أنظمة الاتصالات الفضائية العسكرية الأمريكية: تحليل الحالة والتنمية
تمت مناقشة مفهوم استخدام أنظمة الاتصالات الفضائية العسكرية الجاري تنفيذه في الولايات المتحدة ، فضلاً عن المساهمة المتزايدة لأنظمة الأقمار الصناعية في مهام الاستطلاع والاتصالات والملاحة اللاسلكية والأرصاد الجوية لصالح القوات المسلحة الأمريكية ، في مقال من قبل خبير في مجال الاتصالات الفضائية العسكرية الكسندر كريلوف وكونستانتين كريدينكو ، نشر في مجلة "فيستنيك جلوناس"
لقد أثبتت الولايات المتحدة أهدافها في الفضاء في العديد من الوثائق خلال السنوات الماضية. وأهمها خطة القيادة الفضائية الأمريكية للفترة حتى عام 2020 (2002) ؛ "عقيدة الفضاء" للرئيس أوباما (2010) ؛ "استراتيجية الأمن القومي في الفضاء الخارجي" ، من إعداد وزارة الدفاع ومديرية المخابرات الوطنية (2010) ؛ "استراتيجية الفضاء العسكرية الأمريكية الجديدة" (2011).
في عام 2010 ، أصدرت هيئة الأركان المشتركة للقوات المسلحة الأمريكية مفهوم الرؤية المشتركة 2010 (مفهوم "سيطرة الطيف الكامل"). ويحدد تحقيق وتعزيز التفوق العسكري الأمريكي غير المشروط والدور الرائد في الفضاء الخارجي على أنهما المهمة المركزية للأنشطة الفضائية.
في الآونة الأخيرة ، كان هناك تحول نشط في أساليب الحرب ، ويرجع ذلك في المقام الأول إلى تطور تكنولوجيا المعلومات ، التي حولت الحياة الاقتصادية والاجتماعية للبشرية. لقد تغيرت طبيعة الحرب بشكل جذري ونزلت إلى الافتراض: كل ما يمكن رؤيته يمكن مهاجمته ، وما يمكن مهاجمته سيتم تدميره.
ظهر نوع جديد من الأعمال العدائية - حرب المعلومات ، والتي تشمل تعطيل أنظمة معلومات العدو.
تتمثل إحدى سمات استراتيجية الفضاء الأمريكية في التركيز على عنصر المعلومات في استخدام الفضاء ، حيث إنها المعلومات التي تزيد بشكل كبير من كفاءة أداء الأنظمة الأخرى. تقوم الولايات المتحدة بتحويل التركيز تدريجياً من تعزيز القوة العسكرية إلى استخدام فضاء المعلومات وتسعى جاهدة للهيمنة في هذا المجال.
وهكذا ، فإن "استراتيجية الفضاء العسكرية الأمريكية الجديدة" تميز الفضاء الحديث بأنه يزداد ازدحامًا وتنافسية وتعقيدًا. تنص هذه الوثيقة صراحة على أن الجيش الأمريكي سيتخذ أي إجراءات هجومية نشطة لإخفاء البنية التحتية الفضائية للعدو وتشويشها واحتوائها وتدميرها إذا كانت تشكل تهديدًا لأمن الولايات المتحدة.
في المقابل ، ينص المفهوم العملياتي-الاستراتيجي للولايات المتحدة "العمليات العسكرية واسعة النطاق" على استخدام القوات المسلحة للولايات المتحدة وحلف شمال الأطلسي ، بما في ذلك في شكل عملية فضائية جوية استراتيجية (حملة).
ولغرض تنفيذ أحكام هذه الوثائق ، يتم إنشاء نظام عالمي للمعلومات والملاحة ، والذي سيعتمد على أكثر من مائتي مركبة فضائية. يعمل هذا النظام بالفعل على حل المهام الاستراتيجية والتشغيلية التكتيكية في الاستطلاع والقيادة والسيطرة والتوجيه بدقة عالية أسلحة وتزويد القوات بالاتصالات في أي مكان في العالم ، وفي المستقبل ستشارك في توجيه ضربات من الفضاء ضد أهداف أرضية.
في السنوات القادمة ، يمكن استكمال نظام المعلومات والملاحة العالمي بآلاف من طائرات الاستطلاع والهجوم بدون طيار لأغراض مختلفة والأقمار الصناعية - مفتشو الفضاء الخارجي. بعد التكامل مع نظام الذكاء الإلكتروني العالمي ، سيكون النظام الفائق الجديد قادرًا تمامًا على إنشاء مجال معلومات قتالية عالمي فعال.
تتزايد باستمرار مساهمة أنظمة الأقمار الصناعية في الاستطلاع والاتصالات والملاحة اللاسلكية ومهام الأرصاد الجوية.
نظام موحد للاتصالات الساتلية العسكرية والسيطرة على الولايات المتحدة الأمريكية
تلعب أنظمة الاتصالات عبر الأقمار الصناعية دورًا مهمًا في ضمان القيادة والسيطرة الموثوقة للقوات المسلحة. الغرض الرئيسي من أنظمة الاتصالات عبر الأقمار الصناعية هو تزويد السلطات في مسرح العمليات أو في منطقة معينة بقنوات اتصال موثوقة وآمنة (نقل البيانات) مع مجموعات القوات المسلحة والتشكيلات التكتيكية والوحدات العسكرية الفردية وكل جندي. الصفات الرئيسية للاتصالات الساتلية التي لا تمتلكها أنواع الاتصالات الأخرى هي التغطية العالمية والقدرة على توفير قنوات الاتصال من أي مكان في العالم في وقت قصير جدًا.
يجب أن يصبح نظام AEHF ، بعد النشر الكامل ، أحد الروابط الرئيسية في نظام المعلومات الموحد للاتصالات العالمية والتحكم في المنظمات الحكومية والعسكرية وأساسًا لنظام تبادل البيانات الفضائية بين المقاتلين في البر والبحر والجو وفي الفضاء.
يشتمل نظام الاتصالات والقيادة والتحكم العسكري الأمريكي الموحد على نظام اتصالات الأقمار الصناعية العسكرية ذات النطاق العريض (DSCS / WGS) ، ونظام الاتصالات الساتلية العسكرية ضيقة النطاق (UFO / MUOS) ، ونظام ترحيل بيانات الفضاء العسكري (SDS) من أقمار الاستطلاع ، ونظام الأقمار الصناعية ضيق النطاق الفضائي العسكري اتصالات (TacSat) للبحرية. يشتمل نظام الاتصالات والتحكم الفضائي الموحد على أنظمة الرادار الفضائية (Space Radar-SR) والمركبات الجوية غير المأهولة (UAVs) ، وأنظمة تحديد المواقع العالمية (GPS) ، ونظام الأرصاد الجوية الفضائية ، وأنظمة التحكم بالأقمار الصناعية ، والتحكم ، والاتصالات ، ودعم الكمبيوتر ، والاستطلاع. ، التتبع والمراقبة (القيادة ، التحكم ، الاتصالات ، الحواسيب ، الاستطلاع والمراقبة والاستطلاع ، C4 ISR) على الوضع في البر والبحر والجو والفضاء.
لقد وجدت أنظمة اتصالات الأقمار الصناعية العسكرية لبريطانيا العظمى (Sky Net) تطبيقات واسعة في نظام المعلومات الموحد للاتصالات العالمية والتحكم في الولايات المتحدة ؛ فرنسا (سيراكيوز) ؛ ألمانيا (SATCOMBw) وحلفاء آخرون للولايات المتحدة.
تشارك الأقمار الصناعية لنظام الترحيل الفضائي العالمي (نظام التتبع وترحيل البيانات الساتلي ، TDRSS) في نظام الاتصالات والتحكم الساتلي العسكري الموحد للولايات المتحدة في وقت السلم وأوقات الحرب. على نحو متزايد ، كجزء من نظام موحد للاتصالات والسيطرة العسكرية عبر الأقمار الصناعية ، يتم استخدام موارد أنظمة الاتصالات الساتلية التجارية Intelsat و SES و Eutelsat و Iridium و Globalstar وغيرها التي استأجرتها وزارة الدفاع الأمريكية.
اتصالات الأقمار الصناعية العسكرية الأمريكية هي العمود الفقري للبنية التحتية للمعلومات للقوات المسلحة ، واعتبارًا من أوائل عام 2013 ، تشمل الأنظمة التالية: MILSTAR / AEHF و DSCS / WGS و UFO / MUOS و TacSat و SDS.
نظام اتصالات MILSTAR / AEHF SPACE الآمن
تم تصميم نظام الاتصالات الآمنة MILSTAR الفضائي للسيطرة على القوات النووية الاستراتيجية الأمريكية في حرب نووية. بالنسبة لهذا النظام ، تم تطوير تدابير خاصة لضمان استقلالية المركبة الفضائية واستمراريتها.
لأغراض الأمان العالي لخطوط الاتصال ، يستخدم النظام نطاقات ترددات Ka- و K- و V. تتيح نطاقات التردد هذه تشكيل حزم اتجاهية ضيقة ، والتي ، إلى جانب مناعة الضوضاء للقنوات ، تزيد أيضًا من سرية خطوط الاتصال ، حيث يصعب تحديد موقع الإشارات ، وبالتالي قمعها. يتيح استخدام الخوارزميات الخاصة للتشفير ومعالجة الإشارات ضمان أمان عالي جدًا لقناة الاتصال. من خلال الوسائل التقنية للأقمار الصناعية ، يتم نقل المعلومات الاستخباراتية والفيديو ، ويتم تبادل الصوت وعقد مؤتمرات الفيديو.
لا يستخدم نظام MILSTAR في القوات النووية الاستراتيجية فحسب ، بل يوفر أيضًا التواصل مع جميع أنواع وفروع القوات المسلحة الأمريكية.
تتكون الكوكبة المدارية للنظام من خمسة أقمار Milstar (اثنان من Milstar-1 وثلاثة Milstar-2) في مدار ثابت بالنسبة للأرض. تم تطوير الأقمار الصناعية بواسطة شركة لوكهيد مارتن.
تسمح أقمار Milstar-1 بتنظيم 192 قناة اتصال منخفضة السرعة (من 75 إلى 2400 بت في الثانية) (44.5 جيجاهرتز - ارتباط صاعد و 20.7 جيجاهرتز - ارتباط هابط) ونظام اتصال متقاطع مع بعضها البعض بتردد 60 جيجاهرتز. بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي المركبة الفضائية على أربع قنوات اتصال AFSATCOM UHF (300 و 250 ميجاهرتز) لسلاح الجو الأمريكي وقناة بث UHF (300 و 250 ميجاهرتز) للبحرية الأمريكية.
تسمح أقمار الجيل الثاني Milstar-2 بتنظيم 192 سرعة منخفضة (من 75 إلى 2400 بت في الثانية) و 32 قناة اتصال آمنة متوسطة السرعة (من 4,8 كيلوبت في الثانية إلى 1,544 ميغابت في الثانية) في نطاق تردد تشغيل ممتد.
تقوم الوسائل التقنية لنظام MILSTAR بتنفيذ الوظائف التالية:
• معالجة الإشارات على متن الطائرة والتبديل.
• التحكم المستقل في الموارد الموجودة على متن السفن.
• استخدام الطيف المتقاطع (استقبال إشارة عبر هوائي واحد في نطاق واحد وإعادة بثها عبر هوائي آخر في نطاق آخر) ؛
• الاتصالات بين الأقمار الصناعية.
مجمع الهوائي الموجود على متن الطائرة قادر على اكتشاف اتجاه التداخل النشط المتعمد وإعاقة مخطط الإشعاع أو إبطاله مؤقتًا في اتجاه التداخل ، مع الحفاظ على أسلوب التشغيل في اتجاهات أخرى دون فقدان الاتصال.
توفر الوسائل التقنية للنظام معًا اتصالات آمنة تكيفية وموثوقة ومستقرة بين المطاريف الثابتة والمتنقلة والمحمولة. تم إتقان هذه الوسائل التقنية أيضًا في أنظمة الاتصالات الساتلية الشخصية التجارية.
وفقًا للخطط ، ينتهي تشغيل نظام MILSTAR في عام 2014.
في المقابل ، يوفر نظام الفضاء الموجي المليمتر AEHF ، الذي يحل محل نظام MILSTAR ، وسيلة أكثر أمانًا (مفتاح مزدوج) وموثوقة وقابلة للبقاء وعالية السرعة ، مقارنة بنظام MILSTAR ، اتصال عالمي بين القيادة السياسية والعسكرية العليا من الولايات المتحدة بقيادة القوات المسلحة وأنواعها وفروعها ، وقادة التجمعات الاستراتيجية والتكتيكية للقوات. يستخدم نظام AEHF في جميع مسارح الحرب ، في البر والبحر والجو والفضاء في وقت السلم والحرب ، بما في ذلك الحرب النووية.
يجب أن يتكون نظام AEHF من أربعة (وفقًا لمصادر أخرى ، خمسة) ساتل رئيسي وواحد احتياطي في مدار ثابت بالنسبة إلى الأرض. يتوافق نظام AEHF مع قنوات نظام MILSTAR ذات السرعة المنخفضة (من 75 إلى 2 بت في الثانية) والسرعة المتوسطة (400 بت في الثانية إلى 4 ميجابت في الثانية) ، ولديه أيضًا قنوات اتصال جديدة عالية السرعة (تصل إلى 800 ميجابت في الثانية).
معدل تبادل البيانات في نظام AEFH هو خمسة أضعاف معدل نظام MILSTAR ، والذي يسمح للمستخدمين بنقل صور فيديو عالية الدقة المستهدفة في الوقت الفعلي من المركبات الجوية غير المأهولة (UAVs) والأقمار الصناعية لاستشعار الأرض عن بعد (ERS).
تمت إضافة معالجة الإشارة على متن المركب الهوائي مع إبطال مخطط الإشعاع في اتجاه التداخل (نظام MILSTAR). يضمن هذا الأخير حماية وتحسين الموارد المستخدمة على متن الطائرة ، ومرونة النظام فيما يتعلق بمختلف المستهلكين في القوات المسلحة والمستخدمين الآخرين الذين يستخدمون المحطات الأرضية والبحرية والجوية. بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي المركبة الفضائية لنظام AEHF على بنية تحتية متطورة وموثوقة للتواصل مع بعضها البعض (مع كل منهما متجاورتان) في نطاق تردد المليمتر (V-) (60 جيجاهرتز).
يتم عرض بيانات أداء أنظمة MILSTAR و AEHF في الجدول 1.
يتكون نظام AEHF من ثلاثة أجزاء: الفضاء والمستخدم والأرض. الجزء الفضائي عبارة عن كوكبة مدارية من المركبات الفضائية في مدار ثابت بالنسبة إلى الأرض مع نظام اتصال بين الأقمار الصناعية يوفر تغطية عالمية. تم تصميم الجزء الأرضي من نظام التحكم للتحكم في المركبات في المدار ، والتحكم في حالتها التشغيلية والتقنية وضمان التخطيط والتحكم في نظام الاتصالات. تم بناء هذا الجزء وفقًا لمخطط التكرار المتعدد ويتضمن مجموعة معقدة من محطات التحكم الثابتة والمتنقلة. تستخدم الروابط من الأرض إلى الأقمار الصناعية النطاق 44 جيجاهرتز وتستخدم الروابط من الأرض إلى الأرض النطاق 20 جيجاهرتز
تشتمل وحدة الحمولة النافعة للمركبة الفضائية AEFH على نظام داخلي لمعالجة الإشارات وتبديلها مع تحويلها من نطاق 44 جيجاهرتز إلى نطاق 20 جيجاهرتز ومجمع هوائي. توفر معالجة الإشارات على متن الطائرة حماية وتحسين موارد المكرر على متن الطائرة ، ومرونة النظام فيما يتعلق بمستخدمي النظام الذين يستخدمون المحطات الأرضية والبحرية والجوية.
يتضمن مجمع الهوائي للمركبة الفضائية العناصر التالية:
• هوائي عالمي.
• صفيفتا هوائي إرسال مرحلي (PAA) للتشغيل مع مطاريف محمولة تشكل ما يصل إلى 24 قناة مع تقسيم الوقت ؛
• استقبال الهوائي مع المصابيح الأمامية.
• ستة هوائيات إرسال واستقبال مكافئة على محور لتشكيل حزم إقليمية ؛
• هوائيان ذو اتجاهين عاليين للاتصالات التكتيكية والاستراتيجية.
• هوائيان للاتصالات بين الأقمار الصناعية.
يشكل كل قمر صناعي في نظام AEHF ، باستخدام مجموعة من المصفوفة المرحلية والهوائيات المكافئة ، 194 حزمة إقليمية.
الأقمار الصناعية قادرة على البقاء على قيد الحياة باستخدام الأسلحة النووية.
نظام الاتصال واسع النطاق DSCS / WGS
يوفر نظام الاتصالات عبر الأقمار الصناعية للدفاع (DSCS) التابع للقوات المسلحة الأمريكية الاتصالات للقيادة العسكرية السياسية العليا ، والقيادة المشتركة والخاصة مع التشكيلات والتشكيلات والوحدات (حتى مستوى اللواء) وأغراض القوات المسلحة من أنواع و فروع القوات الأمريكية. بالإضافة إلى ذلك ، يحل النظام مشاكل نقل المعلومات الدبلوماسية والاستخباراتية والحكومية ، بما في ذلك تبادل البيانات بين أنظمة التحكم المؤتمتة على مختلف المستويات وعناصرها.
تشتمل الكوكبة على ثمانية أقمار صناعية (ستة مركبات فضائية عاملة DSCS-3B واثنتان في الاحتياط) في مدار ثابت بالنسبة إلى الأرض.
يتم تزويد المركبة الفضائية من سلسلة DSCS-3 بحماية أكثر موثوقية ضد الإشعاع الكهرومغناطيسي الناجم عن انفجار نووي مقارنة بالمركبة الفضائية في السلسلتين الأوليين ، ولديها معدات اتصال عريض النطاق ومقاومة للضوضاء على متنها. بالإضافة إلى ذلك ، فهي مجهزة بنظام آمن للقياس عن بعد وإرسال واستقبال أوامر التحكم عبر الأقمار الصناعية ، وهو مصمم لإعادة الهيكلة السريعة في حالة التداخل المتعمد. تتراوح قدرة مركبة فضائية واحدة من 100 إلى 900 ميجابت / ثانية.
تتضمن وحدة حمولة القمر الصناعي ما يلي:
• ستة مرسلات مستجيبات مستقلة وجهاز مرسل مستجيب بقناة واحدة.
• ثلاثة هوائيات استقبال (قرنان مع تغطية كامل الجزء المرئي من الأرض وهوائي واحد قابل للتوجيه) ؛
• خمسة هوائيات إرسال (قرنان مع تغطية الجزء المرئي من الأرض بالكامل ، وهوائيان قابلان للتوجيه وهوائي مكافئ عالي الكسب بمحور).
تعمل وحدة الحمولة الصافية لأقمار هذه السلسلة في النطاق X: 7900-8400 ميجا هرتز للاستقبال و 7250-7750 ميجا هرتز للإرسال. قوة المرسل المستجيب - 50 واط. عرض النطاق الترددي للقناة من 50 إلى 85 ميجا هرتز. يتم استخدام نطاقي S- و X للتحكم في المركبات الفضائية وإرسال القياس عن بعد.
نظرًا للزيادة في حركة البيانات في توفير خدمات الاتصالات الأساسية وأنواع جديدة من الخدمات للقوات المسلحة في مناطق المحيط الهادئ والمحيط الأطلسي والمحيط الهندي والولايات المتحدة القارية ، قررت قيادة البلاد في عام 2001 تطوير نظام جديد نظام اتصالات عبر الأقمار الصناعية عريض النطاق لجيل جديد (Wideband Global Satcom ، WGS). لذلك ، يتم استبدال المركبة الفضائية لنظام DSCS بأقمار صناعية لنظام WGS ، والتي ستتألف من ست مركبات.
يتم إنشاء الأقمار الصناعية لنظام WGS على أساس منصة Boeing BSS-702 بسعة 13 كيلو وات وعمر افتراضي يصل إلى 14 عامًا.
تم إطلاق أول قمر صناعي WGS في عام 2007 ، واثنان آخران في عام 2009 ، وفي يناير 2012 تم إطلاق القمر الصناعي WGS-4. من المقرر إطلاق القمر الصناعي WGS-5 في أوائل عام 2013 ، و WGS-6 في صيف نفس العام.
تتضمن وحدة الحمولة الصافية للمركبة الفضائية WGS عدة عشرات من أجهزة الإرسال والاستقبال ومجمع الهوائي. يمكن أن يشكل مجمع الهوائي 19 منطقة تغطية مستقلة وتشمل:
• هوائي عالمي النطاق X (8/7 جيجاهرتز) ؛
• صفيفات هوائيات الإرسال والاستقبال المرحلية التي تشكل 8 مناطق تغطية في النطاق X ؛
• ثمانية هوائيات إرسال / استقبال ضيقة التركيز واثنان من هوائيات الإرسال / الاستقبال النطاقية على محور لتشكيل 10 حزم في نطاقي K و Ka (40/20 جيجاهرتز و 30/20 جيجاهرتز).
النطاق 30/20 جيجاهرتز مخصص لنظام البث العالمي (GBS). ينقل نظام البث العالمي عبر الأقمار الصناعية GBS معلومات الفيديو والمعلومات الجيوديسية والخرائطية ، بالإضافة إلى بيانات الطقس وغيرها من المعلومات للتشكيلات وأجزاء من جميع أنواع القوات المسلحة الأمريكية. تعمل معدات استقبال الأقمار الصناعية لنظام GBS في النطاق Ka (30 جيجاهرتز) ولديها أربع قنوات اتصال بمعدل نقل بيانات يبلغ 24 ميجابت في الثانية. يتم إرسال بيانات الوصلة الهابطة في النطاق Ka (20 جيجاهرتز).
تتراوح قدرة المركبة الفضائية WGS بسبب استخدام أجهزة تبديل الدارات ، ووسائل الفصل بين التردد والمكان والاستقطاب ، وعند استخدام معدات GBS من 2.4 جيجابت / ثانية إلى 3.6 جيجابت / ثانية.
للتحكم في الحمل المستهدف لأقمار WGS ، أنشأ الجيش الأمريكي أربعة مراكز للتحكم في اتصالات الجيش ، يمكن لكل منها التحكم في وقت واحد في استقبال البيانات ونقلها عبر ثلاثة أقمار صناعية.
لا يوجد سوى مركز واحد للتحكم في الطيران عبر الأقمار الصناعية ، وتعمل مرافقه الأرضية في النطاق S.
بعد النشر الأولي لنظام WGS وإطلاق أول قمر صناعي لنظام AEHF ، قررت وزارة الدفاع الأمريكية إنهاء العمل على نظام الاتصالات الساتلية القابلة للتحويل (Transformational Satellite Communications System، TSAT).
نظام الفضاء للاتصالات الفضائية الضيقة النطاق UFO (MUOS)
تم إنشاء نظام اتصالات الأقمار الصناعية UFO (FLTSATCOM في المرحلة الأولى) من قبل البحرية الأمريكية لتوفير الاتصالات بين المراكز الساحلية مع الأجسام السطحية وتحت الماء ، طيران سريع وإخطار دوري لقوات الأسطول عبر قناة خاصة. حاليًا ، نظام UFO هو نظام الاتصال المحمول التكتيكي الرئيسي للقوات المسلحة الأمريكية في نطاق الديسيمتر. يتم استخدامه على نطاق واسع من قبل وزارة الدفاع ووزارة الخارجية ورئيس الولايات المتحدة والقيادة الإستراتيجية لإدارة المستويات العملياتية والتكتيكية لجميع فروع القوات المسلحة.
منطقة تشغيل النظام تغطي الولايات المتحدة القارية والمحيط الأطلسي والمحيط الهادئ والمحيط الهندي.
في بداية عام 2013 ، تضمنت الكوكبة المدارية للنظام تسع مركبات فضائية UFO (ثمانية رئيسية وواحد احتياطي) في أربعة مواقع مدارية وقمرين صناعيين FLTSATCOM في مدار ثابت بالنسبة للأرض. تعتمد الأقمار الصناعية UFO على منصة Boeing's BSS-2. العمر النشط للمركبة الفضائية 601 سنة.
تحتوي جميع المركبات الفضائية على 11 مضخمًا للحالة الصلبة UHF. أنها توفر 39 قناة اتصال مع عرض نطاق إجمالي 555 كيلو هرتز و 21 قناة صوتية ضيقة النطاق مع عرض نطاق 5 كيلو هرتز لكل قناة ، و 17 قناة ترحيل بعرض نطاق 25 كيلو هرتز وقناة بث أسطول بعرض نطاق 25 كيلو هرتز.
تم تجهيز آخر ثلاثة أقمار صناعية لنظام UFO بخدمة البث العالمية GBS. تتكون هذه المجموعات من 4 x 130W مرسلات ، وتعمل في Ka-band (30 / 20GHz) ولديها عرض نطاق 24Mbps. وبالتالي ، فإن مجموعة GBS على قمر صناعي واحد توفر إرسالًا يبلغ 96 ميجابت في الثانية.
يتم حاليًا استبدال نظام UFO بنظام اتصالات ضيق النطاق واعد (نظام هدف المستخدم المحمول ، MUOS). تم تكليف شركة لوكهيد مارتن بتطوير وإنتاج نظام الاتصالات عبر الأقمار الصناعية MUOS. سيشمل نظام MUOS خمسة أقمار صناعية (واحد احتياطي) في مدار ثابت بالنسبة للأرض ، ومركز للتحكم في الطيران ومركز التحكم في شبكة الاتصالات. كل قمر صناعي MUOS لديه سعة ثمانية أقمار صناعية UFO.
سيتضمن التكوين الأساسي لنظام الاتصالات مجمع تحكم أرضي وقمرين صناعيين MUOS ، تم إطلاق أولهما في 24 فبراير 2012. فترة نشر نظام المرحلة الأولى بكامل قوته هي صيف عام 2013.
تعتمد الأقمار الصناعية MUOS على منصة Lockheed Martin A2100. فترة الوجود النشط للمركبة الفضائية هي 14 سنة.
تم بناء نظام MUOS باستخدام تقنيات الاتصالات الساتلية المدنية الرئيسية ويحسن بشكل كبير قدرات الاتصالات العسكرية من خلال تزويد المستخدمين المتنقلين (من الرابط الاستراتيجي إلى المشاة الفردي) بخدمات الهاتف والبيانات والفيديو في الوقت الفعلي. يركز النظام على استخدام محطات المستخدم الفردية التي تم إنشاؤها لمشروع أنظمة الراديو التكتيكية المشتركة (JTRS) ، المتوافقة مع نظام UFO.
تعمل الأقمار الصناعية في نطاقات UHF و X و Ka. سيوفر النظام قنوات اتصال عسكرية ضيقة النطاق ونقل البيانات بسرعات تصل إلى 64 كيلوبت في الثانية. تصل السرعة الإجمالية لقنوات الاتصال عبر الأقمار الصناعية إلى 5 ميجابت في الثانية ، وهو ما يزيد 10 مرات عن سرعة نظام UFO (حتى 400 كيلو بت في الثانية).
تتيح الحمولة النافعة للمركبة الفضائية MUOS استخدامًا أكثر كفاءة لمدى التردد المخصص ، والذي سينفذ النظام من أجله نفاذًا متعددًا مع تخصيص القنوات عند الطلب. بفضل استخدام الأساليب الحديثة لمعالجة الإشارات الرقمية وطرق التعديل الجديدة والتشفير المناعي للضوضاء ، سيكون لنظام الاتصالات موثوقية وأمن ومناعة ضد الضوضاء وكفاءة اتصال أعلى.
أهم متطلبات النظام الجديد هي: ضمان الوصول المضمون ، والاتصال أثناء التنقل ، والقدرة على تشكيل شبكات اتصال ذات أغراض وتكوينات مختلفة ، والتفاعل المشترك لشبكات الاتصال من قوى غير متجانسة ، والتغطية العالمية ، والبث والاتصالات في المناطق القطبية ، إمكانية استخدام محطات المشتركين المحمولة صغيرة الحجم.
نظام اتصالات الأقمار الصناعية TACSAT Space NARROW-BAND التابع للبحرية الأمريكية
في عام 2005 ، من أجل جعل نظام الاتصالات الساتلية العسكرية ضيقة النطاق عالميًا ، قررت الولايات المتحدة إنشاء نظام اتصالات تجريبي يعتمد على الأقمار الصناعية الإهليلجية.
في سبتمبر 2011 ، تم إطلاق القمر الصناعي التجريبي TacSat-4 لهذا الغرض. مدار المركبة الفضائية بيضاوي الشكل مع نقطة حضيض تبلغ 850 كم ، وذروة تبلغ 12 ألفًا و 50 كم وميلًا للمستوى المداري 63,4 درجة. TacSat-4 هو قمر صناعي تجريبي للاستخبارات والاتصالات صممه مختبر الأبحاث البحرية الأمريكية ومختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز بمشاركة بوينج وجنرال دايناميكس ورايثيون. الوزن - 460 كجم ، قطر الهوائي - 3,8 م.
الغرض من المركبة الفضائية هو توفير اتصالات عالمية محمية ومقاومة للضوضاء مع الوحدات الموجودة في ساحة المعركة (الاتصال أثناء التنقل - الاتصال أثناء التنقل ، COTM) ؛ الكشف عن غواصات العدو. جلب إلى وحدات سلاح مشاة البحرية وسفن البحرية الأمريكية نتائج تقييم الوضع وأوامر القتال في مواجهة معارضة قوية من معدات راديو العدو.
يوفر القمر الصناعي ما يصل إلى 10 قنوات اتصال ضيقة النطاق (من 2.4 إلى 16 كيلو بايت في الثانية) في نطاق UHF (300 و 250 ميجا هرتز).
يحتوي القمر الصناعي TacSat-4 أيضًا على معدات نظام MUOS بعرض نطاق يبلغ 5 ميجاهرتز لاستقبال ونقل البيانات عبر الأقمار الصناعية MUOS إلى GSO.
سيسمح اختبار وتشغيل المركبة الفضائية TacSat-4 للبحرية الأمريكية بتحديد الحاجة المستقبلية للأقمار الصناعية في مدار إهليلجي مرتفع يعمل في نظام الأقمار الصناعية الثابت بالنسبة للأرض.
الاستخدام العسكري لأقمار الاتصالات المدنية
اليوم ، يستخدم الجيش الأمريكي ، إلى جانب حقيقة أنهم ينفقون بشكل كبير على إنشاء أنظمة اتصالات فضائية خاصة بهم ، بشكل متزايد الأقمار الصناعية التجارية للاتصالات وجمع المعلومات الاستخبارية. في سياق النمو المحدود في الميزانيات العسكرية والأزمة العالمية المستمرة ، تستخدم الهياكل الحكومية والعسكرية للولايات المتحدة ودول الناتو بشكل متزايد موارد المركبات الفضائية التجارية ، والتي تعد أرخص بكثير من أنظمة الاتصالات الساتلية العسكرية المتخصصة.
إن استقلالية تطوير أنظمة الاتصالات الفضائية العسكرية والمدنية مصطنعة إلى حد كبير ، لأن المطلب الرئيسي الذي يحدد مظهرها هو إمكانية تشغيلها في الفضاء الخارجي. في الآونة الأخيرة نسبيًا ، أصبح فهم جدوى إنشاء أنظمة فضائية ثنائية الغرض. الغرض المزدوج ينطوي على تصميم النظام ، مع مراعاة تطبيقه لحل كل من المهام المدنية والعسكرية. وفقًا للخبراء ، فإن هذا يساعد في تقليل تكلفة إنتاج المركبات الفضائية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الاستخدام المشترك لأنظمة الأقمار الصناعية العسكرية والمدنية يزيد بشكل كبير من استقرار الاتصالات في مسرح العمليات.
من الأمثلة الحية لتأثير الهياكل العسكرية على استخدام الأقمار الصناعية التجارية أثناء النزاعات العسكرية الحادث المعروف جيدًا خلال حرب الناتو مع يوغوسلافيا. أثناء القتال في أواخر التسعينيات ، أوقف مشغل الأقمار الصناعية التجاري يوتلسات بث التلفزيون الوطني اليوغوسلافي عبر أقمار هوت بيرد.
تم إغلاق مماثل للتلفزيون الوطني في ليبيا وسوريا من قبل مشغلي الأقمار الصناعية Eutelsat (مشغل أوروبي) و Intelsat (مشغل أمريكي) و عربسات (بدعم من دولتي البحرين والمملكة العربية السعودية).
في أكتوبر 2012 ، أوقفت شركات تشغيل الأقمار الصناعية Eutelsat و Intelsat و Arabat بث جميع القنوات الفضائية الإيرانية بعد قرار من المفوضية الأوروبية كجزء من العقوبات الاقتصادية. أكتوبر-نوفمبر 2012 الإخبارية تعرضت برامج يورونيوز التي تبث عبر أقمار يوتلسات للتدخل.
وضعت الولايات المتحدة آليات لنقل المعلومات الواردة من أنظمة الفضاء العسكرية إلى الوكالات المدنية ، وكذلك آليات لجذب أنظمة الفضاء المدنية والتجارية لحل المشكلات العسكرية. تستفيد القوات العسكرية الأمريكية وحلف شمال الأطلسي في أفغانستان والعراق بشكل مكثف من أنظمة الأقمار الصناعية التجارية إيريديوم ، وإنتلسات ، ويوتلسات ، وإس إي إس ، وغيرها. تستمر طلبات الدولة (العسكرية) من Eutelsat في الزيادة مع أكبر تدرج سنوي (GAGR) من بين تطبيقات أخرى في السنوات الأخيرة ، والتي بلغت في عام 2011 نسبة 10٪ من إجمالي إيرادات الشركة.
أنشأت SES (لوكسمبورغ) و Intelsat أقسامًا منفصلة للتعامل مع العملاء العسكريين ، وبلغ الدخل من الطلبات العسكرية في إجمالي دخلهم في عام 2011 8 ٪ و 20 ٪ من إيراداتهم السنوية ، على التوالي.
استثمرت Intelsat في حمولات UFH للأقمار الصناعية Intelsat 14 و Intelsat 22 و Intelsat 27 و Intelsat 28. تم إنشاء أحدها (Intelsat 22) لوزارة الدفاع الأسترالية ، وثلاثة أخرى لمنظمات حكومية أمريكية ، بما في ذلك الجيش.
على القمر الصناعي Intelsat 23 الذي تم إطلاقه في 2009 نوفمبر 14 ، تم تثبيت موجه الإنترنت (موجه الإنترنت في الفضاء ، IRIS) لصالح وزارة الدفاع الأمريكية ، والذي يربط فعليًا شبكات نقل البيانات التابعة لوزارة الدفاع الأمريكية. في مارس 2012 ، تم إطلاق القمر الصناعي Intelsat 22 ، حيث تم تركيب 18 قناة اتصال ضيقة النطاق (25 كيلو هرتز) في النطاق UHF (300 و 250 ميجا هرتز) كجزء من مصلحة وزارة الدفاع الأسترالية. الحمولة. سيتم استخدام هذه القنوات من قبل القوات البرية والبحرية والجوية الأسترالية للاتصالات المتنقلة. تستحوذ وزارة الدفاع الأسترالية على السعة الكاملة لنطاق UFH ويمكنها استخدامها وفقًا لتقديرها ، بما في ذلك البيع للمستهلكين الآخرين.
من المقرر إطلاق المركبة الفضائية إنتلسات 27 في عام 2013 وتقوم شركة بوينج بتطويرها على أساس منصة BSS-702MP. على هذا القمر الصناعي ، من أجل مصلحة وزارة الدفاع الأمريكية ، تم تركيب 20 قناة اتصال ضيقة النطاق (25 كيلو هرتز) في النطاق UHF (300 و 250 ميجا هرتز) كجزء من الحمولة. تشبه الحمولة في نطاق UHF الحمولة الصافية لقمر الاتصالات العسكري UFO-11 وهو مصمم للعمل في أنظمة اتصالات عسكرية آمنة منخفضة السرعة مثل UFO و MUOS.
في سبتمبر 2011 ، تم إطلاق أول حمولة إضافية قياسية لاستشعار الأرض عن بعد ، مستشعر CHIRP (حمولة الأشعة تحت الحمراء المستضافة تجارياً) على متن القمر الصناعي SES 2. تم تكليف CHIRP من قبل القوات الجوية الأمريكية للكشف عن إطلاق الصواريخ وتم تثبيتها بواسطة Orbital Sciences Corporation على القمر الصناعي SES 2. أنظمة الأقمار الصناعية للاتصالات العالمية.
حاليًا ، تعمل SES مع الهياكل الحكومية والعسكرية في العديد من البلدان حول العالم لاستخدام قدرة الأقمار الصناعية للشركة في مسارح العمليات العسكرية ولتضمين حمولات إضافية (الاتصالات و CHIRP) في الأقمار الصناعية قيد الإنشاء للتطبيقات العسكرية والخاصة. ستظل الحكومة الأمريكية ووزارة الدفاع الأمريكية أحد أهم عملاء SES خلال السنوات القليلة القادمة.
في المستقبل القريب ، تخطط حكومات الدول الأوروبية لزيادة استخدام المركبات الفضائية SES بشكل كبير لصالح تنظيم الاتصالات العسكرية والخاصة لضمان الأنشطة اليومية للهياكل العسكرية وغيرها من الهياكل في مناطق التوتر والصراعات العسكرية (أفغانستان ، إيران ، الشرق الأوسط ، إلخ).
تقوم شركة Telesat ببناء حمولة النطاق X للقمر الصناعي Anik-G مع الاستخدام المستقبلي لقدرته من قبل الجيش.
تستثمر Telesat و Intelsat بنشاط في حمولات النطاق X و UHF و Ka لأن هذه النطاقات هي الأكثر استخدامًا من قبل الجيش. يعد هذا الجزء من سوق خدمات الأقمار الصناعية من أسرع القطاعات نموًا في العالم. تقوم الولايات المتحدة ودول الناتو ودول التحالف من القوات المسلحة الدولية التي تقوم بمهام عسكرية وبعثات حفظ سلام في العراق وأفغانستان وشمال إفريقيا وآسيا بتأجير قدرة الاتصالات التجارية (المدنية) والأقمار الصناعية لدعم عمليات حفظ السلام و عمليات في مسارح الحرب.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن الطلب على هذا النوع من الخدمة ناتج عن اعتماد عقيدة تتضمن الاستخدام الفعال لأنظمة المراقبة بالفيديو (الفضائية والأرضية) والمركبات الجوية بدون طيار في سياق العمليات العسكرية.
لقد عملت الولايات المتحدة بالفعل على وضع آليات لنقل المعلومات الواردة من أنظمة الفضاء العسكرية إلى الوكالات المدنية ، فضلاً عن آليات لجذب أنظمة الفضاء المدنية والتجارية لحل المشكلات العسكرية. تتلقى وزارة الدفاع الأمريكية قدرًا كبيرًا من المعلومات من الأقمار الصناعية المدنية لاستشعار الأرض عن بعد (ERS) والجيوديسيا والأرصاد الجوية.
تستخدم الهياكل العسكرية الأمريكية أكثر من 20٪ من المعلومات الواردة من نظام الاستشعار عن بعد المدني للولايات المتحدة وفرنسا واليابان.
هيئة مسح الذخائر التابعة لوزارة الدفاع الأمريكية هي الوكالة الثانية بعد وزارة الزراعة من حيث عدد الصور التي تم الحصول عليها من قمر الاستشعار عن بعد. كما تم تنظيم تفاعل المنسقين الرئيسيين لتطوير التقنيات الجديدة للإدارات العسكرية والمدنية (DARPA ، NASA ، إلخ) في شكل مشاريع مشتركة واتفاقيات ثنائية بشأن تنسيق العمل في مجال التقنيات الجديدة. الولايات المتحدة رائدة في استخدام أنظمة الفضاء العسكرية للأغراض المدنية والأقمار الصناعية التجارية للأغراض العسكرية.
في الآونة الأخيرة ، يتزايد الاتجاه لاستخدام أنظمة الفضاء المدنية (التجارية) للأغراض العسكرية. على سبيل المثال ، أثناء العملية العسكرية الأمريكية في العراق وأفغانستان ، تم توفير ما يصل إلى 80٪ من الاتصالات العسكرية في مسرح العمليات بواسطة أنظمة الأقمار الصناعية التجارية (إيريديوم ، وإنتلسات ، وما إلى ذلك). تم التحكم في حوالي ثلث 30 قذيفة وقنابل أطلقت على العراق باستخدام نظام الأقمار الصناعية لتحديد المواقع العالمي.
المرشحون المحتملون للأقمار الصناعية التي تحمل حمولات الاستشعار عن بعد هي المركبات الفضائية لنظام الاتصالات المتنقلة العالمي IRIDIUM NEXT (تم إطلاق المركبة الفضائية في عام 2014). تتمثل مزايا تمرير الحمولات الصافية في انخفاض كبير في تكلفتها ، حتى بالمقارنة مع المركبات الصغيرة الحجم.
كما تبلور اتجاه جديد من الناحية التنظيمية. في عام 2011 ، شكلت الولايات المتحدة تحالف الحمولة المستضافة (تحالف الحمولات المرتبطة) - وهي منظمة غير ربحية تجمع بين المطورين ومالكي الحمولة والمشغلين.
الاستنتاجات
1. يتم دمج أنظمة الاتصالات الساتلية العسكرية الأمريكية في نظام بث واحد عبر الأقمار الصناعية عالمي النطاق عريض النطاق GBS ، والذي ينقل جميع أنواع البيانات والمعلومات للتشكيلات والوحدات والأفراد العسكريين من جميع أنواع القوات المسلحة. يطبق نظام GBS نظام العنونة الهرمي مع إعادة التكوين التلقائي للعناوين ، بالإضافة إلى التوصيلات المباشرة وتوصيل أطراف المستخدم الفردي من نوع JTRS.
2. في المستقبل القريب ، في القوات المسلحة الأمريكية ، سيكون لأي تشكيل أو وحدة أو كل جندي أو قطعة من المعدات العسكرية أو الأسلحة عنوان فريد خاص به. سيسمح هذا العنوان بالمراقبة في الوقت الفعلي لموقف وحالة جميع عناصر الموقف - لتشكيل صورة رقمية واحدة لمساحة القتال مع تدابير أمن المعلومات الضرورية. من أجل تضليل العدو ، يمكن تغيير هذه العناوين.
3 - تقوم القوات المسلحة الأمريكية بدمج أنظمة الاتصالات الساتلية ، ونظام الملاحة الساتلية ، ونظام الأقمار الصناعية الجيوديسي ، ونظام الأرصاد الجوية الفضائية ، ونظام الإنذار بالهجوم الصاروخي ، ونظام الاستشعار عن بعد للأرض ، وأنظمة الاستطلاع الساتلية والطيران في شبكة ساتلية واحدة. . وستضم شبكة الأقمار الصناعية الموحدة أكثر من XNUMX قمرا صناعيا عسكريا ومزدوجا ومدني تشارك في العمليات القتالية في مسرح العمليات.
4- في سياق النمو المحدود في الميزانيات العسكرية والأزمة العالمية الجارية ، تستخدم الهياكل الحكومية والعسكرية للولايات المتحدة وبلدان الناتو بشكل متزايد موارد المركبات الفضائية التجارية ، التي هي أرخص بكثير من أنظمة الاتصالات الساتلية العسكرية المتخصصة.
لقد أثبتت الولايات المتحدة أهدافها في الفضاء في العديد من الوثائق خلال السنوات الماضية. وأهمها خطة القيادة الفضائية الأمريكية للفترة حتى عام 2020 (2002) ؛ "عقيدة الفضاء" للرئيس أوباما (2010) ؛ "استراتيجية الأمن القومي في الفضاء الخارجي" ، من إعداد وزارة الدفاع ومديرية المخابرات الوطنية (2010) ؛ "استراتيجية الفضاء العسكرية الأمريكية الجديدة" (2011).
في عام 2010 ، أصدرت هيئة الأركان المشتركة للقوات المسلحة الأمريكية مفهوم الرؤية المشتركة 2010 (مفهوم "سيطرة الطيف الكامل"). ويحدد تحقيق وتعزيز التفوق العسكري الأمريكي غير المشروط والدور الرائد في الفضاء الخارجي على أنهما المهمة المركزية للأنشطة الفضائية.
في الآونة الأخيرة ، كان هناك تحول نشط في أساليب الحرب ، ويرجع ذلك في المقام الأول إلى تطور تكنولوجيا المعلومات ، التي حولت الحياة الاقتصادية والاجتماعية للبشرية. لقد تغيرت طبيعة الحرب بشكل جذري ونزلت إلى الافتراض: كل ما يمكن رؤيته يمكن مهاجمته ، وما يمكن مهاجمته سيتم تدميره.
ظهر نوع جديد من الأعمال العدائية - حرب المعلومات ، والتي تشمل تعطيل أنظمة معلومات العدو.
تتمثل إحدى سمات استراتيجية الفضاء الأمريكية في التركيز على عنصر المعلومات في استخدام الفضاء ، حيث إنها المعلومات التي تزيد بشكل كبير من كفاءة أداء الأنظمة الأخرى. تقوم الولايات المتحدة بتحويل التركيز تدريجياً من تعزيز القوة العسكرية إلى استخدام فضاء المعلومات وتسعى جاهدة للهيمنة في هذا المجال.
وهكذا ، فإن "استراتيجية الفضاء العسكرية الأمريكية الجديدة" تميز الفضاء الحديث بأنه يزداد ازدحامًا وتنافسية وتعقيدًا. تنص هذه الوثيقة صراحة على أن الجيش الأمريكي سيتخذ أي إجراءات هجومية نشطة لإخفاء البنية التحتية الفضائية للعدو وتشويشها واحتوائها وتدميرها إذا كانت تشكل تهديدًا لأمن الولايات المتحدة.
في المقابل ، ينص المفهوم العملياتي-الاستراتيجي للولايات المتحدة "العمليات العسكرية واسعة النطاق" على استخدام القوات المسلحة للولايات المتحدة وحلف شمال الأطلسي ، بما في ذلك في شكل عملية فضائية جوية استراتيجية (حملة).ولغرض تنفيذ أحكام هذه الوثائق ، يتم إنشاء نظام عالمي للمعلومات والملاحة ، والذي سيعتمد على أكثر من مائتي مركبة فضائية. يعمل هذا النظام بالفعل على حل المهام الاستراتيجية والتشغيلية التكتيكية في الاستطلاع والقيادة والسيطرة والتوجيه بدقة عالية أسلحة وتزويد القوات بالاتصالات في أي مكان في العالم ، وفي المستقبل ستشارك في توجيه ضربات من الفضاء ضد أهداف أرضية.
في السنوات القادمة ، يمكن استكمال نظام المعلومات والملاحة العالمي بآلاف من طائرات الاستطلاع والهجوم بدون طيار لأغراض مختلفة والأقمار الصناعية - مفتشو الفضاء الخارجي. بعد التكامل مع نظام الذكاء الإلكتروني العالمي ، سيكون النظام الفائق الجديد قادرًا تمامًا على إنشاء مجال معلومات قتالية عالمي فعال.
تتزايد باستمرار مساهمة أنظمة الأقمار الصناعية في الاستطلاع والاتصالات والملاحة اللاسلكية ومهام الأرصاد الجوية.
نظام موحد للاتصالات الساتلية العسكرية والسيطرة على الولايات المتحدة الأمريكية
تلعب أنظمة الاتصالات عبر الأقمار الصناعية دورًا مهمًا في ضمان القيادة والسيطرة الموثوقة للقوات المسلحة. الغرض الرئيسي من أنظمة الاتصالات عبر الأقمار الصناعية هو تزويد السلطات في مسرح العمليات أو في منطقة معينة بقنوات اتصال موثوقة وآمنة (نقل البيانات) مع مجموعات القوات المسلحة والتشكيلات التكتيكية والوحدات العسكرية الفردية وكل جندي. الصفات الرئيسية للاتصالات الساتلية التي لا تمتلكها أنواع الاتصالات الأخرى هي التغطية العالمية والقدرة على توفير قنوات الاتصال من أي مكان في العالم في وقت قصير جدًا.
يجب أن يصبح نظام AEHF ، بعد النشر الكامل ، أحد الروابط الرئيسية في نظام المعلومات الموحد للاتصالات العالمية والتحكم في المنظمات الحكومية والعسكرية وأساسًا لنظام تبادل البيانات الفضائية بين المقاتلين في البر والبحر والجو وفي الفضاء.يشتمل نظام الاتصالات والقيادة والتحكم العسكري الأمريكي الموحد على نظام اتصالات الأقمار الصناعية العسكرية ذات النطاق العريض (DSCS / WGS) ، ونظام الاتصالات الساتلية العسكرية ضيقة النطاق (UFO / MUOS) ، ونظام ترحيل بيانات الفضاء العسكري (SDS) من أقمار الاستطلاع ، ونظام الأقمار الصناعية ضيق النطاق الفضائي العسكري اتصالات (TacSat) للبحرية. يشتمل نظام الاتصالات والتحكم الفضائي الموحد على أنظمة الرادار الفضائية (Space Radar-SR) والمركبات الجوية غير المأهولة (UAVs) ، وأنظمة تحديد المواقع العالمية (GPS) ، ونظام الأرصاد الجوية الفضائية ، وأنظمة التحكم بالأقمار الصناعية ، والتحكم ، والاتصالات ، ودعم الكمبيوتر ، والاستطلاع. ، التتبع والمراقبة (القيادة ، التحكم ، الاتصالات ، الحواسيب ، الاستطلاع والمراقبة والاستطلاع ، C4 ISR) على الوضع في البر والبحر والجو والفضاء.
لقد وجدت أنظمة اتصالات الأقمار الصناعية العسكرية لبريطانيا العظمى (Sky Net) تطبيقات واسعة في نظام المعلومات الموحد للاتصالات العالمية والتحكم في الولايات المتحدة ؛ فرنسا (سيراكيوز) ؛ ألمانيا (SATCOMBw) وحلفاء آخرون للولايات المتحدة.
تشارك الأقمار الصناعية لنظام الترحيل الفضائي العالمي (نظام التتبع وترحيل البيانات الساتلي ، TDRSS) في نظام الاتصالات والتحكم الساتلي العسكري الموحد للولايات المتحدة في وقت السلم وأوقات الحرب. على نحو متزايد ، كجزء من نظام موحد للاتصالات والسيطرة العسكرية عبر الأقمار الصناعية ، يتم استخدام موارد أنظمة الاتصالات الساتلية التجارية Intelsat و SES و Eutelsat و Iridium و Globalstar وغيرها التي استأجرتها وزارة الدفاع الأمريكية.
اتصالات الأقمار الصناعية العسكرية الأمريكية هي العمود الفقري للبنية التحتية للمعلومات للقوات المسلحة ، واعتبارًا من أوائل عام 2013 ، تشمل الأنظمة التالية: MILSTAR / AEHF و DSCS / WGS و UFO / MUOS و TacSat و SDS.
نظام اتصالات MILSTAR / AEHF SPACE الآمن
تم تصميم نظام الاتصالات الآمنة MILSTAR الفضائي للسيطرة على القوات النووية الاستراتيجية الأمريكية في حرب نووية. بالنسبة لهذا النظام ، تم تطوير تدابير خاصة لضمان استقلالية المركبة الفضائية واستمراريتها.
لأغراض الأمان العالي لخطوط الاتصال ، يستخدم النظام نطاقات ترددات Ka- و K- و V. تتيح نطاقات التردد هذه تشكيل حزم اتجاهية ضيقة ، والتي ، إلى جانب مناعة الضوضاء للقنوات ، تزيد أيضًا من سرية خطوط الاتصال ، حيث يصعب تحديد موقع الإشارات ، وبالتالي قمعها. يتيح استخدام الخوارزميات الخاصة للتشفير ومعالجة الإشارات ضمان أمان عالي جدًا لقناة الاتصال. من خلال الوسائل التقنية للأقمار الصناعية ، يتم نقل المعلومات الاستخباراتية والفيديو ، ويتم تبادل الصوت وعقد مؤتمرات الفيديو.
لا يستخدم نظام MILSTAR في القوات النووية الاستراتيجية فحسب ، بل يوفر أيضًا التواصل مع جميع أنواع وفروع القوات المسلحة الأمريكية.
تتكون الكوكبة المدارية للنظام من خمسة أقمار Milstar (اثنان من Milstar-1 وثلاثة Milstar-2) في مدار ثابت بالنسبة للأرض. تم تطوير الأقمار الصناعية بواسطة شركة لوكهيد مارتن.
تسمح أقمار Milstar-1 بتنظيم 192 قناة اتصال منخفضة السرعة (من 75 إلى 2400 بت في الثانية) (44.5 جيجاهرتز - ارتباط صاعد و 20.7 جيجاهرتز - ارتباط هابط) ونظام اتصال متقاطع مع بعضها البعض بتردد 60 جيجاهرتز. بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي المركبة الفضائية على أربع قنوات اتصال AFSATCOM UHF (300 و 250 ميجاهرتز) لسلاح الجو الأمريكي وقناة بث UHF (300 و 250 ميجاهرتز) للبحرية الأمريكية.
تسمح أقمار الجيل الثاني Milstar-2 بتنظيم 192 سرعة منخفضة (من 75 إلى 2400 بت في الثانية) و 32 قناة اتصال آمنة متوسطة السرعة (من 4,8 كيلوبت في الثانية إلى 1,544 ميغابت في الثانية) في نطاق تردد تشغيل ممتد.
تقوم الوسائل التقنية لنظام MILSTAR بتنفيذ الوظائف التالية:
• معالجة الإشارات على متن الطائرة والتبديل.
• التحكم المستقل في الموارد الموجودة على متن السفن.
• استخدام الطيف المتقاطع (استقبال إشارة عبر هوائي واحد في نطاق واحد وإعادة بثها عبر هوائي آخر في نطاق آخر) ؛
• الاتصالات بين الأقمار الصناعية.
مجمع الهوائي الموجود على متن الطائرة قادر على اكتشاف اتجاه التداخل النشط المتعمد وإعاقة مخطط الإشعاع أو إبطاله مؤقتًا في اتجاه التداخل ، مع الحفاظ على أسلوب التشغيل في اتجاهات أخرى دون فقدان الاتصال.
توفر الوسائل التقنية للنظام معًا اتصالات آمنة تكيفية وموثوقة ومستقرة بين المطاريف الثابتة والمتنقلة والمحمولة. تم إتقان هذه الوسائل التقنية أيضًا في أنظمة الاتصالات الساتلية الشخصية التجارية.
وفقًا للخطط ، ينتهي تشغيل نظام MILSTAR في عام 2014.
في المقابل ، يوفر نظام الفضاء الموجي المليمتر AEHF ، الذي يحل محل نظام MILSTAR ، وسيلة أكثر أمانًا (مفتاح مزدوج) وموثوقة وقابلة للبقاء وعالية السرعة ، مقارنة بنظام MILSTAR ، اتصال عالمي بين القيادة السياسية والعسكرية العليا من الولايات المتحدة بقيادة القوات المسلحة وأنواعها وفروعها ، وقادة التجمعات الاستراتيجية والتكتيكية للقوات. يستخدم نظام AEHF في جميع مسارح الحرب ، في البر والبحر والجو والفضاء في وقت السلم والحرب ، بما في ذلك الحرب النووية.
يجب أن يتكون نظام AEHF من أربعة (وفقًا لمصادر أخرى ، خمسة) ساتل رئيسي وواحد احتياطي في مدار ثابت بالنسبة إلى الأرض. يتوافق نظام AEHF مع قنوات نظام MILSTAR ذات السرعة المنخفضة (من 75 إلى 2 بت في الثانية) والسرعة المتوسطة (400 بت في الثانية إلى 4 ميجابت في الثانية) ، ولديه أيضًا قنوات اتصال جديدة عالية السرعة (تصل إلى 800 ميجابت في الثانية).
معدل تبادل البيانات في نظام AEFH هو خمسة أضعاف معدل نظام MILSTAR ، والذي يسمح للمستخدمين بنقل صور فيديو عالية الدقة المستهدفة في الوقت الفعلي من المركبات الجوية غير المأهولة (UAVs) والأقمار الصناعية لاستشعار الأرض عن بعد (ERS).
تمت إضافة معالجة الإشارة على متن المركب الهوائي مع إبطال مخطط الإشعاع في اتجاه التداخل (نظام MILSTAR). يضمن هذا الأخير حماية وتحسين الموارد المستخدمة على متن الطائرة ، ومرونة النظام فيما يتعلق بمختلف المستهلكين في القوات المسلحة والمستخدمين الآخرين الذين يستخدمون المحطات الأرضية والبحرية والجوية. بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي المركبة الفضائية لنظام AEHF على بنية تحتية متطورة وموثوقة للتواصل مع بعضها البعض (مع كل منهما متجاورتان) في نطاق تردد المليمتر (V-) (60 جيجاهرتز).
يتم عرض بيانات أداء أنظمة MILSTAR و AEHF في الجدول 1.
يتكون نظام AEHF من ثلاثة أجزاء: الفضاء والمستخدم والأرض. الجزء الفضائي عبارة عن كوكبة مدارية من المركبات الفضائية في مدار ثابت بالنسبة إلى الأرض مع نظام اتصال بين الأقمار الصناعية يوفر تغطية عالمية. تم تصميم الجزء الأرضي من نظام التحكم للتحكم في المركبات في المدار ، والتحكم في حالتها التشغيلية والتقنية وضمان التخطيط والتحكم في نظام الاتصالات. تم بناء هذا الجزء وفقًا لمخطط التكرار المتعدد ويتضمن مجموعة معقدة من محطات التحكم الثابتة والمتنقلة. تستخدم الروابط من الأرض إلى الأقمار الصناعية النطاق 44 جيجاهرتز وتستخدم الروابط من الأرض إلى الأرض النطاق 20 جيجاهرتز
تشتمل وحدة الحمولة النافعة للمركبة الفضائية AEFH على نظام داخلي لمعالجة الإشارات وتبديلها مع تحويلها من نطاق 44 جيجاهرتز إلى نطاق 20 جيجاهرتز ومجمع هوائي. توفر معالجة الإشارات على متن الطائرة حماية وتحسين موارد المكرر على متن الطائرة ، ومرونة النظام فيما يتعلق بمستخدمي النظام الذين يستخدمون المحطات الأرضية والبحرية والجوية.يتضمن مجمع الهوائي للمركبة الفضائية العناصر التالية:
• هوائي عالمي.
• صفيفتا هوائي إرسال مرحلي (PAA) للتشغيل مع مطاريف محمولة تشكل ما يصل إلى 24 قناة مع تقسيم الوقت ؛
• استقبال الهوائي مع المصابيح الأمامية.
• ستة هوائيات إرسال واستقبال مكافئة على محور لتشكيل حزم إقليمية ؛
• هوائيان ذو اتجاهين عاليين للاتصالات التكتيكية والاستراتيجية.
• هوائيان للاتصالات بين الأقمار الصناعية.
يشكل كل قمر صناعي في نظام AEHF ، باستخدام مجموعة من المصفوفة المرحلية والهوائيات المكافئة ، 194 حزمة إقليمية.
الأقمار الصناعية قادرة على البقاء على قيد الحياة باستخدام الأسلحة النووية.
نظام الاتصال واسع النطاق DSCS / WGS
يوفر نظام الاتصالات عبر الأقمار الصناعية للدفاع (DSCS) التابع للقوات المسلحة الأمريكية الاتصالات للقيادة العسكرية السياسية العليا ، والقيادة المشتركة والخاصة مع التشكيلات والتشكيلات والوحدات (حتى مستوى اللواء) وأغراض القوات المسلحة من أنواع و فروع القوات الأمريكية. بالإضافة إلى ذلك ، يحل النظام مشاكل نقل المعلومات الدبلوماسية والاستخباراتية والحكومية ، بما في ذلك تبادل البيانات بين أنظمة التحكم المؤتمتة على مختلف المستويات وعناصرها.
تشتمل الكوكبة على ثمانية أقمار صناعية (ستة مركبات فضائية عاملة DSCS-3B واثنتان في الاحتياط) في مدار ثابت بالنسبة إلى الأرض.
يتم تزويد المركبة الفضائية من سلسلة DSCS-3 بحماية أكثر موثوقية ضد الإشعاع الكهرومغناطيسي الناجم عن انفجار نووي مقارنة بالمركبة الفضائية في السلسلتين الأوليين ، ولديها معدات اتصال عريض النطاق ومقاومة للضوضاء على متنها. بالإضافة إلى ذلك ، فهي مجهزة بنظام آمن للقياس عن بعد وإرسال واستقبال أوامر التحكم عبر الأقمار الصناعية ، وهو مصمم لإعادة الهيكلة السريعة في حالة التداخل المتعمد. تتراوح قدرة مركبة فضائية واحدة من 100 إلى 900 ميجابت / ثانية.
تتضمن وحدة حمولة القمر الصناعي ما يلي:
• ستة مرسلات مستجيبات مستقلة وجهاز مرسل مستجيب بقناة واحدة.
• ثلاثة هوائيات استقبال (قرنان مع تغطية كامل الجزء المرئي من الأرض وهوائي واحد قابل للتوجيه) ؛
• خمسة هوائيات إرسال (قرنان مع تغطية الجزء المرئي من الأرض بالكامل ، وهوائيان قابلان للتوجيه وهوائي مكافئ عالي الكسب بمحور).
تعمل وحدة الحمولة الصافية لأقمار هذه السلسلة في النطاق X: 7900-8400 ميجا هرتز للاستقبال و 7250-7750 ميجا هرتز للإرسال. قوة المرسل المستجيب - 50 واط. عرض النطاق الترددي للقناة من 50 إلى 85 ميجا هرتز. يتم استخدام نطاقي S- و X للتحكم في المركبات الفضائية وإرسال القياس عن بعد.
نظرًا للزيادة في حركة البيانات في توفير خدمات الاتصالات الأساسية وأنواع جديدة من الخدمات للقوات المسلحة في مناطق المحيط الهادئ والمحيط الأطلسي والمحيط الهندي والولايات المتحدة القارية ، قررت قيادة البلاد في عام 2001 تطوير نظام جديد نظام اتصالات عبر الأقمار الصناعية عريض النطاق لجيل جديد (Wideband Global Satcom ، WGS). لذلك ، يتم استبدال المركبة الفضائية لنظام DSCS بأقمار صناعية لنظام WGS ، والتي ستتألف من ست مركبات.
يتم إنشاء الأقمار الصناعية لنظام WGS على أساس منصة Boeing BSS-702 بسعة 13 كيلو وات وعمر افتراضي يصل إلى 14 عامًا.
تم إطلاق أول قمر صناعي WGS في عام 2007 ، واثنان آخران في عام 2009 ، وفي يناير 2012 تم إطلاق القمر الصناعي WGS-4. من المقرر إطلاق القمر الصناعي WGS-5 في أوائل عام 2013 ، و WGS-6 في صيف نفس العام.
تتضمن وحدة الحمولة الصافية للمركبة الفضائية WGS عدة عشرات من أجهزة الإرسال والاستقبال ومجمع الهوائي. يمكن أن يشكل مجمع الهوائي 19 منطقة تغطية مستقلة وتشمل:
• هوائي عالمي النطاق X (8/7 جيجاهرتز) ؛
• صفيفات هوائيات الإرسال والاستقبال المرحلية التي تشكل 8 مناطق تغطية في النطاق X ؛
• ثمانية هوائيات إرسال / استقبال ضيقة التركيز واثنان من هوائيات الإرسال / الاستقبال النطاقية على محور لتشكيل 10 حزم في نطاقي K و Ka (40/20 جيجاهرتز و 30/20 جيجاهرتز).
النطاق 30/20 جيجاهرتز مخصص لنظام البث العالمي (GBS). ينقل نظام البث العالمي عبر الأقمار الصناعية GBS معلومات الفيديو والمعلومات الجيوديسية والخرائطية ، بالإضافة إلى بيانات الطقس وغيرها من المعلومات للتشكيلات وأجزاء من جميع أنواع القوات المسلحة الأمريكية. تعمل معدات استقبال الأقمار الصناعية لنظام GBS في النطاق Ka (30 جيجاهرتز) ولديها أربع قنوات اتصال بمعدل نقل بيانات يبلغ 24 ميجابت في الثانية. يتم إرسال بيانات الوصلة الهابطة في النطاق Ka (20 جيجاهرتز).
تتراوح قدرة المركبة الفضائية WGS بسبب استخدام أجهزة تبديل الدارات ، ووسائل الفصل بين التردد والمكان والاستقطاب ، وعند استخدام معدات GBS من 2.4 جيجابت / ثانية إلى 3.6 جيجابت / ثانية.
للتحكم في الحمل المستهدف لأقمار WGS ، أنشأ الجيش الأمريكي أربعة مراكز للتحكم في اتصالات الجيش ، يمكن لكل منها التحكم في وقت واحد في استقبال البيانات ونقلها عبر ثلاثة أقمار صناعية.
لا يوجد سوى مركز واحد للتحكم في الطيران عبر الأقمار الصناعية ، وتعمل مرافقه الأرضية في النطاق S.
بعد النشر الأولي لنظام WGS وإطلاق أول قمر صناعي لنظام AEHF ، قررت وزارة الدفاع الأمريكية إنهاء العمل على نظام الاتصالات الساتلية القابلة للتحويل (Transformational Satellite Communications System، TSAT).
نظام الفضاء للاتصالات الفضائية الضيقة النطاق UFO (MUOS)
تم إنشاء نظام اتصالات الأقمار الصناعية UFO (FLTSATCOM في المرحلة الأولى) من قبل البحرية الأمريكية لتوفير الاتصالات بين المراكز الساحلية مع الأجسام السطحية وتحت الماء ، طيران سريع وإخطار دوري لقوات الأسطول عبر قناة خاصة. حاليًا ، نظام UFO هو نظام الاتصال المحمول التكتيكي الرئيسي للقوات المسلحة الأمريكية في نطاق الديسيمتر. يتم استخدامه على نطاق واسع من قبل وزارة الدفاع ووزارة الخارجية ورئيس الولايات المتحدة والقيادة الإستراتيجية لإدارة المستويات العملياتية والتكتيكية لجميع فروع القوات المسلحة.
منطقة تشغيل النظام تغطي الولايات المتحدة القارية والمحيط الأطلسي والمحيط الهادئ والمحيط الهندي.
في بداية عام 2013 ، تضمنت الكوكبة المدارية للنظام تسع مركبات فضائية UFO (ثمانية رئيسية وواحد احتياطي) في أربعة مواقع مدارية وقمرين صناعيين FLTSATCOM في مدار ثابت بالنسبة للأرض. تعتمد الأقمار الصناعية UFO على منصة Boeing's BSS-2. العمر النشط للمركبة الفضائية 601 سنة. تحتوي جميع المركبات الفضائية على 11 مضخمًا للحالة الصلبة UHF. أنها توفر 39 قناة اتصال مع عرض نطاق إجمالي 555 كيلو هرتز و 21 قناة صوتية ضيقة النطاق مع عرض نطاق 5 كيلو هرتز لكل قناة ، و 17 قناة ترحيل بعرض نطاق 25 كيلو هرتز وقناة بث أسطول بعرض نطاق 25 كيلو هرتز.
تم تجهيز آخر ثلاثة أقمار صناعية لنظام UFO بخدمة البث العالمية GBS. تتكون هذه المجموعات من 4 x 130W مرسلات ، وتعمل في Ka-band (30 / 20GHz) ولديها عرض نطاق 24Mbps. وبالتالي ، فإن مجموعة GBS على قمر صناعي واحد توفر إرسالًا يبلغ 96 ميجابت في الثانية.
يتم حاليًا استبدال نظام UFO بنظام اتصالات ضيق النطاق واعد (نظام هدف المستخدم المحمول ، MUOS). تم تكليف شركة لوكهيد مارتن بتطوير وإنتاج نظام الاتصالات عبر الأقمار الصناعية MUOS. سيشمل نظام MUOS خمسة أقمار صناعية (واحد احتياطي) في مدار ثابت بالنسبة للأرض ، ومركز للتحكم في الطيران ومركز التحكم في شبكة الاتصالات. كل قمر صناعي MUOS لديه سعة ثمانية أقمار صناعية UFO.
سيتضمن التكوين الأساسي لنظام الاتصالات مجمع تحكم أرضي وقمرين صناعيين MUOS ، تم إطلاق أولهما في 24 فبراير 2012. فترة نشر نظام المرحلة الأولى بكامل قوته هي صيف عام 2013.
تعتمد الأقمار الصناعية MUOS على منصة Lockheed Martin A2100. فترة الوجود النشط للمركبة الفضائية هي 14 سنة.
تم بناء نظام MUOS باستخدام تقنيات الاتصالات الساتلية المدنية الرئيسية ويحسن بشكل كبير قدرات الاتصالات العسكرية من خلال تزويد المستخدمين المتنقلين (من الرابط الاستراتيجي إلى المشاة الفردي) بخدمات الهاتف والبيانات والفيديو في الوقت الفعلي. يركز النظام على استخدام محطات المستخدم الفردية التي تم إنشاؤها لمشروع أنظمة الراديو التكتيكية المشتركة (JTRS) ، المتوافقة مع نظام UFO.
تعمل الأقمار الصناعية في نطاقات UHF و X و Ka. سيوفر النظام قنوات اتصال عسكرية ضيقة النطاق ونقل البيانات بسرعات تصل إلى 64 كيلوبت في الثانية. تصل السرعة الإجمالية لقنوات الاتصال عبر الأقمار الصناعية إلى 5 ميجابت في الثانية ، وهو ما يزيد 10 مرات عن سرعة نظام UFO (حتى 400 كيلو بت في الثانية).
تتيح الحمولة النافعة للمركبة الفضائية MUOS استخدامًا أكثر كفاءة لمدى التردد المخصص ، والذي سينفذ النظام من أجله نفاذًا متعددًا مع تخصيص القنوات عند الطلب. بفضل استخدام الأساليب الحديثة لمعالجة الإشارات الرقمية وطرق التعديل الجديدة والتشفير المناعي للضوضاء ، سيكون لنظام الاتصالات موثوقية وأمن ومناعة ضد الضوضاء وكفاءة اتصال أعلى.
أهم متطلبات النظام الجديد هي: ضمان الوصول المضمون ، والاتصال أثناء التنقل ، والقدرة على تشكيل شبكات اتصال ذات أغراض وتكوينات مختلفة ، والتفاعل المشترك لشبكات الاتصال من قوى غير متجانسة ، والتغطية العالمية ، والبث والاتصالات في المناطق القطبية ، إمكانية استخدام محطات المشتركين المحمولة صغيرة الحجم.
نظام اتصالات الأقمار الصناعية TACSAT Space NARROW-BAND التابع للبحرية الأمريكية
في عام 2005 ، من أجل جعل نظام الاتصالات الساتلية العسكرية ضيقة النطاق عالميًا ، قررت الولايات المتحدة إنشاء نظام اتصالات تجريبي يعتمد على الأقمار الصناعية الإهليلجية.
في سبتمبر 2011 ، تم إطلاق القمر الصناعي التجريبي TacSat-4 لهذا الغرض. مدار المركبة الفضائية بيضاوي الشكل مع نقطة حضيض تبلغ 850 كم ، وذروة تبلغ 12 ألفًا و 50 كم وميلًا للمستوى المداري 63,4 درجة. TacSat-4 هو قمر صناعي تجريبي للاستخبارات والاتصالات صممه مختبر الأبحاث البحرية الأمريكية ومختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز بمشاركة بوينج وجنرال دايناميكس ورايثيون. الوزن - 460 كجم ، قطر الهوائي - 3,8 م.
الغرض من المركبة الفضائية هو توفير اتصالات عالمية محمية ومقاومة للضوضاء مع الوحدات الموجودة في ساحة المعركة (الاتصال أثناء التنقل - الاتصال أثناء التنقل ، COTM) ؛ الكشف عن غواصات العدو. جلب إلى وحدات سلاح مشاة البحرية وسفن البحرية الأمريكية نتائج تقييم الوضع وأوامر القتال في مواجهة معارضة قوية من معدات راديو العدو.يوفر القمر الصناعي ما يصل إلى 10 قنوات اتصال ضيقة النطاق (من 2.4 إلى 16 كيلو بايت في الثانية) في نطاق UHF (300 و 250 ميجا هرتز).
يحتوي القمر الصناعي TacSat-4 أيضًا على معدات نظام MUOS بعرض نطاق يبلغ 5 ميجاهرتز لاستقبال ونقل البيانات عبر الأقمار الصناعية MUOS إلى GSO.
سيسمح اختبار وتشغيل المركبة الفضائية TacSat-4 للبحرية الأمريكية بتحديد الحاجة المستقبلية للأقمار الصناعية في مدار إهليلجي مرتفع يعمل في نظام الأقمار الصناعية الثابت بالنسبة للأرض.
الاستخدام العسكري لأقمار الاتصالات المدنية
اليوم ، يستخدم الجيش الأمريكي ، إلى جانب حقيقة أنهم ينفقون بشكل كبير على إنشاء أنظمة اتصالات فضائية خاصة بهم ، بشكل متزايد الأقمار الصناعية التجارية للاتصالات وجمع المعلومات الاستخبارية. في سياق النمو المحدود في الميزانيات العسكرية والأزمة العالمية المستمرة ، تستخدم الهياكل الحكومية والعسكرية للولايات المتحدة ودول الناتو بشكل متزايد موارد المركبات الفضائية التجارية ، والتي تعد أرخص بكثير من أنظمة الاتصالات الساتلية العسكرية المتخصصة.
إن استقلالية تطوير أنظمة الاتصالات الفضائية العسكرية والمدنية مصطنعة إلى حد كبير ، لأن المطلب الرئيسي الذي يحدد مظهرها هو إمكانية تشغيلها في الفضاء الخارجي. في الآونة الأخيرة نسبيًا ، أصبح فهم جدوى إنشاء أنظمة فضائية ثنائية الغرض. الغرض المزدوج ينطوي على تصميم النظام ، مع مراعاة تطبيقه لحل كل من المهام المدنية والعسكرية. وفقًا للخبراء ، فإن هذا يساعد في تقليل تكلفة إنتاج المركبات الفضائية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الاستخدام المشترك لأنظمة الأقمار الصناعية العسكرية والمدنية يزيد بشكل كبير من استقرار الاتصالات في مسرح العمليات.
من الأمثلة الحية لتأثير الهياكل العسكرية على استخدام الأقمار الصناعية التجارية أثناء النزاعات العسكرية الحادث المعروف جيدًا خلال حرب الناتو مع يوغوسلافيا. أثناء القتال في أواخر التسعينيات ، أوقف مشغل الأقمار الصناعية التجاري يوتلسات بث التلفزيون الوطني اليوغوسلافي عبر أقمار هوت بيرد.
تم إغلاق مماثل للتلفزيون الوطني في ليبيا وسوريا من قبل مشغلي الأقمار الصناعية Eutelsat (مشغل أوروبي) و Intelsat (مشغل أمريكي) و عربسات (بدعم من دولتي البحرين والمملكة العربية السعودية).
في أكتوبر 2012 ، أوقفت شركات تشغيل الأقمار الصناعية Eutelsat و Intelsat و Arabat بث جميع القنوات الفضائية الإيرانية بعد قرار من المفوضية الأوروبية كجزء من العقوبات الاقتصادية. أكتوبر-نوفمبر 2012 الإخبارية تعرضت برامج يورونيوز التي تبث عبر أقمار يوتلسات للتدخل.
وضعت الولايات المتحدة آليات لنقل المعلومات الواردة من أنظمة الفضاء العسكرية إلى الوكالات المدنية ، وكذلك آليات لجذب أنظمة الفضاء المدنية والتجارية لحل المشكلات العسكرية. تستفيد القوات العسكرية الأمريكية وحلف شمال الأطلسي في أفغانستان والعراق بشكل مكثف من أنظمة الأقمار الصناعية التجارية إيريديوم ، وإنتلسات ، ويوتلسات ، وإس إي إس ، وغيرها. تستمر طلبات الدولة (العسكرية) من Eutelsat في الزيادة مع أكبر تدرج سنوي (GAGR) من بين تطبيقات أخرى في السنوات الأخيرة ، والتي بلغت في عام 2011 نسبة 10٪ من إجمالي إيرادات الشركة.
أنشأت SES (لوكسمبورغ) و Intelsat أقسامًا منفصلة للتعامل مع العملاء العسكريين ، وبلغ الدخل من الطلبات العسكرية في إجمالي دخلهم في عام 2011 8 ٪ و 20 ٪ من إيراداتهم السنوية ، على التوالي.
استثمرت Intelsat في حمولات UFH للأقمار الصناعية Intelsat 14 و Intelsat 22 و Intelsat 27 و Intelsat 28. تم إنشاء أحدها (Intelsat 22) لوزارة الدفاع الأسترالية ، وثلاثة أخرى لمنظمات حكومية أمريكية ، بما في ذلك الجيش.
على القمر الصناعي Intelsat 23 الذي تم إطلاقه في 2009 نوفمبر 14 ، تم تثبيت موجه الإنترنت (موجه الإنترنت في الفضاء ، IRIS) لصالح وزارة الدفاع الأمريكية ، والذي يربط فعليًا شبكات نقل البيانات التابعة لوزارة الدفاع الأمريكية. في مارس 2012 ، تم إطلاق القمر الصناعي Intelsat 22 ، حيث تم تركيب 18 قناة اتصال ضيقة النطاق (25 كيلو هرتز) في النطاق UHF (300 و 250 ميجا هرتز) كجزء من مصلحة وزارة الدفاع الأسترالية. الحمولة. سيتم استخدام هذه القنوات من قبل القوات البرية والبحرية والجوية الأسترالية للاتصالات المتنقلة. تستحوذ وزارة الدفاع الأسترالية على السعة الكاملة لنطاق UFH ويمكنها استخدامها وفقًا لتقديرها ، بما في ذلك البيع للمستهلكين الآخرين.
من المقرر إطلاق المركبة الفضائية إنتلسات 27 في عام 2013 وتقوم شركة بوينج بتطويرها على أساس منصة BSS-702MP. على هذا القمر الصناعي ، من أجل مصلحة وزارة الدفاع الأمريكية ، تم تركيب 20 قناة اتصال ضيقة النطاق (25 كيلو هرتز) في النطاق UHF (300 و 250 ميجا هرتز) كجزء من الحمولة. تشبه الحمولة في نطاق UHF الحمولة الصافية لقمر الاتصالات العسكري UFO-11 وهو مصمم للعمل في أنظمة اتصالات عسكرية آمنة منخفضة السرعة مثل UFO و MUOS.
في سبتمبر 2011 ، تم إطلاق أول حمولة إضافية قياسية لاستشعار الأرض عن بعد ، مستشعر CHIRP (حمولة الأشعة تحت الحمراء المستضافة تجارياً) على متن القمر الصناعي SES 2. تم تكليف CHIRP من قبل القوات الجوية الأمريكية للكشف عن إطلاق الصواريخ وتم تثبيتها بواسطة Orbital Sciences Corporation على القمر الصناعي SES 2. أنظمة الأقمار الصناعية للاتصالات العالمية.
حاليًا ، تعمل SES مع الهياكل الحكومية والعسكرية في العديد من البلدان حول العالم لاستخدام قدرة الأقمار الصناعية للشركة في مسارح العمليات العسكرية ولتضمين حمولات إضافية (الاتصالات و CHIRP) في الأقمار الصناعية قيد الإنشاء للتطبيقات العسكرية والخاصة. ستظل الحكومة الأمريكية ووزارة الدفاع الأمريكية أحد أهم عملاء SES خلال السنوات القليلة القادمة.
في المستقبل القريب ، تخطط حكومات الدول الأوروبية لزيادة استخدام المركبات الفضائية SES بشكل كبير لصالح تنظيم الاتصالات العسكرية والخاصة لضمان الأنشطة اليومية للهياكل العسكرية وغيرها من الهياكل في مناطق التوتر والصراعات العسكرية (أفغانستان ، إيران ، الشرق الأوسط ، إلخ).
تقوم شركة Telesat ببناء حمولة النطاق X للقمر الصناعي Anik-G مع الاستخدام المستقبلي لقدرته من قبل الجيش.
تستثمر Telesat و Intelsat بنشاط في حمولات النطاق X و UHF و Ka لأن هذه النطاقات هي الأكثر استخدامًا من قبل الجيش. يعد هذا الجزء من سوق خدمات الأقمار الصناعية من أسرع القطاعات نموًا في العالم. تقوم الولايات المتحدة ودول الناتو ودول التحالف من القوات المسلحة الدولية التي تقوم بمهام عسكرية وبعثات حفظ سلام في العراق وأفغانستان وشمال إفريقيا وآسيا بتأجير قدرة الاتصالات التجارية (المدنية) والأقمار الصناعية لدعم عمليات حفظ السلام و عمليات في مسارح الحرب.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن الطلب على هذا النوع من الخدمة ناتج عن اعتماد عقيدة تتضمن الاستخدام الفعال لأنظمة المراقبة بالفيديو (الفضائية والأرضية) والمركبات الجوية بدون طيار في سياق العمليات العسكرية.
لقد عملت الولايات المتحدة بالفعل على وضع آليات لنقل المعلومات الواردة من أنظمة الفضاء العسكرية إلى الوكالات المدنية ، فضلاً عن آليات لجذب أنظمة الفضاء المدنية والتجارية لحل المشكلات العسكرية. تتلقى وزارة الدفاع الأمريكية قدرًا كبيرًا من المعلومات من الأقمار الصناعية المدنية لاستشعار الأرض عن بعد (ERS) والجيوديسيا والأرصاد الجوية.
تستخدم الهياكل العسكرية الأمريكية أكثر من 20٪ من المعلومات الواردة من نظام الاستشعار عن بعد المدني للولايات المتحدة وفرنسا واليابان.
هيئة مسح الذخائر التابعة لوزارة الدفاع الأمريكية هي الوكالة الثانية بعد وزارة الزراعة من حيث عدد الصور التي تم الحصول عليها من قمر الاستشعار عن بعد. كما تم تنظيم تفاعل المنسقين الرئيسيين لتطوير التقنيات الجديدة للإدارات العسكرية والمدنية (DARPA ، NASA ، إلخ) في شكل مشاريع مشتركة واتفاقيات ثنائية بشأن تنسيق العمل في مجال التقنيات الجديدة. الولايات المتحدة رائدة في استخدام أنظمة الفضاء العسكرية للأغراض المدنية والأقمار الصناعية التجارية للأغراض العسكرية.
في الآونة الأخيرة ، يتزايد الاتجاه لاستخدام أنظمة الفضاء المدنية (التجارية) للأغراض العسكرية. على سبيل المثال ، أثناء العملية العسكرية الأمريكية في العراق وأفغانستان ، تم توفير ما يصل إلى 80٪ من الاتصالات العسكرية في مسرح العمليات بواسطة أنظمة الأقمار الصناعية التجارية (إيريديوم ، وإنتلسات ، وما إلى ذلك). تم التحكم في حوالي ثلث 30 قذيفة وقنابل أطلقت على العراق باستخدام نظام الأقمار الصناعية لتحديد المواقع العالمي.
المرشحون المحتملون للأقمار الصناعية التي تحمل حمولات الاستشعار عن بعد هي المركبات الفضائية لنظام الاتصالات المتنقلة العالمي IRIDIUM NEXT (تم إطلاق المركبة الفضائية في عام 2014). تتمثل مزايا تمرير الحمولات الصافية في انخفاض كبير في تكلفتها ، حتى بالمقارنة مع المركبات الصغيرة الحجم.
كما تبلور اتجاه جديد من الناحية التنظيمية. في عام 2011 ، شكلت الولايات المتحدة تحالف الحمولة المستضافة (تحالف الحمولات المرتبطة) - وهي منظمة غير ربحية تجمع بين المطورين ومالكي الحمولة والمشغلين.
الاستنتاجات
1. يتم دمج أنظمة الاتصالات الساتلية العسكرية الأمريكية في نظام بث واحد عبر الأقمار الصناعية عالمي النطاق عريض النطاق GBS ، والذي ينقل جميع أنواع البيانات والمعلومات للتشكيلات والوحدات والأفراد العسكريين من جميع أنواع القوات المسلحة. يطبق نظام GBS نظام العنونة الهرمي مع إعادة التكوين التلقائي للعناوين ، بالإضافة إلى التوصيلات المباشرة وتوصيل أطراف المستخدم الفردي من نوع JTRS.
2. في المستقبل القريب ، في القوات المسلحة الأمريكية ، سيكون لأي تشكيل أو وحدة أو كل جندي أو قطعة من المعدات العسكرية أو الأسلحة عنوان فريد خاص به. سيسمح هذا العنوان بالمراقبة في الوقت الفعلي لموقف وحالة جميع عناصر الموقف - لتشكيل صورة رقمية واحدة لمساحة القتال مع تدابير أمن المعلومات الضرورية. من أجل تضليل العدو ، يمكن تغيير هذه العناوين.
3 - تقوم القوات المسلحة الأمريكية بدمج أنظمة الاتصالات الساتلية ، ونظام الملاحة الساتلية ، ونظام الأقمار الصناعية الجيوديسي ، ونظام الأرصاد الجوية الفضائية ، ونظام الإنذار بالهجوم الصاروخي ، ونظام الاستشعار عن بعد للأرض ، وأنظمة الاستطلاع الساتلية والطيران في شبكة ساتلية واحدة. . وستضم شبكة الأقمار الصناعية الموحدة أكثر من XNUMX قمرا صناعيا عسكريا ومزدوجا ومدني تشارك في العمليات القتالية في مسرح العمليات.
4- في سياق النمو المحدود في الميزانيات العسكرية والأزمة العالمية الجارية ، تستخدم الهياكل الحكومية والعسكرية للولايات المتحدة وبلدان الناتو بشكل متزايد موارد المركبات الفضائية التجارية ، التي هي أرخص بكثير من أنظمة الاتصالات الساتلية العسكرية المتخصصة.
معلومات