紧跟美国,澳成立太空司令部
2023-05-16赵荣张慧
文/赵荣 张慧
近年来,以美国为首的西方国家纷纷成立太空司令部,澳大利亚作为跟随美国的一员,也成立了太空司令部。在太空领域,澳大利亚一方面有着悠久的历史,是最早进行太空活动的国家,在上世纪60 年代就开始参与了卫星发射活动,1967 年11 月29 日在本土伍默拉发射场利用美国的红石运载火箭发射了首颗卫星“武器研究机构卫星”,成为全球第七个拥有卫星的国家和第三个从本土进行运载火箭发射的国家;另一方面又是一个新兴的航天国家,国家整体太空实力还比较弱小,没有利用好早期优势加大太空技术发展并振兴航天工业。如今,太空领域对国家安全的重要性与日俱增,澳大利亚也迫切希望能在快速发展的太空领域中占有一定优势。目前,政府已承诺在未来十年内投资70 亿澳元来提升国防太空能力,从而为澳大利亚的太空发展注入了新的动力。
▲澳大利亚国防太空司令部图标
▲ 国防太空司令部司令罗伯茨
澳大利亚太空司令部
澳大利亚为了实现太空战略野心并确保具有进入太空的能力,于2021年3 月提出要筹建新的太空司令部。2022 年1 月18 日,澳大利亚国防太空司令部(DSpC)正式成立。2022年3 月22 日,时任澳大利亚国防部长彼得·达顿(Peter Dutton)在堪培拉举行的澳大利亚皇家空军航空航天力量会议上宣布,国防太空司令部正式投入运行。国防太空司令部作为太空领域的领导机构,是一个由来自空军、陆军、海军、公共服务部门以及工业承包商的人员组成的联合司令部。国防太空司令部隶属于空军,并负责向空军司令报告,总部设在堪培拉的费尔贝恩(Fairbairn),初始规模不大,拥有人员约105 名,后续将扩大该司令部的规模和能力。国防太空司令部首任司令是空军少将凯丝·罗伯茨(Cath Roberts)。罗伯茨于1983 年加入澳大利亚皇家空军,她在空军职业生涯中担任过20 多个职务,并致力于推进航空航天力量建设和发展。
▲ 罗伯茨参观斯特朗洛山天文台的光电系统控制室
国防太空司令部将负责管理国防太空资产以及能力生成和运用,重点关注领导力建设和运行协调,支持联合部队和国家安全,确保国防部自由利用太空并获得太空能力优势,通过监督自主太空能力的发展来实现多域作战。国防太空司令部将协调运用太空力量应对从平时到冲突的所有阶段的各类威胁,为联合作战司令部提供太空力量和专业知识。国防太空司令部将实现四大目标:一是在整个政府、行业、盟友和国际合作伙伴中制定和倡导太空特定优先事项;二是建立一个组织来创建、培训和维持太空人员,并在需要时将训练有素的太空专家分配给联合作战指挥官;三是与盟友密切合作,进行太空战略规划,协助制定完善的太空政策,指导太空科技优先事项,并确定一个有弹性和有效的太空架构;四是确保国防太空能力的设计、建设、维护和运行符合国防标准和限制。
国防太空司令部将统筹和协调军内外的太空力量,与澳大利亚太空作战中心(AUSSpOC)、澳大利亚航天局(ASA)、行业合作伙伴和科研机构等开展密切合作。其中,AUSSpOC 隶属于联合作战司令部,成立于2012 年,负责太空域感知、规划和执行太空控制措施、整合和协调其他太空行动,为联合部队军事行动提供太空力量支持,向联合作战指挥官提供太空作战建议。ASA 成立于2018 年,是负责管理民用太空政策和活动的政府机构,包括民用太空战略的实施、行业潜力和发展、国际合作等。
▲ 国防太空战略发布
国防太空战略规划的三个发展阶段
澳大利亚国防太空战略
澳大利亚国防部已经认识到太空的重要性,于2022 年3 月22 日发布了国防太空战略,将太空作为与陆、海、空和网络同样重要的作战域。国防太空战略的发布代表了澳大利亚太空力量发展的关键里程碑,将指导国防太空司令部的工作和优先事项。国防太空战略以“2020 年国防战略更新”“2020 年部队结构计划”和“2020年国防转型战略”为基础,为2040年的国防太空建设规划了蓝图,设定了发展路线。
国防太空战略描述了太空环境中的战略背景,阐明了太空领域的愿景和使命。要发展太空力量以确保澳大利亚在和平与战争时的利益,通过塑造太空,阻止竞争对手的行动并做出回应。确保澳大利亚军事和民用进入太空,实现跨政府部门能力整合,与工业界、学术界、盟友和国际伙伴进行密切合作。该战略确定了五条努力路线来实现太空战略愿景:一是增强国防太空能力,以确保联合部队在拥挤和竞争的太空环境中的使用能力;二是将太空军事力量与政府各部门能力进行整合,同时获取盟友和合作伙伴的支持,以维护澳大利亚的国家安全;三是提高国家对太空重要性的认识;四是提高澳大利亚的主权太空能力,以支持可持续的国家太空事业的发展;五是发展国防太空事业,以确保太空领域的连续、高效和有效利用。
澳大利亚太空力量
澳大利亚认识到自身的太空实力有限,采取自主发展和国际合作相结合的发展方式,一方面加大资金投入,加强发展本国太空力量,重点发展导航、通信、情报、监视与侦察、太空域感知等;另一方面则强化美澳合作,深化与主要国际伙伴和盟友的合作关系。澳大利亚自身提出了“杜拉 行 动”(Operation DYURRA),这是一项专门的国防太空行动,以将太空能力、服务和效果整合到国防行动中。澳大利亚和美国签署了空间态势感知(SSA)共享协议,并加入了美国领导的“奥林匹克防卫者行动”(Operations Olympic Defender),还和美国等盟友共同发布了“联合太空行动愿景2031”(Combined Space Operations Vision 2031)。澳大利亚通过加强与美国为主的盟友合作,提高联合互操作性、共享情报信息、共同防御敌对太空活动、捍卫本国太空权益,实现本国的太空能力最大化。
太空信息支援能力
澳大利亚拥有10 多颗在轨工作卫星,规模不大,并且发展的卫星类型也不齐全,主要侧重于发展通信卫星和科研卫星,侦察类卫星欠缺。本国的卫星研制能力也十分有限,只具备小型卫星研制能力,大型卫星主要采用向国外采购或合作研发的方式。
通信卫星作为澳大利亚的最优先发展方向,用于满足澳大利亚政府和军方的各类通信需求。澳大利亚军方拥有“澳普图斯-C1”(Optus-C1)和“宽带全球卫星-6”(WGS-6)共2 颗合资的通信卫星和“国际通信卫星-22”(Intelsat-22)共1 颗租赁的通信卫星。其中,“澳普图斯-C1”卫星由澳大利亚国防部和新加坡电信澳普图斯公司共同拥有和运行,2003 年发射,质量约4725 千克,设计寿命15 年,星上载有Ku、Ka、X 和UHF 四种频段的转发器,运行于东经156 度的地球静止轨道上,通信覆盖范围从亚洲的印度至太平洋的夏威夷。澳大利亚国防部拥有的UHF、X 和Ka 频段转发器可提供军事通信服务。
“宽带全球卫星”星座是美军运行的新一代军用宽带全球通信卫星系统,目前共发射了10 颗卫星,可为全球南北纬65 度之间的作战人员提供高带宽的军事通信服务。“宽带全球卫星-6”于2013 年发射,质量约5987 千克,设计寿命14 年,星载X和Ka 频段转发器。该星由澳大利亚负责出资订购,以参与美军“宽带全球卫星”项目的建设。作为回报,澳大利亚获得了“宽带全球卫星”系统的使用权。“国际通信卫星-22”于2012 年发射,质量约6199 千克,设计寿命18 年,星载C、Ku 和UHF波段转发器,运行于东经72 度的地球静止轨道上,为非洲、亚洲、欧洲的用户提供通信服务,澳大利亚国防部出资购买了星上部分UHF 波段转发器。澳大利亚国防部为了提升未来的军事卫星通信能力,于2021 年发布了JP9102 军事通信卫星项目招标书,开始研发下一代军事通信卫星系统,以提高国防军用卫星通信能力的弹性、敏捷性和灵活性。
澳大利亚民用大型通信卫星主要是由新加坡电信澳普图斯公司运行的4 颗澳普图斯-D1/D2/D3/10 卫星和NBN 有限公司运行的2 颗NBN-Co-1A/1B 卫星,也可为用户提供高速通信服务。此外,澳大利亚舰队太空技术公司和Myriota 公司正在开发物联网通信卫星,星座规模分别为140 颗和50 颗立方体卫星,目前都已发射了多颗试验星。
▲ “澳普图斯-C1”卫星
在情报、监视与侦察(ISR)卫星方面,澳大利亚国防部开始重视该领域发展,提出要提升太空新军事能力以应对威胁,确保获得天基情报、监视与侦察以及电子战能力,同时支持澳大利亚本国自主进行卫星研发。2020 年4 月,澳大利亚国防部授予电子战公司DEWC Systems 开发“微型轨道电子战传感器系统”(MOESS)的合同,旨在为澳大利亚提供首次自主研发的天基电子战能力。这是一种集成并部署在微型卫星上的动态可重新编程、多用途电磁传感器系统,可为澳大利亚提供独特且增强的天基电子战能力。该项目计划打造一个由20 颗立方体卫星构成的星座,通过搭载各种传感器和监视设备来检测射频信号。2022 年5 月,澳大利亚国防部授予吉尔摩太空科技公司(Gilmour Space Technologies)1500 万美元合同,用于为国防部研发和发射一颗新的监视卫星,并计划于2023 年从澳大利亚本土发射。此外,澳大利亚国防部和美国国家侦察局开展紧密合作,一起联合设计、建造和运营NROL-161 和NROL-199秘密侦察卫星,已于2022 年7 月和8 月发射入轨。
军事科研卫星方面,澳大利亚皇家空军和澳大利亚国防学院联合投资并发射了“皇家空军-M1/M2PF/M2A/M2B”(RAAF-M)共4 颗立方体卫星。4 颗卫星都由澳大利亚新南威尔士大学设计和制造,质量小且寿命较短,主要用于太空关键技术和操作的飞行演示,包括“船舶自动识别系统”(AIS)和“广播式自动相关监视系统”(ADS-B)信号的接收、软件定义无线电功能、激光通信技术、编队飞行技术、高级人工智能、地球观测能力等,为国防部的未来军事卫星开发和应用打下基础。
▲ 宽带全球卫星示意图
▲ “皇家空军-M2”科研卫星
航天发射能力
目前,澳大利亚还不具备独立自主的航天发射能力,完全依赖其他国家进行卫星发射,卫星主要通过美欧等国外商业运载火箭进行发射。随着商业航天的兴起以及自主航天发射能力的国防安全需要,澳大利亚政府开始鼓励国内公司开展运载火箭研制工作,其中最突出的就是吉尔摩太空科技公司。吉尔摩太空科技公司是澳大利亚领先的航空航天公司,总部位于昆士兰州,从2019 年开始开发“阋神星”(Eris)运载火箭,以提供更实惠、更可靠和更专业的小卫星发射服务。“阋神星”火箭首次发射定于今年,如果成功将标志着澳大利亚首次在本土利用本国火箭发射卫星,并期望到2025 年实现每年进行15 次发射。公司已与澳大利亚国防部和澳大利亚航天局签署了合作备忘录,用火箭发射政府和军方卫星。
“阋神星”火箭是一种采用低成本混合动力推进技术的轻型运载火箭,为三级结构,全长25 米,最大直径2 米,并可根据卫星尺寸需要选配1.2 米或1.5 米直径的卫星整流罩,500 千米高的太阳同步轨道和赤道轨道运载能力分别为215 千克和305 千克。后续,公司还将在2024年前研发升级版火箭,运载能力更强、整流罩更大,将具备低轨道、中轨道、地球同步轨道甚至月球轨道的发射能力。公司目前在昆士兰北部建设鲍文轨道太空港(Bowen Orbital Spaceport),将用于发射阋神星火箭。公司还考虑在南澳大利亚建立一个互补的极地轨道发射场,以具备所有轨道类型的发射能力。此外,澳大利亚还拥有多个探空火箭发射场,包括国防部的武默拉发射场、南方发射(Southern Launch)公司运营的南澳大利亚库尼巴(Koonibba)试验场和艾尔半岛的威尔斯湾(Whalers Way)试验场、澳大利亚赤道发射(Equatorial Launch Australia) 公司在北领地纽兰拜(Nhulunbuy)的阿纳姆航天中心(Arnhem Space Centre),也具备后期升级改建成可进行航天发射的条件。
▲阋神星火箭发射
▲阿纳姆航天中心图
▲ 澳大利亚C 波段太空监视雷达图
▲太空监视望远镜
太空监视能力
太空变得越来越拥挤和充满竞争,澳大利亚国防部希望通过不断发展太空指挥和控制系统以及提升太空监视能力,来增强利用太空和控制太空的能力。目前,澳大利亚国防部的太空监视能力较弱,主要依靠国内民用天文台设备进行观测。澳大利亚很大程度上需要依赖美国,采用美澳合作的方式共享太空监视能力。澳大利亚位于南半球,具备良好的地理环境和观测气候条件,十分适合部署太空监视设备。美国为了扩展在南半球的太空监视能力,将太空监视网络的专用传感器,一部C 波段太空监视雷达(AN/FPQ-14)和一部太空监视望远镜(SST)部署至澳大利亚西北角埃克斯茅斯市附近的哈罗德·E·霍尔特(Harold E.Holt)海军通信站。美国还计划在澳大利亚部署“深空先进雷达能力”(DARC)设施。
太空监视望远镜是由美国麻省理工学院林肯实验室研制的高灵敏度、宽视场光学系统,光学口径达3.6 米,视野2×3 度,能够执行高速、广域搜索,并具有探测地球同步轨道上暗弱目标的能力,每天处理超过1TB 的数据。太空监视望远镜最早部署于美国白沙导弹靶场进行测试,2017 年开始搬迁至澳大利亚,以补充美国在南半球的监视能力,目前已经开始运行。太空监视望远镜将由美国太空军和澳大利亚皇家空军联合运营。AN/FPQ-14 雷达工作在C 波段,直径10 米,重约60 吨,最早部署于加勒比海安提瓜岛上,2014 年开始迁往澳大利亚,并于2017 年3 月7 日达到完全作战能力,每天可跟踪数百个空间目标并进行碎片和卫星识别。“深空先进雷达能力”项目包括三个站点,主要用于探测、跟踪、识别和编目高轨目标,能够检测到36000 千米远地球同步轨道上足球大小的目标,并可提供全天候、全天时的监视能力。每个“深空先进雷达能力”站点包括10~15 个用于跟踪的抛物面天线和4~6 个用于发射的抛物面天线,每个天线直径约15米,整个设施占地面积约1 平方千米。首个“深空先进雷达能力”设施将部署于澳大利亚,计划于2025 年9 月前建成。此外,澳大利亚国防部于2020年启动了JP9360 太空域感知项目,将6 个早期项目整合为一个项目,采用一种分布式、多技术和多层次的方法提升太空监视能力,将在全国部署多种太空监视传感器,并进行联网和数据集中处理,以获得威胁警告、归因和检测、跟踪以及表征太空目标的能力。该项目传感器还将与美国和其他联盟的太空系统连接和集成,以实现传感器全球覆盖。
澳大利亚国防太空司令部的成立,有助于整合和统筹军内外的太空资源,确保在拥挤、竞争和对抗的太空环境中获得有弹性的太空能力,维护太空的自由使用;同时也有利于本国太空军事人员和机构增进与美国等盟友的同行有效对接和进行联合太空行动。澳大利亚通过国防太空战略,明确了一系列的国防优先事项,积极扩大航天工业的规模和制造能力,从而提升澳大利亚的自主太空能力并做到可持续发展。