美国去年发射的一颗绝密卫星:可能威胁中国空间站的安全

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小火箭出品


本文共3157字,19图。预计阅读时间:15分钟。


小火箭认为,那种无法抗拒又甘愿随之陷入螺旋的梦幻与沉沦,或许就是SpaceX公司投入军事发射业务中的感受吧!


实际上,SpaceX初尝这青梅之味道,是在2017年。



公元2017年5月1日上午11点15分,一枚猎鹰9号运载火箭从卡纳维拉尔角发射场39A工位点火升空。



SpaceX公司并未切断发射过程的直播。但是,如果大家细心看的话,会发现一个有趣的现象:


每次发射,SpaceX都会向全世界直播整个过程。


不过,这次发射,SpaceX特意切断了二级火箭点火后的所有画面,无缝接入了一级火箭返回过程的画面。也就是说,我们无从得知该星入轨前的情况,甚至不知道这枚猎鹰9号二级火箭的全部工作情况。


从这时起,SpaceX公司算是找到一些平衡商业发射与军事发射的道道。通过这种比较巧妙的方式,既满足了公众对观看发射直播的需求,又满足了军方比较变态的保密要求。



这枚火箭里面,并不是美国的GPS卫星,而是一颗绝密军事卫星。


该卫星对联合国上报的编号为USA-276。(凡是以USA开头的,都仅仅报个名字和编号,不给出详细介绍。)


美军内部代号为NROL-76。



NRO是美国国家侦察局的缩写。其总部位于美国维吉尼亚州(见上图)。


该局是美国16个情报机构之一,核心业务为运营和管理美国的军事侦察卫星,负责运作在世界各地的地面站,用于收集并发布来自侦察卫星的情报。


美国国侦局与中央情报局(CIA)、美国国家安全局(NSA)、美国国家地理空间情报局(NGA)、美国国防部高级研究计划局(DARPA)、美国战略司令部、海军研究实验室等机构有广泛而深度的合作。



这是美国国侦局在2012年4月5日调用侦察卫星拍摄的叙利亚某地的情况,其分辨率相当高。


那么,SpaceX公司发射的这颗美国国侦局的NROL-76卫星到底是做什么用的呢?


咱们只能根据各方好友提供的信息来进行分析了。


首先,小火箭从任务徽章里看出了该星的不同。


正常情况下,军事侦察卫星的任务徽章的画风是这样的:



比如上图这张美国国侦局NROL-32侦察卫星的任务徽章。金字塔让人联想到共济会,巨大的上帝之眼是对侦察功能的隐喻。星条旗代表的是国家任务。



又比如上图这张美国国侦局NROL-39的任务徽章。巨大的章鱼触角将地球环抱住。怕大家看不明白,下面还写了一句话:


吾无所不能及也


(嗯,好像最近小火箭的画风就是这样了,有其他更好的翻译,欢迎留言哈!)


这比较好理解,而且可以猜到,NROL-39卫星使用了雷达成像技术而并非传统侦察卫星使用可见光频段的直接拍摄。


(小火箭这么猜的依据是:任务徽章上面那只章鱼的眼睛是闭着的,而且周围没有辐射出光芒线条,这表示并非 可见光。而章鱼的触角上密布的吸盘则应该是对合成孔径雷达的一种隐喻。)


那么,SpaceX公司发射的NROL-76卫星的任务徽章能否拿到,是什么样子,又有什么象征呢?


感谢小火箭好友的倾情提供,我拿到了NROL-76的任务徽章:



三个单词:探索-发现-了解。


有点儿知行合一的感觉。


哈!有不同!这回的任务徽章是一对南北战争军人打扮的好朋友!


右边那位好理解一些,望远镜么,代表光学侦察系统。镜筒很长,说明光学设备应该是视场窄但分辨率高的配置。


左边那位大哥,拿着猎枪。这是要搞卫星版本的察打一体么?


仔细看看,又想了想,不是的。


猎枪只是身份代入,重点应该是猎人头顶那只小鸟。


鸟,让小火箭想到了伴飞。而两个人,一只鸟,三双眼睛,又让我想到了配合。


是的!小火箭认为,NROL-76绝密军事卫星是带有协调配合侦察任务和新型光学系统的卫星,同时带有一定的科学实验性质。


自从2017年5月1日NROL-76卫星上天以来,好奇心一直驱使着小火箭对其进行深度分析。


然后,机会来了。



抬头仰望美丽而又深邃的夜空,我们能够寻找那最亮的星,也能够偶遇划过的流星和卫星。


上图就是一颗卫星划过夜空的情形。


在这里,小火箭暂且不去和大家探讨猎户座、昴星团,也不去展开说明通过转瞬即逝的轨迹反推星体轨道参数的具体计算方法(其实小火箭在公号文章《小火箭讲述人类发现小行星的传奇过程》里已经提过数学王子高斯相关的计算方法了。只不过借助小火箭计算中心的强大计算能力和我们分析数据和推算公式的一些耐心,可以做得更好一些。)


通过计算,然后查找这些年来的发射记录,比对后,认定这的确是一颗人造地球卫星,而且还真是美国国侦局的。


小火箭风格:


其轨道参数为:


近地点292.1公里,远地点894.3公里,倾角97.71°。


这是美国在1996年发射的NROL-2间谍卫星。



对于NROL-76卫星来说,可以通过类似的方法来推算其轨道参数。


当然,结论是让我们感到非常有趣的:



NROL-76卫星在协调世界时公元2017年6月3日14时01分52秒的时候,距离国际空间站仅5.16公里!



这个距离实在是太近了。简直是要进行交会对接的节奏。


按照美国宇航局NASA一直以来的风格,发生这样的事情非得搞出个大新闻来不可。但是,这一天就这样平平淡淡地过去了。


读过小火箭空间站系列文章的好友或许还记得。小火箭在《太空探索的三种风险》一文中说过国际空间站拥有躲避大块太空垃圾的紧急变轨能力。


像NROL-76这种需要猎鹰9号运载火箭才能发射到近地轨道上的卫星,其体量妥妥地处于美国X波段雷达的探测能力之内。


对于运行良好的地面雷达阵来说,NROL-76卫星逼近国际空间站的事实,至少能够提前45分钟告知国际空间站。


那么,国际空间站躲避了么?


查找当日的国际空间站运行轨道参数记录,小火箭并未发现有什么异常动作。




那么,几乎就剩下了一种解释,而这种解释也就刚好印证了之前小火箭对任务徽章的猜测:


当日,NROL-76卫星与国际空间站一起,进行了一起测试。测试内容或许包括:侦察卫星在轨对空间站的抵近拍摄或者侦察卫星与空间站的协同配合。


考虑到国际空间站和中国未来即将发射的长期在轨的空间站的情况,甚至是现如今正有中国的空间站在太空运行的事实,不禁有些细思恐极。


当然,这也可能只是在杞人忧天吧。


(真实情况以后续判断为准,此处仅为对技术本身的猜测,切勿陷入阴谋论吧。)


再品


SpaceX通过发射NROL-76绝密任务军事卫星初尝了军事航天青梅之味。



协调世界时2017年9月7日14点00分00秒,也就是SpaceX公司完成军事发射第一单4个月后,一枚猎鹰9号运载火箭携带一架X-37B空天飞行器点火,然后升空。完成了该公司军事绝密发射任务的第二单。



上图是X-37B准备执行第5次空间任务前的准备情况。



X-37B可以说是美国军方相关的航空航天项目中密级最高的。即使是小火箭,也是基于来自全球各个地方的观测和少有的数据进行反向建模,通过大量计算才有了《小火箭聊X-37B空天飞行器》这篇报告。



而这次发射,虽然美国对外声称是USA-277任务,但是我们几乎可以断定就是X-37B的第5次空间绝密任务。


这是一个标志性事件:密级如此之高的军方任务交给了美国商业航天企业SpaceX公司的猎鹰9号运载火箭来完成。这是美国商业航天进一步兴起的象征。



公元2017年5月7日12点,X-37B结束了第4次空间试验,在当年航天飞机的主厂区自主着陆成功,结束了其持续时间长达717天零20小时的太空飞行。身着防护服的地勤人员正准备将剩余的一甲基肼燃料抽空。


X-37B共生产了2架,共执行完毕4次空间任务,正在执行第5次空间任务。


其任务细节涵盖了四大关键技术:垂直起飞水平自主着陆技术、空间变轨技术、与非配合目标的对接技术、高超声速飞行器再入防热技术。


未来,X-37C的载人版计划或许能够得到实现。或者换个角度来看,即使X-37项目在当时戛然而止,其技术验证的目的其实也已经实现了。



小火箭对X-37B的机翼做了精细建模,发现其在前缘钝度约束条件下,通过适当的设计,使其整体气动性能满足了设计条件,保证了X-37B在Ma 0.78至Ma 1.52之间的升力系数斜率不小于0.0249的条件,保障了X-37B的着陆安全。


上次X-37B在近地轨道飞行了717天才回来,也不知这次她什么时候回来。


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