军情观察|中国卫星探测技术获重大突破:打航母能力猛增 甚至可锁定濒海战斗舰
图片说明:央视截图
东方网记者夏阳2月28日报道:中国卫星探测技术获得重大突破,分辨率提升到“米”级别,将极大提升追踪航母等重要目标的能力。据央视报道,中科院长春光机所日前在高精度大口径轻质碳化硅反射镜研制中取得新进展,并将在今年上半年完成精加工。这意味着,国家重点研发计划专项“静止轨道高分相机系统技术”将如期完成,比高分四号更先进的新一代同步轨道高分辨率卫星又离我们近了一步。
国产新一代“太空神眼”镜片比哈勃还大68%
为何高精度大口径轻质碳化硅反射镜对卫星的探测精度如此重要?因为这种大口径高精度非球面光学反射镜,是高分辨率空间对地观测、深空探测和天文观测系统的核心元件,直接决定着同步轨道高分相机分辨率等关键性能,也可以说是这套相机系统的“眼睛”。按照中科院长春光机口径,国产高精度大口径轻质碳化硅反射镜将于今年上半年完成精加工,这将确保我国新一代“太空神眼”如期完成。
图片说明:央视截图
简单来说,反射镜片的直径越大分辨率就越高,拍出来的照片就更清晰。镜片越大相应制造难度也就越大,任何微小不平整或者裂纹都会降低镜片性能,因此,中科院长春光机所的研究团队对大口径碳化硅反射镜的加工标准非常高,镜面平整精度要控制在十几个纳米。中科院长春光机所研究员张学军在接受央视采访时表示:“十几个纳米指镜面和理想面型的偏差,就相当于是,如果放大到整个长春市这么大面积,高低差要正负零点几个毫米。”
图片说明:高精度大口径轻质碳化硅反射镜加工 央视截图
同时,为了能够在航天器上使用,中科院长春光机所的研究团队通过一系列技术攻关,实现了大口径反射镜的轻量化,把反射镜重量由原来的数吨减轻到了只有现在的几百公斤,为大型空间光电系统的研制提供了可靠的技术保障。“这是非常难的挑战,因为它做得越轻,相当于这个东西越软,那想保证这个精度是不容易的。”张学军说。
图片说明:哈勃望远镜结构图 (网络图)
早在2018年,央广网就曾报道了这款大口径反射镜研制成功的消息,其口径高达4.03米,是目前世界上口径最大的单体碳化硅反射镜。更大的尺寸意味着更高的分辨率,4.03米是什么概念?要整整比哈勃空间望远镜的2.4米镜头大了68%。相比哈勃望远镜反射镜采用超低膨胀系数石英玻璃,碳化硅具有更大的比刚度和热稳定性。这使得在实现同样的光学口径和精度要求下,碳化硅反射镜更轻、热稳定性更优。
豺狼来了有猎枪 猎枪配上新“瞄具”
图片说明:庆祝新中国成立70周年阅兵式上的东风-26
国产同步轨道高分辨率卫星不仅仅可以提升我国的政策能力,还能有效提升对敌方重要军事目标的威慑能力。就拿上文提及的航空母舰来说,我国目前已经拥有了东风-21D、东风-26等可以用于远距离攻击大型水上目标的反舰弹道“大杀器”,但要实现数千里外命中敌人的航空母舰和各种战舰,还需要建设涵盖指挥协同、远程侦察等一整套完整的体系支持。
俗话说,朋友来了有好酒,豺狼来了有猎枪。要“一击必杀”来犯豺狼,仅仅有猎枪是不够的,还得配上一条精准的“瞄具”才行。换句话说,就是能够在广阔的海洋上快速发现、追踪航母的航行轨迹,并为导弹提供可靠的目标指引。航母监测是一套由岸基超视距雷达、预警侦察机、水面侦察舰、水下潜艇组成和卫星组成的全面立体的系统工程,其中,卫星侦察特别是同步轨道卫星侦察是目前最高效的方法。
同步轨道卫星运行周期与地球自转周期相近,从地面上来看,卫星始终停留在宇宙空间某个位置,可观测的面积大,再结合高分辨率镜头,一颗卫星就可以覆盖一大片。理论上三颗这样的卫星就能实现对全球目标连续、实时通信和观测,不需要其他的卫星和系统配合,使用起来简便快捷。看得清楚也看得广,反应也更迅猛,真正起到了“凝视”监测的效果。
图片说明:高分四号微卫星的探测范围(网络图)
新一代同步轨道高分辨率卫星将对我国航母能力监测能力有重大提升,以目前中国的高分四号为例:根据相关单位在2016年珠海航展公开资料,具有凝视、区域 、机动巡查三种工作模式,可见光红外通道分辨率优于50米。那么,安装了4米大口径轻质碳化硅镜片的国产新一代同步轨道高分辨率卫星大概可以到什么水平?军事专家陈虎公开表示,其分辨率分辨率优于5米,最高可以达到2.5米,这意味着国产新一代国产同步轨道高分辨率卫星说不仅可以快速找到大洋上的航母,还能分辨出航母和游轮,甚至航母甲板上的飞机也可以数过来了,这是之前50米分辨率完全做不到的。在他看来,一旦达到了这样的技术水平,别说打航母了,即使敌方来的是护卫舰或者是濒海战斗舰,只要你的远程弹的精度够也一打一个准。
与此同时,随着国产长征5号运载火箭的逐渐成熟,运载火箭整流罩空间和运载能力将不会成为限制4米口径同步轨道高分辨率卫星运输的瓶颈。