美军“复仇女神”系列电子侦察卫星探秘
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美军“复仇女神”系列电子侦察卫星探秘
远望智库技术预警中心 慕枫
“复仇女神”（NEMESIS）系列卫星是美国国家侦察局极为保密的地球同步轨道信号情报卫星，也是美军天基侦察体系的重要组成部分。目前，可以确定该系列卫星至少有两颗，即“夜晚守护神”（PAN或P360，编号为USA 207或2009-047A）、CLIO卫星（编号为USA 257或2014-055A）。另外，“顾问-4”（Mentor-4）卫星上也可能载有类似PAN/“复仇女神”卫星的载荷。这三颗卫星在轨机动频繁，行为异乎寻常。本文主要基于荷兰业余秘密卫星跟踪爱好者马克罗·朗布鲁克（Marco Langbroek）公开发布的信息，并结合前美国国家安全局（NSA）合同制员工爱德华·斯诺登（Edward Snowden）披露出来的文件（下文简称“斯诺登文件”），对“复仇女神”系列卫星的发射、在轨运行、任务等情况进行了初步分析。
2009年9月8日，美军利用“宇宙神”-5（401）运载火箭将一颗极为机密的卫星“夜晚守护神”（PAN）（USA 207）送入地球同步轨道。欧洲和南非业余卫星跟踪爱好者的观测（图1）表明：PAN卫星入轨后行为非同寻常，经常每6个月就机动到一个新位置；仅4年（2009.9~2013.9）时间里，就至少机动9次，机动范围为33°E~52.5°E。随后，PAN卫星突然停止机动，一直驻留在47.7°E。PAN卫星在47.7°E的主动位置保持意味着它肯定处于工作状态。
最初在2009年，有分析人士推测PAN是一颗专用通信卫星，可能用于中央情报局（CIA）同其在外特工间的通信，或作为支持无人机作战的在轨中继站。南非业余卫星跟踪者格雷格˙罗伯茨（Greg Roberts）发现，PAN的工作频率与“特高频后续星”（UFO）星座的相同，这似乎佐证了上述观点。即便目前，忧思科学家联盟卫星数据库中的评论也认为它是新一代军事通信卫星，似乎UFO星座相关。
图1 2009-2016年PAN卫星在轨机动情况（基于业余卫星跟踪爱好者的数据）
实际上，基于PAN卫星异乎寻常的在轨行为，一部分业余卫星跟踪爱好者几年前就认为PAN不是通信卫星，而是对其他卫星进行窃听的信号情报（SIGINT）卫星。因为PAN卫星每次机动后的新位置都是在提供卫星电话业务的商业地球同步轨道卫星附近（图2），而所有这些商业通信卫星有一些共同之处，即其点波束为地面上的特定区域服务。这意味着PAN卫星是在窃听这些区域的电话通信。此外也许相关的是，每当PAN工作时，无人机攻击就显著增加，尤其在也门。因此有理由认为PAN卫星（以及2019年发射的“顾问-4”）可能通过监视卫星电话通信，为无人机攻击提供目标地理定位支持。
图2 PAN卫星停留在商业Yahsat-1B卫星附近（2016年5月）
依据斯诺登文件（图3），上述推测得到了佐证。通过比对，斯诺登文件中提到的两颗星应分别是PAN卫星和“顾问-4”卫星，同时也可以确认PAN卫星是美国国家侦察局“复仇女神”计划的一部分。在该文件中，将PAN卫星的任务描述为：从太空收集外国卫星（FORNSAT）信号——以通过常规手段无法访问的商业卫星上行链路为目标。当利用地面站进行收集被拒止时，PAN卫星将为外国卫星办公室提供一个“太空站点”。地面处理设备位于英国曼威斯山地面站（MHS），为PAN卫星的漂移/暂停操作和持续收集任务提供支持。该文件中给出的卫星图片（图4）表明，PAN卫星的平台类似于洛˙马公司的商业A2100A平台，并采用了万向架抛物面天线。
图3 Intercept网站发布的斯诺登文件（2016年9月6日）
图4 PAN卫星
另外，斯诺登公开的2013财年美国国家侦察局预算文件（图5）中提到了“复仇女神-2”，它有可能是指“顾问-4”或CLIO卫星。但据洛˙马公司称，CLIO卫星也是基于A2100平台，因此认为CLIO卫星应该是“复仇女神”系列卫星的第二颗即“复仇女神-2”。CLIO于2014年9月17日发射入轨，业务卫星跟踪爱好者的观测表明该卫星也在上述轨道之间多次机动。
图5 2013财年美国国家侦察局预算文件
PAN卫星并不是唯一一颗经常悄悄靠近并窃听商业通信卫星的秘密卫星，2009年1月18日发射的“顾问-4”（编号为USA 202或2009-001A）也能完成这样的任务。依据斯诺登文件可知：“顾问-4”卫星是一颗先进的“猎户座”（ORION）卫星（图6），它发射入轨后将向西漂移并由澳大利亚艾丽丝˙斯普林斯附近的地面控制设施（即松树谷联合国防设施（Pine Gap））对其进行控制，59天后由曼威斯山站接管对卫星的控制。“顾问-4”的初始任务是在约30~45天的向西漂移期间，对中国的可见微波塔和辐射源进行勘测。到达某一预定轨位后，“顾问-4”开始接替另一卫星执行主任务，即“舒拉亚（Thuraya）”卫星信号收集以及阿富汗/巴基斯坦渗透。此时，另一卫星将以0.1°/天的速率向西漂移，继续勘测中国无线电辐射信号并持续约200天的时间；随后，该卫星开始承担以拉丁美洲、中东地区和北非为目标的新任务，大大扩大了曼威斯山站的目标和覆盖区。
图6 “顾问-4”/猎户座卫星
业余卫星跟踪爱好者的观测证实了上述说法。2009~2011年的观测（图7）表明，“顾问-4”在2009年1月18日进入接近100°E的准地球同步轨道后，开始以约0.8°/天的速率向西漂移并持续几周时间。在此期间，2009年3月18日（相应于文件中的发射后59天）曼威斯山站接管了对卫星的控制，此时卫星位于61°E附近，基本上处于两个地面站的中间位置（图8）。2009年5月，卫星稳定在44°E，与斯诺登文件中提及的“预计卫星在2009年5月中旬可完全作战使用”相契合。在该轨位上，“顾问-4”非常靠近“舒拉亚-2”（图9），且与“舒拉亚-2”的轨道倾角差保持在0.1°范围内，两者的升交点也基本相同，因此两者在轨道上的运动几乎同步（图10）。所有这些都表明“顾问-4”在对“舒拉亚-2”卫星进行窃听。
图7 2009-2011年“顾问-4”和“顾问-2”轨位变化（基于业余卫星跟踪爱好者的数据）
图8 发射后59天时“顾问-4”的位置
图9 “顾问-4”卫星驻留在靠近“舒拉亚-2”的位置（2016年5月）
图10 “顾问-4”与“舒拉亚-2”的在轨运动接近同步（以2013年9月28日数据为例）
分析表明，“顾问-4”应当是接替“顾问-2”（编号为USA 139或1998-029A）来进行“舒拉亚-2”卫星的信息收集。从图7中可以看出：2009年年中之前，“顾问-2”位于44°E。2009年7月初，即“顾问-4”到达44°E后不久，“顾问-2”就离开该位置并开始向西漂移，直到2010年8月底稳定在14.5°W（图11），随后该卫星又向西进行了机动，目前位于26°W。这恰好与斯诺登文件中提供的信息相契合。
图11 “顾问-2”的位置变化（红色，2009年年中；白色，2010年年中之后）
“顾问-4”极为靠近“舒拉亚-2”且两者的在轨运动接近同步，这对于信号情报卫星来说不同寻常，并类似于PAN卫星的在轨行为。就这种在轨行为而言，“顾问-4”不同于“猎户座”中在其之前和之后的卫星，其他卫星都没有如此紧密地跟随另一颗卫星。
2009-2013年，“顾问-4”专门窃听某一颗卫星，而PAN则进行多次机动，到访多颗卫星。这两颗卫星的行为部分相似，部分互补，意味着两者之间应有所关联。考虑到PAN卫星是在2006年之前不久为了满足应急需求而采用商业“现货”部件快速研制的卫星，以及“顾问-4”的发射时间由2005年推迟到2009年，有理由认为“顾问-4”卫星推迟发射是由于美国侦察局决定要在其上加装类似于PAN的载荷，或是对其进行改进，使其除承担典型“猎户座”卫星的信号情报任务之外，还承担类似于PAN卫星窃听“舒拉亚-2”卫星的任务。因此，尽管“顾问-4”是“猎户座”卫星，但也有可能是“复仇女神”卫星，即“顾问-4”是星上可能有上述两类有效载荷的卫星。这类似于在大椭圆轨道上运行的USA 184卫星，它既有“号角”（TRUMPET-FO）信号情报载荷，也有天基红外系统（SBIRS）载荷。
依据斯诺登文件，可以看出研制“猎户座”卫星最初是用来收集国外测量仪器信号情报（FISINT），如导弹遥测信号，但当前它主要用于收集军事通信情报（话音通信）。此外，收集的数据还可能包括测量与特征情报（MASINT）、电子信号技术情报（ELINT）、卫星上行链路、下行链路和交叉链路以及来自基于计算机数据的情报（例如互联网IP）。因此，“顾问-4”主要是收集“舒拉亚-2”的上行链路和下行链路数据，此外十有八九辐射源地理定位也是其一个重要任务。
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