巡天猎手-孙国佑

星明天文台成员,PSP公众超新星项目管理员,埃格•威尔逊奖获得者,C/2015 F5 斯万-星明彗星发现者,中国首颗银河系新星发现者

搜寻美国秘密电子监听卫星 USA 171

浏览次数:328

10年前,看图时看到一个卫星感觉很奇特,特地让高兴老师联系了天文同好尤剑,他是一位卫星发烧友。经过他的分析研究,得出结论这是一颗“失踪”了一年的美国间谍卫星,这个事尤剑还专门写了一篇文章做了记录,原文如下。

搜寻美国秘密电子监听卫星 USA 171

作者:尤剑

UTC时间2009年6月18日晚19时18分01秒。
乌鲁木齐的高兴老师照例坐在家中的电脑前,遥控按下了远在数百公里之外、设置于南山天文台的远程巡天站点C42的拍摄快门,拍摄了AQR附近的几块天区。奇怪?今天,就在半个小时之内,陆续拍摄的连续3块天区中都出现了如下图左上方所示的明亮卫星的运行轨迹。这是什么卫星?怎么这么亮呢?知道我对卫星观测感兴趣的高兴老师,第二天就联系到了我,提供了这一有趣的消息。

下面就就请大家一起跟循我的搜寻之旅吧!

首先打开电子星图,使用C42的地理坐标,调整到拍摄的时间和天区,载入我全部的已知卫星轨道参数。
看!实时模拟星空图出现了!

比对一下,原始照片中右下方亮星的左侧有一条暗淡的卫星轨迹,它正是模拟星图中标示的地球静止轨道卫星EXPRESS AM-33,星等大约15等左右

问题来了!
一、模拟星图左上角没有卫星标示,说明这颗亮卫星的轨道数据不明
二、根据亮卫星的轨迹,明显同地球同步轨道卫星的轨迹有差距,有一定的倾角
三、两者之间的亮度差异很大,说明体积差异很大
小结:高轨道的、具有小倾角的、大体积的、轨道数据不明的

哈哈,有兴趣研究了!

不管三七二十一,轨迹归算先(以同步卫星图    例)。

通过轨迹数据归算,我得到了下面一组数据:

00000 00 000A   0002 G 20090618191801000 17 15 1933415-050142 37 S
00000 00 000A   0002 G 20090618192001000 17 15 1935417-050331 37 S
00000 00 000A   0002 G 20090618192824000 17 15 1944097-051134 37 S
00000 00 000A   0002 G 20090618193024000 17 15 1946100-051330 37 S
00000 00 000A   0002 G 20090618193840000 17 15 1954305-052133 37 S
00000 00 000A   0002 G 20090618194040000 17 15 1956305-052328 37 S

算出的轨道数据为:

AAA                                                                                                31531 X 35008 km
1 00000U 000000   09169.41442755 0.00000000  00000-0  50000-4 0    03
2 00000      3.5641 138.9001 0438496 341.6915  16.7793  1.09973317    03

使用另一轨道计算方法,得到的结果为:
Orbital elements:
GOOD2
Perigee 2009 Jun 19.452659 TT = 10:51:49 (JD 2455001.952659)
Epoch 2009 Jun 19.0 TT = JDT 2455001.5                  Find_Orb
M 184.51432              (2000.0)            P               Q
n 387.67720992     Peri.   40.22450     -0.99651086     -0.06814383     
a 40205.9187km     Node   135.79499      0.04694920     -0.93506040     
e   0.0700184      Incl.    3.96345      0.06900634     -0.34787708     
P1337.17m          H   29.7     G   0.15   q 37390.7637km  Q 43021.0737km
From 3 observations 2009 June 18-18 (20.6 min);   RMS error 0.000 arcseconds

1 00000U                 09170.00000000  .00000000  00000-0  00000-0 0    00
2 00000   3.9625 135.9160 0658154  39.9651 184.7857  1.06812553    05

# State vector:
#   -0.043158560650  -1.015398432245   0.000122713652 AU
#   18.515103202104  -0.188046931293  -0.389593853203 mAU/day
# Elements written: 24 Jun 2009  0:02:55 (JD 2455006.502025)
# Find_Orb ver: Apr 11 2009 22:11:55
# Perturbers: 00000408 

两种计算方法的结果比较接近,采用!
AAA                                                                                                31531 X 35008 km
1 00000U 000000   09169.41442755 0.00000000  00000-0  50000-4 0    03
2 00000      3.5641 138.9001 0438496 341.6915  16.7793  1.09973317    03

按照共面搜索的原则,倾角的变化在1度之内,间距放大,找到USA 171,残差有2.5
Adv Orion 3 USA 171
1 27937U 03041A   08224.27606074 0.00000000  00000-0  00000-0 0    07
2 27937      3.1995 154.8696.0046919 127.2981 233.1479  1.00270000    04

看来这个USA 171已经有近1年时间没有更新轨道参数了,看看空间位置的变化。
 

偏心率的提高说明从相对地球同步轨道脱离了,近地点有了进一步的下降。
当然,观测资料也只有小小的20多分钟的一个弧段,误差肯定不小。但既然已经抓住了狐狸的尾巴,后续跟踪总能让它显出原形。

继续:
鉴于轨道和天气等方面的原因,在2009年6月27日才重新进入可监测范围。27日的CSP拍摄由于THE SKY的BUG,没有拍到目标天区。28日再战CSP
根据初轨的数据再次进行了拍摄,遗憾的是没有在目标区域发现USA 171的身影(倒是拍到了一颗2等的近地和一颗13-14等的同步轨道火箭残骸)。
可见初轨定出的轨道参数有很大的误差。

不甘心的我继续检索NSP26-28日拍摄的图像,终于在卫星轨道经过的AQL3-1天区中再次发现了USA 171那明亮的身影。


根据27-28日的数据归算,倾角也为3.5度左右的近同步轨道(很好的符合 USA 171),至此丢失了近一年的USA 171终于撩开了神秘的面纱。
按照08年最后的轨道根数加上6月18日、27日-28日的观测数据,已经可以很好的得出09年当前的轨道根数了。
00000 00 000A   0002 G 20090618191801000 17 15 1933415-050142 37 S
00000 00 000A   0002 G 20090618192001000 17 15 1935417-050331 37 S
00000 00 000A   0002 G 20090618192824000 17 15 1944097-051134 37 S
00000 00 000A   0002 G 20090618193024000 17 15 1946100-051330 37 S
00000 00 000A   0002 G 20090618193840000 17 15 1954305-052133 37 S
00000 00 000A   0002 G 20090618194040000 17 15 1956305-052328 37 S
00000 00 000A   0002 G 20090627174039000 17 15 1834143-041020 37 S
00000 00 000A   0002 G 20090627174239000 17 15 1835178-041125 37 S
00000 00 000A   0002 G 20090628174037000 17 15 1838110-041417 37 S
00000 00 000A   0002 G 20090628174237000 17 15 1839121-041504 37 SUSA 171-08
1 27937U 03041A   08224.27606074 0.00000000  00000-0  00000-0 0    07
2 27937    3.1995 154.8696.0046919 127.2981 233.1479  1.00270000    04USA 172-09
1 27937U 03041A   09179.45132294 0.00000000  00000-0  00000+0 0    04
2 27937     3.5401 136.6852 0030593 131.7569 266.9154  1.00285929    05轨道模拟请看下图:
 
 

后续观测就可以根据09-171的轨道参数进行预报。

小结:
1、CSP的图片格式和精度足够进行彗星、小行星、人造天体的定性定标计算
2、初轨数据以及观测数据的积累对提高定轨精度有很大影响(当前的TLE都是近似模拟)
3、NSP的JPG格式图像还需要寻找更合适的坐标提取软件

验证:
2009年7月2日    C42站点天气晴朗  
按照08年最后轨道根数加上6月18日的观测数据,预报了当天的卫星经过天区。
感谢高兴老师在百忙之中抽出时间安排了拍摄。

哈哈,预报准确,抓到了USA 171;我们再对照星图看一下。

星图中USA 171-18的位置是预报的位置(08年最后根数+6月18日观测数据)
            USA 171-02是08年最后根数+6月18日观测数据+7月2日观测数据的模拟位置
USA 171的位置是加拿大资深卫星观察 Ted Molczan 给出的USA 171确认轨道,至此USA 171又重新确定了轨道。

另:CALSKY网站的USA 171轨道数据也进行了相应的更新。

感谢孙国佑同好、高兴老师等的大力支持!!

USA 171相关信息:(俄文谷歌翻译)
据外国分析家认为,发射的航天器属于一类的无线电电子侦察车在地球静止轨道和目的是拦截信息,联系和渠道的传播遥测。据推测,它是类似的航天器送入轨道搁置95年5月 14 日(美国- 110 )和9 1998年5月(美国- 139 ) 。 Такой вывод был сделан на основании того факта, что в конфигурации РН в данном запуске использовался стандартный головной обтекатель длиной 86 футов (26.2 м), как и в упомянутых двух предыдущих. 这一结论是基于这样一个事实 , 即配置的公关在运行使用标准长度的头穹顶八六英尺( 26.2米) ,如前两项。Согласно принятой классификации, понятие «радиоэлектронная разведка» (РЭР) объединяет следующие виды разведки: радиоразведку (РР), радиотехническую разведку (РТР) и радиолокационную разведку (РЛР). Основная задача радиоразведки – добывание сведений путем несанкцио нированного приема (перехвата) сигналов систем связи и передачи данных, а также вскрытие содержания сообщений на основании анализа перехваченных сигналов. 根据分类的概念«电子情报» (快线RER )带来了以下情报:无害环境管理(聚丙烯) ,无线电侦察( RTR ) ,雷达情报(人力资源开发) 。的主要任务无线电-收集资料 , 通过nesanktsio nirovannogo收到(拦截)信号的通信系统和数据传输,以及开放的信息内容进行分析的基础上截获信号。 Радиотехническая разведка добывает сведения о сигналах радиолокационных станций и других радиоэлектронных средств (РЭС), не относящихся к классу систем и средств передачи информации. 生产无线电情报信息的信号雷达站和其他无线电电子手段(区域经济共同体)不属于一类的制度和手段的信息传递。 На основе анализа информативных для РТР сигналов определяются свойства, тактические и технические характеристики РЭС, их назначение. 分析的基础上 , 信息RTR信号确定的性能,战术和技术特点的区域经济共同体,他们的任命。 К числу общих задач, решаемых средствами РР и РТР, относится обнаружение, опознавание и различение сигналов, а также определение пространственно-временных параметров этих сигналов. 在解决共同问题的手段 , 居民代表和RTR是侦查,鉴定和分化的信号,以及确定时空参数这些信号。 Радиолокационная разведка обнаруживает объекты, а также добывает информацию о координатах и параметрах их движения. 该雷达探测物体的探索,以及信息的提取物的位置和参数的运动。

Зарубежные аналитики используют аналогичный подход при выделении видов РЭР (SIGINT, Signal Intelligence). 外国分析家们使用了类似的做法在分配类型的内质网(信号情报,信号情报) 。 Различают следующие категории: COMINT (communications intelligence) и ELINT (electronic intelligence). 区分下列几类:通信情报(通信情报)和电子情报(电子情报) 。 Последняя, в свою очередь, включает категории TELINT (telemetry intelligence) и RADINT (radar transmitters intelligence). 后者反过来,包括一类TELINT (遥测情报)和RADINT (雷达发射机的情报) 。 COMINT по определению аналогична РР, а ELINT – РТР. 通信情报,根据定义,类似聚丙烯,和电子情报- RTR 。 TELINT и RADINT отражают, по сути, специфические цели разведки на отдельных этапах жизненного цикла РЭС либо других маскируемых от разведок объектов, в состав которых входят РЭС. TELINT和RADINT反映,事实上,具体目的是探索阶段 , 个人的生命周期的区域经济共同体,或其他情报所掩盖的目标,其中包括参考。

В настоящее время США эксплуатируют по меньшей мере пять различных космических систем РЭР: две с КА на геостационарной орбите, одну с КА на высокоэллиптической орбите типа «Молния» и две низкоорбитальные, включая систему РТР на морских ТВД. 目前,美国至少运作5个不同的空间系统快线RER :两个与航天器在地球静止轨道,其中一个卫星轨道vysokoellipticheskoy类型«闪电»和两个低,包括RTR的海洋剧场。

名称涡1989年再次被更改为新,以减少在正式文件中«三菱商事» ,根据一个众所周知的分析师Jeffrey Richelsona可能意味着«汞» 。 Во всяком случае, именно это наименование фигурировало в различных материалах при расследовании аварии РН Titan-4/Centaur (TC-9) 12 августа 1998 г. ( НК №17/18, 1998, с.25-27). 在任何情况下,这个名字出现在各种媒体的调查 , 事故,护士Titan-4/Centaur (增距镜TC – 9 ) 8月12日, 1998年(数控 № 17/18 , 1998年,临25 – 27 ) 。 До этой аварии на орбиту было выведено два КА MERCURY: 27 августа 1994 г. (USA-105) и 24 апреля 1996 г. (USA-118). 事故发生前的轨道上被删除两个航天器汞: 1994年8月 27 日(美国- 105 )和1996年4月 24 日(美国, 118 ) 。 MERCURY являются аппаратами последнего поколения РЭР для АНБ в серии, начавшейся со спутников CANYON. 汞设备最新一代快线RER的国家安全局在一系列的攻势下 , 卫星峡谷。 Считается, что они созданы компанией Hughes на базе разработки серийных коммерческих спутников связи, но с существенно большей по размеру развертываемой антенной диаметром 100–105 м для целей ведения разведки. Предположительно, меньший по размеру аналог такой антенны используется на КА Thuraya, обеспечивающем связь мобильных пользователей с ГСО. 据认为 , 他们所创造休斯的基础上发展的大规模生产的商业通信卫星,但显着的规模展开天线直径100-105米的目的是探索。据猜测,这家规模较小的模拟这种天线用于卫星Thuraya公司,提供移动通信用户到地球同步轨道。 В связи с консолидацией всех программ космической РЭР в рамках одного управления РЭР NRO, MERCURY выполняет дополнительно функции перехвата телеметрии и сигналов, излучаемых радиолокаторами. 关于巩固所有程序快线RER空间在一个办公室内质网国家侦察局,汞执行额外的功能来拦截和遥测信号发射的雷达。 Масса спутника составляет около 4.5 т. Запуск осуществляется с помощью носителя Titan 4 в конфигурации с разгонным блоком Centaur и головным обтекателем длиной 76 футов (23.16 м). 大众的卫星发射约4.5吨的车辆使用大力神4配置的半人马座火箭末级和长度的头穹顶76英尺(二十三点一六米) 。

Name:          USA 171 / GEO-ELINT
Launched:      09 Sep 2003        
Military Sat.: US military spacecraft (NRO). Specialists believe
               it is the third Advanced ORION with a very large
               antenna designed to catch faint communication
               transmissions, telemetry and electronic signals
               (maybe even cellular phones) from its
               geostationary or Molynia type orbit. Also called
               Orion-3.
Dimensions:    6 m x 2 m, cylindrical
Brightness:     3.0 mag  (at 1000 km and 50% illuminated)
               10.0 mag  (at perigee and full illumination)
USSPACECOM Nr: 27937            International Designator: 2003-041A
Orbit:         35589.3 x 35985 km, 23.94h    Inclination: 3.2°
Age Elements:   316.9 days
No: Serial:       Type:                   Date       LS         Payload
-------------------------------------------------------------------------------------------------
 1  K- 1/IUS-8  1 Titan-4(02)A IUS        14. 6.89   CC LC-41   DSP 14 (USA 39)
 2  K- 4        1 Titan-4(05)A             8. 6.90   CC LC-41   SLDCOM 1(USA 59)/Ranger 1A/Ranger 1B/Ranger 1C (USA 60-62)
 3  K- 6/IUS-6  2 Titan-4(02)A IUS        13.11.90   CC LC-41   DSP 15 (USA 65)
 4  K- 5        2 Titan-4(03)A             8. 3.91   Va SLC-4E  Lacrosse 2 (USA 69)
 5  K- 8        3 Titan-4(03)A             8.11.91   Va SLC-4E  SLDCOM 2(USA 72)/Ranger 2A/Ranger 2B/Ranger 2C (USA 74,76,77) 
 6  K- 3        4 Titan-4(04)A            28.11.92   Va SLC-4E  KH-12 1 (USA 86)
 7  K-11        5 Titan-4(03)A             2. 8.93 F Va SLC-4E  SLDCOM 3/Ranger 3A/Ranger 3B/Ranger 3C
 8  K-10/TC-12  1 Titan-4(01)A Centaur-G'  7. 2.94   CC LC-40   Milstar-1 1 (USA 99)
 9  K- 7/TC-10  2 Titan-4(01)A Centaur-G'  3. 5.94   CC LC-41   Trumpet 1 (USA 103)
10  K- 9/TC-11  3 Titan-4(01)A Centaur-G' 27. 8.94   CC LC-41   Mercury 1 (USA 105)
11  K-14/IUS-20 3 Titan-4(02)A IUS        22.12.94   CC LC-40   DSP 17 (USA 107)
12  K-23/TC-17  4 Titan-4(01)A Centaur-G' 14. 5.95   CC LC-40   Mentor 1 (USA 110)
13  K-19/TC-8   5 Titan-4(01)A Centaur-G' 10. 7.95   CC LC-41   Trumpet 2 (USA 112)
14  K-21/TC-13  6 Titan-4(01)A Centaur-G'  6.11.95   CC LC-40   Milstar-1 2 (USA 115)
15  K-15        6 Titan-4(04)A             5.12.95   Va SLC-4E  KH-12 2 (USA 116)
16  K-16/TC-15  7 Titan-4(01)A Centaur-G' 24. 6.96   CC LC-41   Mercury 2 (USA 118)
17  K-22        7 Titan-4(03)A            12. 5.96   Va SLC-4E  SLDCOM 4(USA119)/Ranger 4A/Ranger 4B/Ranger 4C(USA 120-122)/TiPS 1A/TIPS 1B(USA 123-124)
18  K- 2        8 Titan-4(05)A             3. 7.96   CC LC-40   SDS-2 4 (USA 125)
19  K-13        9 Titan-4(04)A            20.12.96   Va SLC-4E  KH-12 3 (USA 129)
20  B-24/IUS-4  1 Titan-4(02)B IUS        23. 2.97   CC LC-40   DSP 18 (USA 130)
21  B-33/TC-21  1 Titan-4(01)B Centaur-G' 15.10.97   CC LC-40   Cassini / Huygens
22  A-18       10 Titan-4(03)A            23.10.97   Va SLC-4E  Lacrosse 3 (USA 133)
23  A-17/TC-16  8 Titan-4(01)A Centaur-G'  7.11.97   CC LC-41   Trumpet 3 (USA 136)
24  B-25/TC-18  2 Titan-4(01)B Centaur-G'  8. 5.98   CC LC-40   Mentor 2 (USA 139)
25  A-20/TC-9   9 Titan-4(01)A Centaur-G' 12. 8.98 F CC LC-41   Mercury 3
26  B-27/IUS-21 2 Titan-4(02)B IUS         9. 4.99 f CC LC-41   DSP 19 (USA 142)
27  B-32/TC-14  3 Titan-4(01)B Centaur-G' 30. 4.99 f CC LC-40   Milstar-2 1 (USA 143)
28  B-12        1 Titan-4(03)B            22. 5.99   Va SLC-4E  EIS 1 (USA 144)
29  B-29/IUS-22 2 Titan-4(02)B IUS        08. 5.00   CC LC-40   DSP 20 (USA 149)
30  B-28        2 Titan-4(03)B            17. 8.00   Va SLC-4E  Lacrosse 4 (USA 152)
31  B-41/TC-22  4 Titan-4(01)B Centaur-G' 27. 2.01   CC LC-40   Milstar-2 2 (USA 157)
32  B-31/IUS-16 4 Titan-4(02)B IUS         6. 8.01   CC LC-40   DSP 21 (USA 159)
33  B-34        3 Titan-4(04)B             5.10.01   Va SLC-4E  KH-12 4 (USA 161)
34  B-38/TC-19  5 Titan-4(01)B Centaur-G' 15. 1.02   CC LC-40   Milstar-2 3 (USA 164)
35  B-35/TC-23  6 Titan-4(01)B Centaur-T  08.04.03   CC SLC-40  Milstar-2 4 (USA 169)
36  B-36/TC-20  7 Titan-4(01)B Centaur-T  09.09.03   CC SLC-40  Mentor 3 (USA 171)
37  B-39/IUS-10 5 Titan-4(02)B IUS        14.02.04   CC SLC-40  DSP 22 (USA 176)
38  B-30        4 Titan-4(0x)B            30.04.05   CC SLC-40  Lacrosse 5 (USA 182)
39  B-26        5 Titan-4(0x)B            19.10.05   Va SLC-4E  NRO、

原文地址:https://sites.google.com/site/satobts/Home/jing-cai-gu-shi

发表评论

必填项已用*标注