1980年代后，美国太空监视网在全球部署了33个地面雷达站和光学望远镜。它们紧盯太空，同时监视各国卫星的1.85万个轨道目标，号称“太空篱笆”。美国太空监视网能够检测10厘米的太空飞行体，探测深度达3万千米。由于地面上的雷达和光学望远镜受天气、大气、日光、电波的影响，只能间歇性地瞥见太空轨道的物体，监测能力有限，好像总在雾里看花。

美国认为：这道“太空篱笆”监控功能有限。太空中有1 000多颗卫星和500多颗各国军用卫星，美国十分希望随时掌握这些卫星的动向。美国国防部宣称：一些太空物体和垃圾，将威胁美国的航天器。20世纪80年代，美国军方希望建造一种能及时锁定太空飞行器和垃圾的太空监测卫星，保护美国的航天器。

美国计划在太空部署一个太空监测网。太空监测卫星运行在1 000多千米的太空轨道上，不受地面上天气、大气和时间的影响。美国国防部弹道导弹防御组织建造了一颗太空可见光传感器卫星——“中段太空实验”卫星。

“中段太空实验”卫星，小名“拾荒者”。为什么一颗先进的卫星取了个很落魄的名字呢？美国弹道导弹防御组织一贯很严肃，这一次却很幽默：“中段太空实验”卫星是一颗在太空监测洲际导弹的卫星，它要像捡破烂的一样，什么都要翻检一遍，有一点价值的东西都要捡回来，绝不遗漏。

“拾荒者”号怎样在太空监测洲际导弹呢？洲际导弹的飞行时序分为三个阶段：发射升空阶段、太空飞行阶段和重返地球阶段。太空飞行阶段，又称为中段飞行阶段。“拾荒者”卫星就是要在洲际导弹的太空飞行阶段发现并监测到其飞行状态和攻击目标。

“太空篱笆”检测界面

“拾荒者”卫星装载了红外探测器。当洲际导弹太空飞行时，一定会发出火焰和红外线。卫星的红外探测器会在几秒钟内捕捉、发现、识别和检测洲际导弹的飞行参数。1996年4月24日，美国国防部弹道导弹防御组织从范登堡空军基地发射“拾荒者”号卫星。为了验证“拾荒者”的眼力和能力，美国空军连续发射了几枚火箭，仿真洲际导弹飞行。“拾荒者”犀利的眼光一眼就将刚刚飞上太空的火箭认出来，并详细描绘了所有飞行参数。卫星的主人说：“拾荒者”也能成为富翁。在十多年太空生涯中，“拾荒者”识别和检测了各国的火箭和洲际导弹飞行。2008年12月，“拾荒者”号完成使命停止运营。

2000年以来，美国开始计划建造“天基太空监视系统”卫星。“天基太空监视系统”卫星，小名“探路者”。“探路者”“拾荒者”，这些名字似乎都与要饭的、捡破烂的流浪者联系在一起，透露着滑稽和幽默。“探路者”卫星的真正意义是太空监视卫星。

“拾荒者”号太空监测卫星

“探路者”太空监视卫星的老东家是美国战略司令部、联合太空司令部、美国导弹防御局。位于美国加利福尼亚州洛杉矶的美国空军太空与导弹系统中心负责研发测试。2004年3月，美国导弹防御局、美国空军太空与导弹系统中心授权美国诺斯洛普·格鲁曼航天技术公司、波音公司、鲍尔宇航技术公司研制“探路者”卫星。一项庞大的系统工程秘密地开始了。

2004年开始，诺斯洛普·格鲁曼公司总承包，波音公司负责研制飞行控制系统，鲍尔宇航技术公司负责制造卫星平台。美国波音公司与鲍尔公司合作设计新型太空监视卫星和相关地面段。波音公司全面负责“探路者”的地面系统和初始任务操作系统等太空运行系统。

位于加利福尼亚州海豹海滩的波音公司太空技术公司，它负责项目管理与任务管理、系统工程与集成、太空飞行器任务数据处理硬件和软件、建模与仿真、发射工程和集成、地面部分软件和硬件开发与集成、用户接口、测控和基础软件、任务操作和维护、在轨初始化和运行、安全和可靠性测试等仪器系统。

“探路者”太空监视卫星

位于科罗拉多州博尔德的鲍尔宇航技术公司提供卫星平台、有效载荷、在轨初始化和运行、操作与维护支持。另外，位于佛罗里达州墨尔本的哈里斯公司负责卫星指挥与控制软件；美国马萨诸塞州波士顿的麻省理工学院林肯实验室负责任务规划软件、地面任务数据处理软件。

美国半导体技术联合公司负责图像摄像机。为了获得高质量、达到太空飞行级别的图像，半导体技术联合公司与亚利桑那大学成像技术实验室进行合作。亚利桑那大学成像技术实验室负责晶片处理和涂层。

“探路者”卫星采用鲍尔宇航公司的卫星平台，与美国最先进的“快鸟”号地球观测卫星的一样。2007年底，“探路者”太空监视卫星完成。2010年6月，“探路者”通过一系列工程测试。“探路者”卫星花费了8.23亿美元，包括卫星、有效载荷、发射和地面支持系统。

“探路者”太空监视卫星重1 031千克，三轴稳定系统，“BCP-2000”卫星平台，2个太阳能帆板提供840瓦的电力，设计寿命7年。卫星有效载荷包括：可见光传感器、大口径宽视角光学望远镜、低噪声电子负载、可任意转动高度灵活的二轴万向云台、可编程处理器。卫星装载了一个直径30厘米、重约225千克的大型光学望远镜，镜片大约50微弧度。它在地球静止轨道上观察的分辨率为20米，在低地球轨道的分辨率为10厘米。

“探路者”太空监视卫星的装备

“探路者”太空监视卫星特点：它将改变美国的太空情境意识，比以往任何时候都能检测和监测最遥远的物体。可见光传感器安装在一个灵活的两轴万向云台上。地面控制人员可在目标之间快速移动摄像机，不必为整个航天器变轨花费时间和燃料。由于光学望远镜安装于一个高速的万向云台上，具有最大的回转速度和旋转范围，无须转动整颗卫星，就可定位并跟踪物体。(www.daowen.com)

“探路者”灵活的传感器能寻找和跟踪太空物体，甚至新的导弹、火箭发射和演习，比以前的太空传感器具有更优的速度、能力和灵敏度，包括：灵敏度增加2倍，检测威胁快2倍，检测威胁的概率增加2倍，能力提高10倍。

“探路者”卫星的监视任务：太空物体的数量、定位数据、目标识别，至少每天在地球同步轨道上进行一次检测，审查每一颗航天器。“探路者”卫星的地面操作中心位于加利福尼亚州洛杉矶空军基地的美国空军太空与导弹系统中心。太空监视站设在科罗拉多州斯普林斯的波音公司。

“探路者”太空监视卫星有三大任务：

1.科学任务：利用可见光传感器搜索、跟踪和监视太空碎片、宇宙空间；

2.侦察任务：利用先进的探测器监测、侦察各类卫星、飞行体和反卫星武器；

鲍尔宇航技术公司测试“探路者”天基太空监视卫星

3.军事任务：检测、跟踪、分析、预警进出入大气层的弹道导弹。

太空监视卫星实时传输下行信号，并自动生成卫星星历，提供太空监视和导弹预警。美国国防部将“探路者”太空监视卫星收集到的数据用于支持世界各地的军事行动，美国宇航局的卫星、航天飞机和国际空间站也可避免太空碎片的碰撞。

知识卡

太空监测卫星

太空监测卫星

太空监测卫星是一种监视检测太空、天空和地球的卫星。它装载了大型望远镜、灵敏的红外探测器、红外光波检测器等，具有强大的探测能力。它居高临下监测太空里的低轨道卫星等航天器、太空垃圾、太空碎片、微小行星，也能探测地球上的运载火箭发射、导弹发射，还能监测导弹飞行，预测飞行轨迹和目的地。

最先进的太空监测卫星装载焦平面阵列。焦平面阵列捕获光波发出的光子，形成数据包，并将其转换成电脉冲，记录成为数据。它面积越大，就有更大数量的像素阵列，就可以探测越大的面积。一般导弹预警卫星的传感器只能探测一个区域，焦平面阵列技术将可以提供俯视整个半球的“眼睛”。焦平面阵列不需要复杂的扫描机制，能够远距离探测红外现象，以前是不可能的。它将改变导弹预警卫星的技术和历史。

第一颗太空监视卫星——“探路者-1”号，美国国防部代号“USA-216”。2010年9月26日，“探路者-1”号在美国范登堡空军基地搭乘“米诺塔尔-4”运载火箭发射升空，运行在630千米的太阳同步轨道上，跟踪卫星、太空碎片、反卫星武器以及其它可能威胁美国卫星的飞行体。

扫描太空：“探路者”太空监视卫星

位于加利福尼亚州洛杉矶空军基地的美国空军太空与导弹系统中心下属有一个太空监视系统联队，约1 000名官兵。太空监视系统联队有一个太空监视卫星操作中心。操作中心指挥官认为：我们坐在家里就能知道太空发生的一切，手指头动一下就能知道一颗卫星的来龙去脉。太空很黑，但变得很透明。

“探路者”卫星能大大增强美军的太空监视能力，是美国空军获得“制天权”的又一撒手锏。美国国防部还计划建立一个由10颗卫星组成的卫星星座，将来扩大为更大的20颗卫星组成的太空监视系统，在较短的时限监视全球更小的太空物体。美军称：我们将看清太空的一举一动，组成一道真正的太空篱笆。这是一个重要的里程碑。