美SBIRS-GEO-5导弹预警卫星入轨测试，计划取代老旧卫星！

联合发射联盟（ULA）的Atlas V火箭于当地时间周一日落时分在卡纳维拉尔角的航天41发射场成功将美国太空部队的第五颗基于地球同步的天基红外系统卫星（SBIRS）送入轨道。

美SBIRS—天基红外预警系统可对全球范围进行全天时覆盖，监测全球导弹的发射情况，并对美国作战人员可能受到的威胁提供重要的预警。例如，当伊朗于2020年1月在伊拉克基地发射了十几枚弹道导弹时，卫星系统向美军和盟军提供了最后一刻的警告。在2019年一年期间，该系统就监测到了近一千枚导弹发射事件。

SBIRS GEO-5卫星正在接受测试

SBIRS GEO-5卫星于2021年3月18日抵达美国佛罗里达州卡纳维拉尔角（Cape Canaveral）

当地时间本周二下午1时37分，一枚联合发射联盟的Atlas V火箭从刚刚改名的卡纳维拉尔角太空港发射升空，将第五颗SBIRS卫星送入轨道，该卫星是更换一颗较旧的预警卫星。在火箭升空后大约45分钟后，火箭成功地将这颗价值10亿美元的卫星送入了地球同步轨道目的地。该颗预警卫星经过六个月的在轨测试后，太空与导弹系统中心将其移交美太空部队正式在轨工作。

SBIRS预警系统是由由四颗地球同步卫星组成，每颗卫星都有两个传感器-连续监视地球的扫描仪和可以为战区任务提供更准确覆盖范围的阶梯式（step-starer）凝视传感器。除了现在的五颗SBIRS GEO卫星外，美太空部队还在HEO轨道上部署了两个SBIRS载荷，从而可以使用扫描型传感器覆盖极地地区。

2014年，美国空军授予洛克希德·马丁公司18.6亿美元，用于制造另外两颗SBIRS卫星，以取代前两颗。SBIRS GEO 5最终将取代2011年发射的第一颗SBIRS GEO卫星。美原计划部署更多SBIRS 卫星，但在2018年，国会选择终止SBIRS星座，取消了计划中的第七颗和第八颗卫星。相反，立法者责成国防部开发并发射一个新的星座，以最终取代SBIRS。该星座被称为“下一代高架持续红外”（Next Generation Overhead Persistent Infrared-OPIR），该计划于2025年交付。

洛克希德·马丁公司与SBIRS GEO卫星一样，也是前三批下一代OPIR GEO卫星的主要承包商。该公司在2018年获得了29亿美元的卫星设计资金，并在2021年获得了49亿美元的卫星资金。预计这些卫星将在2026年开始发射。诺斯罗普·格鲁曼公司（Northrop Grumman）获得了29亿美元的资助，再制造两枚下一代OPIR卫星用于极地覆盖。

OPIR任务副总裁汤姆·麦考密克（Tom McCormick）表示，这是使用洛克希德·马丁公司的新型LM 2100平台首次发射美军卫星，该预警卫星具有更大的弹性、网络强化功能、增强的功率以及可以简化制造的通用组件。SBIRS GEO 5和6卫星最初是与原始星座建造在同一卫星平台上，但洛克希德·马丁公司选择将其升级为LM 2100平台，该公司还将在LM 2100平台上建造三颗下一代OPIR GEO卫星。

周二的Atlas V发射是2021年太空部队在卡纳维拉尔角郊外的首次发射。除SBIRS卫星外，火箭还为美国空军学院运载了两枚技术演示卫星，具有多种实验有效载荷。这两颗卫星固定在半人马座上面级的尾端，在发射后约15分钟内被部署。目前ULA发射了所有SBIRS卫星，其计划在2022年发射最后一颗SBIRS GEO 6卫星。

洛克希德·马丁公司的SBIRS GEO-5卫星是第一颗以现代化LM 2100总线为基础的军事太空卫星，在热真空（TVAC）测试室内进行环境测试

第五颗基于地球同步的天基红外预警卫星SBIRS GEO-5于2020年6月9日完成了热真空（TVAC）测试，以确保它能够在恶劣的太空环境中正常工作。在测试过程中，人造卫星在模拟太空的环境影响的减压舱内暴露于热和冷中环境中。  

SBIRS星座为美军提供导弹预警功能，探测全球各地的导弹发射并将这些数据提供给美国的导弹防御体系。该星座目前包括四颗地球同步卫星，另外两颗卫星位于大椭圆的轨道上，以实现全球覆盖。自4月16日开始的成功测试对洛克希德·马丁公司来说也是一个重要的里程碑，因为SBIRS GEO-5是在该公司现代化的LM 2100总线上建造的第一颗军用卫星。“ TVAC的完成可以归功于空军、洛克希德·马丁公司、航空航天公司以及配套承包商团队的巨大努力，” SBIRS GEO-5的组装、测试和发射操作由政府计划办公室领导。   

SBIRS GEO-5卫星渲染图

SBIRS GEO-5卫星结构功能（卫星上有一个遮光罩）

SBIRS GEO-5是两颗新的SBIRS导弹防御卫星中的第一颗，也是第四颗在洛克希德·马丁公司的新型现代化LM 2100卫星平台建造的卫星。LM 2100是洛克希德·马丁公司（Lockheed Martin）进行的一项重大投资，目的是专注于提高生产速度、降低成本、增加弹性并提高任务灵活性。LM 2100平台特点：

*通过利用整个卫星生产线的通用组件，流程和生产实践，提高卫星设计和生产的效率和成本节省。
*进行了26项改进，为公司久经考验的A2100卫星平台增加了功能和灵活性。
*提高卫星的弹性，消除旧的组件，并利用现代电子技术增加新功能并提高可靠性。
*提供可配置的有效载荷模块，为军事任务提供更大的灵活性，可容纳质量，功率，推进剂和体积。 
*通过其模块化设计，可以轻松实现其他现代化传感器套件和任务有效载荷。  

LM 2100目前为SBIRS GEO-5和SBIRS GEO-6的基准总线，这两颗预计分别于2021年和2022年发射。计划在2025年开始发射的三颗下一代下一代高架持续红外系统（下一代OPIR）0号地球静止轨道卫星以及预计将于2026年发射未来的GPS III FLLOWON（GPS IIIF）都将采用LM2100平台。  

   

美国导弹预警卫星主要经历了三大阶段：导弹探测警报系统（MIDAS）和461计划、国防支援计划（DSP），天基红外系统（SBIRS）计划、发展的下一代持续红外（Next-Gen OPIR）预警卫星，经过50余年的发展，实战能力逐步提升。目前，美军导弹预警卫星体系包括地球静止轨道（7颗）、大椭圆轨道（3颗）与低地球轨道（3颗），共13颗预警卫星在用，涵盖可见光、短波红外、中波红外和长波红外等谱段，采用扫描与凝视结合手段，已具备战略和战术弹道导弹发射早期预警实战能力，验证了中段跟踪与识别技术，可对全球重点海区和地区发射的弹道导弹和洲际导弹分别提供15min和30min的预警时间。

SBIRS-GEO载有高速扫描红外探测器与高分辨率凝视型红外探测器，探测波段均覆盖近红外、中红外和地面可见光。工作时，扫描型红外探测器拥有广泛视野，利用短波技术，观察导弹上升阶段喷出的明亮尾流，进行初始探测，获取目标后交接至凝视型红外探测器。凝视型红外探测器对目标进行凝视跟踪，利用狭窄视场、高精度凝视，精确跟踪导弹、弹头和其他物体，如碎片和诱饵，直至完全确认和导弹摧毁，实现目标的精确探测。  

美国1995年提出发展“天基红外系统”，以取代“国防支援计划”卫星。SBIRS系统分为高轨卫星（含SBIRS-GEO与SBIRS-HEO）与低轨卫星（SBIRS-LEO），高轨卫星主要用于主动段的侦察与监视，低轨卫星主要用于搜索和跟踪导弹目标中段飞行时的发热弹体和冷再入弹头。SBIRS系统通过高轨卫星与低轨卫星组网，可实现对战术和战略导弹发射的助推段、中段飞行阶段、再入阶段的全程探测与跟踪，并达到对目标的全球覆盖。低轨部分原计划由20多颗小卫星组成，但目前低轨部分仍处于搁置状态。最初目标是构建由4颗地球静止轨道（GEO）卫星、2个大椭圆轨道（HEO）有效载荷和24颗低地球轨道（LEO）卫星组成的新一代预警卫星系统星座。  

2002年，“天基红外系统”低轨计划因耗资过大而被取消，高轨部分仍由美国空军负责，称为“天基红外系统”，由4颗GEO卫星和2个HEO轨道载荷组成。SBIRS系统高轨道星座卫星最初预算包括2颗大椭圆轨道卫星（SBIRS-HEO）和4颗静止轨道卫星（SBIRS-GEO），主要用于接替DSP卫星实现关键战略、战术弹道导弹发射和助推段飞行目标的探测任务，后期根据需要增加了预算与部署，目前SBIRS系统已经包括4颗静止轨道卫星和4颗椭圆轨道卫星，后期将发射第5颗和第6颗静止轨道卫星。其中，GEO卫星主要用于探测和发现处于助推段飞行的弹道导弹，带有凝视型和扫描型2种红外探测器。扫描型探测器用于对地球南北半球进行大范围扫描，通过探测导弹发射时喷出的尾焰对导弹发射情况进行监视；凝视型探测器用于将导弹的发射画面拉近放大，并紧盯可疑目标，获取详细的目标信息。2种探测器独立接受任务指令，意味着这2种探测器可以同时工作，即在扫描广大区域的同时，对重点区域进行详细观察。尽管GEO传感器能够执行星载信号处理并将检测到的事件传输到地面，但GEO和HEO传感器都可以将未经处理的数据提供给地面用于任务处理。  

SBIRS-HEO主要负责GEO覆盖盲区。HEO采用大椭圆轨道，扩展了GEO在地球两极的覆盖能力，轨道远地点位于北半球，增加了SBIRS对北半球高纬度地区如俄罗斯本土和中国北部，尤其是北极附近区域洲际导弹和潜射导弹发射的监视时间；另外每颗HEO卫星可观察北极地区时间不小于12h，通过2颗高轨道卫星的交替工作，可实现对北半球高纬度地区的全天24h持续监视。  

“天基红外系统”包括同步轨道与大椭圆轨道卫星，同步轨道卫星主要用于探测发现主动段飞行的导弹或火箭，大椭圆轨道载荷主要用于加强对北极地区的预警能力。通过静止轨道卫星与大椭圆轨道卫星的协同工作，SBIRS系统相对于DSP系统实现了目标的全球覆盖，与“国防支援计划”卫星相比，“天基红外系统”卫星的探测谱段更宽，扫描型和凝视型探测器相结合，使“天基红外系统”的扫描速度和灵敏度相比“国防支援计划”系统提高了10倍以上，能够穿透大气层在导弹刚一点火就探测到其发射的能力（See-to-Ground），可对目标进行精确跟踪，定位精度约1km，可在导弹发射后10~20s内将警报信息传送给部队。该卫星星座能够侦察地球表面的连续视图，每10s拍摄一次，同时搜索指示热特征的红外（IR）活动，比任何其他系统更快地探测导弹发射，并能够识别导弹的类型、关机点、弹道轨迹和落点。HEO轨道载荷可将系统的预警能力扩展到南北两极地区。对导弹发射的探测能力大幅度提高，发现目标的时间进一步缩短。目前，已发射了3颗大椭圆轨道卫星和3颗地球同步轨道卫星。  

SBIRS系统除天基卫星之外，还包括一系列地面站设施：主要有美国本土的地面控制站（MCS）、备份任务控制站（MCSB）、抗毁任务控制站（SMCS）；海外中继地面站（RGS）、抗毁中继地面站（SRGS）；多任务移动处理系统（M3P）以及相关通信链路；训练、发射和支持性基础设施；重要地面站设立在伯克利空军基地。先进的SBIRS地面控制系统进行了重大升级。SBIRS从卫星强大传感器的全球覆盖范围接收并处理大量数据，并将这些数据转换为可操作的报告，以用于国防、情报和民用领域。2019年8月，美国空军在运营上接受了洛克希德·马丁公司对SBIRS地面控制系统进行的Block 20升级，这改善了其整体性能，可以为整个星座进行更好的任务计划和处理，并增强网络安全防御能力。升级还正式完成了SBIRS的工程和制造开发阶段。这使美太空部队可以将重点转移到SBIRS的作战和维持，以及提高下一代OPIR系统和未来作战弹性。

 

   

               

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