美國空間發展局近日低調地宣佈了一個消息，很多人並沒有注意到。
該機構計劃在今年8月授予第一個太空無線網絡衛星系統的合同，預計首批20顆衛星將在2022年夏季進入軌道。美國空間發展局預計將於今年5月1日公佈對這一合同的徵求建議書。
這首批20顆衛星其實肩負的任務非常重大，打造美軍新一代“天眼”，形成海陸空天一體化作戰指揮。
尤其是，可以追蹤預警高超音速武器。
一、一個重要的計劃
這一消息是在4月2日該機構通過電話舉辦的工業日上宣佈的。工業日原本定於4月2日在科羅拉多斯普林斯舉行的第36屆航天研討會期間舉行，但後來由於疫情的影響取消了該活動，取而代之的是虛擬工業日。據美國空間發展局主任德里克·圖尼爾（Derek Tournear）稱，共有580人參加了活動。
德里克·圖尼爾
第一批將包括20顆衛星，將組成美國空間發展局所說的無線網絡衛星系統的傳輸層，也就是五角大樓領導人所稱的0級。這將是一個主要在近地軌道運行的新一代無線（Mesh）衛星網絡，將能夠把天基傳感器直接連接到作戰人員。
這是一種與傳統無線網絡完全不同的新型無線網絡技術。在傳統的WLAN中，每個客戶端均通過一條與接入點（AP）相連的無線鏈路訪問網絡，用戶若要進行相互通信，必須首先訪問一個固定的接入點，這種網絡結構稱為單跳網絡。而在新一代無線網絡中，任何無線設備節點都可同時作為路由器，網絡中的每個節點都能發送和接收信號，每個節點都能與一個或多個對等節點進行直接通信。
這種結構的最大好處在於：如果最近的接入點（AP）由於流量過大而導致擁塞的話，數據可以自動重新路由到，一個通信流量較小的鄰近節點進行傳輸。依此類推，數據包還可以根據網絡的情況，繼續路由到與之最近的下一個節點進行傳輸，直到到達最終目的地為止。這樣的訪問方式就是多跳訪問。這將有效解決訪問數據擁堵或者不暢的問題，大大提高訪問速度，及數據獲取的速度。
根據圖尼爾的說法，該機構對首批20顆衛星組成的傳輸層有六個目標：其中包括
第一，演示通過光交叉鏈路網狀網絡向作戰人員傳輸低延遲數據。
第二，演示通過傳輸層將數據從空間傳感器傳送到作戰人員的能力。
第三，演示有限的戰鬥管理C2功能。
第四，將一體化的廣播系統的數據，通過新一代無線網絡傳送給作戰人員。
第五，在網絡上接近實時地存儲、中繼和傳輸link-16數據鏈。
第六，操作一個獨立於GPS的授時系統，參考美國海軍天文臺。
繼傳輸層之後，美國空間發展局計劃在兩年內不斷升級和增加該系統在軌星座，1級將在2024財年上線，2級會在2026財年實現，主要是補充這個新一代無線網絡狀衛星系統。美國空間發展局將採購兩種類型的0級衛星。
一個主要的區別是，一組衛星將具備星際光學鏈路，與其他位於低地球軌道、中地球軌道或者，地球同步軌道的衛星保持通信。而另一組衛星，只是足以與其他位於低地球軌道的衛星保持通信。
美國空間發展局的任務，是建立“國防空間衛星體系架構”（簡稱NDSA），該架構將由數百顆在近地軌道運行的衛星組成，有能力提供多種任務功能，從跟蹤高超音速武器，到提供替代位置、導航和定時數據。
傳輸層將作為“國防空間衛星體系架構”的主幹，將不同的衛星相互連接，並與一線作戰人員相連。根據圖尼爾的說法，運輸層將為美國國防部的聯合全域指揮控制，提供關鍵的空間網絡組件。
圖尼爾說，“傳輸層，也就是徵求意見計劃草案和美國空間發展局內部討論的內容，這將成為整個部門的統一工作。這將是我們用於低延遲（通信）的基礎，能夠將這些衛星網絡連接在一起。而且，本質上這將是聯合全域作戰指揮與控制（JADC2）系統的主要統一構架，而這方面的工作正在向前推進。這將在太空網絡發揮重大用途”。
美國空間發展局於3月26日公佈了合同徵求意見草案，接下來該機構將需求各方對草案的反饋意見，並計劃在今年5月1日發佈完整的招標合同意見書。最後，這份合同將在今年8月份授予。
二、它是美國太空軍的核心部門
有很多人不清楚，“美國空間發展局”到底扮演著什麼樣的角色。
作為美國軍方黑科技的主要誕生地，美國國防高級研究計劃局（DARPA）在2018年底接受了一項非常重要的任務，就是幫助美國國防部設計一個專門負責開發空間技術的新機構――空間發展局（Space Development Agency）。
當時，這個任務由美國國防部研究與工程副部長麥克·格里芬負責。格里芬一直是創建類似空間發展局機構的極力倡導者。最初的目的，是為了激勵軍事太空項目上實現創新、以及將更多的新興商業技術引入到軍事用途中。
當時，為配合美國總統特朗普創建太空軍的指令，新成立的太空空間管理委員會正督辦五角大樓在有關太空軍方面的重組工作。在當時的一份建議書中，時任美國國防部副部長沙納罕將“空間發展局”列為組建太空軍計劃中幾項重要工作之一。
從職責上看，“空間發展局”的工作任務重點，是開發和部署美國所謂“國防部空間願景”中提出的8項關鍵能力，包括：
第一，用於先進導彈目標瞄準的持久全球監視能力。
第二，用於防禦先進導彈威脅的指示、告警、目標瞄準和跟蹤能力。
第三，用於GPS拒止環境中的備用定位、導航與授時（PNT）能力。
第四，全球及近實時空間態勢感知能力。
第五，威懾能力的構建。
第六，響應型彈性通用地基空間支持基礎設施（如地面站和發射能力）。
第七，跨域、聯網、獨立於節點的戰鬥管理指揮、控制和通信，包括核指揮、控制和通信能力。
第八，高可擴展、低延遲、持久、通過人工智能實現的全球監視能力。
早在那時，格里芬就在在備忘錄中強調，他希望空間發展局的研究團隊，能重點關注對低軌道通信傳輸層的需求，並研究這一核心骨幹與國防部“空間願景”中列出的8項太空能力之間的協同效應。
研究團隊對美國國防部的天基指揮控制能力進行考察，找出現有架構中的關鍵缺口、缺陷和低效率部分，並構建一種威脅驅動的靈活響應型架構、制定相關基礎設施需求以及一份採辦構想。
根據當時的說法，格里芬希望未來將一些項目轉由“空間發展局”管理，其中就包括DARPA領導的“黑傑克”低軌星座項目以及導彈防禦局（MDA）的“空間傳感器層”項目。
三、專門針對高超音速武器
再說說美軍這個聯合全域作戰指揮與控制（JADC2）系統。
這次美國空間發展局發佈的，第一批20顆被稱為“0級傳輸層”的數據中繼衛星計劃徵求建議草案。根據五角大樓的規劃，這個“傳輸層”是將空軍領導的聯合全域作戰指揮與控制（JADC2）方案中，各種天基傳感器統一起來的一種方式。
空間發展據的目標是，在2022財年結束時推出一個用於測試和培訓目的的功能性“傳輸層”衛星網絡。
功能主要是兩個：第一，是試驗和演示該系統與其他作戰實體集成，並提供互操作性的能力。這將是美軍官兵第一次有機會融合必要的戰術、技術和程序，以提高數字化作戰能力；第二，是作為未來分期開發的基線。
空間發展局想要證明，這個網絡可以從太空中的傳感器獲取數據，比如空軍的紅外導彈預警系統，並將數據直接傳送給地面上的服務人員。此外，還希望在2024年展示有限的作戰管理功能，並改善這種能力。比如，軍方在GPS衛星無法使用時，仍有自己的參考。
通俗地說，聯合全域作戰指揮與控制（JADC2）系統，能夠把分佈式傳感器、武器發射平臺和來自所有領域（海上、陸地、空中、太空和網絡）的數據連接到所有部隊，形成一張高效運作的大網。而那20顆新一代無線（Mesh）衛星，將能比目前的衛星更快速地傳遞數據。
比如說，其最主要的用途之一可能就是追蹤高超音速導彈。
從現有的衛星和傳輸技術來說，實現數據更快的訪問和傳輸，是開發新的天基傳感器層的最大挑戰，而如果裝備新的由20顆衛星組成的“傳輸層”，將有助於探測高超音速武器。
因此，空間發展局與美軍導彈防禦局正在努力打造的，就是用於追蹤高超音速和彈道的空間傳感器。這種在軌道上的傳感器層，能夠檢測和追蹤目前導彈防禦體系結構無法處理的高超音速武器。
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