衛星數據系統衛星

“衛星數據系統”（Satellite Data System，SDS）衛星是美國國家偵查局（NRO）研製並運行的軍用數據中繼衛星，為國家偵查局的成像偵察衛星提供數據中繼服務，有些衛星還帶有通信載荷，為美國高緯度地區部隊，特別是核力量提供通信支持。

衛星數據系統（SDS)計畫的起源可以追溯到美國早期的軍事空間計畫。美國的軍事空間計畫包括名為Notus的通信衛星計畫，分為4部分：信使、Steer、Tackle 和 Decree。

基本介紹

• 中文名：衛星數據系統衛星
• 外文名：Satellite Data System
• 國家：美國
• 簡稱：SDS衛星
• 所屬領域：航空航天、科技
• 主要功能：數據中繼

發展背景

衛星數據系統（SDS)計畫的起源可以追溯到美國早期的軍事空間計畫。美國的軍事空間計畫包括名為Notus的通信衛星計畫，分為4部分：信使、Steer、Tackle 和 Decree。

信使是Notus的初始階段。它涉及開發延遲轉發通信衛星，這種衛星可從一個地面站接收信息並將信息存儲，並在以後的時間將信息傳送到另一地面站。1960年10月4日一顆信使衛星被發射送入970x1210千米的軌道。

Steer是戰略極地通信衛星系統的代號 ——4顆極軌衛星使得位於美國的地面站和在極地區域飛行的戰略空軍司令部 (SAC)的飛機之間可實現雙向通信。 Tackle是髙級極地通信衛星系統的代號——4顆衛星用來測試衛星站的跟蹤能力、 精確姿態控制和微波通信部件，以便為一個計畫中的通信衛星系統做前期準備。

Decree是實時信息中繼全球通信衛星的代號——7顆位於靜地軌道的衛星用於寬頻點對點通信。在1960年Steer、Tackle 和Decree被調整為一個研發計畫:Advent。 Advent始終被停留在了研發階段。

SDS計畫的源頭還包括1968年由通用 電氣和TRW公司進行的衛星控制衛星系 統。這些研究顯然有助於313計畫，該計畫是利用4顆靜地衛星（1顆是備份）從美國衛星向地面站中繼數據。美國空軍在其1973財年預算申請中指出：“我們的通信計畫包括一個用於指揮和控制戰略打擊部隊的系統和一個可與CONUS地面站覆蓋範圍之外的衛星進行直接數據交流的中繼衛星系統。”

1972年7月休斯飛機公司被美國空軍空間和飛彈系統組織（SAMSO)授予了一項價值3593萬美元的契約，研發數據中繼衛星系統（DRSS)。DRSS的主要任務是中繼預警和偵察衛星的數據。1973年DRSS被放棄了，而由休斯公司作為主承包商的衛星數據系統（SDS)計畫開始了。到目前為止SDS計畫已經發展了3代。

第一代SDS衛星

衛星數據系統（SDS-1)包括兩顆工作衛星，可支持低軌成像偵察衛星和地面控制站之間的近實時通信，是美國空軍衛星通信(AFSATCOM)系統的重要組成部分。

SDS-1衛星通信系統可作為位於加州 森尼維爾的空軍衛星控制設施和位於范登堡空軍基地、麻薩諸塞州波士頓、夏威夷、馬埃島、格陵蘭圖勒、英國奧克漢格等地的7個跟蹤站之間的通信鏈路。

此外，SDS-1衛星通信系統可實現用 於戰略空軍司令部（SAC)部隊在極地區域的雙向實時指揮、控制和超髙頻通信。北極地區沒有被靜地軌道通信衛星所覆蓋，而SDS-1衛星通信系統填補了這一空白。

SDS-1衛星通信系統的另一個功能是 為KH-11衛星和位於馬里蘭州米德堡的國防特種飛彈和宇航中心之間提供中繼。SDS衛星使用的運載火箭和軌道參數與彈射座椅衛星相同，故很難將二者區分開，但是SDS-1衛星總是與KH-11衛星的發射有聯繫。

SDS衛星通信系統還有兩個可能的功 能。由於SDS-1衛星軌道是周期為12小時的大橢圓軌道，與蘇聯閃電通信衛星相似，SDS-1衛星可能會被用來截收蘇聯衛星的信號。此外SDS-1衛星可能用於對蘇聯北部的彈道飛彈發射進行預警。但是SDS-1衛星沒有信號情報衛星那樣的接收天線，也沒有紅外感測設備（從衛星太小這一事實可以判斷出）。因此這兩個功能僅僅是猜測。

SDS-1衛星的軌道傾角是63度，近地 點很低，在北極有很高的遠地點。這樣衛星就能在極地區域停留很長時間，使其能夠為這些區域中的飛機中繼通信。必須有兩顆SDS-1衛星在軌才能使通信保持連續，每顆SDS-1衛星在超髙頻波段有12個通信信道。

SDS-1衛星的主要傳輸天線直徑超過 10英尺。衛星星體是基於美國TACSAT的設計，呈圓柱形，約13英尺長，直徑10英尺。圓柱體的外部是由矽構成的太陽電 池板，可旋轉來進行散熱。SDS-1衛星重1385磅，總長25英尺。衛星的電力主要由太陽充電電池提供，總功率980瓦。

SDS-1衛星的設計始於1973年，由休 斯飛機公司進行。衛星首次發射是在1976年6月2日。每顆衛星價值約1億美元。7顆SDS-1衛星使用大力神3B火箭從范登堡空軍基地發射。

第二代SDS衛星

人們曾一度認為衛星數據系統計畫已隨1987年2月最後一次大力神-3B/阿金納火箭發射而告終，但現在看來情況並非如 此。通過對1989年和1992年兩次類似的太空梭秘密發射進行比較，可以推斷衛星數據系統計畫仍在繼續進行，並且已經進入到髙級衛星數據系統衛星階段。

美空軍第二代SDS衛星已替換了SDS-1衛星，首次發射在1989年進行。與SDS-1衛星相同,SDS-2衛星具備高遠地點和低近地點，能夠覆蓋極地區域用於空軍通信。SDS-2衛星上除裝有數據中繼設備 外，還裝有“遺產”（Heritage)紅外預瞀系統，用於探測彈道飛彈的發射。

太空梭有效載荷艙限定了衛星的設計。SDS-2衛星具有兩個直徑15英尺的天線，是由休斯公司根據TDRSS-3衛星的設計進行改進的。SDS-2衛星還有第3個天線（直徑6.6英尺)，可用於K波段天線下行SDS-2衛星還有兩個天線，一個用於上行通信，另一個是遙測和指令天線，用作備份。衛星星體是基於Leasat衛星的設計，呈圓柱體，直徑14英尺，長9.5英尺。SDS-2衛星繼續由休斯公司研發。SDS-2衛星由聯合空間測試中心進行運行。SDS-2衛星加注後重5150磅。衛星採用了與Leasat衛星相同的星體，因此可能也具有7年的壽命。SDS-2衛星太陽電池板可提供1238瓦的電力。SD-2的發射工具是太空梭和大力神4火箭。

第三代SDS衛星

在20世紀70年代中期NRO開始發射第一代衛星數據系統數據中繼衛星，隨後在1989年、1992年和1996年分別由太空梭及大力神4運載火箭發射了第二代SDS數據中繼衛星。此後美國開始採用宇宙神2運載火箭發射第三代SDS數據中繼衛星。目前美國共發射了2顆第三代SDS 數據中繼衛星。

第三代SDS衛星除了數據中繼載荷外還攜帶了Cobra Brass飛彈預警載荷的原型。

Cobra Brass (CB)可為 SBIRS 系統 的GEO和HEO部分提供天基多譜段數據。CB感測器利用了焦面陣列（FPA)和多位置濾光輪，可迅速從一個波段轉為另一個波段，這和傳統用於戰術預瞥和打擊評估（TW/AA)的單波段感測器是不同的, 可大大提髙感測器工作的時效性。CB可為國家空中情報中心（NAIC)提供多譜段數據。CB的數據還可用於飛彈預警和飛彈防禦。CB由洛馬桑迪亞國家實驗室研發。CB 光學分系統包括一個直徑12英寸的雙軸望遠鏡和濾光輪等裝置。該望遠鏡系統具備0.25視野（FOV)。感測器分系統包括三個多元嵌鑲陣列感測器，帶有相應的濾光輪。有效載荷分系統產生的數據可髙達192Mbps。下行分系統通過兩個12Mbps 的同步數據鏈路收集、壓縮、緩衝、編碼和傳輸這些信息。

1998年1月29日美國使用宇宙2A火箭從卡角發射了一顆秘密載荷，代號為摩羯座。專家認為該星是一顆SDS數據中繼衛星，並攜帶了 Cobra Brass飛彈預警載荷。

2004年8月31日，美國使用宇宙神 2AS火箭從卡角發射了一顆秘密載荷，編號為國家偵察辦公室發射-1(NROL-1)。雖然發射細節沒有透露，但是空間專家們 認為，這次發射的是一顆衛星數據系統 (SDS)數據中繼衛星，用於將運行於極地軌道的成像偵察衛星上的信息傳送到地面接收站。此次是宇宙神2運載火箭的最後一次發射，取代它的新型運載火箭將採用功率更大的發動機。

發射概況

SDS項目發展了SDS-1、SDS-2、和SDS-3三代衛星系統，目前在服役衛星為SDS-3。第一代SDS-1衛星在1976-1987年共發射了7顆，第二代SDS-2衛星在1989-1996年共發射了4顆，第三代SDS-3衛星在1998-2012年共發射了7顆。

主要性能參數

SDS-1和2衛星均採用自旋穩定平台，部署在大橢圓軌道上。SDS-3衛星開始採用三軸平台，部分衛星部署在地球靜止軌道（GEO）上。SDS衛星主要性能參數見下表。

SDS衛星主要性能參數

衛星名稱	SDS-1	SDS-2	SDS-3
衛星平台	HS-376	HS-376	HS-601
發射時間	1976-1987	1989-1996	1998-2012
衛星數量/顆	7	4	7
穩定方式	自旋穩定	自旋穩定	三軸穩定
尺寸/m	高6，直徑3	收攏狀態高2.9，直徑4.25
軌道/傾角	大橢圓/63°	大橢圓	大橢圓（3顆），GEO（4顆）
發射質量/kg	630	2340	3600
發射功率/kW	0.98（壽命末期）	1.238（壽命末期）
設計壽命/年	7	7
轉發器	12路UHF頻段	38路C頻段，10Ku頻段
天線	直徑3m的主發射天線	2m的Ka頻段下行天線