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美军事卫星通信危机悬而未决

发布时间:2020-03-11 相关聚合阅读:

原标题:美军事卫星通信危机悬而未决

Signal网站2020年3月1日报道,美国国防部必须做出艰难的抉择,以确保实现不间断通信连通能力。

随着连接指挥官和部队的卫星网络的各个组成“迈入中年”,甚至很多即将退役,美国国防部认为,必须迅速采取行动,保护作战人员的安全和国土安全。军事领导人和采购官员面临的挑战是需求的紧迫性。毕竟,通信卫星既不是手机,也不是无人机,在当地的科技商店是买不到的。而要在2025年前满足美国军事通信能力需求,就需要改变已在轨卫星的位置。

美国防部维护着三种主要类型的卫星星座:受保护卫星通信系统、宽带卫星通信系统和窄带卫星通信系统。通常,战略核力量使用受保护卫星通信系统(“军事战略战术中继卫星”(Milstar)和“先进极高频”(AEHF)卫星)。大数据和情报任务使用“宽带全球卫星通信系统”(WGS)。

作战人员使用主要由传统军用UHF卫星通信系统组成的窄带系统。当他们处境危险或受到攻击时,这些卫星是他们的生命线,但这些系统正在消亡。

由“舰队卫星通信系统”(FLTSATCOM)和“特高频后续”(UFO)卫星组成的传统军用UHF卫星通信系统都已超过了设计寿命。然而,更高容量的“移动用户目标系统”(MUOS)WCDMA终端部署缓慢,迫使美军不得不继续依赖那些濒临消亡的传统UHF卫星,因此出现了危机。

旨在彻底改变军用UHF通信的联合战术无线电系统(JTRS)的失败为当前的卫星通信危机奠定了基础。从本质上说,美军的无线电构想使其过于复杂而无法实际生产。结果是,第一颗及其余的MUOS卫星都必须重新设计,以适应传统UHF系统的5kHz和25kHz信道,使每颗MUOS卫星具有相当于UFO 11的容量。然而,这些卫星的主要功能是适应由替代JTRS的卫星终端发来的WCDMA信号。

在美军全面部署MUOS WCDMA系统之前,需要一个过渡阶段。尽管五颗MUOS卫星的传统有效载荷提供UHF传统通信,但提供的通信能力不足所需能力的25%。此外,由于建造更多的MUOS卫星可能需要长达8年的时间,单纯依靠该系统并不是一个合理的解决方案。

总而言之,没有任何剩余容量。美国防部或许可以指望商业卫星租赁服务公司,如Inmarsat、Intelsat、SES、Telesat、Iridium或Globalstar来提供托管有效载荷。但是,Iridium和Globalstar不具备此项功能,因为它们无法承载UHF有效载荷,即使搭载了UHF载荷,地面终端也无法与之通信。

JTRS无法提供之前承诺的多种功能,加上建造一颗新卫星所必须的时长,最终导致两个问题亟待解决:对军队至关重要的传统UHF生命线通信可用性降低,替代JTRS的WCDMA终端/电台部署长期延误。

其他可用的军用UHF能力也是一种可能的解决方案。例如,Intelsat的IS-22有18个25 kHz工作信道,并于2012年推出。澳大利亚2003年推出的Optus C1,寿命即将终止,拥有6个UHF信道。

此外,英国Skynet 5卫星还具备其他能力,每颗Skynet 5卫星拥有多达9个UHF信道,并为北约提供备用能力。根据“全球数据”公司报告,2003年10月,英国国防部授予空客防务与航天公司(通过Paradigm安全通信子公司)一份价值约66.9亿美元的私人融资计划合同,提供Skynet 5卫星服务至2020年;并于2010年3月签订了一份价值5.98亿美元的合同,延长卫星通信服务采购至少到2022年。Skynet 6预计在2025年投入使用。

此外,一些专家建议,低地球轨道(LEO)卫星,特别是新型“超级星座”卫星,可以作为卫星通信资源。然而,这些卫星以每分钟大约4~6度的速度绕地球飞行,考虑到宽波束宽度、以及军用UHF地面基础设施运行的移动和静止配置,使得它们完全不切实际。

一个不太可能的资源可能是O3b商业卫星星座,它位于中地球轨道(MEO)。但是八颗卫星组成的星座已经表明这个想法不切实际,因为一个典型的螺旋天线即使具有最窄的UHF波束宽度,仍然太宽,无法在不干扰其他卫星的情况下跟踪单颗卫星。

另一种选择是放宽商业卫星电话服务,这样做的好处是省去了前期成本,只需为使用的服务付费。但是,商业卫星电话服务不预留;因此,无法确保紧急情况或军事战术战略需要时的可用性。一个更严重的缺点是其频率更高,因此波长更短,易受到环境障碍干扰。

为了解决传统UHF逐渐消亡的问题,美国防部必须迅速购买新卫星,但这种解决方案也存在问题。波音、SSL、空客、诺格、雷神、SICRAL和洛马公司都有经验。然而,洛马公司将其传统UHF组件分包给波音公司,而雷神公司似乎对军用UHF不再感兴趣。

在国际舞台上,北约国家的公司确实拥有两种突出的能力。据防务新闻报道,空客公司正在建造Skynet 6A卫星。与Skynet 5一样,Skynet 6A也拥有UHF组件。Skynet 6A可能会取代目前正在使用的某颗天网卫星,所以使用它必须与英国国防部进行协调。

SICRAL-Telespazio也具有一种能力。SICRAL 2从2015年4月开始使用,预计使用寿命为15年。该卫星有效载荷在UHF和SHF频段运行,只为意大利和法国武装部队提供卫星通信支持,预计能够满足未来几年的增长和发展需求。虽然这似乎是解决美国迫切需要的卫星通信能力的一个办法,但存在一个问题:SICRAL-Telespazio设备不在美国境内。

Intelsat可以提供IS-22/IS-27有效载荷的副本,它们都有20个25kHz信道。由于该公司有经验,规划方面的考虑并不困难。卫星平台可以由位于马里兰州和加利福尼亚州的双冗余Intelsat控制中心控制,可以由美国政府而非Intelsat或第三方直接控制UHF网络。然而,面临的挑战是,建造这颗卫星的主要目的是提供Intelsat服务,因此,必须经过谈判卫星才能移动,这可能比军方解决卫星通信问题花费的时间更长。

除了全球覆盖,作为UHF有效载荷搭载平台,Inmarsat具有一些战术和结构上的优势。该公司的网关位于北约或五眼联盟国家,美军可以利用同一卫星的多个移动卫星波段。此外,由于每次传输同时通过两个网关,所以在对抗环境下具有一定程度的安全性。

Inmarsat计划在2023年发射两颗卫星,因此,如果能就发射地点达成一致,并能签订一份不大可能的单一来源合同,那么仅使用该系统就有可能实现一定程度的多样性。同Intelsat一样,Inmarsat卫星主要是为提供Inmarsat服务建造的,不能移动;同样,谈判可能需要数年时间,甚至比美军获得卫星通信能力的时间更长。

对于向美国作战人员提供即时或近期的卫星通信能力,美国防部几乎没有选择。美军领导人必须决定,是与美国供应商迅速达成购买商业服务的协议,还是与波音公司签订一份单一来源快速周转合同,还是与盟友合作以确保所有人的安全。如果决策者不能迅速选择其中一种或几种选择,作战人员可能会仅仅因为求助电话无法接通而受伤或死亡。

本文转载自“电科小氙”,原标题《美军事卫星通信危机悬而未决》

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编辑:林紫、娜娜

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