美新一代軍用通信衛星在軌能力及發展趨勢分析（下）

+ 方志英

美新一代軍用通信衛星在軌能力及發展趨勢分析（下）

+ 方志英

二、美國新一代軍用通信衛星

5.快速響應——“戰術星”

（1）“戰術星”空間在軌及部署情況

“戰術星”（TacSat）系列衛星是美國國防部“作戰響應空間”（ORS）計劃下發展的技術試驗衛星，旨在利用小衛星開展一系列技術演示驗證，更好地認識和理解響應空間技術實現的可行性。該TacSat可為推動作戰響應空間從體系設計向工程研制和能力部署轉化提供重要支持。TacSat系列衛星現在軌共計2顆，分別為TacSat-4、TacSat-6，表6列出了每顆TacSat的具體發射時間。

表6　TacSat發射一覽表

（2）TacSat通信能力分析

TacSat-4由美國海軍研究實驗室負責，衛星質量約450kg，設計工作壽命1年，采用軌道高度700km/12050km、軌道傾角63.4度的橢圓軌道。該衛星采用快速響應標準化平臺，平臺質量270kg，采用三軸穩定控制方式，功率1kw。TacSat-4衛星有效載荷主要為UHF頻段通信載荷，提供動中通、數據滲漏和跟蹤系統等業務。其動中通功能通過UHF頻段提供移動衛星通信，支持美國“特高頻后續星”（UFO）衛星和移動用戶目標系統衛星的通信終端；其跟蹤系統可支持目前的美軍跟蹤系統服務水平較差的區域，收集UHF頻段設備的跟蹤數據；其數據滲漏主要用于采集海軍浮標收集的數據，并傳送回處理站。

由美國空軍研究實驗室研制的TacSat-6，除了用于驗證納衛星通信能力外，其他任務細節目前還不明。

（3）TacSat未來發展計劃

從Tacsat計劃的發展和作戰需求之間的關系來看，Tacsat在達到提供戰術行動所需要的空間信息支援能力方面還面臨著諸多矛盾。Tacsat運行軌道為低地球軌道（LEO），不能實現地球上某特定區域的全天時覆蓋。Tacsat要達到戰術行動要求，只能以形成星座的方式來實現作戰區域的持久性覆蓋，而這勢必會提高發射運行成本。要達到對全球性的覆蓋，每年所需的費用高達24億，大大超過2007年《國防授權法案》對Tacsat衛星6000萬的成本限制。雖然美軍“作戰響應空間”的發展存在較大的不確定性，但與之相關的項目仍處于不斷發展之中。而Tacsat作為“作戰響應空間”中用來演示驗證偵察和通信等戰術應用的試驗衛星，其任務已基本完成。由于其不能適應相關的戰術支援任務和日益增長的軍費需求，因此，Tacsat系列衛星未來的發展前景并不明朗。

三、美國軍用通信衛星的未來發展趨勢

隨著擁有軍事衛星通信能力國家的增多，空間將變得更加擁擠且更富有對抗性。軍事作戰對衛星通信能力依賴性的增加也將進一步凸顯出軍事通信衛星系統的脆弱性。未來，軍事通信衛星系統將會面臨物理攻擊、電磁干擾和網絡攻擊等多種威脅。因此，系統魯棒性和安全性問題將會日益突出。空間環境的擁擠和電磁環境的對抗性挑戰迫使美國開始考慮未來軍事通信衛星的轉型，未來軍事通信衛星系統將同時兼顧能力、經濟性和服務連續性。目前，美軍已經提出體系彈性的概念，并開展了初步的研究。

1.減少衛星載荷集成度，發展分布式體系結構

美國是衛星大國，其衛星的技術程度、使用效能和在軌數量均遠遠超越其他國家，隨之而來的是美國對衛星的依賴程度也日益加深。衛星的防護能力成為了美國下一步衛星發展的重點課題。通常情況下，核輻射加固、數據加密、交叉、跳頻擴頻，以及衛星交叉鏈路均為衛星上的防御手段，但這種加固自身的防御手段將會大幅度增加軍事衛星通信系統的成本，因為這種手段需要更大的衛星平臺或更小的有效載荷，以彌補附加的尺寸、重量和功率。

在分布式體系結構中，將現役衛星功能分布在多顆小衛星上，減少現役衛星載荷集成化程度，這使每顆小衛星有效載荷更小，功能也相應減少，但理論上單顆小衛星的成本將降低。盡管火箭發射和衛星平臺成本使星座的總成本增加，但分布式星座由于需要采購更多相同衛星，成本反而會得到有效控制。分布式體系結構將使系統具備抵消因單顆衛星損失造成的影響，因為每顆衛星只承擔總能力中的一小部分。這將使對手的計劃變得復雜，因為對手要達到相同效果需要瞄準更多的衛星。同時，雖然攻擊方具有反衛星成本優勢，但其也不敢貿然升級一場大規模的空間攻擊，否則被擊毀的衛星將產生大量的空間碎片，從而造成長期的全球影響。

2.軍民進一步融合，產業公司將發揮更大作用

隨著無人機以及21世紀其他新型情報、監視和偵察能力技術的廣泛使用，作戰人員對組網通信，無論是視頻還是音頻的依賴也在與日俱增。組網能力正在越來越多地依賴衛星通信。這一現象對于美國來說更加明顯，因為美國軍隊部署在世界各地，有些駐扎地區幾乎沒有本地通信基礎設施，只能依靠衛星通信。因此，就投資而言，在全球軍事衛星通信設備的總投資中，美國占了近50%。在軍事航天預算普遍削減的背景下，美軍需要并利用商業通信設施來滿足軍事需求。實際上，美軍的低軌通信就是依靠商業銥星、全球星進行保障的。

此外，隨著通信衛星技術的進步，商業衛星與軍事衛星的界線進一步模糊。首先，在頻段分布上，從UHF頻段一直到Ka頻段，幾乎都同時部署有軍事和商業衛星系統；其次，軍用載荷搭載商業衛星、商業通信衛星運營商的衛星搭載X和Ka等軍事頻段載荷，使得軍事衛星與商業衛星越來越難以區分，同時也催生了諸多向軍事用戶的定制化衛星服務。繼美國和西班牙的XTAR公司之后，Inmarsat公司在研制第5代衛星之初就進行了特殊的規劃，其選用的頻段使得系統可以與美國的WGS和法國/意大利的Athena-FIDUS衛星系統互補。Eutelsat公司更是計劃在未來商業通信衛星上采用抗干擾技術。未來，產業公司將在政府的扶持和引導下，在軍事衛星通信領域發揮更大的作用。

3.推行盟國共享、風險共擔戰略

美國新一代通信衛星有向國際合作發展的趨勢，即為特定載荷尋找盟國衛星平臺搭載，或者美國與其盟國共同出資，共同擁有衛星的所有權和使用權。這就使得敵對國在攻擊寄宿載荷（無論是物理、電子或網絡攻擊）時實際上就是在攻擊軍事通信衛星網絡中的所有合作國家，因而帶來了危機升級的風險。以這種衛星資源共享、風險共擔的策略將會是美國新的下一代衛星的發展趨勢。

美國WGS系統目前所處的發展第三階段就包含了國際合作這一項，WGS-6與正在研制的WGS-9衛星均是與盟國合作研制并使用的衛星。同時，在美國重返亞太戰略中，與日本、韓國和澳大利亞盟國也展開了多方面的交流合作，其中一項就是將在盟國一顆或多顆衛星上搭載AEHF載荷，使日、韓、澳三國擁有全球AEHF星座的有限使用權。這不僅將提高盟軍與美軍的聯合作戰互操作能力，使其可以比自己部署相同能力低得多的成本接入WGS與AEHF星座，同時也大大增加了對手反衛星的復雜性。