫星如此了得,那么我国有没有能力建造这种超大型间谍卫星呢?

让我们值得骄傲的是,我们现在已经有能力建造了!无论是“锁眼”kh-11间谍卫星,还是“哈勃”天文望远镜,其核心就是那面2.4米直径的镜片。

图片:中国科技人员在进行镜面打磨。

这片直径达2.4米的碳化硅主镜片由柯达公司负责研制,由于直径太大但又不能太重,再考虑到散热需求,所以做成了夹层蜂窝状结构,仅在前端后端有一定尺寸厚度的玻璃,这块镜片仅镜面打磨工序就持续了至少大半年的时间。正是这面镜片让“哈勃”望远镜能看到百亿光年之外的恒星,也让“锁眼”kh-11侦察卫星能够看到你家的车牌。

2018年初,中科院长春光机所对外宣布,我国成功研制出4米量级高精度碳化硅非球面反射镜及其制造系统,该项目属于国家重大科研装备,对我国的航天、天文、遥感、国防等多个领域都将起到重大的引领作用。

这可是4米级别的碳化硅反射镜,比“哈勃”太空望远镜和“锁眼”kh-11间谍卫星的2.4米镜面高了好几个数量级,为中国打造空间望远镜或者是对地观测的卫星打下了坚实基础。

图片:中国已研制出4米量级高精度碳化硅非球面反射镜及其制造系统。

镜片有了,剩下的两个问题就是大推力的火箭和大吨位的卫星平台。

目前这两个问题也已经突破!随着长征5号、长征7号运载火箭的稳步推进,我国很快将具备13吨至24吨的近地轨道运载能力,而“天宫二号”空间实验室的发射升空,也使得我们拥有了大吨位航天器平台,能够将这一沉重的望远镜系统驮上太空。

可以说,万事俱备只欠东风,发射超越“锁眼”kh-11的国产侦察卫星已经可以提上日程。

图片:发射升空的天宫二号空间可以作为未来光学数字成像侦察卫星的载体。

图片:中国长征-5号大吨位运载火箭。

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