太空部队希望其行动扩展到传统轨道和月球之间的广阔空间

美国空军研究实验室的一份文件明确指出,太空部队将不得不在比目前更远的太空中展开竞争。

通过 布雷特Tingley | 更新 2021年6月24日晚9:06
太空部队希望其行动扩展到传统轨道和月球之间的广阔空间
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美国空军研究实验室的太空飞行器理事会发布了一份报告,详细介绍了美军如何准备开发航天器和执行任务的作战概念超越传统轨道可以一直延伸到月球周围的空间。虽然这份文件没有提供美国军方可能计划如何在太空投射力量或保护其天基资产的任何细节,但它确实强调了美国太空部队在扩张到地球轨道以外的未知领域时将面临的复杂性。

这份题为“地月空间入门,是为军事航天专业人员编写的指南,帮助他们更好地了解地月空间实际上是什么,以及他们如何更好地为这一相对较新的作战领域开发作战概念和相关能力。因为传统空间域感知(SDA)系统是为更接近地球的地球同步轨道设计的,未来超出这一空间区域的操作将需要全新的规划和模式跟踪轨迹卫星或其他航天器。

地月空间的卫星美国国家航空航天局

空军研究实验室(AFRL)太空飞行器理事会主任、空军上校埃里克·费尔特表示,告诉主人(或许这种说法不公平)最近在这一太空领域运行航天器“提出了独特的挑战”,但“随着商业扩展到月球及更远的地方,了解并解决这些独特的挑战至关重要,这样我们才能提供太空领域的意识和安全。”

地月空间通常被定义为地球大气层和月球之间的区域,它围绕地球运行的平均轨道为238,855英里远在一个略椭圆形或椭圆形的轨道上地月空间的面积是一个地球同步轨道半径(1geo)的1728倍。正如报告所指出的那样,从离地球更近的轨道扩展到这个更大的空间区域,意味着军事和民用太空机构必须改变他们的“直觉和距离和时间感”,并“在讨论地月话题时进一步扩大他们考虑的空间容量”。

来自“地月空间入门”的图像说明了这一空间区域的规模。AFRL

的引物文档书中详细介绍了为什么这一领域会带来新的挑战,但最好用更笼统的说法来概括:“地月空间的运动是高度混乱的,”这意味着“即使是物体当前位置或速度的最小偏差,也可能导致其未来传播位置和速度的巨大差异。”

这不仅仅是轨道计算在地月空间与地球同步轨道上的巨大不同。正如美国空军研究实验室的报告所指出的那样,这一新的太空前沿的广阔意味着“没有一个单一的传感器位置可以观测到所有地月空间。”由于太阳、地球和月球的运动和位置在光电(EO)和射频(RF)传感器系统的覆盖范围上造成了差距,AFRL确定了“协作”的必要性传感器网络”确保对地月空间的连续覆盖。

甚至地面传感器系统报告指出,由于地月空间覆盖的距离非常远,而且由于地球和该区域物体之间的相对运动差异,很难探测距离地球如此之远的物体:

随着物体离观测者越来越远,它们自然会变弱(对EO和RF传感器都是如此),从而对遥感能力造成压力,可能完全无法探测到。此外,地月物体的轨道周期通常比GEO长得多,因此需要更多的观测来覆盖轨道的重要部分。近地EO传感器面临的另一个挑战是,由于月球反射阳光(即反照率),无法观测到月球附近。

为了更好地理解这一空间以及如何在其中运行,美国空军研究实验室此前开发了名为“太空飞行实验”的太空飞行实验地月公路巡逻系统,或CHPS,旨在通过测试这一新领域的物体探测和跟踪来证明“地月体系中的基本空间域感知能力”。AFRL上校费尔特所述CHPS只是实验室试图掌握地月空间领域意识的第一步,它“也开始探索自主、在轨处理和所有轨道物流方面的基础科学技术,这些技术离地球越远就越重要。”

太空部队还向美国国家航空航天局(NASA)寻求帮助,以更好地了解地月空间以及如何在其中运作。具体地说,一个谅解备忘录美国宇航局和太空部队于2020年签署的协议强调了两个组织合作开发新行动的必要性,这些行动可以覆盖更大的距离,包括地月空间:

到目前为止,该任务的限制一直在近地范围内,大约在地球静止范围内(22236英里)。随着美国公共和私营部门的新业务扩展到地月空间,美国空军(USSF)的影响力也在不断扩大太空部队的兴趣范围将扩大到27.2万英里及以上,射程增加了10倍以上,服务数量扩大了1000倍以上。美国空军现在在该地区有一个更大的空间域感知(SDA)监视任务,但其目前的能力和架构受到技术和为遗留任务设计的架构的限制。

AFRL的新“地月空间入门”和像CHPS这样的计划表明,即使太空部队和国防部(DOD)计划扩大军事行动甚至飞到更远的空间超越传统轨道在美国,太空作战将会是什么样子,在很大程度上仍然未知。目前还不清楚需要哪些特定技术来保护美国在地球轨道及以外的资产,尽管太空部队已经拥有了这些资产单位投入敬“轨道战”。

空军甚至举办了内部竞赛来进行探索军事活动的新概念在新的非传统轨道,包括极低地球轨道和地月空间。费尔特当时表示:“我们在美国空军研究实验室(AFRL)正在研究技术,以扩大对地球同步带以上空间领域的认识——从地球同步带一直到月球,甚至更远一点。”“这就是我们所说的xGEO,或地月区域。随着商业人士搬到那里,我们的对手也搬到那里,我们就需要了解那里的情况。”

尽管不确定它的实际情况,但很明显,国防部领导层希望在太空中发动战争。在最近的国防一号科技峰会在6月22日举行的会议上,AFRL的费尔特上校对这场潜在的战争如何形成提出了非常有希望的看法,声明

太空战争在几个不同的方面看起来很像冷战……首先,我们希望没有人真的相互交换破坏性武器,我们不仅希望,而且采取积极行动阻止这种情况发生。太空冲突的本质是进攻性优势,或者说先发优势,因为攻击别人要比保护自己的东西容易得多。我们以前见过,这和……核武器。

费尔特上校乐观地认为不会发展到交换毁灭性武器的地步,这可能是错误的,因为我们在太空中的同行对手正在做准备就为了这个

五角大楼的图像卫星在绕地球轨道的不同层次上分层。国防部

美国并不是唯一一个关注地月空间新领域的国家,美国军方官员过去曾公开提出过该地区潜在的威胁。中国正在迅速向这一太空领域扩张,这引发了一些人的担忧,即一旦发生冲突,美国的地球同步轨道卫星,包括早期预警传感器,可能会“在背后捅刀子”,我们在这次事件中敲响了警钟过去的特性我们的。

虽然来自地月空间的威胁需要到达距离地球较近的轨道上的卫星或其他资产,但也可能存在我们没有意识到的对手能力,可以相对快速且不被发现地对同一地区的美国卫星和其他航天器进行攻击。国防部越来越担心的是,它似乎不知道外面发生了什么,因此需要地月公路巡逻系统和其他能够监测这一空间区域的传感器系统。

“我们在公开媒体上看到(报道)……说中国有一颗中继卫星在月球背面飞行。”这很能说明问题。”美国空军国家航空航天情报中心空间与导弹分析小组高级情报工程师杰夫·戈塞尔在2018年空军协会的一次活动上说。“你可以让某种武器绕着月球飞行,然后它回来——它可能真的会击中地球同步轨道上的物体……我们永远不会知道,因为那个方向没有任何东西在观察。”

难怪前空军部长希瑟·威尔逊等国防部领导人此前曾表示,“武力展示,以阻止敌对国家攻击或篡改美国的天基资产。威尔逊说:“这种能力必须为你的对手所理解在2019年。“他们需要知道,至少在某种广泛的层面上,我们可以做某些事情,而威慑的最后一个因素是不确定性。他们有多自信知道我们能做的一切?因为对手心里有一个风险计算。”

最近,国防部其他高级官员也表达了同样的观点。“对你的对手来说,充分了解你的能力是很重要的,”AFRL的费尔特上校说这周说.“然而,如果你什么都保密,他们可能会认为他们可以赌一把,先下手为强。”

美国空军研究实验室定向能局局长Kelly D. Hammett在本周与费尔特上校在同一场会议上发表讲话,就太空部队和国防部在保护美国太空资产方面的作用发表了更明确的声明。“如果你看看特朗普政府去年12月签署的《国家太空战略》……它实际上让我们——让太空部队和国防部——去……监视外面发生的事情,”哈米特说.“如果有人在国际领域是一个坏角色:监控、发现和应对。”

围绕天基战争的不确定性因许多太空部队和其他美国太空能力而加剧保持机密.国防部此前甚至不愿承认存在本身一些太空资产。目前尚不清楚军方计划如何应对“根本不存在”的天基资产的潜在破坏或禁用,如果五角大楼不提出这个问题,公众甚至可能都不知道。更不确定的是,就连太空冲突的最基本定义似乎也存在模糊性。

考虑到这一切,美国空军研究实验室最近的《地月空间Primer》表明,随着美军将其行动扩展到地球和月球之间的广阔空间,所有这些不确定性都必须在近期得到解决。

联系作者:Brett@TheDrive.com

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