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鎖眼衛星影像關系圖

來源:本站   發布時間: 2024-03-14 14:00:55   瀏覽:99次  字號: [大] [中] [小]

鎖眼(Keyhole)是美國光學成像間諜衛星的總稱,它包括一系列項目,是一個長期發展的機密計劃,對美國國家安全至關重要,目前已知其項目如下:

 

 

鎖眼-1(KH-1)日冕項目(Corona),日冕是在發現者(Discoverer)項目名下制造的首批美國光學成像間諜衛星。它的主儀器是費爾柴爾德攝影儀器公司(Fairchild Camera and Instrument)研制的C(日冕)單一全景相機,并裝有一具通用電氣公司(General Electric)研制的膠片返回艙(SRV)。主相機光圈f/5.0,焦距61厘米,地面分辨率12.9米。這種衛星由阿京娜A上面級提供軌道姿態控制。膠片返回艙有固體燃料反推發動機,完成任務后脫離衛星,經過再入大氣層階段,由一架裝有特種設備的飛機在空中回收。其中發現者1(Discoverer 1)沒有相機和膠片返回艙,發現者2(Discoverer 2)和發現者3(Discoverer 3)只有膠片返回艙,沒有相機。美國情報機構總計發射了10顆全功能鎖眼-1日冕衛星,但其中三次發射失敗,前八次任務膠片返回艙全部回收失敗,之后又發射了兩個不帶成像載荷的發現者(發現者12/Discoverer 12與發現者13/Discoverer 13)。然后再度恢復日冕發射,1960年8月18日發射的鎖眼-1(KH-1)9號星終于成功實現了膠片返回艙回收。

 

 

鎖眼-2(KH-2)日冕項目(Corona),同樣是在發現者項目下研制的第二代日冕衛星,它們裝有改進型的日冕二代相機,以及一部膠片返回艙。該相機同樣由費爾柴爾德攝影儀器公司研制,為日冕相機的性能提升簡化型,主相機光圈f/5.0,焦距61厘米,地面分辨率10.7米。整顆衛星由更大的阿京娜B上面級提供軌道姿態控制,回收方式與一代日冕相同。美國情報機構共發射了10顆全功能鎖眼-2日冕二代衛星,其中成功回收了四顆衛星的膠片返回艙,四次發射失敗。

鎖眼-3(KH-3)日冕項目(Corona),它是第三代日冕衛星,裝有埃泰克公司(Itek Corporation)研制的日冕三代相機,主相機光圈f/3.5,焦距61厘米,地面分辨率7.5米。美國情報機構共發射了6顆全功能鎖眼-3日冕三代衛星,其中成功回收了四顆衛星的膠片返回艙,一次發射失敗,最后一顆衛星為改進型,采用了后來第四代鎖眼(KH-4)的前向結構和第三代鎖眼(KH-3)的相機。

 

 

鎖眼-4(KH-4)日冕/壁畫項目(Corona/Mural),它是第四代日冕衛星,采用埃泰克公司雙主相機立體成像技術。兩部名為壁畫的相機由日冕三代相機發展而來,它們以30度角分離安裝,一個叫前相機(用于前視,前傾15度),一個叫后相機(用于后視,后傾15度),地面分辨率在3.6米至5.1米間(中心分辨率,但通過旋轉鏡頭以70度弧度往復掃描可以擴大最佳分辨率面積)。除了這兩部相機,衛星上還裝有一部焦距38毫米、分辨率162米的標識相機,這個相機用于確定等待立體成像目標。該項目早期批次衛星由阿京娜B上面級提供軌道姿態控制,后期批次衛星由阿京娜D上面級提供軌道姿態控制。美國情報機構一共發射了26顆全功能鎖眼-4日冕/壁畫衛星,其中20次成功,6次失。ò▋纱伟l射失。。

鎖眼-4A(KH-4A)日冕/雙面神項目(Corona/Janus),它是第五代日冕衛星,裝有兩部J-1全景相機,這個字母J表示羅馬神話中的雙面神雅努斯(Janus),它有兩張臉,展望過去和未來,正好對應了兩部J-1相機。作為壁畫相機的升級型號,J-1相機的膠卷盒容量增加一倍,加強了主支撐板結構,并有兩個膠卷回收艙。主相機焦距61厘米,地面分辨率2.7米。鎖眼-4A與鎖眼-4相同,也裝有一部焦距38毫米、分辨率162米的標識相機,覆蓋范圍為308千米×308千米。美國情報機構從1963年8月25日至1969年9月22日,一共發射了52顆全功能鎖眼-4A日冕/雙面神衛星,其中44顆成功,8顆失敗。

 

 

鎖眼-4B(KH-4B)日冕/雙面神項目(Corona/Janus),它是第六代日冕衛星,裝有兩部J-3全景相機,焦距61厘米,地面分辨率1.8米,可一次掃描16千米×217千米的地面條塊。它裝備的雙重改進型恒星標識相機(DISIC,Dual-Integrated Stellar Index Camera)比KH-5氬成像衛星設備的測繪能力更強。DISIC相機焦距91厘米,地面分辨率30米,覆蓋范圍為260千米×260千米。美國情報機構從1967年9月15日至1972年5月25日,一共發射了17顆全功能鎖眼-4B日冕/雙面神衛星,其中16顆成功,1顆失敗。

 

 

鎖眼-5(KH-5)氬項目(Argon),它是鎖眼系列中的普查型成像間諜衛星,主相機名為氬,是一種單幀相機,整個相機系統與日冕標準硬件組合(比如膠卷回收艙之類)。主相機焦距76毫米,分辨率140米,一次可推掃556千米。由于主要用于制圖而非偵察,所以其分辨率較低。該衛星早期仍然使用阿京娜B上面級提供的三軸控制與推進,后期型使用阿京娜D上面級。美國情報機構從1961年2月17日至1964年8月21日,一共發射了12顆氬衛星,其中6顆成功,6顆失敗。

 

 

鎖眼-6(KH-6)牽索項目(Lanyard),它的相機采用一種前后傾斜的編程技術,兩次拍攝同一區域,獲得立體圖像,以提高分辨率。其全景式主相機由柯達公司(Kodak)研制,是該公司為薩莫斯計劃(Samos)間諜衛星研制的E-5相機改進型,地面分辨率約1.8米。這種相機與日冕項目硬件集成,就形成了牽索衛星。1963年3月18日,該項目首星(牽索1號)由一枚索爾-阿京娜D火箭發射升空,但是火箭發生故障,衛星未能入軌。1963年5月18日,牽索2號升空,但它上面沒有裝膠片,只用于機械測試,因此也沒有拍下照片。1963年7月31日,牽索3號升空,它成功回傳了圖像,但是經過判讀,發現圖像質量太差。該項目至此草草收場。

 

 

鎖眼-7(KH-7)策略1項目(Gambit-1),它是項目206衛星(Program 206)與鎖眼-7策略1相機系統的組合體,是第一種成功的高分辨率光學成像間諜衛星。屬于美國國家偵察辦公室的A項目。此衛星配備有長焦距相機,分辨率高到足以識別和測量導彈與飛機等目標的特征,而之前的日冕等項目系統只能進行目標定位,正是有了這個杰出替代者,才導致KH-6牽索僅僅發射三次就結束了項目。策略1的主體是一個被稱作軌道控制器(OCV)的三軸穩定式衛星,上面裝有任務載荷、成像系統及膠卷回收艙(SRV),它由阿京娜D上面級送入軌道后,兩者分離。OCV在通用電氣公司的普魯士王工廠生產,而SRV由通用電氣的西費城工廠生產。OCV為一長圓柱結構,直徑1.52米,大約5米長,在它末端是連接SRV的一個錐形適配器。SRV是一個直徑0.7米,長0.8米的錐體,質量160千克,裝有聚硫橡膠公司(齊奧克爾公司/Thiokol)星12(Star 12)反推火箭。

策略1的主鏡直徑1.12米,接近于衛星圓柱結構1.52米直徑的極限,相機焦距1.96米,有著精準的溫度控制。由于使用帶狀曝光技術,相機移動速度與膠卷拉動速度一致,并沿一細窄垂縫曝光。在167千米高度上,相機可拍攝22千米寬,長達741千米的地塊。其分辨率達0.61米至0.91米。美國情報機構從1963年7月12日至1967年6月4日,一共發射了38顆策略1,其中36顆成功,2顆失敗。

 

 

鎖眼-8(KH-8)策略3項目(Gambit-3),它是一個有五種類型的龐大項目,是第二代策略高分辨率成像間諜衛星。

第一型策略3批次1(Block 1)引入一種新型成像系統,并恢復到衛星/阿京娜D組合體在軌工作模式,而拋棄了OCV模式。其前部通過一個旋轉接頭與阿京娜D連接,衛星的主要子系統包含有攝影載荷段(PPS)、衛星控制段(SCS)以及推進器。載荷段內既有鏡頭,也有膠片回收艙?刂贫蝺扔兄笓]系統、軌道調整模塊、姿態控制子系統、備用穩定系統(BUSS)和電源。主儀器為光學系統耦合帶狀相機,焦距4.46米。其光學系統工作方式為,可動平面鏡將地面圖像反射至直徑1.21米的固定凹面主鏡。主鏡再通過平面鏡開口及一部羅斯校正器進行二次反射。在衛星處于近地點時,主相機可以通過一個細縫光圈,拍攝寬6.3千米地帶,地面分辨率甚至好于0.1米,接近于大氣湍流下的理論物理分辨率極限。除了主相機,衛星上還裝有一部有三個鏡頭的天體位置地形相機(APTC),其中有一具75毫米焦距地形框架相機,兩部90毫米焦距的恒星相機,前者用于航天器滾轉方向曝光,以確定姿態,后者則以180度反方向觀察星域圖像。

第二型策略3批次2(Block 2),與一代最大的不同在于引入了第二個膠片回收艙。

第三型策略3批次3(Block 3),它的主要改進是旋轉接頭,在此基礎上還誕生了改進型策略3批次3衛星,它們進行了包括太陽能電池板在內的多項系統升級。

第四型策略3批次4(Block 4),它在策略3批次3的基礎上實施了更多改進,包括在攝影載荷段(PPS)采用雙板相機、改進型膠片驅動器、一套新型彈性熱護罩、新型聚焦系統、改進了冗余與可靠性、改進了降落傘防熱層以及增強了遙測功能。衛星控制段(SCS)的改進包括主發動機擋板噴注器、太陽能電池板、新增上升段冗余元件、增加冗余元件交叉能力、改進了故障檢測電路、減少了主發動機和旋轉接頭的單點故障可能性。由于采用雙板模式,可以獨立曝光9英寸與5英寸兩種膠片。允許使用高分辨率黑白主膠片外的其他種類膠片,包括實驗膠片、彩色膠片、偽彩色紅外膠片等。5英寸膠片裝載量也增加了3800英尺長。

第五型策略3雙模/更高男孩(Dual mode/Higherboy),它基本布局與策略3批次4相同,原本是作為鎖眼-9大鳥/六邊形項目的后備衛星開發。這些更高男孩衛星先由阿京娜D上面級送入遠高于前代策略3衛星的軌道,進行區域普查成像,然后再自行降低高度對特定目標進行高分辨率詳查成像。

美國情報機構從1966年7月29日至1984年4月17日,一共發射了54顆策略3,其中51顆成功,3顆失敗。

 

 

鎖眼-9(KH-9)大鳥/六邊形項目(Big Bird/Hexagon),它是一種大型成像間諜衛星,規劃用于替代KH-4B日冕/雙面神,這些客車大小的衛星重達11噸至13噸,由洛克希德(Lockheed)公司組裝,攜帶著近60英里長的膠片,其主成像系統裝有珀金.埃爾默公司(Perkin-Elmer)研制的兩部大型全景折疊式萊特相機,左側為前視相機,右側為后視相機,焦距1.5 米,口徑按非球面校正板定義為0.51米(用于校正萊特設計偏差),拍攝高度在90英里至200英里。地面圖像經校正板抵達45度角平面鏡,該平面鏡將光線反射至0.91米的凹面主鏡。主鏡再通過平面鏡開口及一部四元件透鏡射到膠片板上。這些相機能掃描最寬120度的連續區域,地面分辨率優于0.61米。完成任務后由麥克唐納.道格拉斯公司的再入膠卷回收艙帶回地球,其任務期長達9個月。有些六邊形上還裝有第五個通用電氣公司研制的馬克V型(Mark V)回收艙,用于存放由埃泰克公司測繪相機拍攝的膠片。此外它還可以攜帶兩個子衛星,發射時,它們先一同進入母衛星軌道,然后,子衛星再彈出來,進入自己的軌道,分別執行各自的任務。許多美國航宇企業與馬。旣惏K∕artin Marietta)和聯合技術公司一同參與了這個大型項目,以今日美元計價,約耗資150億至200億美元。

美國情報機構從1971年6月15日至1986年4月18日,一共發射了20顆六邊形,其中19顆成功,1顆失敗。

 

 

鎖眼-10(KH-10)載人軌道實驗室/多里安項目(MOL/Dorian),它是鎖眼系列中的一種特殊有人照相偵察太空站,實際是雙子星B飛船與軌道艙的組合體,它們在軌道上如同飛機一樣橫著運行,相機通過圓柱側面一個大開口進行拍攝。MOL的核心是KH-10多里安(Dorian)相機系統,但是和所有已解密的冷戰時代偵察系統一樣,KH-10系統在主相機之外,還有許多額外相機,包括用于提供航天器精確方向數據的地球地平線相機,用于提供位置信息的恒星相機,用于獲取地形數據的測繪相機。其中測繪相機可以拍攝寬視野圖像,以便于判讀人員查看大圖,再通過比對詳查照片來準確了解所需位置的情報。MOL也有一些特殊要求,比如,航天員們不僅要通過光學系統即時拍攝,還要預測哪些潛在目標即將出現。所以MOL上有兩套光學搜集系統,每個航天員一套,兩人并肩工作,每個人既可以通過自己的目鏡觀察前下方不斷出現的地形,也能通過另一具目鏡觀察KH-10光學系統在精確時刻的發現。通過KH-10的主目鏡與副目鏡,航天員們具備強大視野,足以看到MOL軌道下方城市街頭步行的人。該項目沒有進入實際運營狀態,只發射過一個無人功能樣機。

 

 

鎖眼-11(KH-11)水晶項目(Crystal),它是美國巨型光電數字成像間諜衛星,長近20米,早期型重達12噸,后期型更是重達近20噸。這些衛星代替了鎖眼-8(KH-8)策略3和鎖眼-9(KH-9)大鳥/六邊形膠片返回式成像間諜衛星。鎖眼-11被分成若干批次,有著不同的改進。其中Block 1是初始型號(共有5顆衛星);Block 2改進了紅外能力(共4顆衛星);Block 3裝有改進公制水晶系統(IMCS),增加了參考標記,利用獲得的圖像可以精確繪圖,星上裝載更多燃料,延長了壽命(共3顆衛星);Block 4可能是增強成像系統(EIS)的一部分(共3顆衛星);Block 5是進一步改進型,具體改進不清楚,可能是薄霧隱形成像間諜衛星的一個變種。Block 3和Block 4批次鎖眼-11被稱為高級水晶(經常被非正式的稱為KH-12)。

 

 

薄霧隱形成像間諜衛星被認為發展自鎖眼-11的Block 3批次,它比起前身要重25%,這兩者都可以通過航天飛機來部署,在這個過程中,要用到一種類似SPDS(穩定式載荷部署系統)的特殊電動鉸鏈。在1986年挑戰者號航天飛機事故后,除了少數幾個任務外,美國空軍和NRO的幾乎所有載荷任務都轉向了泰坦4運載火箭。1990年3月1日航天飛機STS-36任務中部署的USA-53被認為是第一顆薄霧衛星。當時泰坦4已經搞了好多年,美國方面購買了10枚加半人馬上面級的泰坦IV火箭。問題在于原始的泰坦4沒有部署“薄霧”的能力,所以在1987年,實施了固體火箭發動機升級項目(SRMU),這使得泰坦4的性能增加了25%,同時提高了可靠性,這種新的泰坦4就是后來的泰坦IVB,在經過了多年開發后,1997年2月,這種火箭進行了首射。從航天飛機轉到泰坦IV還需要用到名為泰坦適配器(TPA)的設備,這種設備能夠將鎖眼-11的Block 3批次和“薄霧”從泰坦IV第二級上方部署出去,這種設備原來是為航天飛機設計的。據稱在1992年11月,這個組合在首射中將第一枚Block 3批次的鎖眼-11送入了軌道。在1990年發射了第一顆“薄霧”的9年之后,1999年5月,第二顆“薄霧”衛星粉墨登場,它被泰坦404B送入了傾角為63.4度的一條低地球軌道,這也是TPA的第四次登場。

根據安排,NRO今年尚有以下機密任務待發,包括準備由另一枚獵鷹9型火箭發射的NROL-85任務,準備由一枚德爾它IV重型火箭發射的NROL-91任務,準備由火箭實驗室電子火箭發射的NROL-162與NROL-199任務,以及一個未透露編號的任務(可能由維珍軌道公司用發射器1號空射運載火箭發射)。


 

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