2014年国外军用通信卫星现状分析

2015-07-08 00:41朱贵伟北京空间科技信息研究所
国际太空 2015年5期
关键词:通信卫星军用卫星通信

朱贵伟(北京空间科技信息研究所)

2014年国外军用通信卫星现状分析

朱贵伟(北京空间科技信息研究所)

2014年国外军用通信中继卫星发射活动概览

1 概述

2014年,国外军用通信中继卫星领域发展平稳,各国军用通信卫星计划都在有条不紊地推进。尽管表面上看来发展较为平静,但是暗地里也蕴含着未来发展变化,各国在推进军用卫星通信能力建设的过程中,不断显示出军用通信中继卫星领域的发展动向和未来发展趋势。

2014年底,国外共计执行7次军用通信卫星发射活动,成功将9颗军用通信卫星送入预定轨道。这些发射活动仍集中在美国、俄罗斯和欧洲,分别发射了2颗、6颗和1颗,其中运行在地球静止轨道(GEO)5颗、高地球轨道(HEO)1颗、低地球轨道(LEO)1颗;军用通信卫星6颗,军用数据中继卫星3颗。

2014年底,国外共计各类在轨军用通信中继卫星113颗。国外军用通信中继卫星发展已相当广泛,共计16个国家和地区拥有军用专用或军民两用通信中继卫星,其中美国、俄罗斯和欧洲分列前三位。

从应用来看,绝大部分为一般军用通信卫星,军用数据中继卫星仅有10颗,且集中在美国和俄罗斯。欧洲有2颗、日本有1颗数据中继卫星在轨运行,但均为民用航天机构发展,主要面向“国际空间站”及低轨气象等对地观测卫星,提供有限的测控和数据中继服务。

从轨道上来看,GEO轨道仍是通信卫星应用最为广泛的轨道,除美国和俄罗斯以外,其他所有国家均选择GEO轨道来发展军用通信卫星。HEO轨道主要为美国军用数据中继与俄罗斯军民两用通信卫星,LEO轨道则均为俄罗斯卫星,主要面向军用移动通信。

从整体来看,国外军用通信中继卫星领域的“一超、两强、多点分散”发展格局依旧比较清晰。美国处于绝对领先的地位,不论是在轨卫星规模、卫星技术水平,还是军用卫星通信系统应用情况,都是其他国家难以企及的,目前正在积极推进新一代通信卫星的更新换代;俄罗斯和欧洲稳定处于第二集团,俄罗斯卫星数量较多,但卫星性能水平相对较低,近年来稳定发射多颗卫星,补充在轨卫星数量,恢复在轨卫星整体能力;欧洲则是仍然坚持各国独立发展的态势,在轨卫星大多部署不久,未来发展也相对稳定;其他国家基本上处于分散独立发展的态势,以色列、日本、巴西、墨西哥、韩国、澳大利亚等国均采用军民两用的形式发展军用卫星通信能力,在轨卫星数量和能力水平都非常有限;印度则采取了发展军用专用卫星的途径。此外,近年来,墨西哥和巴西也在加紧新一代军民两用通信卫星系统的建设,未来发展值得关注。

截至2014年底国外军用通信中继卫星在轨分布情况

2014年美国国防部具有的军用通信卫星体系与能力

2 美国

2014年,美国仅有2次军用通信中继卫星发射,且均为国家侦察局负责的卫星。美国国防部的星座基本上没有变化,但是美国更加注重未来弹性体系的转型,相关论证和研究工作仍在积极推进之中。

现有能力稳居世界一流,系统建设稳步推进

目前,美国建成了体系完备的军用通信卫星体系,以宽带、窄带、防护、中继等专用卫星系统为核心,确保关键的军用卫星通信服务的连续性和可获得性;同时以其他手段为补充,借助快速响应小卫星来满足战术应用需求,通过民商用通信卫星来弥补军用容量的不足。整体而言,美国的军用通信卫星覆盖特高频(UHF)、超高频(SHF)和极高频(EHF)等各频段,具备全球范围常态化覆盖和关键地区多重覆盖能力。

美国的军用通信卫星主要由国防部和国家侦察局2个部门分别发展,各军种也有零散的技术试验计划。国防部主要负责发展宽带、窄带和防护系列卫星系统,目前33颗在轨卫星均为GEO轨道,是美军军用卫星通信的骨干力量。国家侦察局主要负责发展数据中继卫星,目前共有4颗卫星在轨,采用HEO和GEO混合星座;此外,另有3颗秘密卫星和2颗军民两用卫星。

美国新一代军用通信卫星在性能上有大幅提升,远超上一代卫星。新一代宽带卫星—“宽带全球卫星通信”计划部署10颗,目前已有6颗在轨运行,可提供X和Ka频段双向宽带通信、Ka频段单向广播,以及Ka频段空基情报、侦察和监视平台数据回传三大业务。采用点波束、相控阵和数字信道化技术,极大提升了卫星容量,单星容量可达3.6Gbit/s,超过现役国防卫星通信系统-3卫星容量的总和。自宽带全球卫星通信-4起,后续卫星均配备射频旁路载荷,增强对空基情报、侦察和监视平台高速数据上传的支持能力,最低数传速率可达274Mbit/s。

新一代窄带卫星—“移动用户目标系统”计划部署5颗,目前已有2颗卫星在轨运行(2015年1月发射了第3颗),采用透明转发体制和宽带码分多址(WCDMA)空中接口,数据处理和交换均在地面完成。美军计划在美国本土、夏威夷、意大利和澳大利亚等地建设多个地面站,地面站之间通过光纤连接,配合空间段卫星形成覆盖全球的窄带卫星通信系统。“移动用户目标系统”采用空间大型可展开天线和宽带码分多址体制,提升链路通信速率和系统容量,单星支持4189个标准速率终端同时接入,超过现役“特高频后继星”的总和。2014年,第3颗“移动用户目标系统”已经交付,第4颗卫星也已完成环境试验。预计2015年整个系统将具备全面作战能力。

新一代防护型卫星—“先进极高频”计划部署6颗,目前已有3颗卫星在轨运行,采用全数字化处理机进行星上基带处理,借助扩跳频技术、可移动点波束和调零天线技术,大大提升了抗干扰能力和灵活性。同时,星上还配备具有路由和抗干扰功能的星间链路,提升系统的抗毁能力。卫星携带低数据率、中数据率和扩展数据率3种载荷,单条链路战略通信速率可达19.2kbit/s,战术通信速率可达8.2Mbit/s。“先进极高频”单星支持2000部用户终端,容量430Mbit/s,较“军事星”提升10倍以上。此外,“先进极高频”可创建4000多个战术网络,具备网络快速重构能力。

测试中的移动用户目标系统-2卫星

持续开展弹性体系研究,未来体系初露端倪

2014年,美国继续维持军用通信卫星领域全球领先地位。虽然美国国防部并未发射军用通信卫星,但其军用通信卫星体系转型仍在继续推进。2012年发布的“军用卫星通信防护系统经济可承受性设计风险减低”研究合同已接近尾声,波音、卫讯、L-3通信等公司已先后完成防护战术波形演示;2013年的“商业通信卫星探路者”研究目前已成功发布第一份合同,第二份合同正在公开招标过程中。此外,美国空军也在考虑将卫星运管业务实现商业外包。

美军向未来航天体系转变的主要思路是分散式发展途径,目标是发展经济可承受的、具有弹性能力的体系。美军主要的转型思路是将原有的战术和战略防护载荷分离,宽带载荷多样化发展。

对于防护通信,预计未来将有较大的能力差距,现有系统防护通信能力增长10倍以上才能满足未来的通信需求。由于未来将使用高级的密码设备,战术人员和远程遥控飞机(RPA)可能都无法使用防护战术通信服务。此外,按照现行体系发展,未来虽然有可能满足作战的需求,但是花费的成本较高,而且体系弹性很差。因此,分散式体系非常适合在核战争与对抗环境下使用。

对于宽带通信,现行体系在基础容量和长距离空基情报、监视和侦查(AISR)平台的支持能力方面也存在显著差距。目前,虽然宽带系列的“宽带全球卫星通信”能力很强,而且随着星载数字信道化器的升级,单星吞吐量将有大幅提升,但卫星数量仍有限,且无法支持大量的空基情报、监视和侦查通信需求。目前,许多无人机的需求都是通过商业卫星来支持的。在宽带通信方面,美军继续寻求多样化的能力发展途径,包括降低军用宽带系统的成本、探索有效载荷搭载与国际合作、探索新颖的利用商业卫星能力的方式,等等。

但是,美军的弹性体系转型并不是一蹴而就或包治百病的,仍然存在很多问题。2014年10月,美国政府问责办公室(GAO)从经济可承受性、系统弹性、系统性能3个角度对分散式空间体系结构的优缺点进行了分析。从经济可承受性角度看,由多颗小卫星取代单颗大卫星,需要卫星数量更多,系统整体费用并不会减少,在当前预算紧缩环境下,美国国防部很难提供既维持原有体系又建设新体系的经费。从系统弹性角度看,将重要卫星的战略载荷和战术载荷分散到不同卫星上,会使敌手认为冲突中攻击战术载荷卫星的风险较低,而且卫星数量的增多还会增加相互碰撞的概率。从系统性能角度看,对大型卫星而言,分散将带来系统性能的降低,而且在轨卫星频繁升级,会使同步开发地面控制系统和用户终端设备的难度增加,并对航天发射工业基础产生影响。美国政府问责办公室最终建议,国防部需对分散式空间体系结构进行更为深入的利弊分析,在经费、弹性和性能等影响因素之间找到最佳平衡点,同时开展更多的演示验证和实践活动,以加深对实施这一概念的认识和理解。

美军卫星通信长期演进体系

积极探索商为军用途径,军商比例仍在探讨

美军一直以来都是商业卫星容量的大客户,在军用卫星通信体系向弹性体系转型的大背景下,充分、有效地利用民商用卫星资源也是有效的途径之一。从传统上来看,美军主要通过租用商业卫星容量和服务的方式,但是近期美国国防部的调研结果表明,短期(如1年期)的容量租用合同导致租用成本高涨,其单位带宽成本与军用专用的“宽带全球卫星通信”相比,甚至可能会高出4倍以上。因此,这也促使美军开始研究新的利用商业资源的模式,其中有效载荷搭载和新型容量租用协议就是比较有前景的方式。

2014年7月,美国空军发布了首份不定交付期、不定交货量(IDIQ)的有效载荷搭载合同包,共计涵盖14家产业公司。这14家公司涵盖卫星制造商和卫星运营商,美军可根据任务需求从中选出合适的搭载服务提供商,从而以较低成本快速提供进入空间的机会。

这份合同为期5年,预计合同总价将达到5亿美元。其商业模式与国际信息系统局(DISA)的商业卫星容量采购相似:首先与多家产业公司签订不定交付期、不定交货量,维持有效载荷搭载候选服务提供商资源库;然后根据任务需求,从资源库中竞标,以固定价合同的方式来选择性价比最高的方案。除搭载在商业卫星上的空间段有效载荷以外,产业公司还应提供综合地面系统设备,以及与用户之间的接口,构成天地一体化的综合解决方案。

这份有效载荷搭载合同不仅面向军用通信载荷,也适用于导弹预警载荷和军用气象载荷。利用有效载荷搭载,不仅可以节省成本,而且可以实现空间能力的分散,增强系统的弹性。对美军而言,需要重点解决的问题就是军用采办与商业采购之间的时间进度不统一,需要以标准规范、接口和运行概念等具体的形式来确定解决方案。

在商业容量租用方面,美军试图改变商业卫星容量采购模式的意愿由来已久,美国空军计划利用至少4个“探路者”(Pathfinder)计划来尝试未来高效采购容量的手段。第一个方案是减少美军带宽租用的重复性,称为“聚合”计划,委派一家公司或机构,全权管理所有在用的租用容量,确保不会出现冗余和浪费;第二个方案是长期租用转发器,目前国际信息系统局租用的容量均为现货市场采购,且是短期的(1~2年),成本较高,而长期租用转发器则可以降低平均每年的租用成本;第三个方案是租用一颗接近寿命末期的GEO卫星,这样的卫星一般会处于GEO倾斜轨道,以此来节省燃料,而这对许多商业应用来说并不合适,但对军用的AISR平台非常有用,可显著降低租用的成本,而且美军已经在2013年底初开展了多次试验;第四个方案目前尚未对外公布。无论如何,这些探索性的租用计划都将以某种形式融入到未来美军卫星通信体系中。

首个“探路者”计划于2014年4月正式招标,6月与欧洲卫星公司(SES)签订了固定价合同,合同总价值820万美元,基础周期为1年,另有4个延长1年的可选项。2014年6月,美军又发布了第二项“探路者”计划的信息征求书,研究在卫星发射前采购转发器的可行性。第二项“探路者”计划预计2015年底开始招标,2016年初发布合同,支持AISR平台的Ku频段通信。

此外,美军也在积极探索传统微波通信途径之外的通信手段。2014年6月10日,国际信息系统局与美国激光通信公司签署了“合作研究与发展协议”,联合研发卫星-地面全球混合全光学网络通信技术。根据国际信息系统局与该公司签署的协议,双方将致力于开发MEO轨道通信卫星基于激光的全光学通信解决方案。国际信息系统局将评估相关技术的可行性以及全光学系统的未来应用前景,以确定激光通信卫星系统如何能够为国防部提供信息服务。激光公司(Laser Light)成立于2012年,计划从2017年第一季度开始部署12颗MEO轨道全光学通信卫星星座。届时,整个系统将实现4.8Tbit/s的吞吐量,单星上下行通信速率均可达到200Gbit/s。此外,该系统还将实现与当前地面和海底光纤通信网络的集成。

3 俄罗斯

俄罗斯2014年共进行4次发射,成功发射6颗军用通信中继卫星,其中2颗数据中继卫星、1颗战略通信卫星和3颗移动通信卫星。俄罗斯近年来一直维持稳定的发射活动,虽然没有公开的体系规划,但发展军用卫星通信能力的决心和意志可见一斑。

在轨卫星数量虽多,现有体系能力相对有限

目前,俄罗斯军用通信卫星体系涵盖了战略、战术和数据中继等多种类型,但由于其地处高纬度地区,在体系建设思路上与欧美有一定的区别。从整体上来看,俄军按高轨、大椭圆轨道和低轨的方式来构建军用卫星通信体系,在保障高纬度地区卫星通信的基础上,利用LEO卫星星座来实现全球覆盖。军用通信卫星都混编在“宇宙”(Cosmos)卫星系列中,主要分LEO、大椭圆轨道和GEO三个方面进行发展。

俄罗斯L E O军用通信卫星主要采用甚高频(VHF)、UHF频段,用于战术通信,包括“箭”(Strela)和“泉”2套系统。“箭”卫星是存储转发型战术通信卫星,目前已发展了3代,用于军用和情报信息的中继通信,第3代称为箭-3。“泉”卫星也是存储转发型战术通信卫星,是箭-3的升级版,自2005年起开始发射。但是,这2个系列的卫星均为存储转发体制,设计寿命较短,且数传速率有限,例如箭-3系列卫星的速率仅在2.4kbit/s量级,星上存储空间仅12Mbyte。

俄罗斯大椭圆轨道军用通信卫星主要采用C频段,用于战略通信,包括“闪电”(Molniya)和“子午线”军民两用卫星。“闪电”是战略通信卫星,8颗卫星组网运行,目前均已退役;“子午线”卫星同样用于战略通信,用于替代“闪电”卫星,容量较之大幅提升。

俄罗斯GEO军用通信卫星主要用于战略通信和数据中继,包括“虹”(Raduga)和“鱼叉”(Garpun)2个系列。“虹”卫星用于战略通信,覆盖俄罗斯本土,目前在轨3颗;“鱼叉”是数据中继卫星,替代原有的“急流”(Potok)卫星,用于LEO军用侦察卫星的数据回传,目前在轨1颗。此外,另有多颗“射线”卫星,为军民两用。但整体来看,其与美国、甚至欧洲的差距依然很大。例如,俄罗斯目前在用的GEO通信卫星“虹”,其星上仅携带6台C频段和1台X频段转发器,载荷数量和处理能力均有限。

俄罗斯信使-M卫星测试中

维持稳定年均发射数量,加快在轨能力恢复

近3年来,俄罗斯每年都维持3~5次的军用通信卫星发射,主要面向LEO移动通信卫星星座和大椭圆轨道卫星的补充。目前,俄罗斯军民两用的“射线”系列卫星可以基本实现全球覆盖,其他领域的卫星体系能力也在不断加强。

2014年8月,俄罗斯军方内部人士称,俄罗斯正在计划研制新型的保密军用通信卫星星座,主要面向国家领导人和军方。据悉,该星座有可能以现有的民用“信使”(Gonets)卫星为蓝本,整个星座计划可能耗资18亿美元。俄罗斯希望该系统在2020年前具备初始运行能力,星座吞吐量达到80Gbit/s,到2025年,星座吞吐量达到120Gbit/s,并且可以同时支持全球100万部终端。

2014年10月,俄罗斯武装力量通信管理总局局长哈利尔·阿尔斯拉诺夫表示,俄罗斯军用卫星轨道集群将在2020年前新增9颗新型现代通信卫星,其带宽和数据传输速度均有所提高。2014年10月20日,俄罗斯武装力量通信部队成立95周年。阿尔斯拉诺夫说:“到2020年前,军用通信卫星轨道集群将新增9颗现代卫星。”在国家采购框架下,俄部队将编入卫星通信站,它在新型软硬件基础上建立,质量和外形尺寸显著降低,但同时具有经过改进的战术技术性能。与此同时,正在对现有通信卫星系统进行现代化改造。

法国“希拉库斯”卫星在轨飞行示意图

4 欧洲

欧洲在2014年仅发射了1颗军民两用通信卫星“雅典娜-费多思”,且为法国和意大利合作研制。此外,欧洲进一步明确了各国独立发展的格局,仅有小规模的国际合作。

虽然技术水平较高,但整体在轨能力有限

目前,欧洲发展通信卫星的国家有英国、法国、德国、意大利和西班牙,主要采用UHF和SHF频段,少量卫星拥有EHF频段载荷,整体抗干扰和防护性能相对较弱。

欧洲在轨服役的军用通信卫星包括:法国2颗“希拉库斯”(Syracuse)卫星、德国2颗“联邦国防军通信卫星”(C O M S A T B w)、意大利2颗“锡克拉”(Sicral)卫星、英国7颗“天网”(Skynet)卫星、西班牙1颗“西班牙卫星”(Spainsat),以及法意联合研制的“雅典娜-费多思”卫星。

在卫星通信技术方面,由于拥有2个大型的卫星制造商[欧洲空客防务与航天公司和泰雷兹-阿莱尼亚航天公司(TAS)],其中泰雷兹-阿莱尼亚航天公司还是全球最大的有效载荷提供商。欧洲的卫星研制工业基础非常雄厚,而且在欧洲航天局(ESA)的支持下,欧洲卫星通信研制水平也在不断提升。例如,其在空间激光通信领域就一直走在世界的前列,2013年发射的“阿尔法卫星”(Alphasat)在2014年成功完成了GEO到LEO的星间链路激光通信演示验证试验,服务对象为“哨兵”系列LEO对地观测卫星。初始试验数传速率为0.6Gbit/s,后续可扩展至1.8Gbit/s。

从技术角度来看,欧洲在军用通信卫星上已广泛应用了多项先进技术,已经在多颗卫星上采用了EHF频段,且进行了抗核加固。例如,天网-5系列卫星采用可移动点波束和有源相控阵接收天线,法国希拉库斯-3卫星采用可移动区域波束和点波束,均具备较强的抗干扰能力。该卫星还采用了星上处理技术,支持EHF与SHF频段的交联。

但整体来看,欧洲在轨军用通信卫星一方面数量相对较少,另一方面覆盖也比较有限,主要以欧洲为中心,分别向中东和大西洋方向扩展。而且在轨军用卫星的整体能力较美国差距巨大,以UHF频段移动通信为例,美国目前在轨UHF频段容量可实现全球覆盖,且可同时支持9000多路5kHz基本信道同时接入;反观欧洲,虽然有多达11颗卫星携带了UHF频段载荷,但主要分布在34°(W)~63°(E),合计可提供345路5kHz基本信道同时接入,远低于美国的容量水平。

国际合作相对有限,整体上为各国独立发展

在军用通信卫星方面,欧洲继续采取各国独立发展的方式,仅存在小范围内的国际合作。目前,欧洲军用通信卫星集中在英国、法国、德国、意大利、西班牙5个国家,在轨军用通信卫星数量分别为7颗、2.5颗、2颗、2.5颗和1颗(国际合作的卫星按0.5颗计算)。

2014年2月,法意合作研制的“雅典娜-费多思”军民两用通信卫星成功发射,为法国和意大利国防部以及这些国家的安全机构提供数据传输服务。该卫星的主承包商是泰雷兹-阿莱尼亚航天公司,卫星质量约3080kg,采用空间客车-4000B2 (Spacebus-4000B2)平台建造,携带EHF、Ka频段转发器,设计寿命15年。

2 0 1 4年3月,西班牙国防部副部长P e d r o Argüelles与挪威国防部国务秘书Oystein Bo在马德里举行会见,讨论在卫星通信领域达成新的谅解备忘录。作为两国友好关系的结果,2010年9月7日,西班牙与挪威签署了有关通信卫星采办、发射和运行方面的合作谅解备忘录。然而,由于市场环境的不断变化,以及两国在国防投资方面的其他优先领域,2012年9月,两国政府终止了对“西班牙-挪威卫星”(Hisnorsat)项目的投资,但保留了合作协议,并承诺将进一步重新考虑在卫星通信领域的合作。目前,两国代表团正在洽谈新的合作关系,并将恢复适用于卫星的新的谅解备忘录,新的谅解备忘录将扩展至诸如地球观测卫星等其他装备。

2014年10月,卢森堡政府确认了与商业卫星群运营商欧洲卫星公司创建合资公司,以建造1颗专用军用通信卫星的计划。该卫星将为北约提供为期10年、价值1亿欧元(约1.3亿美元)的通信服务。该卫星将使用由卢森堡政府注册的位于欧洲上方的轨道位置,提供X频段和军用Ka频段,以供卢森堡政府自用,同时也赋予北约自由访问权。

5 其他国家

2014年,其他国家和地区均未发射军用通信卫星。总体来看,其他国家和地区的军用通信卫星发展较为零散,且力量比较薄弱,甚至呈断断续续的态势。但是,随着拥有军用通信卫星国家的数量不断增多,其建设途径、建设方式值得思考与借鉴,特别是我国周边的日本、印度、韩国等国军用通信卫星的发展,也非常值得关注。

整体发展较为分散,在轨卫星能力有限

除美国、俄罗斯和欧洲以外,其他国家和地区的军用通信卫星发展主要集中在阿联酋、澳大利亚、巴西、韩国、加拿大、墨西哥、日本、印度、以色列等国家,共计16颗,且均为GEO轨道,在轨能力相对十分有限。

从左表可以看出,其他国家和地区军用通信卫星发展相对偏弱。一方面,从卫星数量上来看,各国卫星数量均较少,最多的为以色列,军民两用卫星达到4颗。另一方面,从在轨能力上来看,基本上不涉及先进的星上处理技术,仅携带多台军用转发器。

发展基本的在轨能力,途径和方式各异

由于其他国家军用卫星通信需求相对有限,且集中在本国国土及周边地区,因而往往解决的是有无问题。此外,考虑到本国航天制造基础工业能力的局限性,其他国家和地区往往采用多种不同的方式来发展本国卫星。

进行天线测试的加拿大阿尼克-G1卫星

其他国家军用通信卫星体系与能力

除日本、印度和以色列具备GEO通信卫星研制能力以外,墨西哥、巴西和澳大利亚等国家均为采购其他国家的卫星。而且,除印度为军用专用卫星以外,日本、以色列、韩国等其他国家均为军民两用形式。除此之外,在其他国家商业卫星上搭载军用通信载荷的情况也逐渐增多。在这方面,澳大利亚开了先河,率先在美国国际通信卫星-22(Intelsat-22)上搭载了军用UHF频段载荷。

2 0 1 4年初,波音公司完成墨西哥“世纪”(C e n t e n a r i o)卫星研制工作。卫星研制完成后将交给墨西哥通信与交通部(S C T),在发射前都由后者负责储存和维护。在墨西哥卫星公司(S A T M E X)被欧洲通信卫星公司(EUTELSAT)并购之后,墨西哥在通信与交通部的领导下建立了墨西哥卫星公司,发展新的通信卫星系统,其空间段包括2颗GEO移动通信卫星和1颗GEO固定通信卫星。波音公司是整个系统的主承包商,利用波音卫星系统-702HP (BSS-702HP)平台研制2颗移动通信卫星。另外一颗固定通信卫星“双世纪”(Bicentenario)则交由轨道科学公司(OSC)研制,并于2012年底成功发射,由电信公司(Telecomm)运管。系统空间段剩余的2颗卫星—“世纪”和莫雷洛斯-3(Morelos-3)计划2015年发射。

6 总体发展趋势

军用卫星通信业务将进一步向更多国家扩散

军用通信卫星系统已成为现代化军用信息系统的重要组成部分,在保障海外作战、特别是空中和海上行动方面,具有不可替代的作用。现在,越来越多的国家认识到军用通信卫星系统的作用,并通过各种方式来获得军用卫星通信能力。以印度和日本为代表的具备一定航天能力的国家,逐步开始发展专门为军队服务的通信卫星系统;以澳大利亚、加拿大和卢森堡等为代表的具有共同军用利益的国家,则通过国际合作的方式获得军用卫星通信能力;以阿联酋、以色列、巴西和墨西哥等为代表的其他国家,则通过军民两用的形式获得军用卫星通信能力。可以预见,未来随着航天技术的进步与应用的深化,将会有越来越多的国家获得并依赖军用卫星通信能力。

体系弹性与系统安全性将成为未来发展主题

随着拥有军用卫星通信能力国家的增多,空间将变得更加拥挤且富有对抗性。军用作战对卫星通信能力依赖性的增加,也将进一步凸显出军用通信卫星系统的脆弱性。未来,军用通信卫星系统将会面临物理攻击、电磁干扰和网络攻击等多种威胁。因此,系统鲁棒性和安全性问题将会日益突出。目前,美军已经提出体系弹性的概念,并开展了初步的研究。从军用通信卫星领域来看,未来发展的详细规划尚不明确,但其转型的思路已经基本确定,未来发展还有待持续的研究。

“双世纪”通信卫星在轨飞行示意图

军商进一步融合,产业公司将发挥更大作用

在军用航天预算普遍削减的背景下,产业界的作用得到凸显。近年来,商业运营商瞄准政府和军方用户,拓展在轨容量,提供定制型服务。欧洲阿斯特留姆公司(现已改为空客防务与航天公司)在运营英国天网-5卫星系统的基础上,采购了“亚塞特卫星”、阿尼克-G1卫星的军用容量,实现了全球覆盖,可灵活满足全球范围内军用卫星通信的需求。

此外,随着通信卫星技术的进步,商用卫星与军用卫星的界线进一步模糊。首先,在频段分布上,从UHF频段一直到Ka频段,几乎都同时部署有军用和商用卫星系统;其次,随着有效载荷搭载方式的逐渐兴起,商业运营商的商用通信卫星开始搭载UHF、X和Ka等军用频段载荷,使得军用卫星与商用卫星越来越难以区分,同时也催生了诸多面向军用用户的定制化卫星通信服务。继美国和西班牙的X星公司(XTAR)之后,国际移动卫星公司(INMARSAT)在研制第5代卫星之初就进行了特殊的规划,其选用的频段使得系统可以与美国的“宽带全球卫星通信”和法意的“雅典娜-费多思”卫星系统互补。欧洲通信卫星公司更是计划在未来商用通信卫星上采用抗干扰技术。未来,产业公司将在政府的扶持和引导下,在军用卫星通信领域发挥更大的作用。

Analysis Of Foreign Military Communications Satellites In 2014

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