美軍事衛星通信危機懸而未決

美軍事衛星通信危機懸而未決

Signal網站2020年3月1日報道,美國國防部必須做出艱難的抉擇,以確保實現不間斷通信連通能力。

隨著連接指揮官和部隊的衛星網絡的各個組成“邁入中年”,甚至很多即將退役,美國國防部認為,必須迅速采取行動,保護作戰人員的安全和國土安全。軍事領導人和采購官員面臨的挑戰是需求的緊迫性。畢竟,通信衛星既不是手機,也不是無人機,在當地的科技商店是買不到的。而要在2025年前滿足美國軍事通信能力需求,就需要改變已在軌衛星的位置。

美國防部維護著三種主要類型的衛星星座:受保護衛星通信系統、寬帶衛星通信系統和窄帶衛星通信系統。通常,戰略核力量使用受保護衛星通信系統(“軍事戰略戰術中繼衛星”(Milstar)和“先進極高頻”(AEHF)衛星)。大數據和情報任務使用“寬帶全球衛星通信系統”(WGS)。

作戰人員使用主要由傳統軍用UHF衛星通信系統組成的窄帶系統。當他們處境危險或受到攻擊時,這些衛星是他們的生命線,但這些系統正在消亡。

由“艦隊衛星通信系統”(FLTSATCOM)和“特高頻後續”(UFO)衛星組成的傳統軍用UHF衛星通信系統都已超過瞭設計壽命。然而,更高容量的“移動用戶目標系統”(MUOS)WCDMA終端部署緩慢,迫使美軍不得不繼續依賴那些瀕臨消亡的傳統UHF衛星,因此出現瞭危機。

旨在徹底改變軍用UHF通信的聯合戰術無線電系統(JTRS)的失敗為當前的衛星通信危機奠定瞭基礎。從本質上說,美軍的無線電構想使其過於復雜而無法實際生產。結果是,第一顆及其餘的MUOS衛星都必須重新設計,以適應傳統UHF系統的5kHz和25kHz信道,使每顆MUOS衛星具有相當於UFO 11的容量。然而,這些衛星的主要功能是適應由替代JTRS的衛星終端發來的WCDMA信號。

在美軍全面部署MUOS WCDMA系統之前,需要一個過渡階段。盡管五顆MUOS衛星的傳統有效載荷提供UHF傳統通信,但提供的通信能力不足所需能力的25%。此外,由於建造更多的MUOS衛星可能需要長達8年的時間,單純依靠該系統並不是一個合理的解決方案。

總而言之,沒有任何剩餘容量。美國防部或許可以指望商業衛星租賃服務公司,如Inmarsat、Intelsat、SES、Telesat、Iridium或Globalstar來提供托管有效載荷。但是,Iridium和Globalstar不具備此項功能,因為它們無法承載UHF有效載荷,即使搭載瞭UHF載荷,地面終端也無法與之通信。

美軍事衛星通信危機懸而未決

JTRS無法提供之前承諾的多種功能,加上建造一顆新衛星所必須的時長,最終導致兩個問題亟待解決:對軍隊至關重要的傳統UHF生命線通信可用性降低,替代JTRS的WCDMA終端/電臺部署長期延誤。

其他可用的軍用UHF能力也是一種可能的解決方案。例如,Intelsat的IS-22有18個25 kHz工作信道,並於2012年推出。澳大利亞2003年推出的Optus C1,壽命即將終止,擁有6個UHF信道。

此外,英國Skynet 5衛星還具備其他能力,每顆Skynet 5衛星擁有多達9個UHF信道,並為北約提供備用能力。根據“全球數據”公司報告,2003年10月,英國國防部授予空客防務與航天公司(通過Paradigm安全通信子公司)一份價值約66.9億美元的私人融資計劃合同,提供Skynet 5衛星服務至2020年;並於2010年3月簽訂瞭一份價值5.98億美元的合同,延長衛星通信服務采購至少到2022年。Skynet 6預計在2025年投入使用。

美軍事衛星通信危機懸而未決

此外,一些專傢建議,低地球軌道(LEO)衛星,特別是新型“超級星座”衛星,可以作為衛星通信資源。然而,這些衛星以每分鐘大約4~6度的速度繞地球飛行,考慮到寬波束寬度、以及軍用UHF地面基礎設施運行的移動和靜止配置,使得它們完全不切實際。

一個不太可能的資源可能是O3b商業衛星星座,它位於中地球軌道(MEO)。但是八顆衛星組成的星座已經表明這個想法不切實際,因為一個典型的螺旋天線即使具有最窄的UHF波束寬度,仍然太寬,無法在不幹擾其他衛星的情況下跟蹤單顆衛星。

另一種選擇是放寬商業衛星電話服務,這樣做的好處是省去瞭前期成本,隻需為使用的服務付費。但是,商業衛星電話服務不預留;因此,無法確保緊急情況或軍事戰術戰略需要時的可用性。一個更嚴重的缺點是其頻率更高,因此波長更短,易受到環境障礙幹擾。

為瞭解決傳統UHF逐漸消亡的問題,美國防部必須迅速購買新衛星,但這種解決方案也存在問題。波音、SSL、空客、諾格、雷神、SICRAL和洛馬公司都有經驗。然而,洛馬公司將其傳統UHF組件分包給波音公司,而雷神公司似乎對軍用UHF不再感興趣。

在國際舞臺上,北約國傢的公司確實擁有兩種突出的能力。據防務新聞報道,空客公司正在建造Skynet 6A衛星。與Skynet 5一樣,Skynet 6A也擁有UHF組件。Skynet 6A可能會取代目前正在使用的某顆天網衛星,所以使用它必須與英國國防部進行協調。

SICRAL-Telespazio也具有一種能力。SICRAL 2從2015年4月開始使用,預計使用壽命為15年。該衛星有效載荷在UHF和SHF頻段運行,隻為意大利和法國武裝部隊提供衛星通信支持,預計能夠滿足未來幾年的增長和發展需求。雖然這似乎是解決美國迫切需要的衛星通信能力的一個辦法,但存在一個問題:SICRAL-Telespazio設備不在美國境內。

Intelsat可以提供IS-22/IS-27有效載荷的副本,它們都有20個25kHz信道。由於該公司有經驗,規劃方面的考慮並不困難。衛星平臺可以由位於馬裡蘭州和加利福尼亞州的雙冗餘Intelsat控制中心控制,可以由美國政府而非Intelsat或第三方直接控制UHF網絡。然而,面臨的挑戰是,建造這顆衛星的主要目的是提供Intelsat服務,因此,必須經過談判衛星才能移動,這可能比軍方解決衛星通信問題花費的時間更長。

除瞭全球覆蓋,作為UHF有效載荷搭載平臺,Inmarsat具有一些戰術和結構上的優勢。該公司的網關位於北約或五眼聯盟國傢,美軍可以利用同一衛星的多個移動衛星波段。此外,由於每次傳輸同時通過兩個網關,所以在對抗環境下具有一定程度的安全性。

Inmarsat計劃在2023年發射兩顆衛星,因此,如果能就發射地點達成一致,並能簽訂一份不大可能的單一來源合同,那麼僅使用該系統就有可能實現一定程度的多樣性。同Intelsat一樣,Inmarsat衛星主要是為提供Inmarsat服務建造的,不能移動;同樣,談判可能需要數年時間,甚至比美軍獲得衛星通信能力的時間更長。

對於向美國作戰人員提供即時或近期的衛星通信能力,美國防部幾乎沒有選擇。美軍領導人必須決定,是與美國供應商迅速達成購買商業服務的協議,還是與波音公司簽訂一份單一來源快速周轉合同,還是與盟友合作以確保所有人的安全。如果決策者不能迅速選擇其中一種或幾種選擇,作戰人員可能會僅僅因為求助電話無法接通而受傷或死亡。

Published in News by Awesome.

發佈留言

發佈留言必須填寫的電子郵件地址不會公開。 必填欄位標示為 *