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美军商业卫星服务采购难?揭露美军采购转型期的多重问题

学术plus观察员 学术plus 2022-10-21



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2022年6月22日美国太空新闻网称,美国防部计划未来五年内(2023-2027年)投资近130亿美用于开发和采用于支付战略和战术通信系统的组合,满足美国武装部队和国家安全机构对连接和安全数据网络不断增长的需求。此外,美太空军商业卫星通信办公室(CSCO)表示,计划在未来两年内授出约23亿美元的商业卫星通信合同,支持美国武装部队和盟国购买商业卫星通信能力和服务。


然而部分行业分析认为,在实际上,上述预算并没有反映出国防部准备更多地采用商业能力来代替政府拥有和运营的能力,用于采购商业卫星及服务的经费少之又少,与政府声称的国防部准备从传统的卫星采购转向更多地依赖商业太空服务的说法背道而驰。美军为何光说不练?



美军商业卫星及服务采购之路漫长而又曲折编译:学术plus高级观察员  潜行
本文主要内容及关键词1.美国防部卫星通信预算资金计划安排:卫星采购;地面系统采购;商业卫星通信服务

2.商业卫星通信公司拓展军用业务能力:商业卫星通信能力可以满足国防部的大部分应用需求,但是难以参与高端军事任务

3.美国防部预算中存在的问题:国防部预算支出计划与其准备从传统的卫星采购转向更多地依赖商业太空服务的说法背道而驰,美军需要在危机和冲突中保证拥有可靠的通信能力,而不仅是租用能力

4.评论:商业卫星供应商所提供的商业卫星通信服务已经占到美军所有卫星通信总量的73%,美军采购模式正处在转型时期,转型时期主要问题在于国防部采购文化与商业航天的文化冲突;此外,美军采购计划还存在流程复杂、进展缓慢、机构职责功能混乱、执行力不足等问题。卫星通信的军商结合也涉及到网络与设备技术的架构设计,是个长期工程,值得持续关注

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内容主要整理自外文网站相关资料仅供学习参考,欢迎交流指正!文章观点不代表本机构立场*****
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天基系统通过提供通信服务、导航能力以及气象卫星和情报收集等远程传感器收集的信息,为部署的美军提供支持。太空军作为增强战斗力的力量倍增器,有助于提高美国军队的整体效能。其中,提高国防部识别、描述和确定太空中所有威胁行动的能力日益迫切。除美国政府在太空军投入大量研发经费外,大量美国民营资本也正在进入太空领域。随着商业卫星通信能力的不断增强,利用商业卫星通信技术优势,将国防资金投入到绝对需要之处,避免重复开发,有利于提高国防资金利用效率。

1.预算计划

美国国防预算资金计划安排

2022年6月22日美国太空新闻网称,美国防部计划未来五年内(2023-2027年)投资近130亿美元用于开发和采用于支付战略和战术通信系统的组合,具体包括:

1.卫星采购

“演进战略卫星通信系统”(ESS)计划投资占比份额最大,约55亿美元。新型战略卫星通信系统“演进战略卫星通信系统”将获约55亿美元支持,旨在为最敏感的国家安全行动(包括核指挥、控制和通信)提供高度安全的通信系统,以实现2030年部署目标。
为此,太空军计划在五年内花费55亿美元继续开发波音、洛克希德·马丁和诺斯罗普·格鲁曼公司提出的三种有效载荷和地面系统概念。预计两家公司将在2025年之前完成样机设计并进行太空演示。太空军计划在2030年代初期部署ESS。
采购“移动用户目标系统”(MUOS)窄带卫星预算约22亿美元。其中包括:
美国太空军正在寻求再采购两颗提供超高频(UHF)通信的移动用户目标系统(MUOS)卫星
美国海军采购了四颗由洛克希德·马丁公司制造的MUOS卫星,外加一颗于2016年发射的在轨备用卫星,该卫星已移交给太空军。

MUOS卫星可支持移动用户进行语音和低速率数据传输。由于卫星被超额认购,国防部打算再采购两颗。在决定是否再采购两颗MUOS或选择新设计之前,太空军正在对替代方案进行分析。洛克希德马·丁公司一直保持其生产线随时可生产状态,为下一次采购做好准备。

国防部将首次部署低轨星座,传输层建设预计5年内投入27亿美元。军用卫星大多在地球静止轨道上运行,国防部现在首次在低地球轨道上建立自己的宽带星座,将连接世界各地的用户。负责监督该项目的太空发展局正在做传输层预算,计划在五年内投入27亿美元,该低地球轨道宽带星座预计将拥有数百颗小型卫星的网状网络。太空发展局局长认为,虽然有商业上可用的宽带卫星服务,国防部的要求独特,如,传输层卫星必须与Link16战术数据链路协议互操作,该协议仅由美国军方和盟国使用,而目前Link16并没有商业市场。

1.2 地面系统采购

受保护的战术服务(PTS)卫星和受保护的战术企业服务(PTES)地面系统预算25亿美元。波音公司作为PTTES的主要承包商和诺斯罗普格·鲁曼公司都正在进行PTS有效载荷的开发,并预计将在2024年将样机用于在轨演示。

ESS和PTS星座旨在增强并最终取代洛克希德·马丁公司制造的高级极高频(AEHF)卫星,第六颗也是最后一颗AEHF卫星于2020年3月发射。AEHF卫星携带必须能够在核战争环境中运行的战略有效载荷和战场使用的战术有效载荷。ESS和PTS星座是将AEHF的功能分解为用于战略通信的ESS和用于战术用户的PTS,ESS卫星将提供AEHF无法提供的极地覆盖。目前军方依靠两颗诺斯罗普·格鲁曼公司开发的增强型极地系统卫星将AEHF网络扩展到北极。

1.商业卫星通信服务

五年预算计划还包括用于“商业卫星通信整合”的2.57亿美元,这是国会在2019年设立的一项资金线,以应对商业卫星通信行业强烈反对国防部未要求的新宽带全球卫星通信(WGS)卫星项目。

2.军用业务能力

商业卫星通信公司拓展军用业务能力


美军和政府是商业卫星通信行业的长期客户,商业卫星通信行业的发展离不开美军和政府的支持。

目前,商业卫星通信行业正在投资数十亿美元以拓展卫星通信新功能。
SES是地球同步轨道和中地球轨道通信卫星运营商,将在2022年至2025年期间为其MEO星座增加11颗大容量宽带卫星。SES于2022年3月以4.5亿美元收购了美国政府最大的商业卫星服务提供商之一的里昂纳多(Leonardo)DR公司,此次收购使SES能够与其他公司合作,满足国防部对多轨道卫星通信的需求,以扩大其军用业务。

商业卫星通信市场竞争日趋激烈,特别是随着Starlink、OneWeb、Telesat和亚马逊ProjectKuiper等低地球轨道供应商的加入,推出集成“地球同步轨道-中地球轨道-低地球轨道”星座和托管服务解决方案,这些公司也将成为国防部的重要客户。

然而,商业卫星通信难以进入高端军用领域。商业卫星通信永远不会成为核指挥和控制以及其他一些高端任务的重要参与者,但对于其卫星通信的大部分需求,商业卫星通信能力可以满足国防部的应用需求,国防部可以使用商业卫星通信系统。


3.存在的问题

美国防部预算中存在的问题


根据美国国防部的预算文件,130亿美元巨额投资在2023-2027年期间的支出计划包括为国防部首个近地轨道宽带卫星星座和少量定制通信卫星提供资金,以增强或替换现有系统。但这些定制卫星的采购与政府声称的国防部准备从传统的卫星采购转向更多地依赖商业太空服务的说法背道而驰,该预算并没有反映出国防部准备更多地采用商业能力来代替政府拥有和运营的能力。

《2020年太空军愿景》文件认为,卫星通信应该采用军事和商业系统的综合架构。根据该文件,对于商业卫星通信行业不能提供的卫星通信频段、覆盖区域或专业能力,太空军将获得专门建造卫星星座和有效载荷的权力。做出这些采购与建造的决定必须真正了解在未来危机或冲突时期如何使用这种能力,这种能力是否可靠。

不能保证在太空军在需要的时候能够可靠提供,则太空军需要拥有这种能力,而不是租用这种能力;

如果商业卫星通信行业能够保证在危机或冲突时期具备这种能力,那么太空军可以采购商业卫星通信行业提供的服务,以此增加太空军卫星通信的韧性,尤其是在冲突中,可扩展太空军的通信能力,为太空军的网络通信提供冗余度

国防部将是卫星通信行业的重要客户,但目前国防部的言论与预算行动不符。预算中的优先事项表明,国防部仍在对军事卫星通信进行大量投资,而只在需要额外容量时将商业卫星服务作为备用。原因包括国防部的一些派别认为商业卫星系统的网络安全性不如政府拥有的系统。因此,卫星通信提供商必须逐步与政府客户建立信任。


4.评论


4.1 商业卫星通信能力优势促进美军采购模式变化

商业卫星通信行业作为太空力量的生力军,成为美国加速推进太空军事化、军商深度融合发展的重要突破口。美军过去一直将商业卫星通信视为对军事卫星通信的补充或者应对军事卫星通信能力短缺的激增服务,近年来商业卫星供应商所提供的商业卫星通信服务已经占到美军所有卫星通信总量的73%,逐步成为美国军方主动设计长期能力发展的常规行动,在系统和技术层面推动了军事和商业系统之间的融合服务。

而随着商业卫星领域投资的快速增长,商业卫星通信也已经成为美军卫星通信体系架构和情报、监视和侦察系统中不可或缺的重要组成部分。美军希望能够利用商业卫星行业建立更具韧性的太空能力,并改变与商业卫星行业的合作方式。美国太空军已与盟国、美国其他政府机构和商业伙伴签署100多项数据共享协议,提高空间态势感知能力;美国宇航局一直专注于民用和军用空间组织之间的合作领域,表明美军在利用商业卫星能力方面已经取得初步成效。太空系统司令部成立采购商业卫星通信办公室,现正在扩大该办公室的作用,不仅关注商业卫星通信,而且更广泛地关注商业服务。

2020年2月美太空军发布《企业卫星通信愿景》文件,期望集成的卫星通信企业系统将增强军方与私营部门之间的卫星通信能力整合,增强战场通信能力;
2020年8月,美军、政府太空机构和私营部门发布《2020年太空工业基础现状:采取行动维持美国在太空域的经济和军事领导地位》报告,建议国防部制定保护、支持和利用商业航天的计划,发展政府商业技术伙伴关系,支持美国商业航天和太空国家安全;
2022年4月,美国太空司令部发布《商业卫星整合战略》,以太空域感知、指挥和控制为目标,开发太空域感知框架,整合商业卫星通信能力,以更好地填补能力差距;
2022年5月,太空军发布《太空测试体系愿景》将使商业航天公司为在实际作战环境中的联合作战做好准备等。

这些文件的出台,体现了美军采购商业卫星通信服务的美好愿景,同时也为美军采购商业卫星通信服务提供了政策依据,将推动美军采购商业卫星通信服务模式发生变革。

4.美国防部采购文化难以短期适应整

近10年来,美国防部虽然一直在探讨如何更好地将商业卫星能力整合至国防部的卫星通信中,但并未真正落实到位。

一方面,商业卫星服务供应商面临的一个问题是国防部采购者通常不太清楚商业卫星具备的能力,也不知道能提供什么能力;

另一方面,国防部的采办流程存在一些问题,国防部采购系统旨在最大限度地减少失败机率,与更能容忍风险的商业航天工业产生文化冲突,太空军虽已采取一些措施来弥合差距,但未形成规则;更为重要的是国防部的采购习惯和文化需要变革。

国防部正在建立“联合全域指挥与控制”的全球网络,该网络需要大量通信管道来共享数据,仅靠政府系统是无法实现的,必须利用商业卫星技术优势,将国防资金花在绝对该花的地方,而不是花在重复开发商业卫星行业正在开发的东西上。但在过去的几个月时间里,前空军首席软件官Nicolas Chaillan、空军和太空军首席架构师普雷斯顿·邓拉普(Preston Dunlap)、国防创新部门主任迈克尔·布朗三名负责技术项目的高级国防官员先后宣布辞职或即将辞职,他们认为国防组织继续试图重新开发商业市场上已经存在的技术、将商业技术引入军事项目缺乏国防部机构的支持、对国防部在推进先进技术方面行动迟滞,对阻碍创新的文化表示失望。三位高管的辞职是由国防部采购习惯和文化造成的,但改变国防部的采购习惯和文化很难,需要一个长期的过程。

4.美军商业卫星通信服务采购工作

国防部如何采购卫星通信服务的问题已争论和研究了多年。主要存在以下几个问题:

采购计划流程复杂,进程缓慢。美国国会2018年12月指示空军航天司令部(2019年12月20日更名为美国太空军)接管商业卫星通信采购工作。自美国太空军成立两年以来,该部门被指责采购计划步伐缓慢,并且没有将创新的商业技术融入军事系统。太空军也经常发现自己的采购过程不及国家侦察局的流程简化。为此,美国众议院军事委员会战略部队分委会在2020年6月公布的《2021年国防授权法案》提案中提出美国防部对商业空间技术的利用、国防部的卫星通信采办战略以及太空发展局(SDA)的未来规划等问题。

采购机构重组,但执行力不足。自2021年起,美国军方三次尝试通过重组采购机构,创新采购方法。

2021年12月,拜登总统提名前国家侦察办公室执行官弗兰克·卡尔维利(Frank Calvelli)担任空军负责太空采购的助理部长,负责太空采购和整合
2022年,太空军的主要技术开发商和采购部门也将开始重组

2022年3月,美太空军太空作战部长约翰·雷蒙德公布了负责太空军采办工作的太空系统司令部新组织架构,并新成立商业服务办公室,聚焦太空系统司令部的所有商业服务相关的计划(包括卫星通信和太空域感知)

虽然美军商业卫星通信服务采购倍受关注,但由于国防部内部另有多个部门和机构在执行采购卫星通信工作,导致相关工作支离破碎和设备不兼容。现有卫星通信体系由高度定制化的能力构成,欠缺互操作性和使用灵活性。此外,把商业卫星通信网络融入美军的卫星通信体系以及将对网络韧性和地面设备技术要求产生的影响,这项架构设计工作将会是一个长期项目,需要持续更新。

(全文完)


参考链接:

1.https://spacenews.com/dod-satcom-big-money-for-military-satellites-slow-shift-to-commercial-services/

2.https://spacenews.com/on-national-security-dods-buying-habits-a-continuing-source-of-frustration/

3.https://www.fedscoop.com/new-acquisition-exec-for-us-military-space-programs-to-tackle-disconnect-between-satellites-ground-systems/

4.https://www.fedscoop.com/nasa-spurs-commercial-satcom-services/

5.https://spacenews.com/satcom-conumdrum-air-force-contemplating-right-mix-of-commercial-military-satellites/

6.https://www.c4isrnet.com/battlefield-tech/c2-comms/2020/02/20/here-is-the-space-forces-new-enterprise-satcom-vision/

7.https://www.spacedaily.com/reports/State_of_the_Space_Industrial_Base_2020_Report_999.html

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


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