美國空軍新的小型衛星可以對抗中國的太空武器
美國空軍新的小型衛星可以對抗中國的太空武器,美國空軍正在開發新一代更小、更快、更高吞吐量的衛星,以對抗中國正在開發的太空武器。超低地球軌道衛星旨在為戰場上的指揮官提供更快、更完整和更集成的信息傳輸。
空軍研究實驗室正在與工業界合作建造新一代更小、更快、更高通量的衛星,這些衛星可以帶來更高分辨率的圖像,挑戰中國的太空武器,從單架飛機上提供更多的傳感器信息,并提供更多的真實數據。 -時間,對戰爭指揮官的戰斗敏感情報。
新興的衛星,稱為超低地球軌道 (vLEO),帶來了帶寬和吞吐量的指數級增長,增加了從衛星到地球的多傳感器數據流。“增加的吞吐量管道將飛機和地面之間的連接性從每秒 1.5 Mbps 提高到每秒 600 Mbps,”MAG 空軍特種作戰計劃主任 Chad Vuyovich 告訴 Warrior Maven。
目前的測試和實驗包括一家名為 MAG(MAG Aerospace)的航空航天公司、AFRL 和空軍特種作戰司令部,他們正在考慮將新衛星與標志性的 AC-130 武裝直升機相結合。
較新的衛星旨在實現更快、更完整和集成的信息傳輸,例如來自監視飛機的實時視頻、圖像、地圖、電子郵件和聊天信息。與其他事情一起。“如果你試圖通過當前架構推送任何高清流而不進行大量壓縮和質量降低,它將完全使網絡擁塞到無法運行的狀態。如果你發送一個 10MB(兆字節)的圖像,它會暫時阻止任何其他信息一次通過網絡傳遞幾分鐘,”Vuyovich 說。提高的吞吐量帶來了許多直接的戰斗影響。通過利用同時從多個傳感器收集和組織數據的技術能力,vLEO 使一架或兩架飛機能夠執行目前需要四個或五個平臺的傳感器功能。
Vuyovich 解釋說,vLEO 系統不僅離地面更近,而且比地球同步衛星要快得多,地球同步衛星只能以地球自轉的速度行進。這會限制收集和處理信息的速度。“vLEO 衛星必須快速移動。它們必須以比地球自轉快得多的速度移動才能維持軌道。為了在地球上空的一個點上保持靜止并保持軌道,衛星將被定位在地球表面以上 40,000 公里的高度,”Vuyovich 說。
vLEO 衛星距地球表面約 550 公里,而地球軌道衛星距地球約 40,000 公里。在 500 公里處,RF 信號的傳輸時間比傳輸到 40,000 公里 GEO 衛星的時間要快得多——快 80 倍。
“然后,當你考慮到傳播時,當它到達 vLEO 時,信號強度要高 100 倍,因為 RF 并沒有像到 GEO 衛星的巨大距離那樣消散或減弱,”他補充道。GEO運動與地球自轉相同,而vLEO比地球自轉快。速度更快、高度更低的衛星還可能帶來減少與充滿碎片的空間條件發生碰撞的額外優勢。國防部信息解釋說,目前太空中有超過 17,000 個壘球或更大的物體,其中只有 1,200 個左右是衛星。
此外,可能最重要的是,當前的 GEO 衛星需要壓縮情報、監視和偵察 (ISR) 信息,例如來自無人機或固定翼飛機的實時視頻饋送。Vuyovich 解釋說,GEO 衛星使用的這種壓縮極大地損害了從衛星攝像機和傳感器獲得的圖像分辨率和質量。實際上,當前的 GEO 衛星在傳感器范圍、分辨率、保真度和功能方面取得的一些巨大技術收益會丟失、受損或至少沒有充分利用。
“軟件壓縮降低了文件的質量或大小,消除了更新傳感器的所有進步。我們沒有足夠大的網絡傳輸來實時處理我們收集的內容,“失去了高質量傳感器的好處,”Vuyovich 補充道。到目前為止,已經與固定翼飛機(如偵察機或 AC-130)進行了集成,但隨著時間的推移,預計該技術也可以在無人機上使用。開發人員解釋說,無人機應用程序需要強化或安全的網絡連接,以防止信息被黑客入侵、堵塞或劫持。
“MAG 正在測試第一架飛機,以了解該系統的運行情況以及能否維持快速的交通,并評估我們可以利用額外吞吐量做些什么的局限性。我們確保當我們創建這個新架構時,它的構建方式是支持安全通信的,”Vuyovich 解釋說。新興的較新衛星還減少了延遲并消除了當前對“后處理”信息的大部分需求,因為需要等到飛機返回才能訪問關鍵傳感器數據。
自然,更快、更高技術和更大的數據流使指揮官不必花費關鍵的戰斗時間等待完整或更綜合的情報數據。例如,他或她可以同時查看來自更寬幅傳感器(例如地面移動目標信息)的實時、高分辨率視頻饋送、地圖和導航數據、圖像、消息和信息。.“現實情況是,當你處于領先地位時,你需要更完整的信息圖來做出最佳決策,并且沒有機會等待飛機降落和信息進行后處理。戰斗指揮官只有幾分鐘的時間來做出生死決定,通過使用 vLEO 架構,他們的態勢感知能力提高了 100 倍?!?武約維奇說。
有趣的是,安裝大量快速移動的衛星會帶來與空軍太空戰爭戰略相一致的技術調整。認識到太空武器化的快速增長以及太空發射武器和反衛星技術的潛在出現,空軍戰略家強調了各種策略,例如分解和冗余。
聽起來,分解是將衛星資產分散到大片的空間中,防止敵人瞄準一個裝置或更密集的空間資產組。在某些情況下,通過大大改進的計算機處理和更遠距離的數據共享來實現這一點,使得敵人更難以禁用衛星系統。冗余也是空軍太空計劃的基礎,因為它增加了衛星功能在某些被擊落的情況下繼續發揮作用的可能性。考慮到這些戰略目標,vLEO 的開發人員預計,移動速度更快、數量更多的小型衛星不僅會更難被敵人擊中,而且還會帶來“冗余”優勢。根據空軍太空司令部的信息,空軍已經在努力管理“北達科他州、阿拉斯加、夏威夷和其他地區”的小型設施和地理上“分離”的單位。
雖然 vLEO 最初聲明的戰略意圖似乎是為指揮官提供更快、更完整的關鍵戰斗信息,但并不需要太多的想象力來設想這些衛星可能會改善美國太空戰爭的戰術。速度更快、網絡更好、吞吐量大大提高的衛星自然會帶來許多戰斗優勢,包括瞄準、快速移動攻擊、天空戰網絡,甚至部署某種尚未存在的太空武器。近年來,太空威脅已經確立,激發了美國長期推動為太空戰爭的前景做準備,更不用說 GPS 拒絕的戰斗環境了。當然,眾所周知,中國已經測試了反衛星武器,有效地提出了遠遠超出以前認為太空可能作為某種“避難所”存在的等式。這種想法早已煙消云散。
2016 年大西洋理事會的一份題為“邁向新的國家太空安全戰略:戰略再平衡時機”的報告特別引用了中國和俄羅斯的太空戰爭倡議。“中國的試驗緊隨俄羅斯和中國在低地球軌道上試驗機動衛星之后——這種能力直到最近才被美國證明——在美國內部引發了某種“安靜的恐慌”國家空間安全界,”報告指出。
五角大樓 2018 年 8 月為國會提交的“關于國防部國家安全空間組成部分組織管理結構的最終報告”中清楚地表明了旨在將太空武器化的進一步技術進步,以及將威脅感知擴展到遠遠超出 2016 年大西洋理事會文章的細節。國防委員會。“一些新的俄羅斯和中國反衛星武器,包括破壞性系統,可能會在未來幾年內完成開發。兩國都在推進定向能武器,以部署反衛星系統,”報告指出。很明顯,vLEO 衛星可能能夠進一步利用新的太空戰爭應用來應對俄羅斯和中國的威脅——并開發面向太空的激光和電子戰。
奧斯本此前曾在五角大樓擔任陸軍助理部長辦公室的高素質專家 - 采購、后勤和技術。奧斯本還曾在國家電視網絡擔任主播和廣播軍事專家。他擁有哥倫比亞大學比較文學碩士學位。