民星参军！美国军方希望将商业卫星纳入其下一代太空体系！

太空发展局首批传输层卫星之一的概念图

美国军方希望将商业图像卫星直接纳入其下一代太空体系中，以期望让战场上的士兵能够更快地访问这些天基卫星获取的数据。

• 太空发展局的“下一代太空体系”示意图

据“国防部太空愿景”提出的八项关键太空能力，太空发展局（SDA）提出由7大功能层构成美军下一代太空体系。

一是传输层：提供全球范围7×24小时不间断、低延迟的数据传输与通信；

二是跟踪层：提供防御先进导弹（包括高超声速武器）威胁的天基目标探测、预警、跟踪和指示；

三是监控层：全天候、全天时监控时敏目标，为射前攻击敌导弹发射架、雷达站、指控节点提供关键保障；

四是威慑层：提供地月空间范围的目标态势感知与快速进出与机动，应对太空攻防提出的挑战；

五是导航层：提供GPS拒止环境下的定位、导航与授时能力，增强太空对抗条件下的联合作战保障能力；

六是战场管理层：提供基于分布式人工智能的战场管理、指挥、控制与通信，包括星上智能自主任务规划、数据处理、加密分发等，为战术用户直接提供太空信息支援；

七是地面支持层：提供大规模小卫星星座快速机动发射测控的运载系统与地面设施，部署便携式、系列化、智能化卫星应用终端，为灵活、弹性、敏捷的在轨系统提供配套地面系统支持，构成天地一体、经济实用的下一代太空体系。

从上述7层体系结构可以看出，跟踪层与监控层主要服务于导弹防御，主要针对高超声速飞行器等先进天基目标以及地面导弹发射设施的全程目标探测、跟踪与指示；威慑层与导航层主要面向太空攻防对抗，作战范围从低轨道、地球静止轨道扩大延伸到更高更远的地月空间；战场管理层面向太空智能化发展，进一步增强天基信息支援联合作战的时效性和便捷性；地面支持层提供大规模小卫星星座的快速发射、测控与应用支持，确保对抗条件下小卫星星座的快速补充与更新，提高卫星大规模地面应用效能；传输层提供天地之间、不同功能层卫星之间、同一功能层不同卫星之间的互联互通，构成下一代太空体系的技术基础与共性支撑。

军方越来越有兴趣使用卫星遥感图像（雷达与光学图像）来扩展其天对地态势感知能力，这主要是因为两个发展：

• 低延迟网络的出现，例如太空发展局即将推出的传输层—由轨道上的卫星组成的网状网络，通过光学、卫星间链路连接（或 SpaceX 的 Starlink），这使得士兵或武器系统可以更快速的从世界任何地方获取数据。

• 越来越多的商业卫星图像提供商意味着有大量新的天基传感器数据可供他们访问。

在2020 年陆军项目融合等活动中，操作员能够拍摄卫星图像，自动对其进行处理以寻找目标，并通过天基网络将其发送到战场。根据服务官员的说法，他们能够通过将商业卫星下行连接到陆军地面站并通过其中一个网络传输数据，将传感器到射手的时间从 20 分钟缩短到 20 秒。

但军方正在努力进一步简化向士兵提供商业图像的过程。如今，服务提供商独立运营他们的卫星星座。一旦接到任务，商业卫星通常会收集相关数据并将其下行发送到公司的地面站之一（或使用地面站服务）。数据收集后，通常会进行处理，然后交付给军队。

太空发展局（SDA）希望跳过最初的下行链路并将第三方卫星直接纳入其自己的轨道网状网络-传输层。传输层由数百颗通过卫星间激光通信链路连接的近地轨道卫星组成，是军方联合全域指挥和控制工作的关键部分。

去年 11 月，航天发展局宣布与合成孔径雷达或 SAR 提供商Capella Space 合作，将其卫星直接连接到传输层。SDA 主任德里克图尔纳尔在 11 月战略与国际研究中心主办的活动中表示“我们正在与他们合作，以便他们可以将我们兼容的、光学的、卫星间链接之一直接放在他们的卫星上，这样他们就可以直接插入我们的传输层。我们很乐意与所有商业 ISR [情报、监视和侦察] 提供者一起这样做。”多个商业和政府太空传感器的数据未来可以纳入传输层，在传输层中，这些数据可以在轨道上融合，然后通过 Link 16 战术网络发送给士兵。这位主管表示，这对政府和商业提供商来说是双赢的：提供商将能够直接向用户提供服务，而无需独立下行和交付，同时政府可以更快、更直接地访问商业数据流。

“我们在 Capella Space 的团队很高兴成为第一家证明与 SDA 的国防航天架构和标准兼容的商业 SAR 公司，”Capella Space 的首席技术官 Christian Lenz 说。“使我们的卫星能够有效地与新的 SDA 架构集成是我们与美国国防和情报部门无缝合作的关键一步。我们很自豪能够与 SDA 合作展示这项尖端技术。”Capella 将从 2022 年底开始在其卫星上安装由 Mynaric 制造的 CONDOR Mk3 光通信终端。

美国国防高级研究计划局的Blackjack 项目—一个单独但相关的计划演示，通过轨道网状网络连接的增殖星座—可以做同样的事情。太空系统司令部在 12 月授予PredaSAR一份价值 200 万美元的合同，以证明其中一颗尚未发射的卫星可以通过光、星间链路与 Blackjack 星座连接。

尽管承包商和技术不同，但它将有效地做与 SDA-Capella Space 演示相同的事情。Blackjack 演示由 Space Systems Command 的商业增强空间互联网络运营项目办公室监督，该办公室是 Blackjack 项目的合作伙伴。这种创新的混合架构将展示加速的数据传输时间线。访问商业 ISR 数据和缩短数据传输时间是解决太空系统和国家安全不断变化的威胁的关键组成部分。

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