2014年03月22日 09:55
来源：航天科普报 作者：姚强

2014年2月21日，美国空军太空司令部司令谢尔顿在空军协会第一次空战研讨会上披露，空军正在实施一项新的秘密的光电卫星项目“地球同步轨道太空态势感知项目”(GEO SSA)，旨在发现和监视其他卫星和太空碎片。

美国空军计划于2014年第四季度使用德尔塔-4火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角基地发射两颗GEO SSA卫星。

空间监视能做啥

首先我们需要弄清楚两个问题——什么是“空间监视卫星”，为什么要建设空间监视系统。

空间监视卫星是地球空间环境监测卫星的一种，监视内容包括地球空间物理环境，地球电离层、热层、磁层和目标轨道态势(如他国在轨航天器和空间碎片)等。

从民用角度讲，随着航天活动的日益频繁，人类不仅需要了解航天器轨道的物理环境，还需要掌握目标轨道的态势是否影响本国航天器的发射和运行，并提前发出预警。

从军用角度讲，发展空间监视系统可以有效掌握他国的航天器动态，为己方反卫星作战提供信息支持。

作为世界上导弹预警和空间监视能力最强的国家，美国开发了两套空间监视系统——太空篱笆海军空间监视系统和陆基光电探测空军空间监视系统。

然而这两套系统都存在一定的弊端，以无线电探测为主的太空篱笆会受到雷暴和太阳风暴的干扰，以光学观测为主的陆基光电探测系统受雨雪天气影响很大。而且两者都有一定的探测范围，只有在目标进入后，才能进行监视，这种被动且具有间隔性的观测，根本无法实时掌握空间目标动态。

把监视器“架”到天上

而天基空间监视系统依靠的是携带光电传感器的卫星，可以避免地球的天气变化和太阳风暴的干扰，通过对卫星的控制，可以转移和扩大监视范围。

2010年，美国发射的天基监视系统(SBSS)拥有五大特点。

一是采用了宽视场、高精度、大容量的传感器。该系统可对地球同步轨道及以下，直径1厘米以上所有目标进行监测和跟踪。

二是编目更新周期短。与陆基太空监视网(SSN)配合，SBSS的编目更新周期将由原来的7天缩短到2天。

三是定轨精度高。SBSS对低轨道目标定位误差不超过10米，对高轨道目标定轨误差不超过500米，这使得空间碰撞预警得以实现。

四是实时监视能力大大提升。该系统建成后，能够支持对地球静止轨道进行全轨道、全时段的监视，监视能力将提高50%以上。

五是实现了全天时、全天候观测。按照美军的说法，SBSS首次实现了“24小时×7天”的持续观测能力。

精确跟踪定位 受到军方青睐

根据美国空军的有限介绍可知，GEO SSA系统由两颗卫星构成一个观测网络，运行在一个高度为约36000公里的“近地球同步轨道”，可对人造太空目标进行精确跟踪定轨。

该系统由轨道科学公司研制，可与地球同步轨道上的美国通信卫星和预警卫星协同工作，位于科罗拉多州斯普林斯的施里弗空军基地的太空作战部队负责卫星的指挥与控制。

美国此前的SBSS是运行在630公里高度的太阳同步圆轨道，而GEO SSA则运行在更接近于地球同步轨道的特殊轨道上，极大加强了对地球同步轨道空间目标的监视能力。

SBSS作为美国第一代实用化空间监视系统，采用了太空可见光传感器(SBV)作为主要的探测载荷。该载荷被安装在一个可高速转动的二轴万向架上，以传感器自身的转动代替卫星的调姿，不但节省了宝贵的推进剂，还可以持续且平稳的调整传感器指向保持对目标的跟踪。

与SBSS一样，GEO SSA也是依靠光电传感器探测轨道目标，并很可能继承高速万向架这一成熟设计以降低研发风险。按照预定计划，用于替换的两颗GEO SSA卫星将在2016年发射。