独家：美国未来军事太空体系结构将进行重大调整

国外航天 · 2016-11-22 23:54:59

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——聚焦美国国家安全太空系统　　（中国太空网讯）2016年2月，美国国防部召开改变军事太空系统未来发展的“华盛顿太空事务圆桌会议”，就美国军事太空机构长期关注的问题讨论解决途径。美国国防部负责采购、技术与后勤的副部长弗兰克·肯德尔（Frank Kendall）是执行太空投资的关键人物，他就确保访问太空、更好利用商业系统、转向大卫星系统分解和发展分散的小卫星星座等发展转型问题进行了主题发言，预示着军事太空系统的重大调整和转型。　　军事太空系统调整重新聚焦到国家安全太空系统并作为发展重点，特别是将太空防护置于最高优先级，对天基军用通信和侦察的体系结构进行重大调整，未来可能放弃宽带、窄带和防护通信的分界方式，防护通信系统将在2016年下半年正式决策对体系结构进行的重大调整，2021年前投资13亿美元进行重组和改造。根据战区需要和联盟国家开展太空系统融合，并重新确定天基侦察政策。　　2016年3月2日，美国国防部宣布成立国防创新咨询委员会（DIAB），提出利用商业力量加大国防科技的创新力度。2016年3月4日，由13个机构组成的太空机构联盟召开新闻发布会，发布“确保美国在太空领先地位”的白皮书，更加强调太空系统对国家安全、经济和社会发展的重要性。　　一、利用商业力量促进创新成为军事太空体系重大　　调整的战略思路　　在2017财年的预算申请中，白宫曾为国防部防护太空体系中的国家安全卫星申请了55亿美元的资金进行技术开发，并表示这55亿美元将用于5年的技术开发，重点是改进太空监视和推动美国空军防护型军用卫星不受潜在的俄罗斯和中国攻击的能力。2016年3月1日，美国国防部部长卡特访问硅谷时表示，国防部2017财年将为军事太空系统投资220亿美元，该数额是2016年2月所提出的投资预算额的2倍，重点投资不保密的太空技术开发。这次修改并未提出具体的开发项目，而是提出了发展原则和核心目标，强调促进国防部和各层次高技术开发机构（特别是商业）的合作，欲在国防部和美国的创新部门、高能力技术开发机构之间构建和重构新的桥梁。　　卡特多次强调国防部与硅谷合作对促进国防创新具有重要意义。他访问硅谷的第二天，国防部即宣布成立DIAB，由谷歌公司的母公司字母表公司（Alphabet）的执行主席艾瑞克·施密特（Eric Schmidt）担任DIAB主席。DIAB的职责是为国防部提供创新方向和如何创新的独立建议，强调应对未来的机构和文化挑战，包括新技术的选择和利用、计划管理流程和途径简化等建议。　　早在2015年7月，国防部就在硅谷设立了国防科技创新试验小组（DIUx），负责加强国防部与硅谷高技术企业的合作，寻找技术创新的突破点和可能的机会，这是美国利用商业力量促进国防科技创新的重要手段。在新技术快速发展和预算紧张的情况下，美国国防部的这一新举措，是进一步确认中小企业将成为国防创新的主体。　　初步的咨询策划涉及到军事太空部分的题目是“保护海洋、互联网和太空：确保促进繁荣的领域”。美国强调防护海上和天空的商业自由航行，他们很重视目前的机会和威胁，即太空领域的自由和开放。美国智库将今后的开拓能力定位于相关领域前沿的开发机构，技术进步构成了美国保密通信、侦察、精确导航和目标定位等卫星的发展核心，使得太空体系成为美国现代化作战的集大成者。　　美国国防部有责任保护太空的资产和利益，确保该领域在安全和商业的可利用性，这就更加要求和私营部门进行更广泛的合作，商业太空的需求必须重视并加以保护，以实现对这一重要领域的促进，而实现这一目标的唯一途径是通过私营部门的有效参与和沟通。美国还指出，这种增强任务的途径所孕育的商业和民用航天利益的萌芽，对各个国家都是有益的。这样可以推动美国的航天企业更直接地贡献于国家安全，使得美国对于可接受或不可接受的太空行为有能力进行明确地区分和应对。　　许多公司和国家越来越多地利用太空，使得太空越来越拥挤，许多从前没有出现过的情况现在已经出现了，特别不能忽视的是对太空系统的威胁已经是全球性的。太空作为安全避难所的时代已经过去，美国国防部现在必须做好准备，去寻求一种防止冲突延伸到太空的可能途径。因此，从2017财年的预算开始，就要投资增强确认、主动和战胜太空威胁行动的能力。　　美国国防部部长卡特还透露，不仅军事太空投资要增大，国防部2017财年预算的5820亿美元的大盘子，都要体现出对太空发展的倾斜。　　二、创新和变革的准备阶段　　2017财年拨款中，传统的系统投资并未大幅度增加，可以预见，创新和变革正在准备中。美国空军要求国会2017年拨款89亿美元，以完善卫星组装线，改进太空态势感知能力，并为国防部进行5次火箭发射。增加对下一轮计划业务的投资，主要聚焦于包括发展导弹预警、防护通信和气象预报的新一代卫星，这些卫星在2018年前后不会投入使用。　　从表1可以看出，传统的系统投资并未大幅度增加，可以预见，创新和变革正在准备中。　　表1 2016财年、2017财年主要项目投资预算　　表1 2016财年、2017财年主要项目投资预算　　主要项目　　2016财年预算　　2017财年预算　　“先进极高频”（AEHF）　　$907,972,000　　$904,700,000　　“天基红外系统”　　$619,176,000　　$544,470,000　　“宽带全球卫星通信”（WGS）　　$109,513,000　　$127,900,000　　演进型一次性发射火箭　　$1,620,774,000　　$1,803,011,000　　GPS－3　　$412,327,000　　$176,000,000　　气象卫星后续系统　　$109,623,000　　$119,000,000　　天基太空监视后续系统　　$50,598,000　　$23,900,000　　作战快速响应空间　　$0　　$7,900,000　　美国空军于2016年2月9日向国会提交了新的5年计划，其中为了帮助工业界发展运载火箭，要求专门投资12亿美元用于发射新一代的军用和侦察卫星。　　由于美国国防部主要的卫星计划已接近于设计寿命末期，因此新一代的防护通信和导弹预警卫星将于2021年进入发射高峰。军用通信卫星包括WGS、“移动用户目标系统”（MUOS）、AEHF等3种型号。　　空军正在准备新一代GPS－3卫星及其地面系统全面运行，这也意味着将出现一个投资高峰，即在2018－2021年购买10颗GPS－3卫星。称作运行控制部分（OCS）的地面系统将继续面临着投资推迟，预计在2021年前不会完成。　　从新的卫星系列可以看出美国国防部所希望的长期航天能力发展的重点。美国空军2017财年的申请计划如下。　　深空先进雷达方案投资990万美元，提升该领域的敏感性、容量、搜索速率和可量测性，用于深空轨道目标的探测、跟踪和归档。　　发射系统投资约2.97亿美元，用于新的和改进的发射系统，主要满足国家安全发射的需求。　　保护性战术业务投资1980万美元，主要用于保护性战术信息的未来需要而提供的地面系统。　　太空分析和应用系统开发投资99万美元，主要用于接收和分发来自敏感器的新数据源、更新政府拥有软件而建立新的中心。　　联合空间作战中心（JICSpOC）投资1485万美元，以改进跨越国家安全太空机构的信息共享问题，实现有效地应对潜在的未来太空安全事件。JICSpOC正在进行试验，以探究国防部如何应对太空战争问题。该中心位于科罗拉多州施里弗空军基地，是太空战的作战中心，目前主要进行攻击军用卫星的仿真。该中心现有50人，正在进行2个逐渐增加复杂性的太空战构想有关技术的开发。2017年1月，该中心将全面运行。　　地面雷达改进投资980万美元，以改进现有太空态势感知敏感器的敏感性和搜索能力，使之更好地支持作战时机。　　美国导弹防御局（MDA）多目标打击飞行器投资7151.3万美元，主要发展在一个拦截器上装载几个小型化打击飞行器的技术（即多弹头技术）。　　三、创新和变革的切入点　　在2016年3月7日国防部召开的卫星会议上，国防部顶层官员对太空的发展变革思路进行了宏观阐述。　　1. 改变体系结构，重新构建天基通信体系　　美国国防部在其下一代战术通信卫星系统中，可能要放弃多年来实行的宽带、窄带和防护通信的结构性分界。一直以来，国防部主要依靠海军的MUOS卫星满足窄带需求，依靠由空军管理的WGS卫星满足宽带需求。负责太空政策的国防部负责人表示，此次会议通过专家组的讨论，未来的军用通信卫星将不再采取这种分界途径。这种结构性分界取消以后，新的卫星系统分界将更加具备广泛性，需要详细评估何种体系结构才能更好地满足未来需求。　　2. 对两个大型军用卫星系统率先进行分解　　1）2016年2月，国防部向国会提交了关于为满足国防部保护通信要求的可能的卫星体系结构的研究报告。表示放弃以往的研究结论，在2016年底之前对宽带通信需求进行更具预期的选择分析，同时确定下一代防护通信卫星的体系结构。　　空军最有价值且最大的两个太空系统是用于导弹预警的“天基红外系统”（SBIRS）和用于防护通信的AEHF卫星系统。2016年底之前，决定对这两个最重要的卫星系统首先进行未来的结构体系转型。对这两个卫星系统，空军曾打包进行过长期的研究。原有的系统已经部署完毕，现在已接近停产，需要新的卫星系统在2020年中期入轨。目前决策层必须对其后续计划做出决策。　　2）要做出新的决策就要有新的视角，需要对已有的发展途径进行全面分析，解决后续系统发展的战略性问题。驱动思考的背景之一是太空被威胁性质的改变和美国对此应对的新需求。　　3）对这两个由洛马公司作为主承包商的系统进行新的战略考虑，美国国防部正在考虑将目前战略、战术任务置于相同卫星上的AEHF防护性通信卫星模式进行拆分，将战略任务和战术任务置于不同的卫星上。AEHF系统是一个146亿美元的计划，目前在轨3颗卫星，计划2017年发射1颗，还有2颗以上的卫星仍在研制中。AEHF要解决好受到核攻击后提供防护通信的问题。　　SBIRS系统的所谓战略任务，主要职能是核爆炸的探测。目前的项目投资是192亿美元，包括已经在轨的2颗卫星和极轨道搭载的2套敏感器，剩下的4颗卫星将在2016－2021年陆续发射。美国政府总审计局2015年的报告声称，新的系统将在2025年以后才会有需求。　　除了这种分解模式，美国空军也探索了适应其他几个卫星系统的问题。　　以往卫星系统的发展路线是为了满足任务要求，不惜付出更加昂贵的代价也要具备更强的能力。这样就提出了一个问题，这种做法是否是应对未来威胁的正确途径？这两个最昂贵的星座，是否要进行深入研究，以完成关键的体系重构和选择分析。根据2016年2月初公布的新预算文件，空军计划2021年SBIRS和AEHF卫星系统的启动资金分别是8亿美元和13亿美元。　　3. 与国际合作伙伴的紧密合作　　国防部采购部的负责人表示，已经开始正式研究与国际合作伙伴更紧密合作的问题，并将此途径作为美国未来通信卫星体系结构的重要组成部分。包括英国、日本、澳大利亚这几个国家，也要尽快进行合作，以满足他们自身的需求。这3个国家和美国合作研制2颗WGS卫星，作为交换，按投资比例进行访问并自愿投资AEHF卫星。当然这只是早期的构想阶段，考虑这一构想的可能性，主要看这一途径能否瞄准参与国的需求，能否将他们的资金集结于一个新系统中。如果美国海军在太平洋作战，需要与日本、澳大利亚合作，共同的前提是处于相同的干扰环境中，并在相同的通信环境中，因此需要紧密合作。　　4. 对所有大卫星项目的调整选择　　在SBIRS和AEHF卫星系统这两个项目深入研究的基础上，美国空军将在2016年夏天完成一系列的研究，以帮助进入2020年时重新构造业务型军事太空体系，包括气象卫星结构体系和导航定位系统结构体系。特别是导航定位系统，地面控制系统已成为目前最大的麻烦，急需调整；GPS－3也需要进一步改进，要全面融进导航、定位与授时（PNT）的体系结构。　　美国空军航天司令部还要进行至少5年的研究，目的是回答广泛的战略问题，全面完善和深化构建未来的军事太空体系结构。研究的初步结果是将在2016年提出军事太空发展战略蓝皮书。　　这些研究活动要持续到21世纪20年代中期，由于太空系统是长时间采购的系统，因此其研究也将是长时间跨度的工作。从现在开始具体研究，才能保证2020年采购发射。包括洛马和波音公司等这些大型主承包商的航天工业部门人员也参与研究，作为主承包商的洛马公司负责认真考虑未来的导弹预警计划、高防护性通信计划以及PNT计划。波音公司航天与情报系统部是目前WGS的主承包商，需要认真考虑未来的宽带通信系统问题。　　四、向国家安全太空计划倾斜，太空防护作为最高优先级　　美国将太空防护置于最高优先级。为此，空军曾确定14个项目，今后5年至少投资55亿美元，主要应对来自俄罗斯和中国的太空威胁。美国国防部2017财年的军事太空系统将投资220亿美元。更多资料显示，在55亿美元之外，美国还将有更多投资向国家安全太空计划倾斜。　　2017年，美国白宫用于国家安全太空计划的预算申请，反映了国防部致力于在太空领域阻止敌方威胁和在发生冲突时占据整体优势的新战略。这种新战略不仅反映了通过单个计划的投资实现专门能力的思路，也通过这一年预算过程的独特机制加以保证。对国家安全太空计划的这次预算经过严格论证，是近年预算中最协调和最具有系统组织化的一次预算。美国国防部和国会都对国家安全太空活动的预算机构和管理给予了从未有过的重视，主要是由于争夺日渐紧张和逐渐不利的太空环境，美国需要大力提升其太空能力。2015年10月，美国国防部副部长罗伯特·沃克（Robert Work）就指定空军部长黛博拉·李·詹姆斯（Deborah Lee James）作为国防部太空顾问团的主要负责人（PDSA），意图加强对太空能力的管控，并授权该顾问机构对涉及到国家安全的太空任务、预算和战略提出独立的和有权威的建议。PDSA由成本评估和项目评审办公室以及扩大的国防太空委员会协助，扩大的国防太空委员会第一次扩大了国防高级研究计划局（DARPA）、MDA和国防信息系统机构，该委员会现在负责进行年度太空战略状况评审，提供太空领域内每一个实体机构所分配预算的综合评审和评估。产生的预算对于太空领域预算所列项目的变化、优先级、挑战和风险提供高度的可见性。使之与2015年国家防务授权法案国会正式确定的目标相一致，预算项目反映出用于国家安全太空项目统一的、主要的军事计划设施，结合所设计的报告要求，提供该领域有效的监管。2015年国会接受了总统关于开辟新的“空军太空采购”拨款数额的申请，甚至2倍于所列项目，使得拨款额达到国会的最高值。　　2017财年的预算申请体现了美国空军采购增长的预算数额。国防部进行修改的重点是加强国家安全太空预算申请的机构完善和管理，继续朝着构建管理、计划和能力方面发展，使得这些关键任务的责任和执行保持稳定。这些改变使得美国军事太空发展更加接近于15年前成立的评估美国国家安全太空管理和机构委员会（简称太空委员会）的建议。受到这些改变战略的鼓励，美国军方将对国家安全太空的预算进一步协调和组织。国防部对战略威胁环境的应对，对太空领域支持的机制，使太空被视为像陆、海、空一样的作战地带，继续大力发展。这样就能实现长期的战略思考和投资，集中规划，仔细定义和协调要求。这种对国家安全太空的年度预算的连续性和透明性，使得工业界能更好地了解国防部的战略意图，使得相关领域满足任务需求并能提出更加创新和高效率的解决方案。目前，国防部、空军、国会和工业界已经将军事太空提上国家安全的议事日程，下一步就是如何能更好地实施。　　从2016年开始的太空防护项目，投资首先用到几个太空态势感知项目和几个保密计划中，也考虑将经费用到服务于军事和情报机构的新的联合空间作战中心，即JICSpOC。2017财年的预算申请提出了更加清晰的战略思路。　　五、重建支持变革的战略思维　　1. 加强政策支持促进太空更趋繁荣　　美国智库2016年2月提出建议，在2016年4月引入大范围的太空政策法案。在商业航天联盟的一次会议上透露，最早提出的法案可能是智库和工业界共同提出的“美国太空振兴法案”。这些法案总体目标是促进制定新的政策，使美国永久性地占据航天发展国家的主导地位。大部分是促进、鼓励和刺激工业界创新，实现美国的繁荣。　　2. 拓展商业化为国防部减负　　智库鼓励政府机构从工业界购买通信、遥感、气象数据等更多的服务，而且要将这种扩大商业化的动力融入国防授权法案。将太空态势感知的管理从国防部移交给美国联邦航空管理局（FAA），使民用机构逐渐建立起具有管理太空态势感知的能力。以此作为第一步，最终将太空交通管理责任全面移交给FAA。建议授权国防部购买商业气象数据，以便能使国防部腾出更多人力、物力开发先进的系统。　　3. 多种卫星搭载军事有效载荷消除美国太空能力的重心　　多种卫星搭载军事有效载荷是消除美国军事太空系统重心的重要途径之一。搭载军事有效载荷是一种创新的途径，也是降低成本的选择，可加速发展新技术，应对不断变化的威胁。　　4. 着力部署分布性和分散化的军事太空系统，提高弹性　　分解，即将综合功能的大型卫星系统进行功能分解，使军事太空能力趋于分布性和分散化，提高弹性，包括利用小型、低复杂度的卫星，尤其重视立方体卫星的发展。

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