近地轨道卫星通信:颠覆性军事技术
通信能力一直在塑造军队的作战方式,信息流往往决定着行动的速度、势头和准确性,而距离、天气和地形则竭尽全力对其进行限制。OneWeb国防与安全副总裁Chris Moore解释了近地轨道(LEO)卫星的兴起如何重新塑造军队的作战方式。
烟雾信号、马背上的信使、船上和山上的旗帜、电报线以及最近的无线电和卫星通信都随着时间的推移而发展,以压缩时间来传递越来越多的信息和跨越更远的距离。这反过来又有助于同步力量要素的质量、规模和多样性,以提供增强的杀伤力。
20世纪下半叶见证了卫星通信(SATCOM)的兴起,它实现了视距外的更高容量通信,使指挥官能够在数千英里外接收信息。
直到最近,大部分SATCOM一直由距离地球表面36,000公里轨道上的地球同步轨道(GEO)卫星保护。GEO的一大优势是地面卫星终端技术相对简单,因为它指向天空中一个狭窄的、几乎静止的“盒子”以保持与卫星的锁定。
GEO与地球的距离也有助于减轻来自地球的直升式武器的威胁,但这种威胁已经演变,仅仅拥有几颗强化的GEO卫星不一定是国家曾经需要的保证。
GEO的缺点包括相对较高的延迟通信路径,这会导致语音和数据连接滞后,特别是对于实时协作应用程序和时间敏感的机器对机器功能,后者将成为半自动和自动驾驶的关键基础平台。
GEO卫星也有固定的地球视图,并且往往位于赤道平面上,这意味着它们的覆盖范围有限,特别是对于高北高南操作和波束边缘。固定定位还意味着卫星地面终端的视角也可能具有挑战性——不仅在高北和高南位置——而且有时还会有障碍物挡住与卫星的视线;例如一座山、高层建筑,甚至是船上的“上木”(wooding)。与地球之间缺乏相对轨道速度也使得它们相对容易通过干扰被攻击——尽管应该指出的是,一些军用卫星确实具有反干扰技术。
近年来,中地球轨道(MEO)卫星加入了竞争,虽然它们确实有一些类似的限制,但它们确实也减轻了GEO的负面影响,并且可以提供高容量波束以满足一系列新兴需求。然而,真正改变游戏规则的是LEO SATCOM的大规模商业化生产。
LEO的优势为人所知已有一段时间,但技术和规模限制使其建造成本过高。然而,受汽车制造和先进电信技术融合的启发,发射成本直线下降、最先进的卫星生产线为LEO SATCOM星座的兴起创造了条件。
获得战术优势
与高海拔地球静止轨道上的传统SATCOM解决方案相比,支持LEO的SATCOM为最终用户提供真正的全球覆盖、无缝移动(无波束过渡问题的边缘),以及以更低的延迟和带宽容量的增加。
高容量和低延迟,无需穿越一系列不同的承载和传统连接即可直接到达战术边缘,这意味着可以立即访问数据共享、云服务、增强现实和实时视频,使武装部队能够获得更高的精度和效率。
正如在乌克兰正在进行的战争中所见证的那样,开创性的弹出式连接解决方案,通过LEO网络功能,使关键通信能够更有效地传递,风险更小,从而导致,至少在最初,由增加的移动性驱动的以更高节奏的运作的乌克兰军队。
然而,大规模军队传统上倾向于集中式结构,因为它们需要对众多单位、资源和复杂行动进行协调和控制。这允许标准化、同步化和有效执行总体策略。需要考虑的是,集中化会阻碍敏捷性和响应能力,因为与更适合快速变化的环境的分散方法相比,决策过程可能很慢且适应性较差。
为了应对这一挑战,现代军队必须在集权和分权之间取得适当的平衡,针对他们面临的问题优化组织结构。例如,指挥官可能会选择在较低层级建立分散的指挥结构,或针对特定问题集部署具有更大自主权的专业化单位。
一种混合方法可能会寻求将集中控制的优势与分散决策的优势相结合,从而在军事行动中实现效率和敏捷性。这允许具有压缩决策周期的高度机动部队 - 或约翰博伊德上校纯粹主义者的OODA[1]。通信技术和以网络为中心的战争的进步增加了适用于现代军队的适应性组织模型的潜力,这可能是“多域作战”新兴思想的基础。
弹性、无处不在的通信也帮助人们保持联系并在所谓的“信息战”中获得优势;这在乌克兰当前的冲突中再次显而易见,乌克兰人对他们的俄罗斯对手进行了一次非常成功的反击,俄罗斯对手曾被认为是这一维度战争的现代先驱。乌克兰人通过社交媒体渠道、电视、广播和媒体与世界交流,强调了俄罗斯军队的暴行、残暴,有时甚至是无能,并利用它来帮助建立强大的国际支持,反对普京的战争机器。
强大而有弹性的通信改变了当代冲突的态势,并使笔——或者在这种情况下是键盘——变得比剑更强大。
提供真正有弹性的连接
通过使用小型、移动和强大的多域用户终端,轻松部署为陆地、空中和海上的集成生态系统,LEO SATCOM有效地解除了军事限制访问和共享大量信息,无论您在地球上的哪个位置——北极、珠穆朗玛峰的顶峰、广阔的海洋或飞机上,都可以实时进行。
使用地面或船只上的小型轻量级用户终端,当其他连接方式被禁用或中断时,军事人员可以通过接入安全的军事网络来接收有关地面、敌军和友军动向的最新信息。然后,这些信息可以无缝地传送到前线或传回千里之外的总部,使指挥官能够做出明智的决策,从而扭转冲突的局势。
可靠且始终在线的连接对于部队的作战和战备也至关重要。士兵、水手和飞行员在互联世界中长大,远离家乡并习惯于点击互联网,必须有机会随时随地连接,除非有令人信服的作战理由。
这使他们即使在最困难的时期也能与家人、朋友和社会保持联系——这对于保留他们的服务和整体身心健康至关重要。
然而,LEO卫星通信的进步并没有使MEO和GEO变得多余——事实也远非如此。每个轨道都有自己的优势和劣势,诀窍是设计一个与地面网络融合的连贯的多轨道架构,以提供真正有弹性的连接,以最智能的方式路由数据。
当军方将边缘计算/云计算的适当平衡与机动性和多轨道连接的适当平衡结合起来时,真正的游戏规则改变者就会到来,这将为21世纪版的闪电战创造条件。
OneWeb处于LEO革命的最前沿,使人们保持联系,特别是在偏远地区或传统通信网络中断时。成功完成第一代卫星发射后,OneWeb今天提供实时服务,到2023年底将扩大到全球覆盖范围。该公司将与行业合作伙伴一起,最终提供针对多域用例优化的强大解决方案生态系统。
关于OneWeb
参考链接
[0]https://www.airforce-technology.com/comment/low_earth_orbit_disruptive_military_technologies/
[1] https://www.airforce-technology.com/comment/low_earth_orbit_disruptive_military_technologies/#_ftn1