到嘴的鸭子也能飞?SpaceX和L3Harris探测和跟踪弹道和高超音速导弹的8颗卫星合同被搁
根据SpaceNews消息,今年美国国家航空航天局(NASA)授予L3Harris 1.935亿美元,向SpaceX授予1.49亿美元,分别制造四颗卫星,用以以探测和跟踪弹道和高超音速导弹。10月5日宣布的合同是针对前8颗卫星的合同,美太空发展局署将这8颗卫星称为“跟踪层第0批”。每颗卫星将具有一个“宽视场”高架持续红外(OPIR)传感器,该传感器能够检测和跟踪来自低地球轨道的先进导弹威胁。卫星还将配备激光通信链路,以将数据传递到中继卫星。

太空发展局导弹预警卫星跟踪层的操作概念

原计划中所有八颗卫星将在2022年发射,用于演示跟踪层能力。下一步将是增加28枚宽视场卫星和一两个两颗“中视场”卫星,这些卫星将由导弹防御局研制。中型视野传感器可提供更具体的目标位置数据,以自动给武器目标指示信息。
空中客车公司和雷神公司分别于10月28日和11月3日向美政府问责办公室提出抗议,挑战太空发展局10月5日授予L3Harris和SpaceX的合同,对上个月授予L3Harris和SpaceX的太空发展局购买八枚导弹跟踪卫星的合同提出质疑,使该项目搁置,直到争端解决为止。空中客车美国航天和国防部于10月28日提出抗议。雷神公司的抗议于11月3日提出。政府问责办公室必须在2021年2月11日之前做出决定。
为了应对这个抗议,太空发展局提议重新评估承包商的投标书。太空发展局在同意采取这一纠正措施后,政府问责办公室于11月30日驳回了空中客车公司和雷神公司的抗议活动。但是,由于雷神公司于11月30日再次提出抗议,因此太空发展局无法开始对提案进行重新评估 。


消息人士称,太空发展局同意重新评估原始提议,但不允许这些公司重新提交新的投标。该机构希望在2022年末发射这些卫星。 雷神公司没有回应有关抗议的问题。空客美国太空业务负责人Debra Facktor在12月7日对SpaceNews表示,该公司“赞赏太空发展局做出的在跟踪层第0批采购中采取纠正措施的决定。”
对于第0层跟踪层,空中客车公司提供了在佛罗里达州空中客车公司OneWeb Satellites制造工厂生产的Arrow卫星总线,该总线符合SDA对大规模生产的商用客车的评估标准。太空发展局发言人表示,该机构“正在与美政府问责办公室合作,以快速准确和公平地解决空客和雷神公司针对该机构的“跟踪层第0批”合同提出的抗议。”
目前尚不清楚这些抗议活动对跟踪层第0批计划有何影响。太空发展局的目标是在2022年秋天发射八颗卫星。在抗议活动解决之前,L3Harris和SpaceX不能继续进行这项工作。SDA发言人说,该机构“致力于在可行的情况下进行全面公开的竞争,并且该机构认为抗议是该过程的潜在可能性,而且并非罕见。按照惯例,已向两名“跟踪层第0批”执行者发出了停止工作命令。”

2019年3月12日美正式宣布成立太空发展局-SDA。SDA资源包括:太空与导弹系统中心、太空快速能力办公室、快速能力办公室、生命周期管理中心、空军研究实验室等(空军);太空与导弹防御司令部、陆军研究实验室及陆军通信电子研究、发展与工程中心(陆军);太空与海战系统司令部、海军研究实验室及研究办公室(海军)。SDA的主要职责是加速发展和部署新的军事航天能力,确保技术和军事优势:负责军事航天情报以外的下一代军事航天能力发展的政策制定和执行;整合航天能力开发,减少重复工作;加强与盟国和合作伙伴的合作,充分利用商业航天和盟国航天技术;加强与作战部门的配合,开发满足作战需求的能力。
空间传感器层将在未来几年内从概念变为现实。这个项目受到国会非常有利的支持,现阶段研究的成果可以持续的支持下一个阶段的研究,其中人工智能将在数据处理环节中发挥重要作用。在高超音速导弹防御系统中,会有“互补的架构”,未来空间传感器层将可能是一个混合的轨道,对于不同轨道的相对成本和收益各个公司的设计不同,需要考虑整个端到端架构,包括空间部分以及地面部分的集成。除非五角大楼很快开始开发和测试原型,否则该计划有可能会陷入研究困境。从目前的发展来看,该计划于美新成立的太空发展局(SDA)所发布的项目指南所涉及的概念极其相似,虽然SDA被很多美方高层诟病,指其职能与现有的机构重合,该结构新的任务是迅速开发和部署基于威胁驱动的下一代空间体系架构,以对抗敌拒止其太空系统的能力。该机构负责快速开发并部署下一代太空能力,以威慑、削弱、拒止、干扰、破坏或操控对手,保护美国的利益。为了实现这一目标,SDA采用了一种灵活的方法来快速开发一个多功能的小型卫星星座,以应对当前和新出现的威胁。SDA打算利用私营部门在空间能力方面的投资(例如,硬件和软件重用、服务租赁)以及行业最佳实践(例如航天器总线、传感器和用户终端的大规模生产技术)。使用螺旋式开发模型,SDA将保持其灵活性,允许集成硬件和软件升级,以在短时间内解决新出现的威胁(升级之间不到两年)。
国防战略(NDS)认为,太空对美国的生活方式、国家安全和现代战争至关重要。在与新兴中国和复兴的俄罗斯重新开展大国竞争的时代,保持其在太空的优势对于赢得这些长期战略竞赛至关重要。潜在的对手试图通过采用利用美当前和计划中的国家安全空间系统中的实际或感知漏洞的策略来破坏这一目标。此外,这些潜在对手正在以比我们部署基于响应空间的功能更快的速度开发和演示对国家安全的多域威胁。
今年1月17日,美国新版《导弹防御评估报告》明确提出,利用太空可以提供一种更有效、更有弹性和更能适应多种威胁的导弹防御态势;天基传感器体系不受地理限制,几乎可以监测、探测和跟踪世界任何地方发射的导弹;天基拦截器和定向能武器是实施导弹助推段拦截、有效抗突防、大幅提高导弹防御系统整体效能的有效途径。与上述说法相印证,美国会已要求国防部开展天基传感器、天基拦截器甚至粒子束武器的专题研究论证,拿出具体可行的发展计划。
2019年7月1日,美军新建太空发展局发布第一份项目征求通知,项目征求通知借鉴了DARPA“黑杰克”卫星项目的理念,转向蓬勃发展的商业航天技术寻求颠覆,试图基于微小卫星技术、快速发射技术和人工智能技术,开发下一代灵活、弹性、敏捷太空体系相关的概念、方法、技术与系统。将美军新一代太空体系建设的军事需求明确指向导弹防御与太空对抗,标志着美军太空装备体系发展思路与途径正酝酿重大转变。其提出的背景是美国战略重心转向大国竞争,认为现有的太空架构和装备无法保持绝对的优势,尤其是在一些国家反卫星导弹、网络攻击和共轨航天器不断发展的情况下,以大型航天器为主的太空体系一旦被摧毁,难以短时间内补充,也就是弹性上存在不足;第二个是现有太空架构和装备无法应对新兴威胁,尤其是高超声速武器,现役的导弹预警卫星无法有效提供及时预警和跟踪。
SDA专注于该部门2018年8月国防部国家安全空间组件组织和管理结构报告中描述的八项基本能力。这些功能包括:
1. 对先进导弹目标的持续全球监视;
2. 针对先进导弹威胁的指示、警告、目标和跟踪;
3. GPS拒止环境下备用定位,导航和定时(PNT);
4. 全球和近实时空间态势感知;
5. 发展威慑能力;
6. 响应迅速,有弹性的共用地面空间支持基础设施(例如地面站和发射能力);
7. 跨域,联网,与节点无关的战斗管理命令,控制和通信(BMC3),包括核指挥,控制和通信(NC3);
8. 高度规模、低延迟、持久、人工智能的全球监控
SDA开发了一系列功能,包括解决上面列出的八个优先级的多个星座(或“层”)。每层为整体架构提供了完整的集成功能。SDA的概念架构基于普遍存在的数据和通信传输层的可用性,并假设使用小型,大规模生产的卫星(50-500千克)以及相关的有效载荷硬件和软件。SDA正在考虑使用传输层航天器作为其他层的基板,允许根据每个层的需要集成适当的有效载荷。根据“国防部太空愿景”提出的八项关键太空能力,太空发展局提出由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。
可以预见美军下一代太空体系在发展理念已经发生了颠覆性的变化,已经从以前的“大贵全、低风险”转变为“弹性、经济和规模化”,在目标定位上聚焦太空攻防领域(导弹防御、目标监视、导航保障等),更加强调实用性、实战性、一体化设计、高灵活、高弹性。美军下一代太空体系实现并投入实战,必将对将对导弹防御和太空攻防作战带来颠覆性影响,并对世界各国太空装备体系建设带来变革。 。

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