尖兵卫星(尖兵系列侦察卫星_信息与通信_工程科技_专业资料)

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尖兵系列侦察卫星——鲜为人知却很重要的返回式卫星 ——鲜为人知却很重要的返回式卫星工程总投资： 工程总投资：—工程期限： ——2009 工程期限：1975 年——2009 年1975 年 11 月 26 日，对于中国的航天人来说，这是一个难以忘怀的日子。就是在这一天， 我国第一颗返回式遥感卫星在酒泉卫星发射中心用“长征”二号运载火箭顺利发射升空，准确进入预定轨道。卫星在太空飞行 47 圈，回收舱于 11 月 29 日按地面遥控站发出的返回调姿遥控指令，安全降落于贵 州六枝地区并回收成功，使中国成为了世界上第三个掌握卫星回收技术的国家。20 世纪 50 年代末期，苏联人成功地将第一颗人造地球卫星送上太空，使人类进入到一个崭新的 航天时代。1958 年，美国人紧随其后，也将自己研制的卫星送上了太空。此后，在美苏之间展开了一场不 见硝烟的围绕空间技术的竞争。1970 年 4 月 24 日，我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”遨游太空，引起了世界各国的广泛 关注。由于我国发展应用卫星的首要目的是为了打破世界航天大国对空间技术的垄断，从这一战略方针出 发，研制返回式卫星，掌握卫星的回收技术，就随之成为我国优先要予以攻克的一项重要课题。

早在 60 年代，国家已经原则上批准把返回式遥感卫星作为发展重点。返回式侦查卫星简介通常，卫星发射入轨之后，就在太空执行任务，并不需要返回地面。如通信、导航。气象卫星都 是如此。但是有的卫星却需要回到地面，如侦察卫星获得的情报。科学实验卫星携带的实验品等。这就是 返回式卫星。研制返回式卫星是卫星发展史上的一个重要突破。发射返回式遥感卫星要解决一系列复杂的 技术问题。其中主要包括：具有足够推力的运载工具、功能完备的卫星本体、完善可靠的航天测控网，以 及卫星的调姿、制动、防热、软着陆、标位及寻找等等。首先，卫星返回之前先要调整飞行状态，即脱离原来的运行轨道。卫星脱离原有轨道的速度叫做 再入速度。再入速度与地平线所形成的俯角称为再入角。卫星重返大地对再入角的要求十分严格，一般须 在 3~5 度。因为如果大大，卫星将会陡直地进入大气层，会引起较大的空气阻力和摩擦加热；如果大小， 则卫星将仍在原轨道上运行，再入速度与再入角都靠一支小型助推火箭来控制。火箭的点火时间、推力方 向、推力大小与时间长短都会影响到再入速度和再入角的准确度。这就要求有灵敏而可靠的火箭制动（反 椎）发动机。其次，卫星在降落过程中，要摩擦生热。

尤其是当它降到离地面 60 一 70 千米时，与大气层摩擦 产生大量的热能，使其表面发生燃烧。为此，必须采用适当的防热设施，来保证回收舱在再入大气层时能 够维持内部的正常温度。这就需要有特殊的耐高温材料。再次，卫星返回地面需要很长的运行区间，必须不间断地对卫星进行精确测量和全程跟踪，并根 据实测轨道参数对卫星的程序控制数据进行必要的控制和管理，为此就要建立更大范围。更多功能的地面 测控网。最后，卫星降落到离地 10-20 千米时，尽管速度已经大大减小，但仍然有 200 米／秒左右。如果 以这样的速度撞击地面，卫星必然粉身碎骨。因此，必须使用减速伞来再次降低速度。通常先要打开一顶 较小的副伞，初步减速；当卫星降落到离地面只有 5 千米的高度时，再打开主伞，使卫星速度小于 10 米 ／秒。降落伞的打开必须非常准时，否则卫星就不能够安全着陆。除此之外，卫星降落后，还必须能够准确标示出自己的位置，以便于地面人员寻找。标位方法一 般有两种：一是在卫星上安装信标机，在离地面 20-30 千米时发出无线电信号，地面收到信号后测定卫星 的方位和距离；二是在卫星上安装灯光信标，在着陆时发出强烈的闪光，以引起搜索人员的注意。

当地面 人员利用这些标位信号发现卫星后，即根据卫星所处的位置，分别采取陆上、海上和空中回收等方式将卫 星回收。返回式卫星主要有三个用途。 一是作为观测地球的空间平台。返回式卫星所获取的各种对地观测 信息资料尖兵卫星，可以带回地面进行分析处理和详细研究。二是作为微重力试验平台。利用微重力条件，在空间 进行各种科学实验，生产和制造地面难以获得的材料和物品。三是作为发展载人航天技术的先导。因为宇航员必须采取与返回式卫星相似的方法返回地面，只有掌握了卫星返回技术，才能为载人航天打下基础。 因此，返回式卫星在世界各类航天器中占有重要地位。目前，全世界只有美国、俄罗斯、中国和印度掌握 了卫星回收技术。尖兵系列中的返回式型号针对苏联及西欧的侦测，后期才开始大范围的对美侦查，以 DF-5 的服 役为起点，我国假想敌开始真正的由苏联转向美国。这是我国第一颗返回式遥感卫星与长征二号运载火箭在发射架上吊装对接时的场面。解放军总参谋部是真正用户尖兵系列卫星的决策与使用权同归中国人民解放军总参谋部， 其各个型号作为我军战略武器系统 中结构功能的关键环节，担负着作战目标的发现、识别、定位以及打击毁伤效果评估等重要任务，据用户 需求而立项研发，随技术进步而不断完善。

返回式胶片成像卫星为航天遥感事业首开先河，三十多年来发展了五个型号，技术成熟，成果斐 然。尖兵曾计划换装高温辐射防热系统。尖兵一号（FSW-0）：第一代返回式照相普查卫星，1974－1987 年间发射 10 次，9 次成功发射与 回收，在轨时间 3－5 天，胶片地面分辨率 10 米，用于地面固定目标的发现与识别。采用了棱镜扫描全景 相机，获得第一批对地摄影相片，但解析度较低，且畸变严重。卫星采用模拟式三轴稳定控制系统，但没 有轨道控制系统，因此轨道衰减较快，留轨时间短，亦影响了返回落点的精度。尖兵一号甲（FSW-1）：第一代返回式照相测绘卫星，用于固定目标定位与制图。主要用途为摄 影测绘。相比于要求高分辨率的照相侦察，摄影测绘所需的图像侧重较高的几何精度与较小的畸变，以符 合定位与制作地图的要求，因此采用了画幅式大幅面相机，分辨率为 10~20 米。卫星采用数字式三轴稳定 控制系统，但亦没有轨道控制系统。1987－1993 年间发射 5 次，4 次成功回收。在轨时间 8 天。目标定位 精度百余米。返回式一号甲卫星由返回舱和仪器舱（包括过渡段）两大部分组成。于 1987 年 9 月 9 日至 13 日进行了首颗卫星的飞行试验，安全返回。

于 1988 年 8 月 5 日至 13 日成功进行第 2 颗星的飞行试验，安全返回；1990 年 19 月 5 日至 13 日进行第 3 颗星的飞行试验，安全返回；1992 年 10 月 6 日至 13 日进行 02 批第 1 颗星的飞行，安全返回。 该型号前两颗星获得的目标定位信息使得我国第一代战略武器（DF－3A、4A、5A）系统真正形成了战斗力。尖兵一号乙（FSW-2）：第二代返回式照相普查及遥感卫星，采用直接扫描式全景相机或称为节 点式全景相机，摄影分辨率达 4 米。并开始利用剩余的载荷能力搭载其它空间实验。卫星采用数字式三轴 稳定控制系统，亦设有轨道控制系统，能每隔数天调整轨道，因此留轨时间得以延长，返回落点精度亦能 提高。1992－1996 年间发射 3 次，均成功回收。在轨时间 15 天，胶片地面分辨率 2.5 米，比第一代分辨 率提高了三倍。该型号的任务已由尖兵三号传输型卫星接替。尖兵二号（FSW-4）：第一代返回式照相详查卫星，2004－2005 年间发射 2 次，均成功回收。在 轨时间 27 天，胶片地面分辨率 0.5 米，实现了亚米级成像技术的飞跃。该型号卫星的任务已由尖兵六号 传输型卫星接替。

尖兵四号（FSW－3）：第二代返回式照相测绘卫星，2003－2005 年间发射 3 次，均成功回收。 在轨时间 18 天，对地面固定目标定位精度十几米，满足了第二代战略导弹目标定位精度需求，该型号的 成功发射与回收，标志着我国第二代战略武器（DF-5B、DF-31A、DH-10）系统形成实战能力。传输型卫星方兴未艾近年来，作为国防高新技术重点发展对象，尖兵家族中增添了不少新面孔。光电成像数据传输型 遥感卫星，能够显著提高情报的实时性，延长卫星的工作寿命，随着 CCD 相机技术的进步，其地面分辨率 接近回收胶卷型的水平，大有取代返回式卫星之势。尖兵三号（资源 2 号）：光电成像数据传输型普查卫星，2000－2004 年间发射 3 次，全部成功， 寿命两年，首发星地面分辨率 3 米，后续星达到 1.5 米，用以接替尖兵一号乙返回式普查卫星。尖兵六号（遥感 2 号）：光电成像数据传输型详查卫星，2007 年 5 月发射一次，地面分辨率一 米，计算机增强处理后图像地面分辨率 0.6 米，用以接替尖兵二号返回式详查卫星。雷达成像侦察卫星，采用合成孔径雷达技术，可全天候和全天时实时侦察，并能探测到对浅表地 下水下目标，与光学成像卫星相比，优越性显而易见。

尖兵五号（遥感 1 号）：合成孔径雷达侦察卫星，2006 年 4 月发射，地面分辨率 5 米。尖兵七号（遥感 3 号）：合成孔径雷达侦察卫星，2007 年 11 月发射，地面分辨率比尖兵五号有 新的提高。第二代返回式照相详查卫星，重量显著增加，分辨率大大提高，在轨时间成倍延长，将具备轨道 机动能力，可回收更多有效载荷，胶片成像与数据传输并重，预计十一五期间可投入使用。遥感卫星-1 号为合成孔径雷达侦察卫星，军内代号为尖兵-5 号。遥感卫星-2 号在酒泉发射场发射升空，卫星整流罩可以看出不同于遥感卫星 1 号，为光学成像 传输型侦察卫星。军内代号尖兵-6 号。遥感卫星-3 号为合成孔径雷达侦察卫星，类推代号应该为尖兵-7 号。尖兵-8 在研，现在传闻该卫星系统为合成孔径雷达侦察卫星星座系统，类似于 2006 年发射的德 国 SAR-LUPE 系统，由几颗卫星组成的雷达侦察卫星星座。尖兵-9 在研，是传说中的下一代在轨数字成像光学实时传输侦察卫星，地面分辨率小于 0.1 米 级。尖兵-10 在研，可能就是传说中的第三代返回式照相详查卫星，地面分辨率小于 0.1 米级。科技人员正在对我国第一颗返回式遥感卫星进行全面技术测试。

中国历代返回式卫星主要参数比较FSW-1 FSW-2 FSW-3卫星质量（千克） 1800 2100 2800~3100卫星容积（立方米） 7.6 7.6 12.8返回有效载荷质量（千克） 260 260 400不返回有效载荷质量（千克） 340 450 500~600轨道运行时间（天） 3~5 8 15~17微重力量级（g） 10-3~10-5 10-3~10-5 10-3~10-5轨道倾角（度） 57~68 57~70 57~70近地点高度（千米） 172~180 200~210 175~200远地点高度（千米） 400~500 300~400 300~400轨道周期（分钟） 约 90 约 90 约 90运载火箭型号 长征二号 C 长征二号 D 长征二号 C 或 D这是参观者在西安卫星测控中心参观我国第一颗返回式卫星。图中左边的锅形物就是返回舱盖， 中间为胶片盒，右侧为发动机。尖兵系列发射全记录19741105 长征-2 返回式 1 号 （尖兵 1 号） 酒泉 未能入轨， 光学侦察卫星 重量 1790 千克19751126 长征-2 返回式 1 号 （尖兵 1 号） 酒泉 3 天后返回，光学侦察卫星 重量 1790 千克19761207 长征-2 返回式 2 号 （尖兵 1 号） 酒泉 3 天后返回尖兵卫星，光学侦察卫星 重量 1790 千克19780126 长征-2 返回式 3 号 （尖兵 1 号） 酒泉 3 天后返回，光学侦察卫星 重量 1810 千克19820909 长征－2C 返回式 4 号 （尖兵 1 号） 酒泉 5 天后返回，光学侦察19830819 长征－2C 返回式 5 号 （尖兵 1 号） 酒泉 5 天后返回，光学侦察19840912 长征－2C 返回式 6 号 （尖兵 1 号） 酒泉 5 天后返回，光学侦察19851021 长征－2C 返回式 7 号 （尖兵 1 号） 酒泉 5 天后返回，光学侦察19861006 长征－2C 返回式 8 号 （尖兵 1 号） 酒泉 5 天后返回，光学侦察19870805 长征－2C 返回式 9 号 （尖兵 1 号） 酒泉 5 天后返回，光学侦察19870909 长征－2C 返回式 10 号（尖兵 1 号 A酒泉 8 天后返回，光学侦察19880805 长征－2C 返回式 11 号（尖兵 1 号 A） 酒泉 8 天后返回，光学侦察19901005 长征－2C 返回式 12 号（尖兵 1 号 A） 酒泉 8 天后返回，光学侦察19920809 长征－2D 返回式 13 号（尖兵 1 号 B） 酒泉15 天后返回，光学侦察19921006 长征－2C 返回式 14 号（尖兵 1 号 A） 酒泉 7 天后返回，光学侦察19931008 长征－2C 返回式 15 号（尖兵 1 号 A） 酒泉 卫星未返回，光学侦察19940703 长征－2D 返回式 16 号（尖兵 1 号 B） 酒泉15 天后返回，光学侦察19961020 长征－2D 返回式 17 号（尖兵 1 号 B） 酒泉15 天后返回，光学侦察20000901 长征－4B 资源 2 号 A （尖兵 3 号） 太原 实时图像传输光学侦察20021027 长征－4B 资源 2 号 B （尖兵 3 号） 太原 实时图像传输光学侦察20031103 长征－2D 返回式 18 号（尖兵 4 号） 酒泉 18 天后返回，光学侦察20040829 长征－2C 返回式 19 号（尖兵 2 号） 酒泉 27 天后返回，光学侦察20040927 长征－2D 返回式 20 号（尖兵 4 号） 酒泉 18 天后返回，光学侦察20041106 长征－4B 资源 2 号 C （尖兵 3 号） 太原 实时图像传输光学侦察20050803 长征－2C 返回式 21 号（尖兵 2 号） 酒泉 27 天后返回，光学侦察20050829 长征－2D 返回式 22 号（尖兵 4 号） 酒泉 18 天后返回，光学侦察20060427 长征－4B 遥感 1 号 （尖兵 5 号） 太原 合成孔径雷达侦察20070525 长征－2D 遥感 2 号 （尖兵 6 号） 酒泉 数字成像光学侦察20071112 长征－4C 遥感 3 号 （尖兵 7 号） 太原 合成孔径雷达侦察1975 年 11 月 29 日，我国第一颗返回式遥感卫星在太空飞行 3 天后，安全返回到四川中部预定 回收区域。尖兵 2 号 1 米分辨率商业图 台北市区尖兵 2 号 1 米分辨率商业图 酒泉卫星发射中心1975 年 11 月 26 日，长征二号运载火箭托举着我国第一颗返回式遥感卫星从酒泉卫星发射中心 发射升空。

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