台海观察:难掩军事野心——透视台湾太空计划

 选择我们的理由     |      2019-07-30 16:28

  众次延迟发射的“华卫”2号遥测卫星到底正在5月21日于美邦加州范登堡空军基地发射场告成发射,6月4日下传第一张影像,再度为台湾太空安排立下一个里程碑。皮相上,“华卫”2号升空增添了台湾太空科学磋议周围与本事,只是台面下“华卫”2号也是台湾太空安排跨入军事利用的紧要一步,换言之,“华卫”2号已再度为台湾攻占个太空新高地。

  台湾太空安排发端于1991年10月“行政院院会”通过“邦度太空科技开展”,同时制造“邦度太空安排室筹划处”,行为台湾15年太空安排的施行单元,方针正在借助“太空安排室”营业结构的推展,修树大型高科技编制整合本事,以奠定太空科技开展根基,并塑制他日正在邦际太空商场及利用财富上有利的逐鹿资源。

  台湾太空科技展长途安排(简称15年安排),以修树太空科技根基架构和编制工程本事为首要对象,安排以卫星本体及其利用工夫的磋议为主,启发联系的根基及利用科学磋议为辅。估计正在15年内开展台湾太空安排所需的结构和工夫、造就太空安排所需的人才资源、研制及发射差别义务与轨道的卫星、修树并利用资源卫星收受站,修树具有遥传、追踪及指令本事的地面站,同时供给台湾特定卫星利用,及各类太空科学实行所需的增援,而且修树岛外里太空周围的互助磋议相合。

  皮相上,太空安排是由“邦科会太空安排”主导,与“邦防部”、中山科学院等军方单元全体沾不上相合,只是从50年代初期美苏打开太空竞赛至今,太空科技可说即是“军民一体”,以至“先军后民”,这个局面到即日仍未尝变更。因而太空科技并不会原故“太空安排室”担当,就可全体挣脱军事颜色,“军民科技一线间”正在太空科技上更映现无遗,美邦环球定位编制(GPS)即是最佳例子,军民基础共用统一编制,区别只正在收受的信号精度云尔。

  “华卫”2号厉重义务为“遥测”方针正在得到台湾陆及左近海域近及时(nerar real-time)的卫星影像材料,纵使打着科学磋议外面,“华卫”2号仍具有民皮军骨的性情。什么是遥测?用最平凡的字眼注脚即是“拍照”,换言之,“华卫”2号的厉重义务即是从太空对地外影相,这也是“华卫”2号民皮军骨环节之所正在。“华卫”2号从太空拍摄的地外影像,只须蕴涵军事举措,即是“影像谍报”所以“华卫”2号具有军事用处,是无庸置疑原形。

  “华卫”2号轨道高891千米,属太阳同步轨道。影像对地解析度全色态(诟谇)影像2米,众频谱(彩色)影像8米,对地相幅宽24千米,义务寿命5年。“华卫”2号逐日绕地球飞翔14圈,地面轨迹将通过澎湖和台湾本岛中央。每天经由台湾两次,第一次为上午10点,可拍摄台湾区域8分钟,第二次为黑夜10点,可用来下载材料。

  “华卫”2号固然诟谇影像解析度与军方掌有局部区域担任权的以色列商用影像卫星EROS-A1相当,但它最格外之处是能够变更卫星本体前后仰角(俯仰角上下45度,滚动角安排45度),即具有倾斜影相本事。因为人制卫星系依循轨道举行周期运动,助卫星须经必定功夫间隔技能返回特定区域上空,举行反复影相。卫星若具有倾斜影相本事后,就可正在卫星正下方必定间隔鸿沟内,选择格外有举的对象区域举行反复影相。所以就监测利用而言,倾斜影相本事可有用低重反复影相的功夫间距。别的,当相邻轨迹间距广大于影像幅宽时,倾斜影相本事能够增加可观测区域鸿沟。

  “华卫”2号正在天候许可的处境下,一次经由可拍摄四个紧邻宽24千米的影像条,以涵盖台湾全岛,能获得相当完好的台湾本岛影像。这意味着“华卫”2号影像能够同时涵盖宽度近百千米的大领域区域,由于寻常影像就像是一条长带子,地面涵盖南北可达数千千米,但宽度大约只要10—20千米宽,较难操纵横向的区域对象,所以“华卫”2号影像这种可涵区域大的性情用于军事上,将有助于部队运动的追踪。

  别的,正在材料利用方面,利用倾斜影相本事,可正在轨道差别地方对地外统一区域举行影相,以获取立体影像材料,而由立体影像材料可进一步推演获得地外地形高度。这个效用可供给最新地形地貌材料,供舆图修制行使,并可用来修制数据地形模子(DTM),还可进一步行为地舆资讯编制(GIS)的基础图档材料,制成电子舆图加以利用,这些材料再经处置后,更可开展成“飞翔模仿”编制,可用于战机磨练,或者用于巡航导弹的地形比拟编制。

  别的,地外物反射电磁波本事时,正在各方的反射强度常有所差别,该性子称为双向反射性情。利用倾斜影相本事,可衡量出特定地外区域或地外物双向反射寻常性情,进而推估地外物的不妨性子。利用正在军事上,意味着“华卫”2号可利用倾斜影相本事,折柳出地外物是否被施以伪装,破解冤家躲藏对象,防御误导已方考查的妄思。

  差别的现象条款及改动的大气境况,对高科技军火设备、作战职员、作战举措甚至通盘作战过程都有差别水平的影响。无论是政策安插、战争机缘甚至作战思思与战法利用,都间接地受到大气境况成分的约制。操纵现象动态,无论是踊跃地创造或低重地利用“利于我而晦气于敌”的机缘都有异常紧要的旨趣。

  因为台湾目前还没有具有自立的军用以至民用现象卫星,所以也节制了现象预测的即时性和确凿性,只是他日的“华卫”3号安排将能够填补这个缺憾,可大幅度擢升军方对大区域现象动态的掌控本事。“中华卫星”3号安排是一个大型台美双边互助安排,由两边官方授权,由“太空安排室”与美邦大学大气磋议定约“UCAR”协同互助施行,以修树环球大气即时观测网的前辈工夫开展安排,又称为“现象、电离层及天色之观测卫星”(Constellation Observing System for Meteorology、lonosphere and Climate),简称为ROCSAT-3/COSMIC安排。

  “华卫”3号的编制计议分为4局部:划分是空中编制、地面编制、发射编制及义务操作核心编制。预订于2005年岁终一次发射6颗微卫星,每颗卫星总重约70千克(含燃料),个中卫星本体约重50 千克,至倾角72度,每两颗卫星相距22.5度,高度为800千米的圆形轨道,构成低轨道微卫星星系编制。地面收受站划分设正在台湾中坜和台南、美邦阿拉斯加州的Fairbanks及瑞典的Kiruna。

  “华卫”3号的科学义务是欺骗装于卫星的环球定位编制(GPS)收受器收受24颗GPS卫星信号,正在散播时由大气层所形成的折射角来算计大气温度、压力及水蒸汽,举行即时环球现象预告。观测鸿沟涵盖环球大气层及电离层,每天供给环球均匀2500点的输入材料值,这些材料均散布于环球,且约每3小时可告终环球现象材料搜求及算计机解析,约每90分钟更新一次。“华卫”3号的计划寿命为5年,义务寿命起码2年。

  “华卫”3号安排告终后,不但抬高现象预告更新的频率,负气象呈文更具效益外,正在气象预告与现象磋议方面,可正在3小时内供给各磋议机构蕴涵温度、气压、湿度以及降雨量的环球观测材料。还可举行限制区域的暴雨和大雨的预告磋议,包含台湾区域的梅雨锋面磋议,并供给台风三维温度、气压、水气散布材料,同时还可举行台风途途和降雨形式预告磋议。这些现象磋议最紧要的军事用处,即是军方能够通过这些磋议材料开展出适合台海作战需求的数值气象预告形式及功课机制,使军方能精准的掌控气象变革。

  因为商用影像卫星摆设的高解析度拍照机具军事用处,各邦对此均加以管制。像“华卫”2号摆设的德邦道尼尔公司创制的高解析相机,因解析度达2米,输出时就曾激发大陆抗议。卫星用的高解析相机精巧度央求甚高,更加是所行使的光学镜片;纵使正在前辈邦度,研制卫星相学镜片;纵使正在前辈邦度,研制卫星相机光学镜片的“掷光”功课也常要先生傅累积几十年管事履历的巧手做最终掩饰,技能做出超越算计机呆板研磨的高精巧度,所以前辈邦度均参加相当功夫与经费扶植光学工夫人才,且联系工夫、配置与产物常被列为企业机要及出口管成品。

  有鉴于此,台湾也已发端自行研发卫星用的高解析相机,“邦科会精巧仪器核心”从1997年起施行“卫星光学遥测有用载荷开展安排”,促进修树光学元件计划解析、创制、检测及编制整合测试等联系工夫。并正在2000年2月到场“‘中华卫星’2号卫星遥测有用载荷研制”安排,管事职员划分赴法邦及美邦列入遥测编制研制管事;正在权衡台湾现有工夫本事后,同步举行以600千米轨道高度为参数,开荒解析度划分为8米及16米的光电遥测编制。正在经由3年的研发参加,“邦科会精巧仪器核心”正在2003年12月揭晓,已告成研磨出口径达30厘米的陶瓷玻璃非球面镜,及口径达16厘米的碳化硅非球面镜,皆可行为高解析度卫星遥测拍照仪的厉重镜片,设立台湾光学研制工夫迈入航天级的里程碑。

  航天遥测镜片只采用陶瓷玻璃和碳化硅两种材质,前者原料低廉,威尼斯人4886,www.4886.com,欢迎你但加工工夫疾苦,具有热膨胀系数超低的长处,后者原料腾贵、温度担任条款较苛刻,加工相形之下较为容易。“精仪核心”研发告成的30厘米陶瓷玻璃非球面镜,精采度达激光波长的七分之一(约为100纳米),仅一片即可抵达三片球面镜技能做到的聚焦效用,估计他日镀膜后反射率将高达99%以上。也因为航天遥测镜片的敏锐性,2001年“精仪核心”为购得陶瓷玻璃材质、直径30厘米的非球面镜坯料,还需先赢得德邦政府出口管制许可。

  “华卫”2号遥测拍照仪的主镜是由碳化硅做成,口径为60厘米,“精仪核心”将欺骗研磨出的30厘米非球面镜,考试拼装成一个“‘华卫’2号遥测仪”的缩小版,换算对地诟谇影像解析度可达4米,估计2004岁终拼装告终此卫星品级的本土遥测仪,正在2005年进入测试。

  台湾太空安排除了卫星外,探空火箭的研发也是另一项具有军事潜力的科技。探空火箭正在太空安排厉重控制“次轨道科学实行”载具,用于将少少科学仪器发射到80—300千米的高空,举行科学实行。这个空域对飞机太高,卫星又太低,所以只可发射探空火箭举行实行,用以判读间隔地面80—150千米高空的风场、对流等大气物理局面。

  “太空安排室”《92年度次轨道科学实行有用载荷安排书》中提到次轨道科学实行可从事具有军事颜色的义务包含:火箭发射境况和举行卫星有用载荷先期测试与磋议。别的,值妥善心的是,实行所行使的探空火箭将根据科学有用载荷及“太空安排室”的需求,逐渐擢升功能,由基础型探空火箭研制成众效用型探空火箭。

  基础型探空火箭为无担任编制,采用自正在弹道飞翔,而众效用型探空火箭将具备如姿势担任、接受编制等众项环节工夫,即是能够从地面担任火箭升空后的姿势和行动,比方掀开仗箭前端鼻锥罩,让需求有较繁杂行动的科学仪器运作或是让火箭由直上直下改为平飞一小段,以扩大滞空功夫,显示探空火箭扩增功能的弹性相当大,终极对象即是要发射人制卫星,这也意味着他日的众效用型探空火箭已具有改形成弹道导弹的潜力。“太空安排室”预订每年发射一枚探空火箭,2004——2009年发射基础型探空火箭,正在2018年前将控空火箭开展成卫星发射载具,将台湾自制的100千克级微型卫星发到间隔地面500千米的轨道上。目前中山科学院已担当“邦科会”委托举行“运送卫星入轨大型载具导控计划”磋议。

  由中山科学院研发的探空火箭是一种两级固体燃料火箭,为“天弓”导弹加上司固体火箭助推器构成,全弹长7.7米,重量为1680 千克,火箭射高可达300千米,射程200千克,有用载荷再加大,并装备制导编制,即可成为射程远达1000千米的中程地对地弹道导弹。

  探空火箭目前已发射3次。探空火箭1号和2划分正在1999年8月和2001年10月发射,第一次发射告成,但并未带领任何科学仪器,第二次发射本来是要磋议间隔地外80——150千米之间的太空电离层大气流向,当时探空火箭是将焦点大学研制的三铝甲烷实行有用载荷送到次轨道,再以地面拍照仪观测三铝甲烷正在太空燃烧的火焰,算计高空风场的散布及大气乱流变革,痛惜因第二级火箭未能顺手焚烧而腐化。迩来一次告成发射,即探空火箭3号于2003年12月24日黑夜从中山科学院九鹏发射场发射,12秒时推升到5.4千米高空后,第二级火箭接续焚烧,最高来到离地面269千米高空,511秒后坠落正在离基地142千米远、绿岛东北方的安静洋,告终与探空火箭2号雷同的科学实行。

  皮相上,探空火箭施行的是科学实行,然则中山科学院过去正在举行研发中程导弹的“天马安排”时,就曾欺骗探空火箭测试火箭分辩和空中焚烧工夫,也是欺骗形似焦点大学实行的本领来调查火箭弹道和弹道偏移情景,这也大白出探空火箭的科学实行是“一鱼两吃”,除了台面上的科学实行外,还可测试中程弹道导弹极紧要的分辩项目和搜求导弹高空导弹等材料。

  设立卫星影像收受站是太空安排中极紧要的一环,是获取即时卫星拍照的须要配置。有了自立的卫星影像收受站,正在影像卫星通过台湾方圆必定的区域(即卫星天线收受鸿沟)就能顿时收受卫星摄取的影像,不然就要由他地收受站代为收受,再传送到台湾,功夫消磨长远。

  目前台湾军、民用卫星影像收受站共有3处,4个收受天线。个中最早设立的是焦点大学及遥测核心所属的卫星影像收受站,通盘安排由“邦科会”委托,于1990年2——10月间举行“设备资源卫星收受站计议”,接着从1991年2月起,改由“太空安排室”委托,进手脚期3年的“资源收受站修站安排”,最终于1993年6月底装配测试告终,于12月31日正式启用。该收受站卫星收受天线千米,为目前全全邦收受站中收受灵活度最高者之一。2003年太空遥测核心又增修一卫星信号收受天线,该新修天线年年头启用。

  目前太空遥测核心可收受运转中的法邦SPOT、欧洲航空航天局ERS—1、印度IRS—IC、以色列EROS—A1,及“中华卫星”2号等商用卫星影像材料。太空遥测核心外购商用卫星影像,如以修制军用图为主的联勤401厂即是军中最早的卫星影像大户,早正在1985年时,就曾不断数年委托焦点大学太空遥测核心购置卫星影像,累计购置的卫星影像金额达1500众万元。别的,空军也曾正在1987年和1991年两次委托焦点大学太空遥测核心购置各100众万元的卫星影像。因而正在太空遥测核心卫星影像收受站启用后,军方马上成为厉重客户。

  太空遥测核心卫星影像收受站正在军方卫星拍照谍报起原上饰演着极紧要的脚色。如军正大在1998年4月欺骗法邦SPOT卫星的光学影像和加拿大资源卫星RADARSAT合成孔雷达影像交叉判读出,大陆正在甘肃省嘉峪合东北方约120千米的军用机场左近设备一个与台中清泉岗机场一模雷同的假机场,行为解放军飞翔员磨练之用。

  别的,军方和“邦安局”还欺骗太空遥测核心配置施行收受台湾具有区域担任权的以色列EROS—A1商用卫星影像的“浩全专案”。1999年10月5日,当时的“咨询本部”联二谍报次长,现任空军作战司令冯世宽中将与具有EROS—A1商用影像卫星的以色各邦际卫星影像公司签约,列入“卫星运作伙伴安排”,即出售卫星局部区域担任权,也即是客户能够具有卫星局部区域担任权,一朝卫星进入客户区域,客户即可接收卫星,全权掌控侦照对象,最紧要的是台湾可即时收受卫星影像,具有供给即时谍报的效用。

  固然军方设立卫星影像收受站并非太空安排的一环,只是军方他日也会收受“华卫”2号影像,因而正在此一提。早正在1983年时,就曾有美邦退歇将军来台当时的“咨询总长”郝柏村倾销设立卫星影像收受站。“前邦安局局长”蔡朝明正在1997年任“邦防部”电展室主任后,也曾提出收受即时卫星影像安排,只是受限于当时邦际境况并未付诸完毕。直到美邦政府许诺Space Imaging公司将IKONOS高解析影像出售给全邦各地客户,军方安排才有强大打破,即“启元专案”。

  “启元专案”是正在电展室林口监听站“林园”(前身为美邦通讯站,台美尚有协防合同时,还曾驻有美军的“6987”保安大队,特意截听破译大陆军事通讯谍报,直到1977年才裁撤)内兴修卫星影像收受站,以便直接收受外购的商用卫星影像,目前以收受美邦IKONOS卫星影像为主。

  “启元专案”正在1991年“邦防预算”中编列寻常举措整修工程经费高达1亿4278万元,这只是用来兴修收受站主体修设云尔,至于置办卫星天线、机动收受站、影像收受配置等经费也要数切切元,应已编入机要预算中。别的,“启元专案”还编列设备置办经费380万元,不妨是用来增强卫星影像处置、输出和积储等联系配置、以修树材料修档、编制统制等影像终端处置本事。

  林口卫星影像收受站主体为一栋大楼,卫星收受天线年中启用,成为继监听站环状陈列天线后,林口台地的另额外景观。收受站摆设的卫星收受天线外形与焦点大学太空遥测核心的卫星收受天线形似,效用该当也靠拢,目前仅摆设一座天线,只是大楼屋顶另有增修卫星天线的空间,他日还可视实质需求加装天线。因军方卫星影像收受站设于林口台地,地势较高,有助于提早收受卫星资讯。“启元专案”卫星收受站告终后,军方从操作担任卫星举行侦照,到收受影像,解析判读判可一胀作气。

  为了收受“华卫”2号遥测影像,位于新竹科学园区的“太空安排室”10楼屋顶已修置一座“X频段天线编制(XAS)”,这也是台湾最新一座卫星影像收受站。“华卫”2号的遥测影像材料是通过X频段无线通讯频道下链至新竹的X频段的天线编制。X频段天线编制将收受到的无线通信信号予以放大、降频、解调、位元同步处置之后,再通过地面通讯收集将位元间步材料传送至影像处置编制(IPS)做进一步的影像外露与处置。

  X频段天线编制的构成包含收受天线、射频收受配置、基频配置、尺度功夫与频率配置、天线担任配置和编制监控配置。收受天线米的碟形天线,可收受X频段信号,最高材料流可达320M bps。该天线编制的担任中枢为“编制监控算计机”,通过该担任中枢,操作职员能够遥控体例担任天线编制的各项配置,收受卫星材料。别的,天线自身的操作担任由“天线担任单位”担当,该担任单位可配合算计机追踪程式,自愿施行卫星的程式追踪、自愿追踪、步阶追踪以及轨迹征采。天线的追踪及驱动编制可欺骗来自卫星的X波段信号举行卫星自愿追踪。

  “华卫”2号的X频段天线编制除具备最新科技编制计划以外,整个编制运作皆可通过高度自愿化的远端功课告终,可说是目前较前辈的X频段遥测卫星材料收受站。它不但能够收受“华卫”2号的影像材料,关于其他外邦的遥测卫星(如IKONOS、SPOT、LANDSAT、RADARSAT、ERS等)的影像材料,也能够正在天线编制经由些微的改正之后顺手收受,显示扩充弹性很大,也意味着如有需求可正在短功夫内,配合军方收受外邦供给的即时卫星影像。

  由台湾自立研发的“华卫”2号影像处置编制(IPS),正在一连告终各次编制测试与验收后,由2003年6月告终全编制整合测试。由“太空安排室”自力研发的次编制包含:幅射校正、几何校正、卫星遥测影像品德监督与解析等材料处置次编制,和担当卫星影相管事计议与时程排定的取向排程次编制,别的,全编制整合测试也是由“太空安排室”自力举行。

  “华卫”2号影像处置编制自立研发的好处为具有版权,复制影像不必扩大经费,并可指导台湾厂商进入高解析度卫星影像的工夫周围。卫星影像利用迅速发展且工夫列入管制,效用须不绝扩充,以合用于他日安排或收受其他卫星,因而自立研发影像处置编制意味着他日卫星影像联系科技开展将可不受制于人。

  “华卫”2号影像处置编制的厉重效用是将X频段天线编制(XAS)通过收集传过来的位元同步材料做进一步的卫星影像外露及后处置,包含框码同步处置、解码处置、0处置、电波校正处置以及几何校正处置等。

  “华卫”2号影像处置编制可即时处置来自X频段天线M bps高速材料流,可收受并记载“华卫”2号每天最众16分钟的下传影像材料,可供给线上即时、近即时、离线等三种修档积储编制。该编制可发生一个频段的彩色迅速取像,并可正在8小时内对“华卫”2号每世界传的16分钟影像修树目次,处置告终起码250幅的Level B众频谱影像。

  “华卫”2号影像处置编制包含一个行使者盘查次编制,可正在几秒中内回应行使者的影像材料库盘查。编制能够正在优先处置任选一分钟的影像材料,正在卫星通事后一小时内处置告终,并输出显示正在“中华卫星”地面编制内。该编制可增援影像仪器服从没落监测及校正轨划,以及“华卫”2号地面取像的计议与排程等管事。

  “华卫”2号影像处置编制的研发,将可大幅擢升台湾正在影像判读上的工夫本事,固然这属“太空安排室”的安排,与军方无合,只是因军民工夫交换经常,像太空遥测核心就一经代训地军方判读职员,所以军方也可从“太空安排室”或联系单元得到较佳的影像处置软件和工夫。

  太空科技的开展,是科技、经济与工业气力的呈现,范围涵盖编制工程、电子、呆板、原料、通讯、遥测、导航、促进、担任及资讯等尖端科技,个中众样涉及以至即是军事科技,加上太空安排是一个相当宏壮的投资,一朝发端可说即是一条不归程,没有军方维持很难延续举行,因而太空安排实正在是很难挣脱军事颜色。

  台湾初期太空安排也许军事颜色并不浓,但“太空高地”是21世纪全邦军事的必争之地,只是因大陆要挟和美邦控制,台湾太空之途走得更是困苦。固然军方并没有当真列入太空安排,但先通过侧重科学磋议的太空安排抢占太空滩头堡,将会有助于台湾他日军事太空安排的展开。(全邦航空航天博览 启元)