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美军最新《太空测试体系愿景》太空数字靶场建设专项计划出炉!

学术plus观察员 学术plus 2022-10-21

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2022年5月10日,美国太空军发布《太空测试体系愿景》(Space Test Enterprise Vision)。为了提高美国太空系统开发和交付能力,保持领先地位,该愿景提出美国太空军测试体系必须不断发展,最大限度地提高服务效率,建立在对抗环境中作战所需的组织、专业测试队伍和基础设施,以满足对抗及作战环境中的需求。同时,还为太空军能力集成制定专项计划,旨在提高在相关的作战时间表内快速交付的核心作战能力。本文对此进行详细译介与评析,仅供参考。




美国太空军发布《太空测试体系愿景》

作者:学术plus高级观察员   潜行,文文子


本文主要内容及关键词1.美国太空军测试体系愿景:综合测试理念(联通开发测试与作战测试,统一资源和权限);主体机构与任务责任划分2.实施举措:建立测试组织机构(总体负责,统一协调领导);发展太空测试专业队伍;建设太空测试基础设施(数字测试模型/商业航天能力/投资采购路线图)3.评述:目标明确旨在提升太空作战的核心战斗力;为太空测试体系提供战略指导;加速“数字靶场”新模式(数字孪生技术+测试架构二合一+预算与行业支持);推动太空军测试方式变革,形成独特太空测试文化;但仍需多方面将需要长期、稳定的实践和努力

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谁在做?美太空军太空训练与战备司令部将在发展综合测试部队与靶场基础设施方面发挥关键作用。
“二合一”综合靶场。太空军致力于建立测试机构,简化开发和作战测试,将军事武器系统的开发测试和作战测试合并为一项测试活动;还计划建立国家太空测试与训练综合体,结合高保真虚拟测试能力和在轨测试场。
全面战略指导。该愿景表达了太空军的意图,为太空军在太空能力生命周期和整个测试体系(包括组织、劳动力、基础设施、采办和运营)中集成开发和作战测试与评估活动提供战略指导。

 

1.愿景

美国太空军测试体系愿景


1.1 太空军测试体系目标

美国太空军测试体系的目标是:快速推动基于数据决策,最大限度地提高太空军为联合部队和国家提供天基能力的灵活性和效率。太空军将在能力的整个生命周期和整个测试体系(组织、员工、基础设施、采办和作战)中,最大限度地整合开发和作战测试与评估活动。各级监管机构有权行使其权力,帮助发展和扩大美国太空军测试体系,以实现太空作战愿景。

1.2  太空军“综合测试理念”

美国太空军综合测试理念是太空军测试和评估服务的基本理念与方法,旨在开发测试和作战测试之间架起桥梁,以便在面临快速演变的威胁时,尽早尽快可靠交付打赢战争的能力。
综合测试是一种协作的、可定制的、响应性强的测试方法,具体工作包括:实验、开发测试、作战测试、战术、技术和项目验证、武器系统评估项目,可为系统性能及其有效性、适用性、可持续性和生存性的独立评估提供共享数据,从而促进系统开发的早期作战投入,同时可加深开发者对系统预期用途的认识。综合测试的核心不同于以前的方法,它将资源和权限统一起来,以便在统一领导下进行详细的测试规划和执行,实现工作统一性,而不是试图迫使不同组织之间进行协调。
美国太空军将综合测试作为其测试方法,集成到太空军的理念、组织、劳动力和基础设施等各个层面中,包括从战略层面到战术层面;从系统和体系级到单个系统和组件级。其中,太空军的测试专家将是整个系统生命周期的积极参与者,从需求定义到项目开始,再到能力开发、部署和维护。测试人员应熟悉项目里程碑节点。

1.3 太空测试主体机构与任务责任

《太空作战计划指南》于2020年11月11日发布,其中确立了两项关键的测试相关责任:

  • 太空系统司令部(SSC)负责太空军太空系统的开发测试、发射和在轨检查,以及与其他太空开发活动的集成,包括与多国合作伙伴的协调能力开发。

  • 太空训练和战备司令部(STARCOM)将对系统进行作战测试和评估,以交付准备在作战域取得成功的战备太空军。

《太空测试体系决策概要》进一步细化了与实施太空军的综合测试理念相关的责任:
  • 太空训练和战备司令部是执行综合测试的领导机构,并正在成为太空军的作战测试机构;
  • 太空训练和战备司令部将增加支持开发测试和作战测试工作所需的政府综合测试人员,并领导以任务为中心的综合测试部队(ITF)的建立和管理;
  • 综合测试部队作为太空测试的基本测试执行要素,提供独立的管理作战适应性、有效性和生存能力评估。
最新的《太空测试体系愿景》强调了太空军各组织之间的努力和协作,以及跨军种的组织在之间的协作和支持义务:
  • 太空军测试体系领导实施综合测试工作。太空测试体系是太空军专用资源,满足其测试体系需求,包括项目之间常见的测试需求以及系统体系和多域能力。测试体系与太空军首席人力资本官共同管理专业测试团队,包括发展专业测试团队所需的测试与评估培训机会。测试体系与太空军首席作战官合作,领导太空军外国装备项目,确保在太空军测试体系中有可信的代表。

  • 太空系统司令部领导并资助开发测试和评估支持太空系统司令部采购计划。太空系统司令部配备首席开发测试人员和承包商测试监督人员。太空系统司令部为综合测试部队提供资源、人员和共同监督,并将修改合同,包括主承包商参与太空军综合测试体系。

  • 太空训练和战备司令部领导建立跨域指挥综合测试部队,利用内部和外部现有资源进行综合测试。在太空训练和战备司令部内部,测试Delta,Delta12,提供大部分政府测试劳动力,测试和评估中队形成了综合测试部队的核心。靶场和中队Delta,Delta 11拥有和操作测试基础设施,包括国家太空测试和训练中心(NSTTC),执行一系列必需的测试活动。此外,为了促进测试的有效执行和资源配置,太空训练和战备司令部作为服务中心,保持对独立政府测试工作的全面了解,包括开发测试、作战测试、战术、技术和项目验证、武器系统评估项目活动。

  • 太空作战司令部(SpOC)参与综合测试部队并操作太空系统以支持综合测试。太空作战司令部将建立作战人员职业生涯管理,支持测试和作战之间的交叉流动,与测试劳动力管理保持一致。

  • 太空作战分析中心(SWAC)开发未来的部队设计,并使部队设计分析可用于测试团体,同时也接收测试数据以更新部队设计。太空作战分析中心执行测试和演示以产生数据来支持部队设计决策,也得到测试团体的支持。最终,美国太空军部队的设计,通过太空作战分析中心牵头的分析、建模和演示,将通过项目完成综合测试所获得的知识进行验证,创建太空军能力交付的闭环模型。


2.实施举措


2.1 建立测试的组织机构

2.1.1 综合测试部队:总体负责,统一协调领导

综合测试部队负责在太空军和任务伙伴系统的整个生命周期内的测试,支持详细的测试计划和执行,突出了早期作战人员参与测试和开发活动的影响。该部队可将跨职能测试人员和资源集中在任务区重点和责任范围内的统一领导下,以执行DODI 5000.89和DAFI 99-103定义的政府开发、运作、综合和生命周期测试与评估要求。
综合测试部队正在发展独立的管理测试能力,包括太空能力的战役级测试,包括对项目办公室(用于开发测试)、太空训练和战备司令部(用于作战测试规划)、太空作战司令部(用于提供建议)和测试与评估(用于监督项目)做出响应。
综合测试部队结构的目的是建立一种机制,允许综合测试部队主任领导特定任务区的管理测试工作的执行,同时有效地利用承包商测试。每个综合测试部队都创建了一个常设的测试资源库,并在一个任务区域内集成了可被多个项目利用的专业知识。
2.1.2 综合测试小组(ITTs):针对客户需求,测试特定能力
由DODI 5000.89和DAFI 99-103定义的综合测试小组(ITTs)在计划和协调综合测试计划中起着关键作用。综合测试小组将通过与综合测试部队的“客户-供应商”关系来创建项目特定的能力测试团队,以对开发测试、作战测试、战术、技术和项目验证工作进行详细的规划和执行。
在开始阶段,该计划的综合测试小组将利用常设任务区综合测试部队来协助简化综合测试工作,获得测试资源,并在一个协调的任务区内了解其他当前和以前计划的测试能力。此外,这种结构鼓励早期作战人员的投入,既包括分配给综合测试部队的测试作战人员,也包括与综合测试部队联合的作战中队,以支持作战测试。

2.2 发展一支专业的太空测试队伍(能力缺口,人才培养)
太空域的争议性促使太空军要培养一支强大队伍,可熟练掌握生存能力测试、项目验证和战术发展等全生命周期的核心测试能力。目前最大且最为紧迫的能力缺口是在系统体系和生存能力测试方面的管理技能。
专业的太空测试队伍须由操作太空系统所必需的跨职能专业知识人员组成,经过严格的测试和评估方法的训练,并具备探索系统性能的技能、工具和思维方式。专业的太空测试课程是培养具有专业知识深度的顶级测试人员的必要步骤。
  • 2021年,太空军与美国空军试飞员学校联合开设了为期12周的太空测试基础课程。在未来五年内,太空军将把这门课程发展成为一门为期一年、可授予学位的专业太空测试课程。这种教育将对太空军所有职业领域的军官、士兵、作战、采办、工程、情报和网络人员开放。

  • 未来,太空军将为所有测试人员提供广泛的基础测试培训。除了国防采办大学(DAU)和数字大学提供的资源外,还必须发展独特的太空测试文化,在这种文化中,测试人员能够流利地使用数字测试语言,并了解实施稳健验证、验证、测试、测试、测试和测试的复杂性以及认证过程,以提供一个基于模型/仿真环境,能够支持严格的评估。

  • 此外,作为一项服务,须将专业的太空测试团队整合到体系人才管理框架中,并将太空测试从被视为“特殊经验”转变为具有宝贵专业知识的关键团队组成部分,必须对其进行培养和有意开发。

2.3 建设太空测试基础设施
太空军须提供一个可快速配置的、经过验证的太空测试基础设施,从而能够训练作战人员、加快能力交付,支持美国太空军有效应对威胁演变等任务。
2.3.1 模型验证:数字测试框架
太空军须将焦点须从需求验证转移到模型验证,目的是利用新兴技术创建一个可信的数字测试框架与体系,用来评估典型的、威胁密集的环境能力,对系统的能力和局限性有一定的置信度。太空测试和训练中心组织架构使太空军能够建立一个经认可的、国家安全太空体系的数字展现形式,并可以精简、高效的,并可与其他联合测试基础设施互操作,支持太空军的开发测试、作战测试和高级培训。
2.3.2 商业航天公司将促进能力快速交付
商业航天公司也将为联合作战提供相关支撑,数字化联合作战环境的能力允许进行实时训练演习,并能够再现以前在特定太空演习中只能以受限方式发生的事件。这将提升测试和人员培训的有效性,还能降低成本,加快向作战人员交付最佳作战能力。
2.3.3 采购保障与投资路线图

开发太空测试和训练中心是采办、测试和作战部门的共同责任,由采办专业人员进行采办,由太空训练和战备司令部进行优先排序和运营。

太空系统司令部:太空测试和训练中心基础设施的主要采购机构。

太空测试和训练中心项目办公室(计划成立)与太空训练和战备司令部靶场同处一地,以加强对靶场作战动态需求的响应。

太空训练和战备司令部:太空测试和训练中心交付是其核心能力,以此评估太空军在作战现实、威胁代表环境中的能力。除了运营靶场外,该部还须制订《太空测试和训练中心投资路线图》。

在服务级别上,美国空军测试体系(由美国太空军测试体系支持)按照空军部长作为空军部高级测试执行官的授权,对太空测试和训练中心资源进行监督,倡导太空测试和训练中心能力,并提供军种和联合级别的集成。


3.分析研判


3.1 《太空测试体系愿景》为太空测试体系提供战略指导

美国太空军发布的《太空测试体系愿景》表达了太空军的最新发展意图,将为太空测试体系的建立、开发测试和作战测试及评估工作提供战略指导。该愿景以保持美国在太空领域的领先地位为目标,通过建立综合测试方法和测试组织、发展专业太空测试队伍、建设太空基础设施,推动测试体系的不断发展和完善,应对面临的威胁环境及出现的新技术和新能力,支持太空军的能力集成,快速交付可靠的核心作战能力,实现太空作战愿景。

3.2 美国太空军将开启加速推进“数字靶场”新模式

技术基础。“数字靶场”通过“数字孪生”技术,把传统的需要进行的两次单独的开发测试和作战测试融入单一的综合测试活动中,减少对开发测试和作战测试的要求,有助于降低成本并加快获取新能力的速度。

测试架构整合。过向太空系统司令部提供开发测试数据,太空训练和战备司令部进行作战测试和评估,“数字靶场”将探索整合开发测试和作战测试工作,将以更高效、更快速地完成采购过程中的测试部分。美国太空军一直在与国防部作战测试和评估办公室合作,制定其测试计划。太空训练和战备司令部也在努力为未来的国家太空测试和训练综合体开发“架构”。太空系统司令部和太空作战与分析中心也在采取措施促进相关机构进行建模和仿真。

预算支持与行业合作。太空军已在2023财年预算申请8900万美元,专门用于加强测试和评估体系,并可能会在未来几年增加投资,用以启动国家太空试验训练中心的设计和开发,包括用于虚拟测试和培训的数字环境,以及真实测试的硬件。预算中还有额外的资金用于测试和培训。此外,太空军还规避了《外层空间条约》限制,帮助受训人员使用数字孪生模型进行测试和培训,在数字域进行测试和在轨训练。太空军还将寻求行业合作伙伴的帮助,将美国太空测试和训练综合设施发展成为世界级测试和训练综合设施。这些活动都将加速推进太空军的“数字靶场”建设。

3.3 美国太空军将加快美军测试和评估卫星方式变革

与其他军种不同,太空军没有地面专用靶场测试和评估新武器。为了保持领先地位,太空军必须不断发展测试体系,以满足未来作战需求。根据美国太空军发布的《太空测试体系愿景》,太空军将更多地依赖数字建模来模拟新的威胁,并培养更高技能人才来满足这一需求,并将在未来几年增加投资,将启动国家太空测试和训练中心、开展太空测试和培训活动等。这一系列举动将彻底改变美军测试和评估卫星的方式,并加快其发展进程。
  • 国家太空测试和训练中心将主要使用数字建模模拟威胁并运行新卫星,在发射前评估卫星系统的弹性。
  • 太空军使用太空测试和训练场进行地基太空电子战测试和演习支持,增加数字测试将减少对在轨航天器或测量设备评估卫星的需求,大幅降低测试成本。
  • 太空军将开发测试与作战测试相结合,开发测试将通知采办过程,作战测试将通知作战人员,在流程的早期引入作战场景,形成测试和评估全流程与作战紧密结合,将改变美军传统的对武器测试和评估方式。
  • 太空军将培训测试和评估领域专家,以满足未来测试和作战需求。
未来随着更多的太空测试和培训活动的开展,将培养更多测试和评估人才,增强太空领域专业测试人员的能力,增强其重要的测试和工程化思维方式,形成独特的太空测试文化,将进一步增强太空军测试和评估、战备太空的能力。

结 语


太空是一个作战域,太空测试和评估需要开发测试和评估太空相关系统的技术和设施,以增强作战人员和决策者对太空能力的信心。美国国防部测试和评估能力中最明显和最关键的差距是缺乏国家太空测试和训练靶场,没有可操作的现实方法来测试天基系统或训练美国太空军作战人员。
《太空测试体系愿景》的发布可谓是正当其时,既反映了美国太空测试体系的美好愿景,也反映了美国谋取未来太空霸权在太空基础设施方面即将采取的重大举措。
太空军即将建立的太空测试体系是保卫美国免受“威胁和挑战”的关键环节。通过大胆的行动和密切的合作,建立太空测试体系,确保美国太空资产安全和未来的太空作战能力,这也是美国太空军的太空测试文化和基础设施愿景的一部分。但正如报告中所说的那样,太空测试文化和基础设施许多方面将需要长期、稳定的努力。

(全文完)


参考链接:

http://www.spaceforce.mil/News/Article/3026833/USSF-space-test-enterprise-vision-inTgrates-test-across-capability-lifecycles/

https://executivegov.com/2022/05/space-force-provides-strategic-guidance-for-space-test-enterprise/

https://aviationweek.com/defense-space/space/space-force-wants-evolve-test-evaluation

https://spacenews.com/op-ed-u-s-antisatellite-test-ban-reveals-a-new-approach-for-security-and-sustainability-in-space/



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