美商业太空能力军用化现状分析

文摘   2024-11-08 22:15   湖南  



简介

2024年4月2日和10日,美国防部和太空军先后发布《美国防部商业太空集成战略》及《美太空军商业太空战略》。前者明确了美国防部集成商业太空能力的指导原则和优先事项,后者指明了太空军优化商业集成的工作路线。两份文件的发布反映了美军推进商业太空能力军事化应用的决心,将促进美国防部军商混合太空架构的构建。商业太空能力军用化已成为美太空能力发展的重要趋势之一,本文从战略规划、组织机构、合作机制和能力建设层面分析了美商业太空能力军用化现状。

《美国防部商业太空集成战略》(左)与《美太空军商业太空战略》(右)

01太空商业能力军用化背景

太空领域的发展已受到前所未有的重视,美军认为,只有太空才能为大国竞争提供所需的作战速度及规模,太空是美国防部联盟联合全域指挥控制(CJADC2)计划的基础与关键。

然而,美国防部太空体系的核心系统却难以满足未来高端对抗的需求,现有太空系统多为定制设计,数量少、研发和升级周期长、成本高昂,少数几个平台的损失就可能导致整个太空域的严重故障。这些系统已无法适应不断变化的威胁环境,甚至沦为低成本武器的目标。与此同时,随着商业太空技术的发展,低成本太空系统的批量研制、快速部署为军事领域带来了极具吸引力的技术创新和规模、经济效应,有助于国防部在更有效地满足任务需求的同时提升弹性。俄乌战争中,星链的成功应用进一步证明了商业太空系统在提供超视距通信和共享态势感知等方面对作战的巨大赋能作用。美军意识到,为保持在太空域的作战优势,必须扫清国防部使用商业太空能力的障碍,扩大军商合作领域及供应商范围,构建强大的太空工业基础,推动军商“混合太空架构”的进一步落地。


02美商业太空能力军用化现状分析

近年来,美军联合作战概念及太空体系架构推陈出新,而相应的商业太空技术的进步、商业太空公司的崛起则为新型概念和体系的落地提供了支撑。2018年以后,美国防部从战略规划、组织机构、合作机制、能力建设等层面不遗余力推进商业太空能力的军用化进程。


2.1 战略规划层面,逐步深化和推进商业太空能力的军事转化

从将商业太空纳入国家太空战略、开放军方控制领域到提出军商“混合太空架构”,美国逐步推进商业太空能力的军事化进程,先后出台多份重要战略规划文件,包括:

  • 2018年3月,美国首份《国家太空战略》明确将商业太空纳入美国家太空战略中;

  • 2018年6月,美国政府《3号太空政策令》将只属于军方控制的太空态势感知与太空交通管理领域全方位向商业部门开放;

  • 2020年2月,美太空军《卫星通信愿景》文件提出建立军商集成的统一卫星通信体系架构——“混合太空架构”;

  • 2020年6月,美国防部《国防太空战略》提出国防部将利用并培育一个蓬勃发展的民用商业太空行业,加强与商业实体合作,利用其技术进步实现国防部商业许可审批流程的现代化;

  • 2020年12月,美国政府《国家太空政策》提出美国防部长的职责包括最大限度地利用商业太空能力和服务;

  • 2024年4月,美国防部《美国防部商业太空集成战略》提出确保商业解决方案能够以有效、可持续和战略级的方式融入国家安全太空架构的四项基本原则和四大优先事项及相应措施;

  • 2024年4月,美太空军《美太空军商业太空战略》提出了美太空军集成商业太空能力的四条工作路线。


2.2 组织机构层面,整合集成商业太空能力的组织,统筹开展商业采办

近年来,美国防部组建了数个聚焦集成商业太空能力的机构。2019年3月,美国防部设立太空发展局(SDA),致力于通过采购“商业能力和服务”向作战人员提供天基能力,以支持地面任务。2021年8月,美军成立SpaceWERX创新机构,负责将作战人员与商业、学术和政府组织联系起来,开发太空创新解决方案并构建国防工业基础。为最大限度地优化和利用与商业部门的合作机会,2023年6月,美太空系统司令部将其所有商业解决方案相关部门整合为商业太空办公室(COMSO),包括商业卫星通信办公室(CSCO)、天域感知市场部等。COMSO不仅统筹美太空军所有商业太空能力集成工作,还与SpaceWERX、国家侦察办公室、国家地理空间情报局、国家航空航天局开展合作,直接接触成熟商业技术和公司,发展“今夜就战”能力。


2.3 合作机制层面,采用租赁、托管载荷等方式集成商业太空能力

以卫星通信领域为例,美国防部与商业公司的主要合作方式有租赁与托管载荷2种,可细分为5类:①卫星租赁。商业公司专门为军方设计、开发、发射甚至运营通信卫星,美军独家享有卫星通信带宽、覆盖范围和服务。美太空发展局扩散型作战太空架构(PWSA)的传输层主要采用此种方式构建;②主力租户(Anchor tenant)。美军作为主要租户,签约使用为一般商业用途设计的通信卫星,在合同期限内最低限度地使用卫星服务;③转发器租赁。美军以市场价格租赁商业卫星的通信转发器,以固定成本获取有保证的带宽,无需与其他客户竞争使用权;④服务水平协议(SLA)。美军通过SLA获得商业卫星系统的服务,需要与其他客户竞争卫星带宽的使用,仅支付所使用带宽的费用;⑤托管有效载荷。美军在商业卫星上托管有效载荷,支付载荷及集成费用,使美军与商业公司分担成本的同时能够确保通信载荷特征、缺陷和操作的保密性。


2.4 能力建设层面,以“作战卫星通信”等新概念、新架构为牵引,多维度拓展军商合作

美国防部在系统装备层面利用商业太空能力的历史已有数十年,当前的主要合作领域是卫星通信、卫星发射和遥感,并正在向其他新领域拓展。

(1)以“作战卫星通信”体系架构为牵引,加速商业卫星通信集成

2020年2月,美国太空军发布《卫星通信愿景》,正式提出建立一个军商集成的统一卫星通信体系架构,即“作战卫星通信”(Fighting SATCOM)体系,为高对抗、降级或受限通信环境下的作战人员提供卫星通信连接。在该体系架构下,美太空军开展了“体系管理和控制(EM&C)”、混合太空架构(HSA)、商业太空互联网国防应用实验(DEUCSI)等项目,旨在构建一个安全的、军商集成的太空互联网,解决政府和商业卫星网络之间不兼容等问题。

(2)以“联合全域指挥控制”计划为牵引,增强商业太空能力与传统作战域融合

太空系统将在美国防部“联合全域指挥控制”(JADC2)计划中发挥关键作用,为陆海空等传统作战域提供通信,情报、监视与侦察,导弹预警等能力。美太空军正在利用商业卫星系统支撑JADC2的核心技术平台——先进作战管理系统(ABMS)的软件定义广域网,同时为ABMS提供融合大量商业卫星数据的“统一数据库”,以创建全面的战场图像,支持全域作战。

美国国防高级研究计划局(DARPA)的“马赛克战”项目是JADC2计划的重要组成部分,其中部分项目集成了商业太空能力。例如,2022年启动的“分布式雷达成像技术”项目引入了小型合成孔径雷达商业卫星技术,以开发分布式星基雷达数据收集、卫星编队飞行、卫星集群指挥控制等能力。

(3)以“扩散型作战太空架构”(PWSA)为牵引,推动使用商业卫星构建低地轨道卫星星座

美国太空发展局于2019年启动的扩散型作战太空架构(PWSA)(原名国防太空架构(NDSA)),通过开发、部署和运行扩散的近地轨道卫星星座来支持联合部队的地面任务,其传输层主要依靠商业公司的太空解决方案。与此类似,DARPA于2018年启动的“黑杰克”项目的主要做法是由商业供应商提供小型卫星,再搭载通信、导航、侦察、预警等多类军用传感器有效载荷,从而构建出具有超高性价比的、高度弹性化的军用低轨星座。目前,“黑杰克”卫星已完成实验卫星的演示工作,将为PWSA提供低地轨道卫星星座的相关技术及经验。


03
结 语

与陆海空等传统作战域不同,很多太空技术本身就具备“军民两用”的性质,如卫星通信,天域感知,太空进入、机动与后勤,天基环境监测等,这些领域的商业技术成果可直接应用于军事领域。美国的商业太空实力十分雄厚,现有商业太空基础能力的军事化将迅速扩大和加深美军介入太空的广度与深度,进一步模糊军事与商业太空的界限。商业太空能力的军事化是美军期望实现主宰太空战略目标的重要手段,不仅将改变战争形态和作战方式,还将对全球安全和国际关系产生深远影响。


声明:本文为转载文章,目的是为读者提供多样化视角,不代表本公众号赞成其观点


THE  END

文字 | 转载自“防务快讯”公众号

图片 | 来源于网络

编辑 | 国防科大 · 张如意

审阅 | 国防科大 ·许婧


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