你是天文望遠鏡還是間諜衛星:哈勃掉頭能否秒變鎖眼?
本文作者:滄海觀瀾
當地時間5月7日早晨,美國空軍一架X-37B空天飛機在佛羅里達州肯尼迪航天中心成功降落,這次飛行任務始於2年前,X-37B已在太空飛行718天。
一如既往,美國軍方對X-37B在天上究竟幹了什麼仍然諱莫如深、三緘其口。
與X-37B的神秘莫測相比,美國國家偵察局(NRO)的「鎖眼」系列間諜衛星則可以稱得上是大名鼎鼎。
前不久,NRO將「鋼鐵俠」馬斯克招入麾下,用SpaceX公司的「獵鷹9號」火箭將一顆絕密載荷NROL-76送入太空。
NROL-76究竟作何用途?透過「鎖眼」,或許可以管窺一豹。
【一】「U-2」鎩羽
二戰結束後,鐵幕降臨,冷戰開啟。
1950年代,美蘇兩霸各自擁有了數量驚人的核武器,為確保雙方不因戰略誤判引爆核戰爭,同時又確保一旦燃起戰火雙方能夠相互摧毀,時任美國總統艾森豪威爾提出了「開放天空」的設想。
即:以兩國為首的北約和華約軍事集團所有成員國均開放各自領空,允許對方非武裝飛機進入己方境內進行偵察監視,確保雙方對等地執行核裁軍協定。
「開放天空計劃」貌似公平,其實絕非費厄潑賴。蘇聯要想監視美國,除了以古巴作基地之外並無其他依託;而美國要想監視蘇聯,歐洲的北約盟國卻都可以出一份力。赫魯曉夫斷然拒絕了這一「赤裸裸的諜報陰謀」。
但是,蘇聯的拒絕並未阻止美國的單方面偵察活動,特別是隨著U-2飛機投入使用,蘇聯領空已處於單向透明狀態。U-2的飛行高度可達22250米,足以避開當時蘇聯各種高射炮、導彈和戰鬥機的截擊。
自1956年開始,U-2頻頻出入蘇聯上空,如入無人之境。即便雷達發現了目標,升限只有13000米的米格飛機也只能望洋興嘆。直到1960年5月1日,蘇聯防空軍終於成功擊落了一架乘著蘇聯慶祝國際勞動節之機,入境偵察的U-2飛機,並俘虜了跳傘逃生的美軍飛行員鮑爾斯。
一開始,蘇聯對擊落U-2一事秘而不宣。
美國軍方以為,縱然U-2被擊落,但是飛機上有完備的自毀裝置,飛行員在2萬米以上高空彈射也絕無可能生還,乾脆來個死豬不怕開水燙拒不認賬,只說是一架科學考察飛機迷航,有可能誤入蘇聯領空。
沒想到,這架飛機被擊落時的飛行高度只有1萬3千米,幾天後,蘇聯就搜齊了U-2殘骸,並對飛行員鮑爾斯進行了公開審判。
U-2被擊落、飛行員被生擒且成為美國的「棄子」,讓美國顏面掃地,令世界輿論一片嘩然。最終,艾森豪威爾不得不出面承認,是他親自批准了此項間諜活動。
「鮑爾斯事件」之後,美國徹底停止了U-2對蘇聯的飛越偵察活動。
它的下一次亡命之旅,則發生在了中國上空。
【二】「鎖眼」登台
U-2鎩羽之日,便是「鎖眼」(Key Hole)興盛之時。
在遠離地球數百公里的太空軌道上,既沒有領空歸屬之爭,更沒有飛行員被俘之虞,太空偵察活動正可以大展宏圖。
第一代「鎖眼」衛星,代號「科羅娜」(Corona),由美國空軍和CIA共同管理。
這是一種返回式衛星,上面裝有膠片攝像機,可在飛臨目標上空時進行對地拍攝,爾後返回地球,由空軍回收並由CIA進行數據分析處理。
1961年,美國國家偵察局(NRO)成立後,科羅娜衛星的太空偵察活動便由NRO全權負責,並從此改名為「鎖眼」,編號KH-1到KH-4,累計發射144次。
第二代「鎖眼」衛星,代號「話題」,編號「KH-7」、「KH-8」。
「KH-7」的對地觀測解析度,由科羅娜衛星的1.5-3米提高到1米以下,「KH-8」衛星的解析度甚至高達0.1米,已經可以精確分析出地面導彈的確切尺度。KH-7、KH-8系列衛星,累計發射92次。
第三代「鎖眼」衛星,代號「六邊形」,編號「KH-9」,仍為返回式衛星。
「KH-9」重點提高了對地觀測的工作時長,加裝了太陽能電池翼,增加了膠片攝像機數量,4部返回式載具,可以像母雞下蛋一樣分期分批將拍攝的膠片送回地面,使間諜衛星在軌工作時間延長到200多天,同時也使得衛星的重量增加到了11噸!KH-9總計發射20次。
第四代「鎖眼」衛星,代號「水晶」,編號「KH-11」。
隨著數據中繼衛星投入使用,偵察衛星終於擺脫了攝影膠片和返回式載具的束縛,拍攝產生的數據可以通過位於地球同步軌道的中繼衛星直接回傳地面,計算機技術的發展也使情報部門獲得了空前強大的數據分析處理能力。從此,間諜衛星對地面目標的長時間巡察監視成為現實。KH-11總共發射16次。
天文愛好者應該有經驗,在晴好的夜晚,用直徑3米的天文望遠鏡觀察月球,月表的地貌已清晰可辨,而月球距地球的距離在36萬公里以上,「水晶」系列衛星的運行軌道最高距地球只有600公里!
第五代「鎖眼」衛星代號「迷濛」,編號為「KH-12」。
其工作軌道為距地面3萬6千公里的地球同步軌道,在這一軌道上,衛星可以保持與地面目標的相對靜止,從而實現對重要目標如敵方指揮中心、戰略武器陣地等的實時監視。
不過,衛星軌道升高了,必然帶來解析度降低的問題,而受限於衛星自身的尺寸,光學反射鏡片的直徑難以無限制增加。如何在確保實時監視的同時提高衛星對地觀測解析度,成為NRO要解決的首要問題。
據媒體報道,美國正在研發使用光學薄膜作為反射鏡片的新型光學偵察衛星,這種薄膜在衛星發射時處於摺疊狀態,衛星入軌後可以展開形成直徑超過20米的超大反射鏡面,以小於0.1米的解析度執行實時監視任務。
【三】「哈勃」撿漏
原本,「哈勃」空間望遠鏡真的只是要觀測宇宙。
然而,要把一個地面天文台搬到天上,最大的障礙不是科學技術難題,而是美國國會的預算審批委員會。
1970年,NASA設立了兩個委員會,一個負責規劃空間望遠鏡建造,另一個負責研究確定空間望遠鏡的科學目標,在經歷了國會重重刁難和天文學家的集體遊說之後,NASA終於在1978年得到了國會撥付的3600萬美金。
1980年,空間望遠鏡項目被命名為「哈勃」,計劃在1983年發射升空。
然而,在製作直徑2.4米的光學反射鏡片時,NASA僱傭的科學技術人員卻遇到了超出預料的困難。從1979年動工開始,直到1981年底,才完成這塊鏡片的打磨、拋光和鍍膜!
而複雜的光學組件設計安裝,更是將「哈勃」望遠鏡的發射日期一推再推,一直延宕到1990年,「哈勃」計劃的花費也猛增到驚人的11億7千5百萬美金!
探索宇宙經費緊張,監視地球則就另當別論了。
自1976年到2013年,「水晶」系列衛星共發射了16顆。根據美國國家偵察局2014年發布的決算報告,該系列最後一組2顆衛星的造價高達50億美金,而一艘尼米茲級航母的造價才不過40億美金!
1990年4月24日,「哈勃」終於搭乘發現號太空梭飛向太空,進入距地面約600公里的工作軌道。(注意:這一軌道與「水晶」系列衛星中的KH-11驚人地一致!以至於很多天文愛好者在觀測「哈勃」時竟看到了另一顆跟哈勃一模一樣的衛星。)
(KH-11,與題圖「哈勃」幾乎一毛一樣)
然而,令人奇怪的是,「哈勃」升空後,並未像NASA宣稱的那樣觀測宇宙,而是對著地球玩起了自拍,一拍就是兩年。
NASA辯解稱這是地面科技人員正在校準設備。不過,蘇聯人似乎並不這麼認為。一幅別里耶夫A-60機載激光武器的徽標顯示,蘇聯正試圖用激光武器擊毀這個對著自己偷窺的空間望遠鏡。
蘇聯的激光武器是否對哈勃發動了攻擊,我們不得而知。
1年後,蘇聯宣告解體。隨後,哈勃在太空軌道華麗轉身,終於開始了觀測宇宙的神聖事業。
從1993年到2009年,美國先後動用奮進號、發現號、哥倫比亞號、阿特蘭蒂斯號太空梭,對哈勃空間望遠鏡進行了5次在軌維修。
2011年,NASA公布的資料顯示,在研製「哈勃」望遠鏡的替代版時,「意外」得到了美國國家偵察局的大力支援——NRO慷慨捐贈了兩套KH-11衛星備份設備,這批設備中最珍貴的當數兩組30年前磨製的性能優異的光學鏡片組件!
NASA隨後宣布,這批鏡片將被用於製造下一代廣域紅外探測望遠鏡。
「鎖眼」間諜衛星的古董鏡片,就這樣成為了觀測宇宙的「新天眼」。
不能不說,「哈勃」這個「漏」撿得真值!
只是不知道,這個鏡片飛上太空,是放眼宇宙呢?還是偷窺地球呢?
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