分散式空間體系是近年來(lái)美軍對(duì)于空間系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展新思路的探索。一方面,美國(guó)空軍航天司令部在2013年發(fā)布《彈性與分散空間體系》白皮書,闡述了未來(lái)空間系統(tǒng)建設(shè)的發(fā)展思路;另一方面,美國(guó)國(guó)防部啟動(dòng)多項(xiàng)備選方案分析(AOA),以及技術(shù)驗(yàn)證項(xiàng)目,以評(píng)估“分散”方案的影響。美國(guó)政府問(wèn)責(zé)署(GAO)在調(diào)研國(guó)防部、民用機(jī)構(gòu)、承包商、第三方研究機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上,認(rèn)為“分散”方案對(duì)于幫助國(guó)防部降低采辦成本并提高衛(wèi)星系統(tǒng)彈性的程度仍有待研究,并建議國(guó)防部全面評(píng)估所有影響,制定通用的“彈性”評(píng)估標(biāo)準(zhǔn),以及評(píng)估操作可行性。
《彈性與分散空間體系》白皮書
2013年8月,美國(guó)空軍航天司令部發(fā)布《彈性與分散空間體系》白皮書,借助結(jié)構(gòu)分散、功能分散、搭載載荷、多軌道分布、多領(lǐng)域備份等方式,將天基任務(wù)、功能或傳感器分散到跨一個(gè)或多個(gè)軌道平面、平臺(tái)、宿主或陸海空其他領(lǐng)域的多個(gè)系統(tǒng)之上。采用“分散”方案的目的是使某個(gè)系統(tǒng)體系在面臨系統(tǒng)故障、環(huán)境挑戰(zhàn)或?qū)κ只顒?dòng)時(shí),能夠繼續(xù)提供所需能力,即所謂“彈性”。白皮書認(rèn)為,“分散”是保持領(lǐng)先對(duì)手的新機(jī)遇,這將增加對(duì)手鎖定目標(biāo)的難度,降低對(duì)空間設(shè)施實(shí)施全面攻擊的效果?!皬椥浴毙纬傻耐啬芰Γ蛟S是保護(hù)我們免受攻擊的最好方法。
而對(duì)于空間系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展,美國(guó)國(guó)防部已啟動(dòng)多項(xiàng)研究和技術(shù)驗(yàn)證項(xiàng)目,其中的重點(diǎn)是對(duì)安全(或稱受保護(hù))衛(wèi)星通信服務(wù)、天基紅外后繼系統(tǒng)、天基環(huán)境監(jiān)測(cè)能力的備選方案分析研究。其中,天基環(huán)境監(jiān)測(cè)能力研究已在2013年完成,其他兩個(gè)備選方案分析研究在2015年完成。此外,國(guó)防部還計(jì)劃啟動(dòng)下一代寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)的備選方案分析研究。
2014年夏,美國(guó)國(guó)防部聯(lián)合多個(gè)情報(bào)機(jī)構(gòu)對(duì)美國(guó)面臨的空間環(huán)境進(jìn)行深入評(píng)估,并形成《空間戰(zhàn)略投資組合評(píng)估》(SSPR)報(bào)告。據(jù)美國(guó)航天新聞網(wǎng)2015年5月7日?qǐng)?bào)道,這份評(píng)估報(bào)告認(rèn)為,由于中國(guó)、俄羅斯對(duì)衛(wèi)星系統(tǒng)威脅的緊迫性,“彈性”已成為任何新空間體系結(jié)構(gòu)的首要需求。因此國(guó)防部將“彈性”作為備選方案分析研究的主要考量。
2014年10月,美國(guó)政府問(wèn)責(zé)署發(fā)布《國(guó)防部空間系統(tǒng):需要更多知識(shí)才能更好地支持分散大型衛(wèi)星的決策》報(bào)告,認(rèn)為實(shí)施“分散”方案有利有弊,且該方案對(duì)于幫助國(guó)防部降低采辦成本并提高衛(wèi)星系統(tǒng)彈性的程度仍有待研究。報(bào)告建議國(guó)防部在實(shí)施“分散”方案之前,應(yīng)當(dāng)全面評(píng)估可能帶來(lái)的所有影響,制定通用的“彈性”評(píng)估標(biāo)準(zhǔn),以及拓展驗(yàn)證工作,評(píng)估“分散”方案的操作可行性。該報(bào)告也指出,國(guó)防部官員強(qiáng)調(diào)“分散”僅是未來(lái)空間系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方案之一,除此之外,國(guó)防部也在考慮其他提高空間系統(tǒng)生存能力的方法,如增強(qiáng)衛(wèi)星機(jī)動(dòng)性,增強(qiáng)衛(wèi)星自身防御功能等,以及改進(jìn)或者增加國(guó)防部在建大型多功能衛(wèi)星的能力。
美國(guó)國(guó)防部“分散”方案的備選方案分析
對(duì)于“分散”方案,美國(guó)國(guó)防部開(kāi)展了多種類型的研究,包括備選方案分析、技術(shù)驗(yàn)證項(xiàng)目和備選方案采購(gòu)試驗(yàn)等。其中,備選方案分析研究提供對(duì)于分散式空間體系的初步認(rèn)識(shí),如采用“分散”方案的粗略系統(tǒng)成本,但仍缺少評(píng)估關(guān)鍵因數(shù)如彈性的通用標(biāo)準(zhǔn);技術(shù)驗(yàn)證項(xiàng)目是獲取經(jīng)驗(yàn)的額外方式,但目前已開(kāi)展的驗(yàn)證項(xiàng)目過(guò)多關(guān)注技術(shù)可行性,而對(duì)操作可行性關(guān)注不足。
“分散”方案缺少關(guān)鍵的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)
美國(guó)國(guó)防部評(píng)估“分散”方案的主要措施是開(kāi)展備選方案分析研究,其內(nèi)容包括技術(shù)可行性評(píng)估和成本估計(jì)。已開(kāi)展的研究重點(diǎn)關(guān)注下一代安全衛(wèi)星通信、過(guò)頂持續(xù)紅外(OPIR)感知、氣象監(jiān)測(cè)等任務(wù)領(lǐng)域。其中的氣象監(jiān)測(cè)領(lǐng)域研究已在2013年10月完成,并在2014年9月獲得批準(zhǔn),該項(xiàng)研究建議空軍放棄發(fā)射傳統(tǒng)衛(wèi)星,直接采用新的方法,包括建造較小衛(wèi)星并依靠其他空間設(shè)施(包括非美國(guó)政府的衛(wèi)星)獲取數(shù)據(jù)。美國(guó)空軍啟動(dòng)對(duì)下一代寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)的備選方案分析研究,計(jì)劃在2017財(cái)年預(yù)算中取代現(xiàn)役“寬帶全球衛(wèi)星通信”(WGS)衛(wèi)星。
美國(guó)國(guó)防部、國(guó)家研究理事會(huì)(NRC)、空軍航天司令部、國(guó)家地理空間情報(bào)局(NGA)、蘭德公司等已完成或者正在開(kāi)展具有“分散”應(yīng)用潛力的多項(xiàng)研究,如對(duì)于未來(lái)系統(tǒng)備選方案的聯(lián)合作戰(zhàn)研究、微小衛(wèi)星(質(zhì)量小于300kg)任務(wù)應(yīng)用、衛(wèi)星星座分散對(duì)于發(fā)射的影響,以及國(guó)家安全空間系統(tǒng)威脅評(píng)估等。
美國(guó)國(guó)防部“分散”方案的其他研究
美國(guó)政府問(wèn)責(zé)署評(píng)估報(bào)告認(rèn)為,備選方案分析研究和其他研究仍缺少對(duì)于“彈性”的通用標(biāo)準(zhǔn)。盡管國(guó)防部強(qiáng)調(diào)“彈性”是未來(lái)系統(tǒng)的優(yōu)先要素,并且空軍航天司令部空間與導(dǎo)彈系統(tǒng)中心(SMC)已著手制定對(duì)于特定系統(tǒng)(如過(guò)頂持續(xù)紅外系統(tǒng)和衛(wèi)星通信系統(tǒng))的標(biāo)準(zhǔn)量化評(píng)估方法,但這些標(biāo)準(zhǔn)可能無(wú)法及時(shí)應(yīng)用在備選方案分析研究之中??哲姽賳T表示,“彈性”評(píng)估將采用相對(duì)標(biāo)準(zhǔn),即備選方案的相互比較。
不僅如此,美國(guó)政府問(wèn)責(zé)署在2015年4月發(fā)布的《航天采購(gòu):部分項(xiàng)目已克服原有問(wèn)題,但未來(lái)仍存在挑戰(zhàn)和不確定性》報(bào)告認(rèn)為,美國(guó)國(guó)防部的備選方案分析研究有可能顯著改變國(guó)防部提供能力的方式,不僅將影響衛(wèi)星設(shè)計(jì),而且影響地面系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、用戶設(shè)備,以及工業(yè)基礎(chǔ),但上述研究已經(jīng)超出預(yù)期幾個(gè)月,而且國(guó)防部完成備選方案分析研究并就如何實(shí)施達(dá)成共識(shí)的時(shí)間愈長(zhǎng),其選擇范圍受限愈多。報(bào)告稱,如果不能夠及時(shí)決策,國(guó)防部可能被迫采用現(xiàn)有方法研發(fā)下一代系統(tǒng),從而確?,F(xiàn)有系統(tǒng)的有效連續(xù)性。面對(duì)參議院武裝力量戰(zhàn)略分委員會(huì)的質(zhì)詢,美國(guó)空軍部長(zhǎng)黛博拉·李·詹姆斯表示,這些備選方案分析的研究周期超出預(yù)期,但這種延遲也將有助于更好地考慮下一代衛(wèi)星系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。
2014年夏,美國(guó)國(guó)防部聯(lián)合多個(gè)情報(bào)機(jī)構(gòu)對(duì)美國(guó)面臨的空間環(huán)境進(jìn)行深入評(píng)估,并形成《空間戰(zhàn)略投資組合評(píng)估》。有報(bào)道指出,這份評(píng)估報(bào)告認(rèn)為,由于中國(guó)、俄羅斯對(duì)衛(wèi)星系統(tǒng)威脅的緊迫性,“彈性”已成為任何新空間體系結(jié)構(gòu)的首要需求。因此國(guó)防部將“彈性”作為備選方案分析研究的主要考量。
作戰(zhàn)響應(yīng)空間-3發(fā)射結(jié)構(gòu)圖
在過(guò)去3年對(duì)下一代衛(wèi)星系統(tǒng)備選方案的分析過(guò)程中,美國(guó)空軍逐漸得到一些其他想法,如多個(gè)聯(lián)邦部門參與的“全政府”方法,并且正在開(kāi)展持續(xù)研究。在國(guó)防部完成空間投資組合評(píng)估之后,美國(guó)空軍更加傾向于采取更廣泛的“空間防護(hù)”方案,而且國(guó)防部也決定在未來(lái)5年增加50億美元用于開(kāi)展秘密項(xiàng)目的空間防護(hù)活動(dòng)。2015年4月,美國(guó)空軍負(fù)責(zé)采購(gòu)的副部長(zhǎng)助理艾倫·帕夫利克夫斯基進(jìn)一步表示,“分散”目前僅是更廣泛空間防護(hù)方案中的一種。
技術(shù)驗(yàn)證項(xiàng)目評(píng)估技術(shù)可行性,但未關(guān)注操作可行性
美國(guó)空軍航天司令部空間與導(dǎo)彈系統(tǒng)中心、國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)已分別開(kāi)展多個(gè)分散式空間體系的技術(shù)驗(yàn)證項(xiàng)目。部分項(xiàng)目如“商業(yè)搭載有效載荷”(CHIRP)飛行驗(yàn)證項(xiàng)目、“系統(tǒng)分離模塊航天器”(F6)計(jì)劃已在2013年中止,目前仍在開(kāi)展的項(xiàng)目有空間與導(dǎo)彈系統(tǒng)中心“空間現(xiàn)代化倡議”下的多個(gè)項(xiàng)目,以及國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局“空中發(fā)射輔助太空進(jìn)入”、試驗(yàn)型太空飛機(jī)-1(XS-1)等項(xiàng)目。此外,負(fù)責(zé)航天采購(gòu)的空間與導(dǎo)彈系統(tǒng)中心也在試驗(yàn)備選方案的采購(gòu)方式,如“空間環(huán)境納衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)”(SENSE)、“搭載載荷方案”(HoPS)計(jì)劃等。
“空間現(xiàn)代化倡議”旨在研發(fā)維持或者改進(jìn)現(xiàn)有軍事能力的經(jīng)濟(jì)可承受方案。針對(duì)“先進(jìn)極高頻”(AHF)、“天基紅外系統(tǒng)”項(xiàng)目已開(kāi)展的研究可支持分散式空間系統(tǒng)體系,如驗(yàn)證將“先進(jìn)極高頻”系統(tǒng)的安全戰(zhàn)術(shù)、安全戰(zhàn)略衛(wèi)星通信能力進(jìn)行分離,以及“天基紅外系統(tǒng)”的數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)、紅外傳感器和搭載載荷等。
“空中發(fā)射輔助太空進(jìn)入”、試驗(yàn)型太空飛機(jī)-1等技術(shù)驗(yàn)證項(xiàng)目旨在研發(fā)針對(duì)小衛(wèi)星的低成本、快速發(fā)射技術(shù),但各有側(cè)重。其中,“空中發(fā)射輔助太空進(jìn)入”項(xiàng)目計(jì)劃研制一種一次性運(yùn)載火箭,無(wú)需特殊的發(fā)射集成活動(dòng),且使質(zhì)量約為45kg衛(wèi)星的發(fā)射成本低于100萬(wàn)美元(由于兩次機(jī)載系統(tǒng)燃料試驗(yàn)失敗,近期,美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局宣布取消“空中發(fā)射輔助太空進(jìn)入”計(jì)劃);“試驗(yàn)型太空飛機(jī)”項(xiàng)目計(jì)劃驗(yàn)證可重復(fù)使用的第一級(jí)運(yùn)載火箭,使業(yè)務(wù)衛(wèi)星系統(tǒng)的發(fā)射成本低于500萬(wàn)美元。
“空間環(huán)境納衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)”項(xiàng)目旨在驗(yàn)證小衛(wèi)星的經(jīng)濟(jì)可承受性和快速部署能力。該項(xiàng)目采用商用貨架產(chǎn)品(COTS)電子器件,從而具備大批量衛(wèi)星的快速生產(chǎn)能力,并利用自主運(yùn)行的地面架構(gòu),實(shí)現(xiàn)運(yùn)行控制人員的最小化。2顆“空間環(huán)境納衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)”衛(wèi)星已作為作戰(zhàn)響應(yīng)空間-3(ORS-3)任務(wù)的次級(jí)載荷于2013年11月發(fā)射,但在入軌后出現(xiàn)多種狀況,如太陽(yáng)電池翼無(wú)法展開(kāi),其中一顆衛(wèi)星在2015年3月已在大氣再入過(guò)程中墜毀。這也反映出商用器件可能存在的空間環(huán)境適應(yīng)性問(wèn)題。
“搭載載荷方案”計(jì)劃旨在利用商業(yè)采購(gòu)(周期約為2~3年)開(kāi)發(fā)進(jìn)入空間的經(jīng)濟(jì)可承受和可重復(fù)生產(chǎn)的方式??哲娨严?4家公司授出固定成本、不固定交付/數(shù)量的研制合同,要求開(kāi)發(fā)在軌搭載載荷系統(tǒng),以及向終端用戶交付政府載荷數(shù)據(jù)的綜合地面系統(tǒng)。
這些技術(shù)驗(yàn)證項(xiàng)目取得了技術(shù)評(píng)估和有價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)。例如“商業(yè)搭載有效載荷”項(xiàng)目驗(yàn)證了新型紅外傳感器技術(shù)在過(guò)頂持續(xù)紅外任務(wù)的應(yīng)用,以及商業(yè)衛(wèi)星技術(shù)對(duì)于任務(wù)的支持能力,而美國(guó)國(guó)防部認(rèn)識(shí)到,未來(lái)的搭載載荷任務(wù)需要在發(fā)射和集成之前完成載荷升級(jí),以避免進(jìn)度延遲,并節(jié)省成本。美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局表示,“系統(tǒng)分離模塊航天器”計(jì)劃表明缺乏明確的任務(wù)需求導(dǎo)致無(wú)法直接形成業(yè)務(wù)系統(tǒng),并且為“分散”方案提供經(jīng)驗(yàn),如開(kāi)發(fā)管理多顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)管理路由協(xié)議等。
但美國(guó)政府問(wèn)責(zé)署評(píng)估報(bào)告認(rèn)為,上述技術(shù)驗(yàn)證項(xiàng)目沒(méi)有關(guān)注到操作可行性,例如,一項(xiàng)潛在的技術(shù)或者設(shè)計(jì)變化對(duì)于項(xiàng)目管理的影響;地面終端和控制站等相關(guān)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生哪些變化;分散衛(wèi)星系統(tǒng)的數(shù)據(jù)如何集成和共享;以及如何保障商業(yè)或者外國(guó)衛(wèi)星搭載載荷的信息安全性等。
“空中發(fā)射輔助太空進(jìn)入”示意圖
在調(diào)研國(guó)防部、民用機(jī)構(gòu)、承包商、第三方研究機(jī)構(gòu)等35個(gè)部門/機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上,美國(guó)政府問(wèn)責(zé)署從經(jīng)濟(jì)可承受性和生命周期成本、彈性、能力、采辦流程、工業(yè)基礎(chǔ)等方面評(píng)估并形成了“分散”方案影響的要素清單。
經(jīng)濟(jì)可承受性和生命周期成本
經(jīng)濟(jì)可承受性是指在全生命周期生產(chǎn)和支持一個(gè)航天項(xiàng)目的可行性,并確保成本處于預(yù)算之內(nèi)。項(xiàng)目的全生命周期成本包括了所有可能與項(xiàng)目相關(guān)的直接和間接成本,如研發(fā)、投入、運(yùn)行、支持以及棄置成本。
美國(guó)政府問(wèn)責(zé)署報(bào)告指出,“分散”方案在經(jīng)濟(jì)可承受性和生命周期成本方面可能帶來(lái)的益處有:①衛(wèi)星需求的增加可吸引新的競(jìng)爭(zhēng)者,可降低采購(gòu)成本;②小衛(wèi)星復(fù)雜程度低,可縮短研發(fā)、生產(chǎn)時(shí)間以避免進(jìn)度延遲,否則會(huì)導(dǎo)致成本超支;③衛(wèi)星生產(chǎn)率更連貫可降低單位成本,并形成可更好預(yù)測(cè)的項(xiàng)目基線;④較小衛(wèi)星可采用低成本發(fā)射方案,如利用商業(yè)運(yùn)載火箭搭載發(fā)射,或者更輕、更小的有效載荷可獨(dú)立發(fā)射,也可采用寄宿載荷方案;⑤復(fù)雜程度低的衛(wèi)星可降低技術(shù)研發(fā)、集成及發(fā)射風(fēng)險(xiǎn),從而降低總成本;⑥如果“分散”方案涉及把戰(zhàn)略能力和戰(zhàn)術(shù)能力分散到不同的衛(wèi)星上,國(guó)防部可更多地關(guān)注與戰(zhàn)略能力相關(guān)的要求多、成本高的需求(如核攻擊的生存能力),并充分利用商業(yè)市場(chǎng),獲得要求少、成本低的戰(zhàn)術(shù)能力,因此可以降低總成本。
可能存在的弊端有:①?gòu)默F(xiàn)有的衛(wèi)星系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)渡到“分散”方案,在短期內(nèi)可能會(huì)增加成本,并且同時(shí)支持原有系統(tǒng)與新系統(tǒng)之間的互操作性,可能會(huì)重復(fù)建設(shè)地面系統(tǒng)。在預(yù)算緊縮情況下,過(guò)渡成本可能過(guò)高。②衛(wèi)星數(shù)量的增加可能需要更多、更復(fù)雜的地面系統(tǒng)(包括用戶終端),需要更頻繁地升級(jí)地面系統(tǒng),這些增加了全生命周期成本。③衛(wèi)星或者有效載荷的增加也需要相應(yīng)增加發(fā)射次數(shù),從而增加發(fā)射成本。④使用更小且不復(fù)雜的衛(wèi)星可能需要足夠多的衛(wèi)星才能實(shí)現(xiàn)相同水平的能力,如此整個(gè)系統(tǒng)將更加昂貴。⑤更多的衛(wèi)星可能導(dǎo)致同時(shí)進(jìn)行多個(gè)項(xiàng)目和合同,導(dǎo)致設(shè)計(jì)工程的一次性成本整體增長(zhǎng)。⑥如果有效載荷沒(méi)有按時(shí)就緒,那么使用搭載載荷就涉及到重新選擇宿主衛(wèi)星、更改發(fā)射時(shí)間的費(fèi)用和罰金。
諾格公司設(shè)計(jì)的試驗(yàn)型太空飛機(jī)-1示意圖
彈性
根據(jù)美國(guó)國(guó)防部的定義,彈性是指在對(duì)手采取措施或者不利條件下,空間系統(tǒng)具備支持任務(wù)必需功能的能力。
“分散”方案在彈性方面可能帶來(lái)的益處有:①衛(wèi)星功能分布在多個(gè)平臺(tái)上,而非集中在幾顆衛(wèi)星上,可能會(huì)使對(duì)手攻擊全部資產(chǎn)的難度增加;②相比于毀壞或者損失一顆大型的多功能衛(wèi)星,損失一顆小衛(wèi)星或者有效載荷,能力損失也較??;③更小且更容易建造的衛(wèi)星或者有效載荷,能提高對(duì)損失衛(wèi)星或者有效載荷的快速重建能力;④如果“分散”方案涉及國(guó)際伙伴關(guān)系,對(duì)手不太可能攻擊共有資產(chǎn)導(dǎo)致沖突迅速升級(jí)。
可能存在的弊端有:①對(duì)手更有可能攻擊小型戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星,認(rèn)為此舉升級(jí)敵對(duì)沖突的風(fēng)險(xiǎn)較低;②使用更多的衛(wèi)星或者有效載荷意味著國(guó)防部需要保護(hù)更多的空間資產(chǎn)和地面資產(chǎn)免受攻擊,此外,對(duì)手攻擊多顆衛(wèi)星,未必負(fù)擔(dān)不起;③衛(wèi)星大量增加,空間環(huán)境將更加擁擠,空間碎片可能增加,損害其他在軌資產(chǎn);④搭載載荷將使國(guó)防部面臨額外的信息安全問(wèn)題,例如,國(guó)防部可能需要采取額外的措施,確保搭載在國(guó)外或者商業(yè)衛(wèi)星的有效載荷提供數(shù)據(jù)的安全可靠性。
能力
能力是指執(zhí)行特定行動(dòng)的能力。對(duì)于“分散”方案是否能夠增強(qiáng)空間系統(tǒng)能力仍持有不同意見(jiàn):美國(guó)部分專家認(rèn)為,“分散”方案可提供采用新技術(shù)的機(jī)會(huì);而反對(duì)意見(jiàn)則認(rèn)為,缺少多載荷的綜合能力會(huì)降低衛(wèi)星的整體能力。
“分散”方案在能力方面可能帶來(lái)的益處有:①更多、更小的衛(wèi)星或者有效載荷可形成常規(guī)的有計(jì)劃的技術(shù)嵌入節(jié)點(diǎn),減少部署增強(qiáng)型能力的時(shí)間;②混合星座的小規(guī)模分布式能力,以及更堅(jiān)固系統(tǒng)的抗核攻擊和其他威脅能力,使獨(dú)立的有效載荷能更好地滿足特定需求;③制造復(fù)雜程度低的衛(wèi)星能快速提供能力,更有效地應(yīng)對(duì)突發(fā)需求,在按所需時(shí)間和地點(diǎn)提供能力方面,具有更大的靈活性;④建造更多且復(fù)雜程度低的衛(wèi)星可使國(guó)防部有機(jī)會(huì)利用商業(yè)產(chǎn)品和系統(tǒng),這些產(chǎn)品已經(jīng)過(guò)市場(chǎng)測(cè)試,例如,國(guó)防部可使用商業(yè)現(xiàn)貨的技術(shù),如衛(wèi)星控制運(yùn)行軟件系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)支持國(guó)防部系統(tǒng);⑤衛(wèi)星和有效載荷可選擇多個(gè)供應(yīng)商,有助于防止出現(xiàn)波及整個(gè)星座的系統(tǒng)故障—單個(gè)有效載荷或者設(shè)備的隱患能夠被限定在星座局部范圍內(nèi)。
可能存在的弊端有:①衛(wèi)星增多和頻繁的技術(shù)嵌入可能超過(guò)現(xiàn)有用戶設(shè)備和地面系統(tǒng)(提供衛(wèi)星控制和數(shù)據(jù)處理)的能力,可能會(huì)阻礙最終用戶獲得增強(qiáng)后的能力,例如,可能更難以判定數(shù)據(jù)來(lái)源,難以為適當(dāng)用戶集成和分發(fā)數(shù)據(jù)。②系統(tǒng)簡(jiǎn)化可能導(dǎo)致衛(wèi)星功能受限。例如,有些功能需要較高功耗和復(fù)雜組件,而較小的衛(wèi)星無(wú)法承載。③如果有效載荷分散,系統(tǒng)可能會(huì)喪失大型、多功能系統(tǒng)提供的能力,例如,戰(zhàn)略載荷可能不再能夠支持多重任務(wù),戰(zhàn)術(shù)載荷可能會(huì)失去戰(zhàn)略衛(wèi)星具備的抗輻射保護(hù)能力。④在向新系統(tǒng)過(guò)渡期間,原有系統(tǒng)和新系統(tǒng)之間的互操作性可能受限,很可能會(huì)限制向最終用戶交付新增的能力。⑤國(guó)防部現(xiàn)有的主要發(fā)射基礎(chǔ)設(shè)施(漸進(jìn)一次性運(yùn)載火箭系統(tǒng))可能無(wú)法適應(yīng)分散式小衛(wèi)星的頻繁發(fā)射,對(duì)于寄宿載荷,由于缺少部署在特定軌位的商業(yè)衛(wèi)星,可能難以找到搭載機(jī)會(huì)。⑥增加更多衛(wèi)星和新技術(shù),可能會(huì)使衛(wèi)星、終端,以及地面系統(tǒng)進(jìn)度安排同步化變得復(fù)雜,這對(duì)為最終用戶供給能力造成限制。⑦當(dāng)前項(xiàng)目使用的地面系統(tǒng)仍在開(kāi)發(fā)中,系統(tǒng)能力尚未被完全開(kāi)發(fā)和利用。轉(zhuǎn)移到一個(gè)新系統(tǒng),可能會(huì)取代對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)新增功能的使用。⑧如果政府的有效載荷搭載在商業(yè)衛(wèi)星上,那么政府不能控制衛(wèi)星,而只能接受較低水平的能力以及信息保障,此外,傳感器和宿主衛(wèi)星可能面臨兼容問(wèn)題,這也將限制載荷能力。⑨增加大量的衛(wèi)星,用于軍事通信的無(wú)線電頻譜的可用率將受到限制,而且協(xié)調(diào)頻率會(huì)變得更加困難,同樣,衛(wèi)星間的無(wú)線電頻譜干擾,特別是通信衛(wèi)星之間的干擾可能會(huì)變得更加普遍。
采辦流程
采辦流程是指從國(guó)防部購(gòu)買、研發(fā)、生產(chǎn)國(guó)防系統(tǒng)到向作戰(zhàn)人員提供能力的途徑。
“分散”方案在采辦流程方面可能帶來(lái)的益處有:①國(guó)防部可更頻繁地使用創(chuàng)新型業(yè)務(wù)實(shí)踐,這可能提高整個(gè)采辦績(jī)效;②國(guó)防部可分別尋求有效載荷和衛(wèi)星平臺(tái),使采辦更加得當(dāng);③擁有穩(wěn)定生產(chǎn)率的小項(xiàng)目可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的投資組合,避免大項(xiàng)目特有的大投資峰值,在預(yù)算縮減環(huán)境下,后者有時(shí)會(huì)導(dǎo)致預(yù)算削減,調(diào)配給其他優(yōu)先項(xiàng)目。
可能存在的弊端有:①“分散”可能需要更快速的需求開(kāi)發(fā)和審核,超出當(dāng)前需求流程的許可范圍;②國(guó)防部可能需要采辦多顆衛(wèi)星,而不是一顆,這可能使采辦進(jìn)度管理難度加大,此外,更多研發(fā)和生產(chǎn)合同可能使項(xiàng)目辦公室的管理更加復(fù)雜,需要增加對(duì)承包商的監(jiān)督;③由于缺乏擔(dān)保資金,以及未來(lái)投資存在不確定性,商業(yè)供應(yīng)商可能會(huì)失去信心,不再尋求與國(guó)防部簽署搭載載荷或者提供衛(wèi)星服務(wù)的合同;④數(shù)量眾多的小型采辦項(xiàng)目可能使國(guó)防部的協(xié)調(diào)監(jiān)督、防止重疊與重復(fù)的能力復(fù)雜化。
工業(yè)基礎(chǔ)
工業(yè)基礎(chǔ)是指生產(chǎn)和維持美國(guó)軍事服務(wù)或者裝備的能力。
“分散”方案在工業(yè)基礎(chǔ)方面可能帶來(lái)的益處有:①更穩(wěn)定的需求,以及更高的生產(chǎn)率,有助于業(yè)務(wù)穩(wěn)定,刺激創(chuàng)新,激勵(lì)新公司進(jìn)入市場(chǎng);②增加產(chǎn)量可分配給多個(gè)供應(yīng)商,包括傳統(tǒng)的低層供應(yīng)商,培養(yǎng)更多的競(jìng)爭(zhēng)者;③采辦時(shí)間縮短,使工程師和項(xiàng)目經(jīng)理能更快、更頻繁地經(jīng)歷完整的項(xiàng)目周期,從而提高技能發(fā)展。
可能存在的弊端有:①低層供應(yīng)基礎(chǔ)在短期內(nèi)可能缺乏能力或者知識(shí)庫(kù),無(wú)法以更高、更常規(guī)的生產(chǎn)率生產(chǎn)分散式衛(wèi)星;②更多選用低層供應(yīng)商可能會(huì)瓦解當(dāng)前工業(yè)基礎(chǔ)中的傳統(tǒng)供應(yīng)商,爭(zhēng)奪有限的政府資金,此外,大型主承包商(具備更多的系統(tǒng)建造經(jīng)驗(yàn))可能會(huì)喪失技能和經(jīng)驗(yàn)。
美國(guó)政府問(wèn)責(zé)署評(píng)估報(bào)告表明美國(guó)國(guó)防部對(duì)于發(fā)展“分散”空間系統(tǒng)尚未做好充分準(zhǔn)備,仍需要深入研究方案的具體實(shí)施以及可能產(chǎn)生的影響。國(guó)防部正在考慮更廣泛的“空間防護(hù)”方案也說(shuō)明“分散”方案并不是美國(guó)現(xiàn)階段實(shí)現(xiàn)彈性威懾能力的惟一方案。然而,無(wú)論采用“分散”方案還是其他空間防護(hù)方案,“彈性”將是美國(guó)未來(lái)空間系統(tǒng)的首要考量因素,用以應(yīng)對(duì)美國(guó)政府所強(qiáng)調(diào)的不斷加劇的空間安全環(huán)境威脅,確保國(guó)防部和情報(bào)機(jī)構(gòu)可以隨時(shí)使用其空間系統(tǒng),使美國(guó)繼續(xù)保持空間作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)。