導讀
美國太空發(fā)展局(SDA)準備在Link16數(shù)據(jù)鏈演示衛(wèi)星、激光鏈路、黑杰克項目、商業(yè)遙感衛(wèi)星等太空技術基礎上,構建新的軍用星座,稱之為“國防太空架構”,后來改名為“可增殖作戰(zhàn)單元空間架構”(Prolifated Warfighter Space Architecture,PWSA),這一星座融合了通信、監(jiān)測、跟蹤、導航和態(tài)勢感知等多種功能,大部分衛(wèi)星位于LEO軌道,少部分位于中高軌道。
一、發(fā)展概述
2019年,SDA成立,隨后便著手開展了PWSA的開發(fā)工作,該工作主要包括以下幾個階段:
u第0階段(2022財年)——戰(zhàn)士沉浸式體驗:演示項目,以實現(xiàn)超視距瞄準和先進導彈探測和跟蹤所需的性能;
u第1階段(2024財年)——初始作戰(zhàn)能力:戰(zhàn)術數(shù)據(jù)鏈的區(qū)域持久性、先進的導彈探測和超視距瞄準;
u第2階段(2026財年)——第1階段所有人員的全球持久性:這將納入從0階段運行至少兩年中吸取的經驗教訓;
u第3階段(2028財年)——相對第2階段的先進改進:這包括更好的導彈跟蹤靈敏度、更好的超視距瞄準能力、額外的PNT能力、藍/綠激光通信和受保護射頻通信的進步;
u第4階段(2030財年)——“各層的持續(xù)進步,包括被確定為當前或未來對作戰(zhàn)人員構成威脅的附加功能。”
PWSA重要事件的時間線如下表所示:
圖表:PWSA重要事件
時間 | 重要事件 |
2019年 | SDA成立 |
2019年 | Link16數(shù)據(jù)鏈衛(wèi)星通信演示項目開始 |
2020年 | SDA簽訂了“國防太空架構”第零階段28顆衛(wèi)星的合同,20顆傳輸層數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星簽給了York Space Systems和洛克希德·馬丁,8顆跟蹤層的導彈跟蹤衛(wèi)星簽給了SpaceX和L3 Harris公司 |
2022年 | SDA簽署第一批傳輸層約126顆衛(wèi)星合同,簽給York、洛馬和諾格公司 |
2023年1月 | “國防太空架構”重新命名為“擴散作戰(zhàn)人員空間架構”(Prolifated Warfighter SpaceArchitecture,PWSA) |
2023年4月 | 零階段首批8顆通信傳輸衛(wèi)星和2顆導彈跟蹤衛(wèi)星發(fā)射,位于1000公里軌道 |
2023年5月 | SDA發(fā)布第二批傳輸層100顆“阿爾法”衛(wèi)星和72顆“貝塔”衛(wèi)星的招標 |
2023年6月 | “黑杰克”項在發(fā)射了6顆衛(wèi)星后宣布不再增加新的衛(wèi)星,但其探索的技術將為PWSA的發(fā)展提供重要借鑒 |
2024年早些時候(計劃) | 美軍方將對零階段的衛(wèi)星進行最重要的測試——檢查它們探測和跟蹤高超聲速導彈的能力 |
2026年(計劃) | PWSA第二階段開始實施,將完成1000顆左右衛(wèi)星組網 |
資料來源:調研整理 二、PWSA結構 傳輸層 搭載Ka波段空對地通信鏈路、四個光通信終端、一個Link16有效載荷,以及戰(zhàn)斗管理、指揮、控制和通信(BMC3)計算存儲模塊。 跟蹤層
跟蹤層將配備紅外傳感器來發(fā)現(xiàn)和跟蹤導彈威脅,還可以跟蹤高超聲速飛行器。該層可能基于HBTSS研發(fā)(HBTSS項目已經歸SDA管理,外媒透露,PWSA的跟蹤層將包括HBTSS)。
導航層 導航層本身實際上并不是一個星座,也不打算替代GPS,它是由傳輸層衛(wèi)星形成的附加能力。由于覆蓋全球的網狀網絡的性質,傳輸層衛(wèi)星將能夠傳輸精確的位置、導航和授時(PNT)數(shù)據(jù)。 托管層
情報、監(jiān)視和偵察(ISR)功能屬于托管層的范圍,ISR衛(wèi)星負責探測和跟蹤地面目標。SDA除了推出自己的托管層星座外,還將整合已經收集傳感數(shù)據(jù)的商業(yè)衛(wèi)星,以及由國家偵察局和其他情報機構運營的間諜衛(wèi)星。
PWSA主要結構
威懾層
威懾層可以提供太空態(tài)勢感知能力,探測和跟蹤太空物體,避免衛(wèi)星碰撞。除此之外,還將研發(fā)監(jiān)視地月空間的關鍵飛行器,將太空軍事推進到更廣的空間。
作戰(zhàn)管理
每個傳輸層衛(wèi)星都攜帶一個有效負載,使用計算機動態(tài)管理衛(wèi)星以及各層之間的交互,它稱為戰(zhàn)斗管理層。該層將托管在大多數(shù)衛(wèi)星上,負責在軌處理數(shù)據(jù)(或“邊緣計算”)。
支持層
包含地面指揮與控制設施和用戶終端,提供快速響應發(fā)射服務。
三、總結與分析
(1)從發(fā)展進程來看,目前PWSA建設的重點是傳輸層的通信衛(wèi)星和跟蹤層的導彈跟蹤衛(wèi)星(跟蹤層會包括HBTSS項目)。通信衛(wèi)星搭載了Link16通信終端,將美軍重要的數(shù)據(jù)鏈擴展到超視距全球通信。
傳輸層
(2)商業(yè)遙感衛(wèi)星將會在該星座的監(jiān)管層發(fā)揮重要作用。由于美軍偵察衛(wèi)星數(shù)量偏少,戰(zhàn)時無法實現(xiàn)較大戰(zhàn)場的全覆蓋,所以整合商業(yè)遙感衛(wèi)星將是監(jiān)管層的主要任務。
(3)以前的“黑杰克”項目和Link16衛(wèi)星通信演示計劃獲得的成果都整合到了新的星座中,從技術發(fā)展的角度看,具有連貫性和一致性,說明美軍的LEO計劃全面而周密。
(4)威懾層的技術發(fā)展尚不明確,但很可能依托運行在低軌軌道的SBSS、ORS等衛(wèi)星進行改進,這也符合技術逐步迭代升級的發(fā)展路徑。此外,地月空間監(jiān)視項目也是威懾層的重要組成部分。
(5)新的星座整合了通信、跟蹤、監(jiān)測、導航、態(tài)勢感知等多種功能,可在更短的時間內為眾多地面部隊提供信息支持,也為美軍未來的分布式作戰(zhàn)提供技術基礎。
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原文標題:美軍PWSA軍用星座發(fā)展特點分析
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