军用卫星可用于多种基本用途,从跟踪军事部署和提供敌方能力图片,到全球定位系统 (GPS) 指挥部队调动和辅助导弹和无人机制导。但还有另一种同样重要的军用卫星——通信卫星 (SATCOM)。SATCOM 使军方能够在所有环境和情况下保持一致的通信,传递情报和监视信息,以便指挥官了解情况并果断采取行动。它们为机动部队提供超视距 (BLOS) 连接,传输实时战场情报。作战人员在移动和距离超过视距时经常会遇到通信困难。为了连接到国防信息系统网络 (DISN),他们传统上必须控制地形并引入电缆,这增加了作战
– 2007 年至 2014 年间进行了大量的原型设计和风险降低 • 太空篱笆在 S 波段(2 - 4 Ghz)运行,可以跟踪低轨道、中轨道和地球同步轨道上的商用和军用卫星、空火箭助推器和空间碎片 • 太空篱笆由一个带有独立发射和接收孔径的站点组成
50 美国致力于利用廉价的商业太空平台建造大型军用卫星群。DARPA 的 Blackjack 计划致力于在将发射到低地球轨道的商业卫星上物理添加军用有效载荷或军用软件(“无质量军用有效载荷”)。该计划将于 2021 年发射 20 颗实验卫星,如果实验成功,则将在 2022 年发射 90 颗卫星。2018 年,美国国会增加了对 Blackjack 计划的拨款,共拨款 1.25 亿美元。请参阅 MIKE WALL 的“美国军方计划在 2021 年发射廉价新型‘Blackjack’间谍卫星”,网址为 https://www.space.com/41639-darpa-cheap-spy-satellites-2021-launch.html。另请参阅 M ONICA J ACKSON“参议院委员会提议额外拨款 1.1 亿美元加速 Blackjack LEO 卫星计划”,网址为 https://www.executivegov.com/2018/06/senate-proposes-additional-110m-to-accelerate-blackjack-leo-satellite-program/。
航天器寿命延长、碎片清除、空间操作自主性和机器人技术方面的技术进步将颠覆航天器设计、采购、发射、操作和维护的传统模式。专为空间服务、装配和制造 (ISAM) 设计的新一代航天器正引领这一潮流走向新的太空经济。在未来几年内,航天器加油将得到演示,商业加油站可能会出现,以提高在轨机动性和轨道异常恢复能力。在接下来的几年里,定期进行在轨硬件升级的航天器(商业、民用和军用卫星部门确定的一项战略能力)可能会变得司空见惯。当前的太空企业运营已经证明,即使没有 ISAM,也能持续运营、执行任务和开展业务,但 ISAM 有望提高弹性和灵活性、加快技术进步,并扩大地球同步轨道 (GEO) 以外的空间生态系统。
美国空军太空能力的未来正处于战略十字路口。这个十字路口要求我们解决保护关键任务星座的方法,挑战传统的采购实践,分析新的作战结构,并扩大国内外的合作关系。我们的军用卫星是技术奇迹,提供时间关键的全球访问、全球持久性和意识。这些系统不仅为我们的联合部队提供基础的、改变游戏规则的能力,而且还成为全球社会和世界经济的重要资产。对这些太空能力的依赖使我们的国家具有巨大的优势——有些人希望将这种优势最小化。为良性环境设计和制造的卫星现在在日益敌对的领域运行。因此,我们面临的挑战是确保这些重要服务在我们选择的时间和地点提供,同时降低成本。
每次发射耗资 2000-2500 万美元,将作为美国军用卫星有效载荷的一部分发射到地球轨道。HTSSE 1 将携带 15 个相对简单的设备,其中大多数是通信卫星中使用的滤波器,用于从传入的无线电噪声中选择特定的微波频率。超导滤波器的鉴别能力平均比金属制成的类似滤波器高 10 倍。研究人员希望,在卫星上使用高温材料可以提高效率并降低能量损失,从而制造出体积更小但功能更强大的计算机、天线和其他子系统。负责资助实验的 NRL 项目的 James Ritter 表示,由于重量是任何发射的首要考虑因素,“我们一直认为超导性的主要收益将来自太空”。提高性能是 HTSSE 项目的核心。1989 年 1 月,NRL 发出了邀请,按照国防工业的标准,该邀请非常广泛且开放。该机构有兴趣资助和试飞任何使用新型高功率设备的设备。
美国国防部 (DOD) 已投资超过 74 亿美元来开发和生产移动用户目标系统 (MUOS)。MUOS 是国防部最新的超高频(窄带)军用卫星通信系统,旨在为作战人员提供全球语音和数据通信,无论在大多数天气条件下,还是在茂密的树叶和城市地形中。海军设计了 MUOS 系统,该系统由四颗卫星、一颗在轨备用卫星以及一个地面控制和网络管理系统组成。该计划旨在为更多用户提供先进的卫星通信,通信容量至少增加 10 倍,而不是它所取代的系统,称为超高频 (UHF) 后续系统。MUOS 开发活动始于 2004 年,2012 年发射了第一颗卫星,2016 年发射了第五颗也是最后一颗计划中的卫星。
为满足永久载人设施 90 亿美元的预算上限,将导致对该计划的支持被撤回。重新设计过程于上周完成,产生了三个方案,成本从 119 亿美元到 133 亿美元不等。现在出现了不确定性,因为这些数字并没有远远超过总统设定的上限,以至于他将被迫做出明确的决定来结束该计划,在这个过程中冒犯了加利福尼亚州和德克萨斯州的重要选民,并让他沾满鲜血。重新设计由美国国家航空航天局 (NASA) 的工程师以极快的速度进行,研究了三个方案的可行性。选项 A 是空间站自由号的一个版本,其控制系统更简单,更不雄心勃勃,可能由现有的军用卫星 Bus-I 提供支持。选项 B 是自由号的缩小版,保留了其基本设计,因此使用了 NASA 已经花费 90 亿美元设计元素。
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