作者：石江月
美国空间发展局近日低调地宣布了一个消息，很多人并没有注意到。
该机构计划在今年8月授予第一个太空无线网络卫星系统的合同，预计首批20颗卫星将在2022年夏季进入轨道。美国空间发展局预计将于今年5月1日公布对这一合同的征求建议书。
这首批20颗卫星其实肩负的任务非常重大，打造美军新一代“天眼”，形成海陆空天一体化作战指挥。
尤其是，可以追踪预警高超音速武器。
一、一个重要的计划
这一消息是在4月2日该机构通过电话举办的工业日上宣布的。工业日原本定于4月2日在科罗拉多斯普林斯举行的第36届航天研讨会期间举行，但后来由于疫情的影响取消了该活动，取而代之的是虚拟工业日。据美国空间发展局主任德里克·图尼尔（Derek Tournear）称，共有580人参加了活动。
德里克·图尼尔
第一批将包括20颗卫星，将组成美国空间发展局所说的无线网络卫星系统的传输层，也就是五角大楼*所称的0级。这将是一个主要在近地轨道运行的新一代无线（Mesh）卫星网络，将能够把天基传感器直接连接到作战人员。
这是一种与传统无线网络完全不同的新型无线网络技术。在传统的WLAN中，每个客户端均通过一条与接入点（AP）相连的无线链路访问网络，用户若要进行相互通信，必须首先访问一个固定的接入点，这种网络结构称为单跳网络。而在新一代无线网络中，任何无线设备节点都可同时作为路由器，网络中的每个节点都能发送和接收信号，每个节点都能与一个或多个对等节点进行直接通信。
这种结构的最大好处在于：如果最近的接入点（AP）由于流量过大而导致拥塞的话，数据可以自动重新路由到，一个通信流量较小的邻近节点进行传输。依此类推，数据包还可以根据网络的情况，继续路由到与之最近的下一个节点进行传输，直到到达最终目的地为止。这样的访问方式就是多跳访问。这将有效解决访问数据拥堵或者不畅的问题，大大提高访问速度，及数据获取的速度。
根据图尼尔的说法，该机构对首批20颗卫星组成的传输层有六个目标：其中包括
第一，演示通过光交叉链路网状网络向作战人员传输低延迟数据。
第二，演示通过传输层将数据从空间传感器传送到作战人员的能力。
第三，演示有限的战斗管理C2功能。
第四，将一体化的广播系统的数据，通过新一代无线网络传送给作战人员。
第五，在网络上接近实时地存储、中继和传输link-16数据链。
第六，操作一个独立于GPS的授时系统，参考美国海军天文台。
继传输层之后，美国空间发展局计划在两年内不断升级和增加该系统在轨星座，1级将在2024财年上线，2级会在2026财年实现，主要是补充这个新一代无线网络状卫星系统。美国空间发展局将采购两种类型的0级卫星。
一个主要的区别是，一组卫星将具备星际光学链路，与其他位于低地球轨道、中地球轨道或者，地球同步轨道的卫星保持通信。而另一组卫星，只是足以与其他位于低地球轨道的卫星保持通信。
美国空间发展局的任务，是建立“国防空间卫星体系架构”（简称NDSA），该架构将由数百颗在近地轨道运行的卫星组成，有能力提供多种任务功能，从跟踪高超音速武器，到提供替代位置、导航和定时数据。
传输层将作为“国防空间卫星体系架构”的主干，将不同的卫星相互连接，并与一线作战人员相连。根据图尼尔的说法，运输层将为美国国防部的联合全域指挥控制，提供关键的空间网络组件。
图尼尔说，“传输层，也就是征求意见计划草案和美国空间发展局内部讨论的内容，这将成为整个部门的统一工作。这将是我们用于低延迟（通信）的基础，能够将这些卫星网络连接在一起。而且，本质上这将是联合全域作战指挥与控制（JADC2）系统的主要统一构架，而这方面的工作正在向前推进。这将在太空网络发挥重大用途”。
美国空间发展局于3月26日公布了合同征求意见草案，接下来该机构将需求各方对草案的反馈意见，并计划在今年5月1日发布完整的招标合同意见书。最后，这份合同将在今年8月份授予。
二、它是美国太空军的核心部门
有很多人不清楚，“美国空间发展局”到底扮演着什么样的角色。
作为美国军方黑科技的主要诞生地，美国国防高级研究计划局（DARPA）在2018年底接受了一项非常重要的任务，就是帮助美国国防部设计一个专门负责开发空间技术的新机构――空间发展局（Space Development Agency）。
当时，这个任务由美国国防部研究与工程副部长麦克·格里芬负责。格里芬一直是创建类似空间发展局机构的极力倡导者。最初的目的，是为了激励军事太空项目上实现创新、以及将更多的新兴商业技术引入到军事用途中。
当时，为配合美国总统特朗普创建太空军的指令，新成立的太空空间管理委员会正督办五角大楼在有关太空军方面的*工作。在当时的一份建议书中，时任美国国防部副部长沙纳罕将“空间发展局”列为组建太空军计划中几项重要工作之一。
从职责上看，“空间发展局”的工作任务重点，是开发和部署美国所谓“国防部空间愿景”中提出的8项关键能力，包括：
第一，用于先进导弹目标瞄准的持久全球监视能力。
第二，用于防御先进导弹威胁的指示、告警、目标瞄准和跟踪能力。
第三，用于GPS拒止环境中的备用定位、导航与授时（PNT）能力。
第四，全球及近实时空间态势感知能力。
第五，威慑能力的构建。
第六，响应型弹性通用地基空间支持基础设施（如地面站和发射能力）。
第七，跨域、联网、独立于节点的战斗管理指挥、控制和通信，包括核指挥、控制和通信能力。
第八，高可扩展、低延迟、持久、通过人工智能实现的全球监视能力。
早在那时，格里芬就在在备忘录中强调，他希望空间发展局的研究团队，能重点关注对低轨道通信传输层的需求，并研究这一核心骨干与国防部“空间愿景”中列出的8项太空能力之间的协同效应。
研究团队对美国国防部的天基指挥控制能力进行考察，找出现有架构中的关键缺口、缺陷和低效率部分，并构建一种威胁驱动的灵活响应型架构、制定相关基础设施需求以及一份采办构想。
根据当时的说法，格里芬希望未来将一些项目转由“空间发展局”管理，其中就包括DARPA领导的“黑杰克”低轨星座项目以及导弹防御局（MDA）的“空间传感器层”项目。
三、专门针对高超音速武器
再说说美军这个联合全域作战指挥与控制（JADC2）系统。
这次美国空间发展局发布的，第一批20颗被称为“0级传输层”的数据中继卫星计划征求建议草案。根据五角大楼的规划，这个“传输层”是将空军领导的联合全域作战指挥与控制（JADC2）方案中，各种天基传感器统一起来的一种方式。
空间发展据的目标是，在2022财年结束时推出一个用于测试和培训目的的功能性“传输层”卫星网络。
功能主要是两个：第一，是试验和演示该系统与其他作战实体集成，并提供互操作性的能力。这将是美军官兵第一次有机会融合必要的战术、技术和程序，以提高数字化作战能力；第二，是作为未来分期开发的基线。
空间发展局想要证明，这个网络可以从太空中的传感器获取数据，比如空军的红外导弹预警系统，并将数据直接传送给地面上的服务人员。此外，还希望在2024年展示有限的作战管理功能，并改善这种能力。比如，军方在GPS卫星无法使用时，仍有自己的参考。
通俗地说，联合全域作战指挥与控制（JADC2）系统，能够把分布式传感器、武器发射平台和来自所有领域（海上、陆地、空中、太空和网络）的数据连接到所有部队，形成一张高效运作的大网。而那20颗新一代无线（Mesh）卫星，将能比目前的卫星更快速地传递数据。
比如说，其最主要的用途之一可能就是追踪高超音速导弹。
从现有的卫星和传输技术来说，实现数据更快的访问和传输，是开发新的天基传感器层的最大挑战，而如果装备新的由20颗卫星组成的“传输层”，将有助于探测高超音速武器。
因此，空间发展局与美军导弹防御局正在努力打造的，就是用于追踪高超音速和弹道的空间传感器。这种在轨道上的传感器层，能够检测和追踪目前导弹防御体系结构无法处理的高超音速武器。
