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太空部队将使用小型卫星进行地球同步通信

几十年来,军方一直依赖大型、多吨级的卫星从地球静止轨道(GEO)进行全球通信,GEO位于地球上空35000公里处,为连接和安全提供了独特优势。大型卫星仍然是不可或缺的,但美国太空部队现在正转向较小的地球同步轨道平台,以扩大其选择范围。今年夏天正式启动的受保护战术卫星通信全球(PTS-G)计划标志着军方首次在地球静止带部署小型卫星星座的重大尝试。

随着电子战能力在全球范围内的发展,这一转变迫使军事规划者重新思考如何保护关键的通信链路。五角大楼担心,对少数大型昂贵卫星的依赖会给对手带来有吸引力的目标。相比之下,通过PTS-G开创的“群体”方法将风险分散到多个较小的平台上,使对手更难压制通信能力。除了数字增加带来的弹性外,PTS-G还旨在降低成本,改变军事卫星通信的经济状况。更便宜的进入轨道和更具活力的商业部门正在重塑太空部队权衡其选择的方式。

在过去的几年里,发射到地球同步轨道的经济性鼓励建造一些大型、高性能的卫星,而不是许多小型卫星。通过最大限度地利用每次发射,政府和行业运营商可以充分利用有限的发射机会,并确保更换或维修成本高昂的平台的高可靠性。到目前为止,成本较低的小型卫星大多是为低地球轨道(LEO)建造的,并推动了LEO通信的繁荣。尽管低地球轨道具有吸引力,但地球静止卫星仍然具有吸引力,因为它们以较少的平台在大面积上提供连续覆盖。经济也在迅速变化,因为该行业现在正在生产更小、更实惠的地球同步轨道卫星,这些卫星可以更快地生产和发射。

小型卫星技术的进步和对弹性的军事需求的融合为PTS-G奠定了基础,使其成为对小型卫星进行安全军事通信的赌注。太空系统司令部没有在项目的整个生命周期内锁定一个承包商,而是签订了一份价值高达40亿美元的15年无限期交付、无限期数量的合同。五家供应商已被选中竞争后续生产奖项,第一批被称为“Swarm 1”,预计将为该计划的其余部分定下基调。太空系统司令部军事通信与定位、导航和授时项目执行办公室强调,该计划包括使用“商业基线设计”来满足军事需求。

PTS-G旨在使用激增的架构提供安全的宽带,以提供抵御电子战和物理威胁的弹性。小型地球同步轨道卫星(通常为300至1000公斤)也有望实现更快的部署和更大的灵活性。PTS-G卫星必须在X波段和军用Ka波段频率上操作,每种频率都满足不同的运行要求。X波段通信对于其在恶劣天气条件下的可靠性非常重要,而军用Ka波段支持高容量通信,并提供对专门为政府保留的频谱的访问。此外,太空部队希望该计划能够支持运行受保护战术波形(PTW)地面系统软件的卫星网络用户和不运行该软件的用户。

2024年7月,国防部向Astranis、波音、Intelsat、诺斯罗普·格鲁曼和Viasat五家公司授予了一份价值3750万美元的初始任务订单,用于在2026年初完成设计和演示。这种方法打破了五角大楼传统上采购通信卫星的方式,后者通常涉及一家制造商建造少数大型、高度定制的航天器。Astranis首席执行官表示,该公司将提出一种政府所有、商业运营的模式,以利用现有基础设施。波音公司强调其制造商业和军用卫星的经验,包括宽带全球卫星通信(WGS)星座。诺斯罗普·格鲁曼公司表示,其设计将利用商用GEOStar-3卫星进行安全的通信。SES和Viasat作为其他竞争对手,也参与了该计划。

PTS-G项目的时间表很激进。太空部队2026财年的预算申请包括约2.39亿美元的PTS-G资金,用于原型的设计、演示、工程、制造和测试。2026年被选中生产第一批蜂群的人预计将在2028年准备发射。与可能跨越数十年的传统国防采购周期相比,PTS-G正试图将开发和部署压缩到几年内。第二批PTS-G卫星能力的第三次竞赛和奖励计划于2028年举行,计划于2031年发射。

PTS-G的更广泛影响超出了军事通信。如果该计划证明小型地球同步轨道卫星能够有效地提供所承诺的弹性和成本优势,它可能会引发其他卫星计划的更广泛转型。对商业太空能力的日益重视与政府为支持非传统国防公司而进行的更广泛的采购改革相一致。立法提案要求五角大楼在联邦采购中优先考虑商业商品和服务,PTS-G可能成为太空部队可以指向的一个例子。

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