天頂計劃
 天頂號衛星的返回艙，可見相機接口 | |
| 製造 | 第一設計局 |
|---|---|
| 國家 | 蘇聯 |
| 應用 | 光學偵查 |
| 建造 | |
| 狀態 | 已退役 |
天頂計劃 （俄語：Зени́т, IPA：[zʲɪˈnʲit], 天頂）是蘇聯於1961至1994年期間進行的，發射一系列軍用光學間諜衛星的計劃。為了掩飾其軍用性質，所有衛星均具有公開的宇宙號衛星系列編號。
簡介[編輯]
天頂系列衛星的基礎設計與東方號載人飛船相似，均使用相同的返回艙與服務艙。天頂系列衛星具有一個重約2400千克（5300英磅）、直徑2.3米（7.5英尺）的球形返回艙，內部包括攝像系統、膠片、回收信標、降落傘和一個自毀裝置。[1]除此之外，天頂衛星還具有一個包含電池、電子設備和導航系統的服務艙，和一具用於大氣再入時進行減速燃燒的液體燃料火箭。在軌飛行期間的總長約為5米（16英尺），總重約為4600至4740千克（10140至10450英磅）。[1]
與美國的日冕衛星不同，天頂衛星的返回艙將膠片與相機共同保存在一個恆溫恆壓的環境。這簡化了設計與攝像系統的製造工藝，也導致了衛星的重量增加，但與此同時相機可以被重複使用。[1]
早期的天頂衛星是使用東方號火箭發射升空的，更新版本則共同使用了東方號和聯盟號火箭。首發衛星發射自拜科努爾航天發射場，後續的發射工作也使用了普列謝茨克航天發射場。
大部分天頂衛星運行於一個近地點約200公里（120英里）、遠地點約250~300公里（160~220英里）的橢圓軌道。任務時長通常為8~15天。
歷史[編輯]
1956年，蘇聯政府頒佈秘令，授權開發最終成為斯普特尼克3號衛星的「物件D」計劃（斯普特尼克1號實則是物件D計劃的副產品）。秘令的具體文本仍然在保密狀態，但可以推測該秘令也同時授權了另一項計劃——「物件OD-1」——用於空間光學偵查。
至1958年，當時蘇聯第一設計局正同期進行物件OD-1和物件OD-2（東方號載人飛船的早期設計版本）的設計工作。因為物件OD-1的研發中途遭遇了瓶頸，時任第一設計局局長謝爾蓋·科羅廖夫開展了關於使用物件OD-2作為無人光學偵查衛星的探索工作。這也許是出於一種行政上的考慮，使得他可以避免設計局在物件OD-1上投入過多資源，讓載人航天項目的工作得以繼續進行。[1][2][3][4]
儘管遭到軍方的強烈反對，蘇聯政府依然對於科羅廖夫的研發方向展現了青睞，並於1959年5月22日和25日下達了秘令，要求在物件OD-2的基礎上開展三種不同飛船的設計工作。其中飛船1K將是簡化版的原型機，2K將是偵察衛星，而3K將成為載人飛船。該計劃的命名「東方」（俄語：Восток）最初被用於全部三種飛船，但這個名字在1961年因為尤里·加加林的飛船名聲大噪，所以「東方2號」偵察衛星就被重命名為「天頂2號」。[5]
天頂衛星的第一次發射嘗試開展於1961年12月11日，但火箭第三級運行出現錯誤，導致衛星啟動自毀裝置。第二次發射嘗試——公開命名為宇宙4號——於1962年4月26日發射成功，並在三天後進行了大氣再入。但是，姿控系統的一個錯誤導致最終只成功回收了少量有價值的照片；可用的照片最終解像度是5-7米。1962年6月1日，第三次發射發生重大事故，一具8A92助推器在起飛時脫落並墜毀於發射台產生爆炸，發射載具的其餘部分墜毀於300米之外。這個事故導致了一號發射工位的嚴重損傷，並使東方3號和東方4號的發射延期兩個月。
直至1994年為止，因各種不同的偵察任務，也產生了許多不同型號的衛星。[6][7]
衍生型號[編輯]
天頂2號[編輯]
天頂2號實際是在1961年發射的最初型號（不存在天頂1號）。
本型號的攝像設備配置不一，但是大部分任務均搭載四具焦距為1000毫米和一具焦距為200毫米的相機。其中，解像度較小的200毫米相機旨在提供低解像度照片，為高解像度照片提供位置上的參考。[1]
所有相機均攜帶有1500張底片，在200公里（120英里）軌道上空，每張底片可以包含60公里見方（37英里見方）的區域。聲稱的地表解像度為10~15米（33~49英尺），然而也有非官方來源聲稱實際解像度要遠高於這個數字——其中一個來源聲稱這些照片甚至可以用於數算停車場上的車輛。相機的研發工作由位於莫斯科附近的克拉斯諾戈爾斯克光學儀器廠進行。這個工廠自1942年起就為軍方提供各式光學設備，也同時是著名的天頂單鏡反光機的製造地。[1]
天頂二號衛星也搭載了名為庫斯特-12M「樹叢」的電子情報設備用於監聽來自北約的雷達信號，並配有一具直徑約為1米（3英尺3英寸）的拋物面天線。然而並不清楚這具天線是用於將記錄的信號傳輸至地面，還是用於攔截雷達信號的。如果用於攔截，那麼信號將被記錄在搭載的磁帶上並通過返回艙進行回收。[1][8]
天頂2號共進行了81次發射，其中58次成功，11次部分成功。在12次失敗的任務中，有5次是因為衛星發生故障，7次是因為發射載具發生故障。
首次任務：1962年，宇宙4號。末次任務：1970年，宇宙344號。[9][10]
天頂2M[編輯]
天頂2M是基於天頂2號的改進型。改進內容包括增加一具相機，和額外的太陽能電池板。隨着衛星總量的增加至6300千克，發射載具變更為上升號火箭和聯盟號火箭。與天頂2號相同，這兩個型號均搭載有電子情報設備。[8]
首次任務：1968年，宇宙208號。末次任務：1978年，宇宙1044號。[11][12][13]
天頂4號[編輯]
與天頂2號不同，天頂4號的公開信息較少。天頂4號主要用於獲取高精度照片，搭載一具3000毫米焦距相機和一具200毫米焦距相機。因主相機焦距大於返回艙直徑，相機的設計中加入了鏡面以對光路進行摺疊。具體地表解像度尚不明確，但是據信可以達到1~2米。
天頂4號重約6300千克，比天頂2號要重1800千克，所配置的發射載具是上升號火箭。天頂4號衛星一共進行了76次發射任務。
首次任務：1963年，宇宙22號。末次任務：1970年，宇宙355號。[14][15]
天頂4M[編輯]
天頂4號的改進版。天頂4M新增了相機、太陽能電池板、具有重複點火能力的引擎，以使衛星在任務期間具有變軌能力。任務時長為13天。
首次任務：1968年，宇宙251號。末次任務：1974年，宇宙667號。[16][17]
天頂4MK、天頂4MKM[編輯]
這些型號也許是天頂4號專門針對低軌道飛行任務的衍生型，以用於改善照片精度。有消息指出設備作出了精簡來補償氣動阻力並承受氣動加熱的影響。
首次任務：1970年，宇宙371號。末次任務：1980年，宇宙1214號。[18][19][20][21]
天頂4MT[編輯]
天頂4M的特殊版本，用於光學地表測繪。 它裝有SA-106地形相機、激光高度計和多普勒儀。
首次任務：1971年，宇宙470號。末次任務：1982年，宇宙1398號。[22][23]
天頂6U[編輯]
一種天頂衛星的通用版本，可同時滿足低軌道高精度任務和高軌道一般觀測任務。所有飛行都使用聯盟號火箭，共進行了96次發射。
首次任務：1976年，宇宙867號。末次任務：1985年，宇宙1685號。[24][25]
天頂8號[編輯]
天頂8號是被設計用於軍事製圖攝影的。使用聯盟號運載火箭，在拜科努爾和普列塞茨克兩個發射場均有進行發射。在軌時長期限為15天。一些類似的衛星設計被命名為「資源號-DK1」衛星。
首次任務：1984年，宇宙1571號。末次任務：1994年，宇宙2281號。[26][27]
宇宙2281號也是最後一次天頂衛星飛行任務。
隨着天頂計劃的結束，一顆天頂8號衛星作為測試星參與了聯盟2號運載火箭的首飛。衛星被注入亞軌道，並按計劃在發射後不久墜入了太平洋。.[28]
參考文獻[編輯]
- ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 Gorin, Peter. Zenit:Corona's Soviet Counterpart. Robert A McDonald (編). Corona Between the Sun and the Earth: the first NRO reconnaissance eye in space. Bethesda, MD: The American Society for Photogrammetry and Remote Sensing. 1997: 84–107.
- ^ Harford, James. Korolev: How One Man Masterminded the Soviet Drive to Beat America to the Moon. John Wiley. 1997. ISBN 0-471-32721-2.
- ^ Gorin, Peter A. Zenit – The First Soviet Photo-Reconnaissance Satellite. Journal of the British Interplanetary Society. 1997, 50: 441.
- ^ Dwayne Day (編). Eye in the Sky: Story of the Corona Spy Satellites. Smithsonian. 1998. ISBN 1-56098-773-1.
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