商业低轨通信卫星星座的发展及军事应用分析(下)

来源:微视航天  作者:魏晨曦


美军利用商业低轨通信卫星星座的进展情况

美国陆军与SpaceX签订“星链”星座测试协议。2020年5月,美国陆军与太空探索技术公司签订了为期3年的“合作研究与开发协议”(CRADA),以测试“星链”低轨互联网星座提供的宽带网与军事通信网络连接的可行性,帮助陆军决定是否购买“星链”星座服务。美国陆军将通过该协议探索以下问题:使用“星链”星座服务需要的地面设备、系统集成工作量、为士兵配置新卫星通信终端的成本、信息传输是否安全可靠等。项目预期目标是将其整合到美军现有的军事系统中。

根据美国国防部航天发展局2019年7月透露的未来军用卫星体系的规划,美国下一代军用卫星将更多地利用廉价的小卫星星座,以代替现有的大型高价值卫星,增加天基系统的“弹性”。2020年1月,美国航天发展局发布“国防空间架构”公告,征集了低轨卫星星座的技术支持方案,将首先建设其于2019年7月提出的下一代空间架构中的传输层,包括通信卫星和侦察监视卫星,以监视地面和海上的目标和导弹。通信卫星将兼容Link16战术数据链,侦察监视卫星将搭载红外探测器、并与通信卫星实现数据共享,两种卫星均将设激光链路。计划2020年底前部署数十颗卫星,2024年部署上百颗卫星、实现区域覆盖,2026年实现全球覆盖。此前表示“星链”“一网”等多个巨型星座均在其考虑合作范围之中。

航天发展局构想的空间传输层包括约650余颗小卫星,将极大程度上利用“黑杰克”项目以及商业低轨宽带互联网星座成果,开展卫星批量研制工作,每颗卫星将配备星间链路功能和备份的星地链路。航天发展局还计划在传输层中开发“嵌入的子系统”,提供导弹预警等额外能力。建成后的空间传输层将为全球任意两点之间提供超低延时的数据通信服务,支持美军作战管理、指挥、控制和通信能力的进一步升级。

美国防部推进铱星增强卫星移动服务项目。2019年9月,美国防部通过美空军太空司令部与铱星通信公司签署了为期7年的合同,选用其近地轨道星座提供无限制的卫星服务。据项目计划,铱星公司将通过66颗近地轨道卫星继续提供全球安全和非密话音、广播、网络或分布式战术通信系统(DTCS)的接入服务,并为不限数量的国防部和国防部批准的相关用户选择其他服务。该公司与美国空军的联合空间作战中心(CSPOC)合作,在国防部继续使用商业卫星网络的同时,努力提高信息共享和网络态势感知能力。

美空军利用美国太空探索技术公司(SpaceX)的“星链”星座开展“商业天基互联网军用试验”项目。利用该星座传输数据信息,可使C-12J休伦双引擎涡轮螺旋桨飞机上驾驶仓的下载速度达610兆比特/秒。美空军后续将在AC-130武装直升机和KC-135空中加油机上安装“星链”星座的用户终端,以进一步测试该星座的服务能力。除SpaceX公司外,美空军还在寻求与铱星公司、加拿大电信卫星公司和O3B公司等的合作,也在让L3哈里斯公司测试并修改地面设备,以兼容上述星座的服务。

商业低轨卫星的军事应用

提供高质量通信服务。一般在战争状态下地面通信基础设施可能被战争摧毁,低轨卫星星座具有通信带宽大、效率高、速度快、延时短的特点,可为无人机、飞机、直升机等移动装备提供高质量的通信服务,使其摆脱陆基通信系统的限制,不再受山地、海洋、极地等地形及不良天候的影响,复杂电磁环境下的抗干扰、反劫持能力也将得到大大提高。因此更适宜采用低轨星座通信的方式来确保其通信性能的稳定性。低轨星座的超低延时更可以保证监测图像更快回传,更快完成目标搜寻,保证任务顺利完成。

强化侦查监视能力。低轨商业互联网卫星可搭载多种载荷,结合重仿率高的优势,对全球主要地区,可实现24小时不间断遥感监测分析。美军依托其侦察监视技术上的绝对优势,构建了全维全天候全时的立体侦察监视体系,战场对其具有单向透明性。2019年11月,美国国防部先进技术研究局宣布将打造“庄家”系统,利用低轨道卫星对全球范围进行监控。商业低轨卫星极有可能成为“庄家”系统的重要搭载平台。利用商业低轨卫星搭载侦查监视载荷,将进一步强化美军的侦察监视技术优势。

提升导航定位能力。商业低轨卫星星座的应用,将进一步提升军用导航定位系统的精度和抗干扰能力。导航定位能力的提升,将强化多域联合作战优势。“多域战”的前提是通过强大的导航定位与信息通联能力,将坦克、步战车、自行火炮、直升机等装备联成一体,实现互联互通,将使军事作战中的“全域机动”与“跨域协同”能力得到提升,多域作战能力优势得到强化。