独家：新一代商业卫星将使军方受益

航天 · 2016-11-22 23:55:31

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(中国太空网讯）商业卫星通信运营商准备发射新一代高容量卫星，这将令军方用户受益。新一代卫星将达到千兆量级，并且更窄、可控的点波束有助于防止敌方有意干扰。政府可按需从中选取服务，且无需支付额外的研发费用。　　最近美国国防部召开了“华盛顿太空事务圆桌会议”，会上专家小组探讨了通信卫星运营商与军方的关系问题。美国空军空间与导弹系统中心“探路者”（Pathfinder）项目办公室主任乔·范德帕顿（Joe Vanderporten）说：“工业部门的确在引领一条道路，在轨的兆比特级的巨大容量，如果不能有效利用，那就是问题。”　　过去15年来，像欧洲通信卫星公司（Eutelsat）、国际通信卫星公司（Intelsat）、SES政府解决方案部门（SES Government Solutions）以及国际移动卫星公司（Inmarsat）等大型运营商一直以年度合同方式将其服务出售给军方，这是因为军方对卫星通信的需求已经远远超过了军用通信卫星的容量。现在，这些运营商要求把自己与国防部的关系发展为一种合作伙伴关系。　　O3b网络是其中一种新卫星星座，它由SES政府解决方案部门运营。在弗吉尼亚州布里斯托举行的展示日上，该部门代表展示了其如何在数小时之内利用便携式设备箱中的设备和接收机建立与高吞吐量卫星的连接。　　SES政府解决方案部门业务发展副总裁P. 格伦·史密斯（P. Glenn Smith）说，终端设备与8颗轨道高度约8062km的中轨道卫星不间断连接，这与约在35800km高的地球静止轨道（GEO）的传统通信卫星完全不同。　　与GEO卫星相比，离得更近意味着时延更小。史密斯说，O3b系统传输速度可与海底光缆相比。O3b卫星采用可控点波束，单个波束覆盖大约700km直径的一片较小区域，这使该系统具备了一些固有的抗干扰防护特性。传统通信卫星的波束可能覆盖整个大陆。　　美国空军自身拥有两种通信卫星。一种是“先进极高频”（AEHF）卫星，采用高水平防护设计，用于核战。另一种是“宽带全球通信卫星”（WGS），为美国军队提供宽带通信服务，但并没有像AEHF卫星那样多的防护。商业卫星运营商的主要用户是通信公司和电视广播公司，没有必要建造可经受住战争考验的卫星。　　史密斯说，波束较窄使敌方更难干扰通信。要实施干扰，敌方必须在波束范围内行动。另外，他们必须有能力追踪O3b星座中不断移动的卫星，这也是件难事。　　“两者的区别在于对卫星的跟踪过去可以数月或数年调整一次。对于O3b星座，每天都要对8颗卫星进行4次调整跟踪，而且这些卫星不断移动。”　　可控点波束现在用于在游轮航行时提供宽带连接，这可转为给海军航母编队提供同样的服务。　　2015年12月，Inmarsat公司完成了它的“全球快讯”（Global Xpress）星座中第三颗卫星的发射。该公司政府战略与政策高级副总裁瑞贝卡·科文-海思琪（Rebecca M. Cowen-Hirsch）说：“最后一颗是为了覆盖亚太地区，这一区域非常具有挑战性。”　　这颗新型高吞吐量卫星较之Inmarsat公司以前卫星的能力高出约20倍，也为商业或军事用户设计了可控点波束。这一新系统兼容所有与美国空军WGS卫星连接或经国防部认证波形的任何终端。　　海思琪说：“我们高度关注‘全球快讯’卫星的网络安全……我们采用了（国家安全局）Ⅰ类测控密码加密，以确保除了我们之外没人可控制我们的卫星。”　　灵活波束也具有某种固有的抗干扰防护。她补充说，如果卫星侦测到人为或自然的干扰，他们所使用的波形可使卫星快速改变波束。试图干扰信号的敌方不会知道用户已经切换到另一个波束。　　休斯网络系统有限公司（Hughes Network Systems LLC）内部研发了一个新波形，以使终端设备与WGS卫星和新型高吞吐量卫星更加兼容。在美国与澳大利亚军方举行的一次“护身军刀”（Talisman Sabre）联合演习中，休斯防御与情报系统部利用其先进时分多址（TDMA）波形技术成功演示了更高的卫星性能。　　休斯防御与情报系统部高级主管丹·洛萨达（Dan Losada）说，该公司的“太空之路”（Spaceway）系统开展高吞吐量卫星业务已经有10多年，该系统现用于卫星电视服务。他说，尽管现在该公司的大多数业务是为卫星连接提供地面系统和调制解调器，但其“木星”（Jupiter）新型高吞吐量卫星系统有望在2016年年底前提供对美国大多数区域的覆盖。Jupiter－1卫星目前在轨，Jupiter－2卫星将在2016年底前发射。　　该公司以自有资金研发的TDMA波形列入美国国防部波形信息库，这意味着该波形可自由运用于任何军事系统。　　洛萨达说：“大容量系统与其说是一个封闭独立的系统，不如说是一个生态系统。更多的人共享技术、共享愿景以及交互操作，将越有利于更好的体验。”他说：“我的挑战是要将这一系统为全球的国防部门提供支持，这样他们就能利用这个即将推出的巨大容量。”比如澳大利亚正在付费使用美国空军的WGS卫星，这样它就能加入这个全球通信系统。TDMA波形正助其利用这一系统。　　另一个大容量系统是Intelsat公司的“史诗”（Epic）系列。该公司总裁凯·西尔斯说，首颗卫星延迟到2017年1月底发射。该卫星将以同样的带宽提供宽波束和点波束覆盖，增加弹性。她说：“该卫星是为移动应用和小型终端而建造的，所有这些都是政府需要的。”　　Epic卫星的带宽将是WGS的4～6倍。她说：“2016年即将发射的卫星就容量、功耗和灵活性而言已实现技术飞跃，并且这种飞跃将继续下去。”　　西尔斯在业界带头要求国防部在制定未来计划时让商业卫星运营商拥有一席之地。她说，卫星的新波形应当作是天基通信体系的一个永久组成部分。　　如果实现的话，业界可以更好地将军方所需特性添加到卫星上。　　西尔斯在一次访谈中说，WGS基于15年前的技术。作为一个现役重大项目，空军难以将最新技术添加到所发射的每颗卫星上，而商业运营商不存在这个问题。他们不断将应用了最新技术的新系统送入轨道。　　她说：“我们相信将拥有百倍于WGS在轨卫星或其全部星座的能力，不仅是在带宽速度上，而且在可控的、可重构波束的灵活性方面。”“在了解需求和未来的方向上，我们没有得到很多帮助。”比如，如果军方想为其卫星加入更多的抗干扰防护，那么就能做到。　　她说：“军方能从制造商购买到的任何防护能力，我们都能从制造商那里买到。”　　美国空军正在开展下一代通信卫星的可行性研究，目前已经进行了一系列“探路者”研究，以助其最终决策。　　与此同时，美国空军和国防信息系统局继续在现货市场上使用海外应急行动经费以一年期合同购买容量。　　西尔斯说，WGS的体系以后必须包括商业卫星，并清楚定义其在宽带通信中的角色和责任。　　海思琪说，国防部应寻找创新途径来获得容量，“而不是以稍显不同的方式购买同样的旧东西。”　　“探路者”研究有机会演示这一政府-商业集成架构，并提供这一新的宽带选项的信息。“我们听说，自上而下都在朝这一集成架构推进。”　　在此次小组讨论中，政府代表对这一酝酿中的改变表示乐观。　　范德帕顿承认：“一些分析表明，一些较新的卫星接近WGS的容量。”他说：“政府专用卫星可做更多事情。商业与政府系统怎样集成是一个大的话题。我认为两者将融合起来，怎样融合仍要拭目以待。”　　美国空军负责航天事务的助理部长温斯顿·比坎普（Winston Beauchamp）说：“我认为在技术方面实现了真正的融合。关键是要在政策层面融合，这样我们能更加无缝地运行。”　　众议院武装部队委员会议员李奥纳·托米罗（Leonor Tomero）说：“当然，从可支付性和灵活性上来说，未来增加商业卫星的使用前途光明。现在已有转变，我们看到国防部更多向利用商业卫星倾斜。”　　西尔斯说，与此同时，当政府在现货市场购买通信服务的时候，新型高吞吐量商业卫星系统的出现意味着服务价格的下降。　　SES政府解决方案部门的总裁兼首席执行官彼得·霍恩（Peter Hoene）说：“政府估计，商业卫星服务成本是WGS的4倍。现在有了高吞吐量卫星，成本将日趋相当。”　　西尔斯也认同容量供应增加将引起价格下降。但她坚持认为，如果国防部和商业卫星运营商之间采取更加密切的合作关系，那么价格将大幅下降。

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