原晉謙 李之宇 葉勉 (中國空間技術研究院通信與導航衛星總體部)

2020年2月19日,美國天軍正式發布《美國天軍衛星通信發展愿景》(簡稱《衛星通信愿景》文件),從頂層闡述了美軍衛星通信體系現存問題、未來“作戰型衛星通信”(Fighting SATCOM)體系概念與目標、能力發展核心要素等。這是美軍近年來罕見地以官方文件形式公開披露其衛星通信領域戰略思路,也是少有的一份從體系化角度論述其未來架構的權威文件,將統領指導美國天軍成立后衛星通信總體能力建設,意義重大。
《衛星通信愿景》文件內容包括前言、背景、愿景、理想目標、體系環境及關鍵屬性、關鍵概念和結論八個部分。
第一章前言,介紹衛星通信在美軍戰略、戰術行動中的重要作用,闡述當前外部對抗升級、內部效率不足形勢,分析美國軍事航天機構調整所帶來的能力整合新機遇,引出并簡述未來體系能力終極狀態。
第二章背景,詳細介紹美軍2015年成立的“作戰型衛星通信”工作組開展研究后,發現現行衛星通信體系在同步、感知、防護和運管等四個方面存在的問題,綜述其自2010年以來各領域開展論證的情況。
第三章愿景,提出未來體系架構的總體目標。美國天軍將提供適合作戰、經濟可負擔、具有彈性且安全的衛星通信體系架構,能適應瞬息萬變的需求、技術及威脅。
第四章理想目標,為太空司令部提供衛星通信的能力。在對抗降級和軍事行動受限(CDO)環境中,提供通信保障,為聯合作戰人員提供支持。指出將以新體系支持太空司令部打勝仗。
第五章體系環境,介紹新體系的核心特性,包括“快速、彈性、可持續接入”、終端敏捷性、網絡敏捷性、網絡/鏈路和運行安全以及與指揮控制系統的兼容互操作等。
第六章關鍵屬性,指出新體系將如何支持統一的能力需求生成與作戰指揮、如何為作戰用戶提供動態優化接入、如何改善對抗下的彈性和作戰敏捷性、如何提供快速能力部署以支持敏捷作戰。
第七章關鍵概念,指出為支撐關鍵概念所需的關鍵能力,包括全球態勢感知和通用作戰視圖、指揮控制/管理系統、衛星通信終端、跨機構協調管理及采辦。
第八章結論,指出新體系將徹底解決現役系統“煙囪林立”的問題,總結了新體系將具備的核心能力,重申美軍須更快行動、更快采購、更快指控,維持作戰優勢。
“對抗、受損和行動受限”,這是美軍對其軍事航天外部環境的總體判斷,是其開展各裝備領域新體系研究論證的核心驅動。2018年新版美國《國防戰略》首次在國家級文件中明確“太空是一個作戰域”,指出“必須確保太空力量能夠在對抗、受損和行動受限(CDO)環境下作戰、制勝”。美軍認為,未來戰爭中,中、俄等高端對手將持續打造“反介入/區域拒止”能力,電磁干擾和反衛攻擊將成為必然,前者趨于常態化,將直接威脅其全球作戰指控鏈條的通暢,后者則極具威懾性,嚴重威脅其戰略保底的核指揮控制通信能力,但其現有體系無法應對這種對抗升級的威脅。在此背景下,通過技術和管理手段升級來提升體系的彈性和抗毀能力,確保為全球范圍內作戰行動“可持續接入”的通信保障,成為解決問題的關鍵方向。
“企業化”在這份文件中得到多次強調,代表了美軍實現其未來衛星通信能力、資源“一體化”發展和管控的總思路。在衛星通信領域,美軍多年來面臨的核心內部問題就是多頭管理、分散運控,各類系統“煙囪林立”,各類通信資源(包括頻率、功率、波束、載波、網系、用戶、控制等)協調分配效率不高。僅從現役體系屬性而言,美軍所擁有的是“軍、情、民、商、盟”各種力量組成的松散結合體,即使在軍方內部,也是陸、海、空軍各自相對獨立管理的局面,統籌性差,在平時會拉高系統建設成本,在戰時也不利于衛星資源的按需調度分配。因此,新體系突出“企業化”的概念,將重點解決這一長期存在的內部矛盾。
該文件的背景部分重點分析了美軍近年來,特別是自2018年以來的軍事航天組織機構改革對發展新體系的重要價值,事實上,這也是解決前述“煙囪林立”問題的先決條件之一。美軍衛星通信能力的發展與其組織機構、特別是采辦體制和組織模式不可分割:2018年以前,軍事通信衛星主要由航天與導彈系統中心(SMC)負責采辦,而商業通信服務則由國防信息系統局(DISA)采購,但實際上各軍種內部也有采辦機構,這種管理分割的局面導致需求很難統一、也使其中長期能力評估和規劃的準確性差,不利于可持續發展,因此天軍成立后采辦職能的整合將有力解決這一關鍵問題。此外,太空司令部成立后,衛星通信集成作戰處(SIOD)也將統籌制定寬帶、窄帶和防護以及軍事和商業等通信衛星系統一體化作戰支援計劃,統一管理和分配衛星通信帶寬和資源,從而解決衛星通信能力保障作戰運用的問題。
衛星通信不等于通信衛星,是將天、地、用、控等各系統融為一體的綜合體。美軍提升其體系效能的手段,也更多地是從如何用好和管好衛星通信資源的角度出發來研究和實施的。“終端和網絡的敏捷性”的概念重點解決的就是美軍“煙囪林立”的衛星體系問題。美軍在役的衛星通信終端類型眾多,大多數都是針對特定需求開發的高度定制化產品,互相之間很難實現通用、兼容,在作戰時,單一作戰平臺可部署終端數量有限,經常出現衛星可用、但終端不支持的局面,導致資源的利用效率低下。為此,美軍近年來已經在開展“靈活調制解調接口”(FMI)項目,旨在利用一型終端,內置支持多個系統的調制解調模塊,實現不同衛星網絡之間的無感切換和漫游,推動美軍衛星通信統一“資源池”的構建。當然,這一過程也必須對現役的網絡進行改造,美軍也在控制方面發力,推動實現各類不同衛星網絡之間的統籌調度和管理。
美軍的新體系進一步突出對“商業衛星通信”力量的集成和運用,明確提出“只有那些商業市場無法提供的頻段、覆蓋區域或軍事專用能力,國防部才采辦專用的軍事星座、衛星和有效載荷”,高度強調“多軌道”“多星座”“多頻段”的商業能力采購。事實上,美軍一直以來都將商業系統作為其軍事衛星能力的重要補充,在國會、參聯會等發布的多項指令和指導意見中,都曾對商業通信衛星服務采購工作進行了充分強調。歷經數十年的發展,美軍已經形成了較為成熟和穩定的供應商渠道和市場規模,國防部也已成為商業衛星通信市場中最大的單一用戶。在當前商業低軌巨型星座快速發展的態勢下,此文件的發布,勢必為運營商后續建設運營帶來重大利好。
1)文件的出臺,突顯衛星通信在美軍事航天體系的核心基礎性地位,將極大促進內、外部力量統一推動面向未來的能力建設。美國天軍成立后,選擇在衛星通信領域發布其首個頂層發展戰略,體現了美軍對于未來作戰條件下通信保障能力的高度重視。事實上,2010年以來,在美軍提出“彈性體系轉型”概念后,即將衛星通信作為軍事航天裝備領域的第一批開展轉型論證。2019年,美國太空發展局提出的下一代國防太空體系,更是將 “傳輸層”的通信星座作為未來體系能力發展的基礎,列為第一優先級開展研究。這些舉措都表明,未來太空作戰“信息先行”(即通信和網絡先行)的重要性。這份文件的出臺,將為美國軍方內部統一思想、統一認識打好基礎,影響其后續預算規劃和項目優先級設定,同時,也將向盟國、商業合作伙伴釋放未來共同參與建設的強烈信號,激發后者主動為其謀劃、主動發展軍方所需能力,推動其體系目標的最終實現。
2)新體系圍繞未來“作戰”“對抗”等要素,在注重衛星能力的基礎上,更加突出天地一體化和網絡層面的高效協同和運用。美軍近年來軍事航天領域的轉型發展都以未來的天基信息支援、天基系統對抗為作戰想定,推動裝備領域的能力規劃,將新體系命名為“打仗型衛星通信”,也突出對抗條件下衛星通信裝備的重點考量。在此背景下,新體系在注重衛星能力的基礎上,也進一步強調其對于衛星通信網絡資源建設的重視,旨在構建網絡化的空間通信體系,將所有天基資源進行整合,以提升作戰信息傳輸效率,提高天基和地基系統的效能。此外,美軍未來的衛星通信體系高度重視用戶終端側的多系統集成、多頻段整合,從而為作戰人員提供更多的備選方案,另一方面也更加側重于網絡之間的標準統一、兼容互通,以多網融合盡可能地實現衛星通信資源的虛擬化,確保用戶無感切換,提升作戰使用體驗。