锁眼卫星影像关系图

发布时间:2025-05-06 06:14

锁眼(Keyhole)是美国光学成像间谍卫星的总称,它包括一系列项目,是一个长期发展的机密计划,对美国国家安全至关重要,目前已知其项目如下:

锁眼-1(KH-1)日冕项目(Corona),日冕是在发现者(Discoverer)项目名下制造的首批美国光学成像间谍卫星。它的主仪器是费尔柴尔德摄影仪器公司(Fairchild Camera and Instrument)研制的C(日冕)单一全景相机,并装有一具通用电气公司(General Electric)研制的胶片返回舱(SRV)。主相机光圈f/5.0,焦距61厘米,地面分辨率12.9米。这种卫星由阿京娜A上面级提供轨道姿态控制。胶片返回舱有固体燃料反推发动机,完成任务后脱离卫星,经过再入大气层阶段,由一架装有特种设备的飞机在空中回收。其中发现者1(Discoverer 1)没有相机和胶片返回舱,发现者2(Discoverer 2)和发现者3(Discoverer 3)只有胶片返回舱,没有相机。美国情报机构总计发射了10颗全功能锁眼-1日冕卫星,但其中三次发射失败,前八次任务胶片返回舱全部回收失败,之后又发射了两个不带成像载荷的发现者(发现者12/Discoverer 12与发现者13/Discoverer 13)。然后再度恢复日冕发射,1960年8月18日发射的锁眼-1(KH-1)9号星终于成功实现了胶片返回舱回收。

锁眼-2(KH-2)日冕项目(Corona),同样是在发现者项目下研制的第二代日冕卫星,它们装有改进型的日冕二代相机,以及一部胶片返回舱。该相机同样由费尔柴尔德摄影仪器公司研制,为日冕相机的性能提升简化型,主相机光圈f/5.0,焦距61厘米,地面分辨率10.7米。整颗卫星由更大的阿京娜B上面级提供轨道姿态控制,回收方式与一代日冕相同。美国情报机构共发射了10颗全功能锁眼-2日冕二代卫星,其中成功回收了四颗卫星的胶片返回舱,四次发射失败。

锁眼-3(KH-3)日冕项目(Corona),它是第三代日冕卫星,装有埃泰克公司(Itek Corporation)研制的日冕三代相机,主相机光圈f/3.5,焦距61厘米,地面分辨率7.5米。美国情报机构共发射了6颗全功能锁眼-3日冕三代卫星,其中成功回收了四颗卫星的胶片返回舱,一次发射失败,最后一颗卫星为改进型,采用了后来第四代锁眼(KH-4)的前向结构和第三代锁眼(KH-3)的相机。

锁眼-4(KH-4)日冕/壁画项目(Corona/Mural),它是第四代日冕卫星,采用埃泰克公司双主相机立体成像技术。两部名为壁画的相机由日冕三代相机发展而来,它们以30度角分离安装,一个叫前相机(用于前视,前倾15度),一个叫后相机(用于后视,后倾15度),地面分辨率在3.6米至5.1米间(中心分辨率,但通过旋转镜头以70度弧度往复扫描可以扩大最佳分辨率面积)。除了这两部相机,卫星上还装有一部焦距38毫米、分辨率162米的标识相机,这个相机用于确定等待立体成像目标。该项目早期批次卫星由阿京娜B上面级提供轨道姿态控制,后期批次卫星由阿京娜D上面级提供轨道姿态控制。美国情报机构一共发射了26颗全功能锁眼-4日冕/壁画卫星,其中20次成功,6次失败(包括两次发射失败)。

锁眼-4A(KH-4A)日冕/双面神项目(Corona/Janus),它是第五代日冕卫星,装有两部J-1全景相机,这个字母J表示罗马神话中的双面神雅努斯(Janus),它有两张脸,展望过去和未来,正好对应了两部J-1相机。作为壁画相机的升级型号,J-1相机的胶卷盒容量增加一倍,加强了主支撑板结构,并有两个胶卷回收舱。主相机焦距61厘米,地面分辨率2.7米。锁眼-4A与锁眼-4相同,也装有一部焦距38毫米、分辨率162米的标识相机,覆盖范围为308千米×308千米。美国情报机构从1963年8月25日至1969年9月22日,一共发射了52颗全功能锁眼-4A日冕/双面神卫星,其中44颗成功,8颗失败。

锁眼-4B(KH-4B)日冕/双面神项目(Corona/Janus),它是第六代日冕卫星,装有两部J-3全景相机,焦距61厘米,地面分辨率1.8米,可一次扫描16千米×217千米的地面条块。它装备的双重改进型恒星标识相机(DISIC,Dual-Integrated Stellar Index Camera)比KH-5氩成像卫星设备的测绘能力更强。DISIC相机焦距91厘米,地面分辨率30米,覆盖范围为260千米×260千米。美国情报机构从1967年9月15日至1972年5月25日,一共发射了17颗全功能锁眼-4B日冕/双面神卫星,其中16颗成功,1颗失败。

锁眼-5(KH-5)氩项目(Argon),它是锁眼系列中的普查型成像间谍卫星,主相机名为氩,是一种单帧相机,整个相机系统与日冕标准硬件组合(比如胶卷回收舱之类)。主相机焦距76毫米,分辨率140米,一次可推扫556千米。由于主要用于制图而非侦察,所以其分辨率较低。该卫星早期仍然使用阿京娜B上面级提供的三轴控制与推进,后期型使用阿京娜D上面级。美国情报机构从1961年2月17日至1964年8月21日,一共发射了12颗氩卫星,其中6颗成功,6颗失败。

锁眼-6(KH-6)牵索项目(Lanyard),它的相机采用一种前后倾斜的编程技术,两次拍摄同一区域,获得立体图像,以提高分辨率。其全景式主相机由柯达公司(Kodak)研制,是该公司为萨莫斯计划(Samos)间谍卫星研制的E-5相机改进型,地面分辨率约1.8米。这种相机与日冕项目硬件集成,就形成了牵索卫星。1963年3月18日,该项目首星(牵索1号)由一枚索尔-阿京娜D火箭发射升空,但是火箭发生故障,卫星未能入轨。1963年5月18日,牵索2号升空,但它上面没有装胶片,只用于机械测试,因此也没有拍下照片。1963年7月31日,牵索3号升空,它成功回传了图像,但是经过判读,发现图像质量太差。该项目至此草草收场。

锁眼-7(KH-7)策略1项目(Gambit-1),它是项目206卫星(Program 206)与锁眼-7策略1相机系统的组合体,是第一种成功的高分辨率光学成像间谍卫星。属于美国国家侦察办公室的A项目。此卫星配备有长焦距相机,分辨率高到足以识别和测量导弹与飞机等目标的特征,而之前的日冕等项目系统只能进行目标定位,正是有了这个杰出替代者,才导致KH-6牵索仅仅发射三次就结束了项目。策略1的主体是一个被称作轨道控制器(OCV)的三轴稳定式卫星,上面装有任务载荷、成像系统及胶卷回收舱(SRV),它由阿京娜D上面级送入轨道后,两者分离。OCV在通用电气公司的普鲁士王工厂生产,而SRV由通用电气的西费城工厂生产。OCV为一长圆柱结构,直径1.52米,大约5米长,在它末端是连接SRV的一个锥形适配器。SRV是一个直径0.7米,长0.8米的锥体,质量160千克,装有聚硫橡胶公司(齐奥克尔公司/Thiokol)星12(Star 12)反推火箭。

策略1的主镜直径1.12米,接近于卫星圆柱结构1.52米直径的极限,相机焦距1.96米,有着精准的温度控制。由于使用带状曝光技术,相机移动速度与胶卷拉动速度一致,并沿一细窄垂缝曝光。在167千米高度上,相机可拍摄22千米宽,长达741千米的地块。其分辨率达0.61米至0.91米。美国情报机构从1963年7月12日至1967年6月4日,一共发射了38颗策略1,其中36颗成功,2颗失败。

锁眼-8(KH-8)策略3项目(Gambit-3),它是一个有五种类型的庞大项目,是第二代策略高分辨率成像间谍卫星。

第一型策略3批次1(Block 1)引入一种新型成像系统,并恢复到卫星/阿京娜D组合体在轨工作模式,而抛弃了OCV模式。其前部通过一个旋转接头与阿京娜D连接,卫星的主要子系统包含有摄影载荷段(PPS)、卫星控制段(SCS)以及推进器。载荷段内既有镜头,也有胶片回收舱。控制段内有指挥系统、轨道调整模块、姿态控制子系统、备用稳定系统(BUSS)和电源。主仪器为光学系统耦合带状相机,焦距4.46米。其光学系统工作方式为,可动平面镜将地面图像反射至直径1.21米的固定凹面主镜。主镜再通过平面镜开口及一部罗斯校正器进行二次反射。在卫星处于近地点时,主相机可以通过一个细缝光圈,拍摄宽6.3千米地带,地面分辨率甚至好于0.1米,接近于大气湍流下的理论物理分辨率极限。除了主相机,卫星上还装有一部有三个镜头的天体位置地形相机(APTC),其中有一具75毫米焦距地形框架相机,两部90毫米焦距的恒星相机,前者用于航天器滚转方向曝光,以确定姿态,后者则以180度反方向观察星域图像。

第二型策略3批次2(Block 2),与一代最大的不同在于引入了第二个胶片回收舱。

第三型策略3批次3(Block 3),它的主要改进是旋转接头,在此基础上还诞生了改进型策略3批次3卫星,它们进行了包括太阳能电池板在内的多项系统升级。

第四型策略3批次4(Block 4),它在策略3批次3的基础上实施了更多改进,包括在摄影载荷段(PPS)采用双板相机、改进型胶片驱动器、一套新型弹性热护罩、新型聚焦系统、改进了冗余与可靠性、改进了降落伞防热层以及增强了遥测功能。卫星控制段(SCS)的改进包括主发动机挡板喷注器、太阳能电池板、新增上升段冗余元件、增加冗余元件交叉能力、改进了故障检测电路、减少了主发动机和旋转接头的单点故障可能性。由于采用双板模式,可以独立曝光9英寸与5英寸两种胶片。允许使用高分辨率黑白主胶片外的其他种类胶片,包括实验胶片、彩色胶片、伪彩色红外胶片等。5英寸胶片装载量也增加了3800英尺长。

第五型策略3双模/更高男孩(Dual mode/Higherboy),它基本布局与策略3批次4相同,原本是作为锁眼-9大鸟/六边形项目的后备卫星开发。这些更高男孩卫星先由阿京娜D上面级送入远高于前代策略3卫星的轨道,进行区域普查成像,然后再自行降低高度对特定目标进行高分辨率详查成像。

美国情报机构从1966年7月29日至1984年4月17日,一共发射了54颗策略3,其中51颗成功,3颗失败。

锁眼-9(KH-9)大鸟/六边形项目(Big Bird/Hexagon),它是一种大型成像间谍卫星,规划用于替代KH-4B日冕/双面神,这些客车大小的卫星重达11吨至13吨,由洛克希德(Lockheed)公司组装,携带着近60英里长的胶片,其主成像系统装有珀金.埃尔默公司(Perkin-Elmer)研制的两部大型全景折叠式莱特相机,左侧为前视相机,右侧为后视相机,焦距1.5 米,口径按非球面校正板定义为0.51米(用于校正莱特设计偏差),拍摄高度在90英里至200英里。地面图像经校正板抵达45度角平面镜,该平面镜将光线反射至0.91米的凹面主镜。主镜再通过平面镜开口及一部四元件透镜射到胶片板上。这些相机能扫描最宽120度的连续区域,地面分辨率优于0.61米。完成任务后由麦克唐纳.道格拉斯公司的再入胶卷回收舱带回地球,其任务期长达9个月。有些六边形上还装有第五个通用电气公司研制的马克V型(Mark V)回收舱,用于存放由埃泰克公司测绘相机拍摄的胶片。此外它还可以携带两个子卫星,发射时,它们先一同进入母卫星轨道,然后,子卫星再弹出来,进入自己的轨道,分别执行各自的任务。许多美国航宇企业与马丁.玛丽埃塔(Martin Marietta)和联合技术公司一同参与了这个大型项目,以今日美元计价,约耗资150亿至200亿美元。

美国情报机构从1971年6月15日至1986年4月18日,一共发射了20颗六边形,其中19颗成功,1颗失败。

锁眼-10(KH-10)载人轨道实验室/多里安项目(MOL/Dorian),它是锁眼系列中的一种特殊有人照相侦察太空站,实际是双子星B飞船与轨道舱的组合体,它们在轨道上如同飞机一样横着运行,相机通过圆柱侧面一个大开口进行拍摄。MOL的核心是KH-10多里安(Dorian)相机系统,但是和所有已解密的冷战时代侦察系统一样,KH-10系统在主相机之外,还有许多额外相机,包括用于提供航天器精确方向数据的地球地平线相机,用于提供位置信息的恒星相机,用于获取地形数据的测绘相机。其中测绘相机可以拍摄宽视野图像,以便于判读人员查看大图,再通过比对详查照片来准确了解所需位置的情报。MOL也有一些特殊要求,比如,航天员们不仅要通过光学系统即时拍摄,还要预测哪些潜在目标即将出现。所以MOL上有两套光学搜集系统,每个航天员一套,两人并肩工作,每个人既可以通过自己的目镜观察前下方不断出现的地形,也能通过另一具目镜观察KH-10光学系统在精确时刻的发现。通过KH-10的主目镜与副目镜,航天员们具备强大视野,足以看到MOL轨道下方城市街头步行的人。该项目没有进入实际运营状态,只发射过一个无人功能样机。

锁眼-11(KH-11)水晶项目(Crystal),它是美国巨型光电数字成像间谍卫星,长近20米,早期型重达12吨,后期型更是重达近20吨。这些卫星代替了锁眼-8(KH-8)策略3和锁眼-9(KH-9)大鸟/六边形胶片返回式成像间谍卫星。锁眼-11被分成若干批次,有着不同的改进。其中Block 1是初始型号(共有5颗卫星);Block 2改进了红外能力(共4颗卫星);Block 3装有改进公制水晶系统(IMCS),增加了参考标记,利用获得的图像可以精确绘图,星上装载更多燃料,延长了寿命(共3颗卫星);Block 4可能是增强成像系统(EIS)的一部分(共3颗卫星);Block 5是进一步改进型,具体改进不清楚,可能是薄雾隐形成像间谍卫星的一个变种。Block 3和Block 4批次锁眼-11被称为高级水晶(经常被非正式的称为KH-12)。

薄雾隐形成像间谍卫星被认为发展自锁眼-11的Block 3批次,它比起前身要重25%,这两者都可以通过航天飞机来部署,在这个过程中,要用到一种类似SPDS(稳定式载荷部署系统)的特殊电动铰链。在1986年挑战者号航天飞机事故后,除了少数几个任务外,美国空军和NRO的几乎所有载荷任务都转向了泰坦4运载火箭。1990年3月1日航天飞机STS-36任务中部署的USA-53被认为是第一颗薄雾卫星。当时泰坦4已经搞了好多年,美国方面购买了10枚加半人马上面级的泰坦IV火箭。问题在于原始的泰坦4没有部署“薄雾”的能力,所以在1987年,实施了固体火箭发动机升级项目(SRMU),这使得泰坦4的性能增加了25%,同时提高了可靠性,这种新的泰坦4就是后来的泰坦IVB,在经过了多年开发后,1997年2月,这种火箭进行了首射。从航天飞机转到泰坦IV还需要用到名为泰坦适配器(TPA)的设备,这种设备能够将锁眼-11的Block 3批次和“薄雾”从泰坦IV第二级上方部署出去,这种设备原来是为航天飞机设计的。据称在1992年11月,这个组合在首射中将第一枚Block 3批次的锁眼-11送入了轨道。在1990年发射了第一颗“薄雾”的9年之后,1999年5月,第二颗“薄雾”卫星粉墨登场,它被泰坦404B送入了倾角为63.4度的一条低地球轨道,这也是TPA的第四次登场。

根据安排,NRO今年尚有以下机密任务待发,包括准备由另一枚猎鹰9型火箭发射的NROL-85任务,准备由一枚德尔它IV重型火箭发射的NROL-91任务,准备由火箭实验室电子火箭发射的NROL-162与NROL-199任务,以及一个未透露编号的任务(可能由维珍轨道公司用发射器1号空射运载火箭发射)。返回搜狐,查看更多

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