美國(guó)軍事航天的分散化理念

美國(guó)空軍打算在2015財(cái)年里為采納一種新的軍事航天架構(gòu)采取一些初步步驟。美空軍官員稱，這一點(diǎn)在3月4日公布的空軍2015財(cái)年預(yù)算申請(qǐng)的航天部分中有明顯反映。預(yù)算案擱置了兩顆大型保密通信衛(wèi)星的采購(gòu)，并要求為新一代低成本氣象衛(wèi)星的研制提供經(jīng)費(fèi)。預(yù)算案還要求放緩空軍下一代GPS-3衛(wèi)星的生產(chǎn)。美空軍官員3月5日對(duì)記者說(shuō)，即將來(lái)臨的下個(gè)財(cái)年首次為落實(shí)新出現(xiàn)的、稱為分散化的軍事航天架構(gòu)理念帶來(lái)了機(jī)會(huì)。美空軍副部長(zhǎng)范寧在記者會(huì)上說(shuō)，空軍決心致力于分散化。

所謂分散化就是要一改耗資巨大的大型高級(jí)衛(wèi)星系統(tǒng)占主導(dǎo)地位的局面，化整為零，轉(zhuǎn)大而全為小而專，把各項(xiàng)能力分散到更多種平臺(tái)上。這些平臺(tái)可以是較小的衛(wèi)星，也可以是搭載軍事有效載荷的商業(yè)和民用衛(wèi)星，還包括由軍方租用容量的商業(yè)衛(wèi)星。這種理念據(jù)稱起碼從2009年就已在探討。從2012年11月開(kāi)始，美國(guó)空軍航天司令部司令謝爾頓上將反復(fù)提到這一理念。支持者稱，從采辦和預(yù)算角度看，分散化都是必由之路，與航母式的大型衛(wèi)星相比具有許許多多的優(yōu)點(diǎn)。以“先進(jìn)極高頻”（AEHF）軍事通信衛(wèi)星計(jì)劃為例，對(duì)其實(shí)施分散化就無(wú)需對(duì)所有有效載荷都進(jìn)行抗核加固。而對(duì)軍事氣象衛(wèi)星來(lái)說(shuō)，實(shí)行分散化的意義在于把多個(gè)遙感器集成到單一平臺(tái)上有很大難度。有人士說(shuō)，美空軍以往的氣象衛(wèi)星計(jì)劃之所以下馬，原因就在于遙感器組合太過(guò)復(fù)雜，而把這些遙感器分散到多顆小型衛(wèi)星上似乎是一種低成本的解決之道。

預(yù)算案中已有反映

實(shí)施分散化的一個(gè)主要候選項(xiàng)目是AEHF系統(tǒng)。這個(gè)由大型衛(wèi)星構(gòu)成的星座用于向戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)部隊(duì)提供高度安全可靠的通信聯(lián)絡(luò)。分散化的倡導(dǎo)者們辯稱，空軍通過(guò)把要求不同的戰(zhàn)術(shù)和戰(zhàn)略有效載荷部署到不同衛(wèi)星上可節(jié)省經(jīng)費(fèi)，并降低系統(tǒng)的易損性。美空軍在2013年4月提交2014財(cái)年預(yù)算申請(qǐng)時(shí)，在一同遞交的5年開(kāi)支預(yù)測(cè)文件中曾列入了要在2018年訂購(gòu)第7和第8顆AEHF衛(wèi)星的規(guī)劃。這2顆衛(wèi)星很可能會(huì)從AEHF項(xiàng)目的主承包商洛馬航天系統(tǒng)公司訂購(gòu)。但在同2015財(cái)年申請(qǐng)一同遞交的未來(lái)年份預(yù)測(cè)文件中，那2顆衛(wèi)星卻未被列入。盡管這同在軌衛(wèi)星工作壽命超出預(yù)期有一定關(guān)系，但也給美空軍帶來(lái)了嘗試分散化理念的一段機(jī)遇期。有官員稱，通過(guò)推遲訂購(gòu)這些衛(wèi)星，空軍將可節(jié)省約21億美元。預(yù)算案中還包括了用于AEHF衛(wèi)星能力提升的經(jīng)費(fèi)。美空軍采購(gòu)辦公室航天項(xiàng)目主管麥克默里少將說(shuō)，AEHF系統(tǒng)是將分散化理念融入現(xiàn)有計(jì)劃的首個(gè)機(jī)會(huì)。

美空軍還提出要減少2015財(cái)年GPS-3導(dǎo)航衛(wèi)星的計(jì)劃采購(gòu)數(shù)量，部分原因是現(xiàn)有星座的長(zhǎng)壽。2013年這個(gè)時(shí)候，美空軍曾打算在2015財(cái)年以每顆2.25億美元的價(jià)格從洛馬航天系統(tǒng)公司再采購(gòu)2顆GPS-3衛(wèi)星。而現(xiàn)在它只打算采購(gòu)1顆。麥克默里承認(rèn)這會(huì)導(dǎo)致這顆衛(wèi)星單價(jià)的提高。洛馬現(xiàn)持有8顆GPS-3衛(wèi)星的建造合同。麥克默里稱，首顆GPS-3衛(wèi)星的發(fā)射已被推遲到2016年。

美空軍2015財(cái)年預(yù)算申請(qǐng)還含有啟動(dòng)已長(zhǎng)時(shí)間推延的新一代極軌氣象衛(wèi)星研制工作的經(jīng)費(fèi)，數(shù)額為4000萬(wàn)美元。稱為“后續(xù)天氣系統(tǒng)”（WSF）的這項(xiàng)計(jì)劃將接替已使用很長(zhǎng)時(shí)間的“國(guó)防氣象衛(wèi)星計(jì)劃”（DMSP）。2015財(cái)年預(yù)算文件稱，WSF將采取分散化的復(fù)合大系統(tǒng)（system-of-systems）理念，以滿足國(guó)防部的具體需求，同時(shí)充分利用近期的民用和國(guó)際伙伴關(guān)系。文件稱，WSF將由一批系統(tǒng)組成，以帶來(lái)及時(shí)、可靠和優(yōu)質(zhì)的天基遙感能力，從而滿足大氣、地面、海洋學(xué)、太陽(yáng)地球物理學(xué)和其它經(jīng)確認(rèn)的全球環(huán)境觀測(cè)需求。美空軍的倒數(shù)第二顆DMSP衛(wèi)星（DMSP-19）已于4月初由聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司的宇宙神5火箭發(fā)射。自一項(xiàng)預(yù)算超支的軍民聯(lián)合氣象衛(wèi)星系統(tǒng)計(jì)劃2010年被砍以來(lái)，它一直在研究論證一個(gè)后續(xù)系統(tǒng)的各種選項(xiàng)。謝爾頓曾表示，新一代氣象衛(wèi)星的首星可能會(huì)在2020年前后發(fā)射。美空軍航天與導(dǎo)彈系統(tǒng)中心主管氣象項(xiàng)目的官員拉里莫爾上校3月27日稱，新一代衛(wèi)星重量將小到能由“人牛怪”火箭發(fā)射，而不是使用大得多、費(fèi)用也高得多的宇宙神5和德?tīng)査?火箭來(lái)發(fā)射。

報(bào)告大談其好處

美國(guó)空軍航天司令部2013年8月21日發(fā)表的一篇報(bào)告稱，美國(guó)軍方對(duì)空間能力的依賴是“阿喀琉斯之踵”（即唯一致命的弱點(diǎn)），應(yīng)通過(guò)采用耐受力更強(qiáng)的分布式衛(wèi)星星座來(lái)加以解決。而所謂耐受力更強(qiáng)的分布式衛(wèi)星星座就是通常所說(shuō)的分散化理念。該報(bào)告題為《耐受性與分散化的空間體系》，出臺(tái)于美空軍正著手制訂其未來(lái)10年空間資產(chǎn)規(guī)劃之際，是美空軍在日益傾向于奉行分散化理念方面邁出的又一步。

報(bào)告說(shuō)，分散化是空軍保持美空間作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)的一條途徑。報(bào)告直言不諱地指出需要變革，基本上是在重申謝爾頓近期的表述，即需要提高易損性正日益增大的空間資產(chǎn)的耐受能力。報(bào)告說(shuō)：“今天，我們現(xiàn)有的空間體系很容易在攻擊中受損。”報(bào)告從空軍角度對(duì)分散化做了迄今最詳盡的描述，并稱從第一次海灣戰(zhàn)爭(zhēng)起改變對(duì)空間系統(tǒng)依賴的需要就已出現(xiàn)。報(bào)告說(shuō)，空間系統(tǒng)日益被視為對(duì)美常規(guī)力量至關(guān)重要。報(bào)告說(shuō)：“加之空間能力系由少數(shù)相對(duì)易損的衛(wèi)星體系來(lái)提供這一事實(shí)，導(dǎo)致了美國(guó)對(duì)空間系統(tǒng)的依賴是潛在的阿喀琉斯之踵的評(píng)斷。”

謝爾頓近來(lái)多次談及對(duì)導(dǎo)彈預(yù)警、導(dǎo)航和保密通信等現(xiàn)有天基能力進(jìn)行分散化的問(wèn)題。他和美國(guó)政府問(wèn)責(zé)局都曾在2013年4月份表示，初步研究表明，分散化事實(shí)上會(huì)為美國(guó)空軍省錢。轉(zhuǎn)向采用更加分散的衛(wèi)星和遙感器還會(huì)讓敵方更難以毀掉關(guān)鍵空間能力。報(bào)告說(shuō)：“分散化是保持領(lǐng)先于敵方、改變其瞄準(zhǔn)演算和消除大范圍攻擊對(duì)我方空間資產(chǎn)影響的一個(gè)創(chuàng)新性機(jī)會(huì)。”報(bào)告說(shuō)：“此外，耐受能力還可起到威懾效果，而這是通過(guò)免遭攻擊來(lái)保護(hù)我方能力的最佳途徑。”

仍有人懷疑

雖然一些高級(jí)軍官稱美空軍新推出的2015財(cái)年預(yù)算案是邁向分散化這一新軍事航天架構(gòu)的一步，但一些政府官員在3月10日開(kāi)始召開(kāi)的2014年衛(wèi)星大會(huì)上卻對(duì)這種理念表示了懷疑。有人認(rèn)為這種辦法未必能省錢，甚至懷疑美空軍是否有哪怕只是進(jìn)行這方面嘗試的經(jīng)費(fèi)。美國(guó)國(guó)防部長(zhǎng)成本評(píng)估與計(jì)劃評(píng)定辦公室先進(jìn)系統(tǒng)成本分析主管米勒在一次分組討論時(shí)說(shuō)，美空軍沒(méi)有多少經(jīng)費(fèi)能用于強(qiáng)化各星座，改變架構(gòu)的經(jīng)費(fèi)更是要少得多。這次分組討論有兩個(gè)與分散化策略相關(guān)的議題：一是更多地依賴商業(yè)衛(wèi)星，二是用商業(yè)衛(wèi)星來(lái)搭載軍事有效載荷。endprint

持懷疑態(tài)度的還不只是米勒。正在開(kāi)展一項(xiàng)分散化研究的政府問(wèn)責(zé)局（GAO）采購(gòu)與貨源管理主管查普蘭說(shuō)，這項(xiàng)研究的初步結(jié)果表明，國(guó)防部尚不具備做出此類決定所需的知識(shí)。美空軍正在開(kāi)展一系列研究工作，以對(duì)其未來(lái)航天架構(gòu)的幾乎每個(gè)側(cè)面進(jìn)行分析。這些研究有多項(xiàng)的結(jié)果預(yù)計(jì)會(huì)在年內(nèi)晚些時(shí)候給出。雖然作為邁向分散化的初步步驟，2015財(cái)年預(yù)算案提出要擱置2顆大型保密通信衛(wèi)星的采購(gòu)，并為新一代低成本氣象衛(wèi)星的研制提供經(jīng)費(fèi)，但出席上述分組討論的人士提醒說(shuō)，這種變化可能會(huì)相當(dāng)緩慢。查普蘭說(shuō)，近來(lái)的預(yù)算表明，國(guó)防部并未在為全面轉(zhuǎn)變進(jìn)行充分的規(guī)劃。她說(shuō)，這類轉(zhuǎn)變需要做遠(yuǎn)期規(guī)劃，需有長(zhǎng)期考量。但由于近來(lái)的預(yù)算難題，包括臨時(shí)撥款案和自動(dòng)減支，眼下在做的“幾乎全都是短期規(guī)劃”。

米勒說(shuō)，分散化背后的一個(gè)普遍假設(shè)是把各項(xiàng)能力分散到更多的平臺(tái)上可提高耐受攻擊的能力，而這樣的假設(shè)過(guò)于簡(jiǎn)單化了，“并未經(jīng)過(guò)深思熟慮”。談到搭載有效載荷，他稱“我們還從未能證明這會(huì)對(duì)我們更加有利”。不過(guò)，他說(shuō)，如果要尋求的只是一顆衛(wèi)星的一部分，搭載方案還是可行的。

與此同時(shí)，國(guó)防信息系統(tǒng)局商業(yè)衛(wèi)星通信部門主管肯尼迪對(duì)國(guó)防部通過(guò)同意延長(zhǎng)商業(yè)衛(wèi)星容量的租用期限所能節(jié)省的經(jīng)費(fèi)是否會(huì)像工業(yè)界官員宣稱的那樣多表示質(zhì)疑。五角大樓目前有約60%的衛(wèi)星通信需求采用商業(yè)容量來(lái)解決，但這些容量的采購(gòu)大都采用短期租用方式。肯尼迪說(shuō)，有很多傳言稱五角大樓通過(guò)采用長(zhǎng)期租賃可節(jié)省40%乃至更多經(jīng)費(fèi)，但這并沒(méi)有確鑿的證據(jù)。可節(jié)省40%以上是商業(yè)衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商經(jīng)常引用的一個(gè)數(shù)字。在當(dāng)天的各場(chǎng)會(huì)議上，工業(yè)界代表普遍表示，提高五角大樓對(duì)商業(yè)衛(wèi)星容量的依存度的主要障礙之一在于文化。米勒和查普蘭也表示，轉(zhuǎn)變國(guó)防部文化、消除舊有文化影響是一個(gè)緩慢的過(guò)程。

另外，美國(guó)戰(zhàn)略司令部司令、海軍上將哈尼2月27日在參議院武裝部隊(duì)委員會(huì)作證時(shí)表示說(shuō)，分散化理念在作為一項(xiàng)省錢措施而得到接受前還需進(jìn)行更多的分析。

有官員2013年就提醒說(shuō)，不能為了分散化而追求分散化。美空軍主管航天的官員麥金尼說(shuō)，分散化和搭載有效載荷只是手段，而重要的是結(jié)果，也就是要取得什么樣的能力。他還說(shuō)，必須注意成本問(wèn)題。他說(shuō)，采購(gòu)和發(fā)射更多的衛(wèi)星成本也可能會(huì)更高，除非能有什么新辦法來(lái)降低這種成本。對(duì)于分散化會(huì)省錢的說(shuō)法，美國(guó)航天有限責(zé)任公司董事會(huì)主席、前國(guó)家航天委員會(huì)執(zhí)行主任奧爾布雷克特說(shuō)，是否應(yīng)對(duì)空間系統(tǒng)實(shí)行分散化策略不能只考慮成本，還需考慮星座構(gòu)成、耐受能力、工業(yè)基礎(chǔ)穩(wěn)定性和技術(shù)過(guò)時(shí)等因素。奧爾布雷克特說(shuō)，分散化的提法此前也曾反復(fù)出現(xiàn)過(guò)，不同的是此次是在預(yù)算環(huán)境突變的情況下提出的。他說(shuō)，針對(duì)缺錢的局面，軍方必須要變得有創(chuàng)新性。他說(shuō)，即使是轉(zhuǎn)向采取一種更均衡的理念，即綜合采用大型多功能衛(wèi)星和較簡(jiǎn)單的小型平臺(tái)，也并不是一件容易的事，因?yàn)楦骱教旃緯?huì)想方設(shè)法來(lái)保住現(xiàn)有的合同。

大公司也在做準(zhǔn)備

分散化理念顯現(xiàn)后，美中小企業(yè)迅速表示這會(huì)為它們帶來(lái)更多的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)會(huì)，至少能讓它們有機(jī)會(huì)進(jìn)入。但有些出人意料的是，過(guò)去幾十年里一直在為軍方建造大型衛(wèi)星系統(tǒng)的一些大型主承包商也紛紛聲稱它們完全能適應(yīng)這種轉(zhuǎn)變，并認(rèn)為這也會(huì)給它們帶來(lái)機(jī)會(huì)。而受預(yù)算下滑影響，它們對(duì)這種轉(zhuǎn)變已有所預(yù)料。

波音空間與情報(bào)系統(tǒng)公司主管業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)的副總裁辛普森說(shuō)，波音已做好了充分準(zhǔn)備，且事實(shí)上已擴(kuò)大了產(chǎn)品范圍，并把增強(qiáng)型的搭載有效載荷和納型衛(wèi)星也包括在內(nèi)。他說(shuō)，利用在軌和在造的搭載有效載荷，波音有多個(gè)分散化所需的關(guān)鍵部件已簽署了合同或已投入使用。該公司最近推出了“鬼怪鳳凰”系列小衛(wèi)星平臺(tái)，重量在幾公斤到1000公斤之間，可用于開(kāi)展短期實(shí)驗(yàn)或可長(zhǎng)達(dá)7年以上的實(shí)用性任務(wù)。

諾斯羅普.格魯曼公司官員近來(lái)在一些展會(huì)上一直在宣傳面向成本意識(shí)更強(qiáng)的一家政府用戶的產(chǎn)品。具體來(lái)說(shuō)，該公司正在采購(gòu)一項(xiàng)有保護(hù)的衛(wèi)星通信能力，以供戰(zhàn)術(shù)用戶使用，而這些用戶目前只能依靠空軍耗費(fèi)巨資的AEHF大型衛(wèi)星系統(tǒng)。

包括AEHF在內(nèi)，美國(guó)軍方的很多衛(wèi)星系統(tǒng)都是由洛馬航天系統(tǒng)公司建造的。該公司官員在呼吁謹(jǐn)慎看待分散化的同時(shí)表示，如果政府想這樣做，他們也為此做好了準(zhǔn)備。公司副總裁兼AEHF計(jì)劃經(jīng)理卡拉薩說(shuō)，洛馬完全支持空軍在保證耐受能力的同時(shí)降低成本的努力。他說(shuō)：“根據(jù)具體任務(wù)的不同，分散化是一件好事。但在分析系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)可承受性時(shí)，需要考慮整個(gè)系統(tǒng)的成本因素，包括發(fā)射、地面設(shè)施和衛(wèi)星。”

AEHF系列衛(wèi)星由洛馬航天系統(tǒng)公司采用A2100平臺(tái)建造，發(fā)射重量6169公斤，有效載荷由諾格宇航系統(tǒng)公司提供，設(shè)計(jì)壽命14年，將為美國(guó)國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人及陸海空部隊(duì)提供高生存能力和有保護(hù)的保密通信，可為美戰(zhàn)略部隊(duì)、空軍空間預(yù)警資源和作戰(zhàn)部署部隊(duì)提供快速全球覆蓋。作為“軍事星”的接替型號(hào)，每顆AEHF衛(wèi)星的總通信容量比由5顆衛(wèi)星構(gòu)成的整個(gè)“軍事星”星座還要大，可用于開(kāi)展戰(zhàn)術(shù)軍事通信，如傳送實(shí)時(shí)視頻、戰(zhàn)場(chǎng)地圖和瞄準(zhǔn)數(shù)據(jù)。新衛(wèi)星具有加密級(jí)別高、截獲與探測(cè)概率低、抗干擾和能穿透核武器引起的電磁干擾等基本特征。該系列首星AEHF-1于2010年8月發(fā)射，但因推進(jìn)系統(tǒng)故障用了一年多時(shí)間才完成定點(diǎn)。AEHF-2和AEHF-3已在2012年5月和2013年9月發(fā)射。整個(gè)AEHF星座將由4顆靜地軌道AEHF衛(wèi)星和搭載在極軌道保密衛(wèi)星上的兩個(gè)“增強(qiáng)極軌系統(tǒng)”（EPS）保密通信有效載荷構(gòu)成。根據(jù)總價(jià)值估計(jì)為90億美元乃至更高的合同，洛馬共將為美空軍建造6顆AEHF衛(wèi)星，并將負(fù)責(zé)建設(shè)相關(guān)地面系統(tǒng)。第4顆衛(wèi)星擬在2016或2017年發(fā)射。除美國(guó)外，加拿大和荷蘭也在使用AEHF衛(wèi)星。

（摘自《中國(guó)航天》2014年第6期）endprint