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航天月报

时间:2022-02-14 10:43:42

摘要:

第八期


 

综合评述


美国太空机动战


美国米切尔研究所1月14日发布《太空机动战:核推进的战略任务》研究报告,全面阐述了美国推动太空机动战的背景、美国目前空间机动能力和目标、美国空间战略转变和增强美国太空机动优势的先进推进器等方面内容,对空间核推进的优势进行了分析,并提出了推动太空机动战发展的建议,以获取和占据太空机动作战的决定性优势。

一、美国太空机动战发展背景

美国的国家安全航天事业正处于一个拐点,美国的战略竞争对手正在发展在太空进行机动战的能力,这威胁到具有可预测轨道和使用化学推进剂机动能力有限的美国卫星的安全。当前的美国太空部队设计基于机动性有限且几乎没有对抗措施的星座架构,越来越容易受到攻击;国防部必须采用一种新的部队设计,其中包括具有核热能的卫星和其他运载工具,以及能够在太空中进行决定性机动战的电力推进系统。核热和电推进的安全性、机动性、高推重比和燃料效率是发展一支能够积极威慑、保护和捍卫美国在地球轨道内外的国家利益的太空部队的关键。国防部应部署能够使对手目标处于危险中的反卫星武器系统,还应该通过现有的能力来对冲风险,使卫星能够进行有限的防御,尤其需要在可以部署机动空间核热推进力之前架起桥梁。

不受限制的使用太空对美国的现代生活至关重要,也对美国捍卫其全球利益免受威胁的能力至关重要;太空领域曾经被认为是一个避难所,但今天太空的竞争越来越激烈。太空核热推进将加快国防部空间结构的转变,从依赖锁定在可预测轨道上的脆弱卫星转变为一个更有活力、操作安全和可生存的部队结构,能够对抗大国侵略的胜利。

二、美国卫星当前状态及发展目标

太空机动能力旨在最大限度地提高其任务效率和效力,并将生产和发射成本降至最低,这是目前美国的卫星无法在太空进行重大机动以避免威胁和执行其他功能的一个原因。但并不意味着当前的卫星完全无法机动,一旦火箭将卫星发射到指定的轨道,卫星就可以通过机载化学推进系统到达最终任务轨道,并使用小型推进器对卫星自身进行小的轨道调整。机动战的目标是建立和维持己方优势,同时利用对手的弱点。不仅仅要比对手的机动能力更强,同时要绕过对手的优势力量,攻击对手的核心要害以获得更多的优势。简言之就是围绕敌人的优势进行机动,并通过利用其关键的弱点来削弱其继续作战的能力。

三、美国太空战略从有限空间机动战过渡到增强型空间机动战

鉴于太空是一个竞争日益激烈的作战环境,美国必须改变太空部队设计和作战战略,以便在轨道上进行机动作战,将大大增加美国军队的选择,以采取审慎的措施来阻止、避免和击败威胁,形成主动防御而不是简单地被动接受攻击直至失败。任何寻求削弱对手空间能力的国家都必须考虑如何能够最有效的最得最大成功,在进攻性空间行动背景下,这意味着确定空间目标,将造成对敌人的心理状况和进行军事行动的能力产生最不利的影响。在太空中,瞄准敌人的太空基础设施是降低或限制其作战效能的一种手段,从防御的角度看,能够迅速机动的目标空间资产对敌人来说更难攻击,此外机动能力增加了降低敌人在空间投射力量的能力选择。简而言之,机动战就是围绕敌人的优势进行机动,并通过利用其关键弱点来降低其继续战斗的能力;基于机动的空间作战以识别对手的核心要害、利用对手的核心要害、保持己方的太空和地面部队的优势三个原则为基础。

识别和瞄准重心。在机动战中,重心是对手最大的弱点,而不是最大的优势,对于美国及其盟国而言,卫星星座和其他太空部队除了能够进行决定性的军事行动外,对其经济也至关重要。

利用敌人的重心。一场成功的太空战役必须有力、快速、持续地打击敌人的弱点,这要求将来自、进入和在空间的攻击视为有效的作战选择,而不是将太空任务视为作战支持功能,一切都归结为主动威慑攻击,同时掌握主动权,并能够拒绝或削弱敌人的太空作战选择。

保持在太空和其他作战领域的优势。制定威慑和作战行动的条件需要确定最佳时间、地点、节奏、强度和交战类型,对于保持对对手的主动权至关重要,适用于太空战以及其他形式的作战行动。

四、增强美国太空机动优势的先进推进器

核推进是支撑美国国家安全和作战战略设计以对抗对手反卫星武器所必需的关键技术。核推进包括核热推进(NTP)和核电推进(NEP)两种。核热推进是一种将氢气作为推进剂的高推力系统,可提供化学推进类似的动力,具有更好的推进剂效率,使航天器能够在太空执行多种任务;核热推进非常适用于满足快速反应和燃料效率等作战要求。核电推进包括一个核反应堆系统,它产生的电力为霍尔或离子等推进器提供动力;核电推进产生的推力不大,但有非常好的推进剂效率,适合执行对速度要求不高的任务;核电系统将用于由电力驱动的空间武器,如激光器。

核推进发动机比化学推进器的推进效率高得多,具有更可靠、更高效、更高的能量密度、在太空中足够安全等优势,能够提供在太空中进行机动操作所需的速度和机动性,核推进所需推进剂更少,运行时间更长,具有很高的效率,将为美国太空作战从有限机动、有限弹性模式转变为能够进行机动战的部队提供技术支持。

五、研究报告结论建议

美国已经意识到了对手在太空对美国国家安全和利益构成的威胁,仅靠传统的弹性措施不足以抵御对手,快速和破坏性的太空战将是未来大国冲突的一部分。以下建议旨在为美国太空部队的发展提供信息,使其能够利用目前可用的具有成本效益的技术进行防御和进攻性机动行动。

国防部应采用一种新的空间部队设计,能够在空间进行决定性的机动作战;国防部应与美国宇航局和能源部合作,开发和应用核推进及其他技术,提高威慑和击败对美国国家安全空间架构的威胁能力;在机动核推部队能够投入使用前,国防部应该部署能够将对手目标置于危险中的地基和天基动能反卫星武器系统;国防部应通过部署任务扩展飞行器和其他重要卫星星座提供进行有限防御机动的能力,同时保留其机载化学推进剂。

 

 

 

国外动态


1.美国NASA计划启动月面反应堆电源项目

美国家航空航天局(NASA)和能源部公布了月面反应堆电源项目的方案征集信息,计划2022年启动项目,2028年底完成地面样机和飞行样机研制。月面反应堆电源将为载人登月任务的月球表面基地提供能源支持,大幅提升宇航员在月球表面开展任务的能力,实现人类在月球表面的长期驻留。


2.美空军实验室启动“太空大学研究倡议”计划开展地月监测、在轨卫星服务的先期研究

美空军研究实验室为其新的“太空大学研究倡议”(SURI)计划首批选择了两个团队开展先期研究,将分别研究建立在轨服务能力与改进太空态势感知,包括在地球轨道以外的地月空间。

3.DARPA将启动“太空目标监管”项目

1月19日,DARPA举行“太空目标监管”项目发布会,该项目旨在开发软件应用、服务和架构,持续监管1000个太空目标,重点关注可扩展的资源和数据管理方法,实现可靠的资源管理、任务分配和数据管理。项目将重点开发软件架构,包括在太空和陆地上运行的应用程序和服务。

资料来源:美国《军事航空航天电子学》

 

4.美太空作战分析中心阐述实现“混合太空架构”目标的关键问题

1月7日,美太空军太空作战分析中心下属频谱战中心主任大卫·沃斯在米切尔航空航天研究所的网络研讨会上表示,实现太空军“混合太空架构”应重点解决2个关键问题:一是在轨架构的组成,应考虑结合使用军事卫星与商业服务,特别是针对低地球轨道和中地球轨道的小型卫星,应加快制定采办策略;二是快速升级/更换卫星通信用户终端,评估各种终端的轨道部署应用,研究新型在轨架构如何适应3类终端用户设备。

资料来源:《防务头条》

 

5.韩国军方巨资开发军用卫星通信地面终端

韩国防采办项目管理局(DAPA)与LIG Nex1公司和韩华集团签署了价值近7.5亿美元的合同,用于大规模生产其军用卫星通信系统(陆军/海军/空军卫星信息系统-II (ANASIS-II))地面终端,合同将在2021至2025年间执行。韩华集团负责开发网络控制系统,并制造与ANASIS-II卫星兼容的便携式地面终端。LIG Nex1负责为新的军用卫星通信系统批量生产地面终端。

资料来源:Defenseworld网站

 

6.美太空军寻求高通量(HTS)卫星容量与宽带服务

美太空军商业卫星通信办公室正在寻求采购托管服务,提供高通量卫星(HTS)容量和宽带服务、网关服务以及服务监控、卫星终端、现场服务代表支持、培训和地面回传等技术支持。太空军在信息寻求公告中提出的所需能力要求包括能够提供24/7现场服务代表支持;能够提供终端租赁,包括:终端尺寸范围从0.3m到7.3m、所有终端的备用套件、所需的全部辅助设备、所有终端和备件的保修;客户培训;地面回传:利用2.4m天线提供高吞吐量――10 Gbps x 4 Gbps;往返延迟小于150毫秒;至少能在南北纬50度范围内提供访问服务;符合美国国家安全局CNSSP-12航天器载荷安全要求。

资料来源:SatNews网站

 

7.CesiumAstro发布具有软件定义能力的S波段星间链路

1月11日,CesiumAstro公司发布了用于商业、政府和国防应用的S波段CommPack星间链路(ISL),该链路按照美国宇航局(NASA)GEVS标准构建,可批量使用。CommPack专为蜂群作战和编队飞行设计,支持移动自组网(MANET)协议,可为小型卫星和立方体卫星应用提供灵活的飞行场景,多天线支持可以在航天器周围提供全球面覆盖;亮点包括:低地球轨道和机载任务的高可靠性飞行就绪解决方案;航天器周围360度覆盖的多天线架构;适用于小型卫星和立方体卫星应用的单片式和四片式天线配置;设计用于2.4GHz频段,但可快速定制以支持其他射频频段;支持SpaceWire、串行和Ethernet Base-X连接。

资料来源:军事嵌入式系统网站

 

8.美太空发展局将于2022年10月移交太空军

1月12日,美国太空发展局(SDA)局长证实,该机构将于2022年10月移交给美国太空军。太空发展局成立于2019年,是国防部长办公室下属的一个独立实体。根据美国国会在2020年《国防授权法案》中授权的调整计划,SDA将成为太空军的一部分,但不会合并到太空军采购机构――太空系统司令部之下。相关官员透露,重组的许多细节仍在谈判中,但这一调整不会干扰SDA今年秋季发射第一批传输层卫星和采购更多卫星的计划。

资料来源:Spacenews网站

 

9.美太空发展局发布国防太空架构系统、技术与新兴能力(STEC)征询

1月13日,美国太空发展局发布广泛机构公告,就国防太空架构(NDSA)系统、技术与新兴能力(STEC)征询业界信息,针对当前所规划能力层的未来阶段以及解决未来其他新兴作战需求的新能力层,向业界寻求新型架构概念、系统、技术与能力。主要关注领域包括:实时全球态势感知与连接,主要针对国防太空架构传输和导航层,实现联合作战人员和作战系统对低延迟通信和导航信息的全球访问;综合天基感知,主要针对国防太空架构跟踪和监管层,实现作战相关的敌方系统跨域探测、跟踪、目标瞄准及杀伤/战损评估,重点是先进导弹威胁和时间关键性陆地与海上目标,还涵盖天基环境监测、太空域感知及战损评估等补充任务。

资料来源:美国太空发展局(SDA)官网

 

10.美太空军利用低地轨星座导航数据探测电子干扰

美太空军授予弹弓航天公司价值200万美元的合同,开发利用低地轨(LEO)商业卫星定位数据识别潜在地面电子干扰源的分析工具。该项目旨在让美军获取不断增长的低地轨商业卫星遥测数据,并利用现有航天器全球导航卫星系统(GNSS)传感器生成数据更好地感知电磁作战环境。美太空司令部表示,所开发的原型系统将利用众多低地轨巨型星座来探测、定位和消除对美在轨太空资产造成直接威胁的射频(RF)和GPS干扰源。

资料来源:美国航天新闻网

 

11.美国太空军加快研制和部署新型GPS IIIF卫星

美太空军与洛克希德公司签订了22颗GPS III后续卫星(GPS IIIF)生产合同,并授出7颗GPS IIIF卫星合同选项。GPS IIIF是美军新一代GPS卫星,其性能比GPS III卫星更为先进,具备区域军事保护(RMP)能力,可向特定区域发送可信M信号,具有高达60倍的抗干扰措施,确保作战人员在竞争环境中获取关键位置、导航和授时数据。目前,美太空军已完成了五颗GPS III卫星的运行控制,具备军用M码信号的在轨GPS卫星达到了24颗,基于可靠PNT信号的全球覆盖所需的基线星座已完成部署。

资料来源:美国防务新闻网站

 

12.欧洲咨询公司发布最新地球观测卫星系统市场报告

欧洲咨询公司发布最新《地球观测卫星系统市场报告》,估计到2030年地球观测制造业市场收入将增长至761亿美元。2011年至2020年间,商业卫星星座占地球观测卫星发射量的65%,市场价值占4%;政府资助项目占卫星价值的80%以上。这种差异化的结果形成的原因是采用现货器件和低资本支出模式的商业星座日益繁荣,预计这一趋势将在未来十年进一步根深蒂固,发射次数将从2011-2020年的1080次增加到2030年的不低于2600次;政府项目仍然将是市场上主要的价值创造者,政府研发和商业投资组合多样化正成为市场的主要驱动力。

资料来源:欧洲咨询公司网站

 

13.美太空发展局计划部署172颗卫星跟踪高超音速武器

美国太空发展局(SDA)计划于2024年前在低地球轨道部署144颗传输层卫星,以构建通信网络并形成初始作战能力;同时部署28颗跟踪层卫星,以探测飞行中的机动高超音速滑翔飞行器。跟踪层卫星能够利用高超音速威胁的热信号在全球范围内对其进行探测与跟踪,并通过激光交叉链路直接与传输层卫星通信,快速将大量数据传至传输层。传输层卫星再将数据近实时下行传输至射手,为联合全域指挥与控制系统提供火控解决方案。目前,SDA正以两年为周期,利用新技术以螺旋式发展的方式,在未来分阶段发射更多卫星。

资料来源:印度防务世界网站

 

14.冰眼公司将为全球最大合成孔径雷达星座增建卫星

芬兰冰眼公司近日通过太空探索技术公司的“运输者3号”小卫星共享发射任务,成功将两颗合成孔径雷达(SAR)卫星送入了轨道,并与卫星建立起了通信。此次发射的卫星为冰眼星座增添了关键功能,将为客户提供更多的解决方案和更深入的分析。冰眼公司美国分部计划2022年扩大其美国总部的团队规模并增加在美国建造的卫星数量,星座规模扩大后,可为全球客户服提供更优质的服务,为在SAR技术领域应用机器学习和人工智能方面的进展提供有力支撑。

资料来源:美国太空参考网站

 

15.美太空军开展“天基地面动目标指示”能力评审

1月18日,美国太空作战部长约翰·雷蒙德在米切尔航空航天研究所航天力量论坛上公布了天基“地面动目标指示”(GMTI)能力开发项目新进展,项目将于2022年春末完成天基GMTI项目的备选方案分析(AoA),以确定最优方案,并为美国防部2024财年的GMTI预算提供支撑。该项目的目标是在不依靠机载资产的情况下,完成对抗环境中的快速目标定位任务。

 

16.美国防高级研究计划局选择帕森斯公司为“黑杰克”计划飞行演示提供支持

美国国防高级研究计划局(DARPA)选择帕森斯公司(Parsons)为“黑杰克”飞行演示活动提供地面作战中心(GOC)样机,旨在建立一个具有成本效益、小型、安全和有弹性的军用卫星“星座”。该公司将利用在卫星运营和任务规划方面的专业知识,扩展其产品和地面中心运营服务模式;制定和展示地面作战中心计划、执行任务规划、实施飞行操作并配置操作设施以支持卫星轨道监控、机动、飞行器健康和状态等演示任务操作。

资料来源:英国空军技术网站

 

17.以色列签署“阿蒂米斯协议”

1月16日,以色列航天局局长奥隆签署了由美国主导、涉及空间探测最佳做法的“阿蒂米斯协议”,希望利用该协议加强其在研究、科学和创新领域的航天合作。以色列由此成为第15个在该协定上签字的国家,协议另外14个签字国分别是澳大利亚、巴西、加拿大、意大利、日本、卢森堡、新西兰、波兰、墨西哥、韩国、乌克兰、阿联酋、英国和美国。

资料来源:美国航天新闻网

 

18.北约发布《总体太空政策》

1月17日,北大西洋公约组织首次公开发布《总体太空政策》,明确阐述了不参与太空竞争、重在集体防御的太空策略。政策中北约明确表示,在全球向军事化太空领域竞赛的过程中不打算以北约为行为主体发展任何太空能力,而是旨在寻求补充和增加盟国工作的价值,并酌情与国际组织合作,避免重复工作,并指出当盟友受到太空攻击会触发联盟的集体防御策略。

 

19.美太空军2022年将推动三类体系架构发展

1月18日,美太空作战部长雷蒙德表示,美太空军将在2022年推动导弹预警-战术ISR-太空数据传输层三类体系架构发展,目的是保护国家卫星星座,免受对手反卫星武器的攻击。太空军成立了一个太空作战分析中心,使用数字模型和仿真管理架构设计;当前已完成对未来导弹助推段预警卫星和中段跟踪卫星的组合,下一步将专注于空间数据传输架构的设计工作。该三种架构设计都将由空军和国防部领导进行审查,计划在2024财年预算中为新系统申请资金。

资料来源:美国航天新闻网

 

20.美空军部长提出保持空军和太空军优势的7项重大任务

1月19日,美空军部长肯德尔提出保持空军和太空军优势的7项重大任务,包括:有弹性的太空作战秩序必须积极保护太空中的资产,应对对手可能拥有的威胁性资产;完善并关注联合全域指挥控制以及“先进战斗管理系统”,形成全网络化、多领域、联合和通用的指控系统;确定下一代空中优势项目组成;提高空军与太空军发现、识别和评估目标捕获的能力;弹性基地,根据“敏捷作战运用”更新该概念;战备,在威慑失败时为有效作战提供支撑;实现空军全球打击能力的现代化。

资料来源:美国太空军网站

 

21.美太空发展局发布国防太空架构1期信息征询

1月20日,美太空发展局(SDA)发布国防太空架构1期地面运行与集成段的建议书征询(RFP)。所征询的核心功能包括跨架构中所有段(地面、链路、空间和用户段)的企业管理、网络管理、任务管理、有效载荷数据管理及星座监控。1期运行与集成工作范围包括开发、装备、管理和运行最先进的、类似于商业领域的运行中心,实现并运行地面入口点,进行地面和空间段的集成。

资料来源:美国太空发展局(SDA)官方网站

 

22.美国家侦察办公室与5家商业雷达卫星运营商签署协议

1月20日,美国国家侦察办公室(NRO)宣布同空客美国、五车二空间、冰眼美国、捕食SAR和本影等5家商业雷达图像提供商签署了协议。规定NRO有权取得这些公司的合成孔径雷达(SAR)卫星获取的数据,意在帮助NRO更好地了解可从商业渠道获得的图像质量如何。NRO主任斯科里斯表示,“我们知道地理空间情报国家体系的用户都盼着探讨使用商业雷达,而这些合同将让我们能够快速地核验相关能力及其对国家使命的益处”。

资料来源:美国航天新闻网

 

23.美太空军发射GSSAP卫星提升太空态势感知能力

1月21日,美国太空军从佛罗里达州卡纳维拉尔角发射台发射两颗新的“地球同步空间态势感知计划”(GSSAP-5和GSSAP-6),扩展提升太空态势感知能力,并提高在轨跟踪星座的准确性。目前,美国共有6颗GSSAP卫星在距地球表面22000多英里(约35400多千米)的地球同步轨道上运行,跟踪其他空间物体,并将数据传送到空间监视网络。

资料来源:美国C4ISR网站


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