إن مفهوم استخدام أنظمة الاتصالات العسكرية الفضائية المطبقة في الولايات المتحدة ، فضلاً عن المساهمة المتزايدة لأنظمة الأقمار الصناعية في حل مهام الاستخبارات والاتصالات والملاحة اللاسلكية والأرصاد الجوية لصالح القوات المسلحة الأمريكية ، تمت مناقشته في مقال بقلم ألكسندر كريلوف وكونستانتين كريدينكو ، الخبير في مجال الاتصالات الفضائية العسكرية ، نُشر في مجلة "Bulletin GLONASS".
في السنوات الأخيرة ، أثبتت الولايات المتحدة أهدافها في الفضاء في العديد من الوثائق. 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 وإدارة المخابرات الوطنية (2010) ؛ "استراتيجية الفضاء العسكرية الأمريكية الجديدة" (2011).
في عام 2010 ، أصدرت هيئة الأركان المشتركة للقوات المسلحة الأمريكية الرؤية المشتركة 2010 (مفهوم "سيطرة الطيف الكامل"). إن المهمة المركزية للأنشطة الفضائية فيها مصممة على تحقيق وتعزيز التفوق العسكري الأمريكي غير المشروط والدور الرائد في الفضاء الخارجي.
في الآونة الأخيرة ، كان هناك تحول نشط في أساليب شن الحرب ، ويرجع ذلك في المقام الأول إلى تطور تقنيات المعلومات التي غيرت الحياة الاقتصادية والاجتماعية للبشرية. لقد تغيرت طبيعة الحرب بشكل جذري وتوصلت في النهاية إلى الافتراض: كل ما يمكن رؤيته يمكن مهاجمته ، وما يمكن مهاجمته سيتم تدميره.
ظهر نوع جديد من الحرب - حرب المعلومات ، والتي تشمل أيضًا تعطيل أنظمة معلومات العدو.
تتمثل إحدى سمات استراتيجية الفضاء الأمريكية في تركيزها على عنصر المعلومات لاستخدام الفضاء ، حيث إنها المعلومات التي تزيد بشكل كبير من كفاءة الأنظمة الأخرى. تحول الولايات المتحدة تركيزها تدريجياً من تعزيز قوتها القتالية إلى استخدام فضاء المعلومات وتسعى جاهدة للسيطرة في هذه المنطقة بالذات.
وهكذا ، فإن "استراتيجية الفضاء العسكرية الأمريكية الجديدة" تميز الفضاء الحديث بأنه يزداد ازدحامًا وتنافسية وتعقيدًا. تنص هذه الوثيقة بشكل مباشر على أن القوات المسلحة الأمريكية ستتخذ أي إجراءات هجومية نشطة للتضليل وعدم التنظيم واحتواء وتدمير البنية التحتية الفضائية للعدو ، إذا كانت تشكل تهديدًا لأمن الولايات المتحدة.
بدوره ، 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).
بهدف 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 على القوات ، ويهدف إلى أسلحة عالية الدقة وتزويد القوات بالاتصالات في أي مكان في العالم ، وسيشارك لاحقًا في ضمان توجيه الضربات من الفضاء إلى الأهداف الأرضية.
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 حل مشاكل الاستطلاع والاتصالات والملاحة الراديوية والأرصاد الجوية.
نظام موحد للاتصالات الساتلية العسكرية والسيطرة الأمريكية
تلعب أنظمة الاتصالات عبر الأقمار الصناعية دورًا مهمًا في ضمان السيطرة الموثوقة على القوات المسلحة. الغرض الرئيسي من أنظمة الاتصالات عبر الأقمار الصناعية هو تزويد هيئات القيادة والتحكم 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.
بعد النشر الكامل ، يجب أن يصبح نظام AEHF أحد الروابط الرئيسية لنظام معلومات موحد للاتصال العالمي والسيطرة على المنظمات الحكومية والعسكرية وأساسًا لنظام تبادل البيانات الفضائية بين المقاتلين في البر والبحر والجو والجو. في الفضاء.
يشمل نظام الاتصالات والقيادة والتحكم العسكري التابع للولايات المتحدة أيضًا نظام الاتصالات الساتلية العسكرية ذات النطاق العريض (DSCS / WGS) ، ونظام الاتصالات الساتلية العسكرية ضيقة النطاق (UFO / MUOS) ، ونظام الفضاء لترحيل البيانات العسكرية (SDS) من أقمار الاستطلاع ، ونظام الأقمار الصناعية الفضائية العسكرية ضيق النطاق الاتصالات (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) ، وأنظمة الأرصاد الجوية الفضائية ، وأنظمة التحكم بالأقمار الصناعية ، والتحكم ، والاتصالات ، ودعم الكمبيوتر ، والذكاء ، التتبع والمراقبة (القيادة ، التحكم ، الاتصالات ، الحواسيب ، الاستطلاع والمراقبة والاستطلاع ، C4 ISR) للوضع في البر والبحر والجو والفضاء.
لقد وجدت أنظمة اتصالات الأقمار الصناعية العسكرية لبريطانيا العظمى (Sky Net) تطبيقًا واسعًا في نظام المعلومات الموحد للاتصالات العالمية والتحكم في الولايات المتحدة ؛ فرنسا (سيراكوز) ؛ ألمانيا (SATCOMBw) وحلفاء آخرون للولايات المتحدة.
في زمن السلم والحرب ، تشارك الأقمار الصناعية لنظام الترحيل الفضائي العالمي (نظام التتبع وترحيل البيانات الساتلي ، TDRSS) في نظام الاتصالات والتحكم الساتلي العسكري الموحد للولايات المتحدة. تستخدم موارد أنظمة الاتصالات الساتلية التجارية Intelsat و SES و Eutelsat و Iridium و Globalstar وغيرها ، التي استأجرتها وزارة الدفاع الأمريكية ، بشكل متزايد كجزء من نظام اتصالات وتحكم عسكري موحد عبر الأقمار الصناعية.
الاتصالات الساتلية 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 مساحة اتصال آمن MILSTAR / AEHF
تم تصميم نظام MILSTAR للاتصالات الفضائية الآمنة للسيطرة على القوات النووية الاستراتيجية الأمريكية في حرب نووية. بالنسبة لهذا النظام ، تم تطوير تدابير خاصة لضمان استقلالية المركبة الفضائية واستمراريتها.
لغرض الأمان العالي لخطوط الاتصال ، يستخدم النظام نطاقات التردد Ka و K و V. تسمح نطاقات التردد هذه بتشكيل حزم اتجاهية ضيقة ، والتي ، إلى جانب مناعة القنوات من الضوضاء ، تزيد أيضًا من سرية خطوط الاتصال ، حيث يصعب العثور على الإشارات ، وبالتالي قمعها. يتيح لنا استخدام الخوارزميات الخاصة للتشفير ومعالجة الإشارات ضمان أمان عالي جدًا لقناة الاتصال. من خلال الوسائل التقنية للأقمار الصناعية ، يتم نقل المعلومات الاستخباراتية والفيديو ، ويتم إجراء التبادل الصوتي ومؤتمرات الفيديو.
يستخدم نظام MILSTAR ليس فقط للقوات النووية الإستراتيجية ، ولكنه 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 / ثانية) (44.5 جيجاهرتز للوصلة الصاعدة و 20.7 جيجاهرتز للوصلة الهابطة) 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 Milstar-2 من الجيل الثاني بتنظيم 192 سرعة منخفضة (من 75 إلى 2400 بت / ثانية) و 32 قناة اتصال آمنة متوسطة السرعة (من 4.8 كيلوبت في الثانية إلى 544 ميغابت في الثانية) في نطاق تردد تشغيل ممتد.
تنفذ أجهزة نظام MILSTAR الوظائف التالية:
• معالجة وتحويل الإشارات على متن الطائرة.
• التحكم المستقل في الموارد الموجودة على متن السفن.
• استخدام الطيف المتقاطع (استقبال إشارة عبر هوائي واحد في نطاق واحد وإعادة إرسالها عبر هوائي آخر في نطاق مختلف) ؛
• الاتصال بين الأقمار الصناعية.
يمكن لمركب الهوائي الموجود على متن المركب اكتشاف اتجاه التداخل النشط المتعمد وإعاقة مخطط الإشعاع مؤقتًا أو التصفير في اتجاه التداخل ، مما يحافظ على أسلوب التشغيل في اتجاهات أخرى دون فقد الاتصال.
في المجمع ، توفر الوسائل التقنية للنظام 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 ، أمانًا (مفتاحًا مزدوجًا) وموثوقًا وعامل السرعة ، مقارنةً بنظام MILSTAR ، وهو اتصال عالمي بين كبار السياسيين و القيادة العسكرية للولايات المتحدة بقيادة القوات المسلحة وأنواعها وأسرها.الجنود وقادة التجمعات الاستراتيجية والتكتيكية للقوات. يستخدم نظام AEHF في جميع مسارح العمليات ، في البر والبحر والجو والفضاء ، في وقت السلم والحرب ، بما في ذلك الحرب النووية.
يجب أن يتكون نظام AEHF من أربعة (وفقًا لمصادر أخرى ، من أصل خمسة) ساتل رئيسي وواحد احتياطي في مدار ثابت بالنسبة إلى الأرض. AEHF متوافق مع قنوات MILSTAR منخفضة السرعة (من 75 إلى 2400 بت في الثانية) وسرعات متوسطة (4800 بت في الثانية إلى 1.544 ميجابت في الثانية) ، ولديه أيضًا روابط اتصال جديدة عالية السرعة (تصل إلى 8.2 ميجابت في الثانية) …
معدل تبادل البيانات في نظام AEFH أعلى بخمس مرات من سعر الصرف في نظام MILSTAR ، والذي يسمح للمستخدمين بنقل تعيين الهدف والفيديو عالي الدقة في الوقت الفعلي من المركبات الجوية غير المأهولة (UAVs) وأقمار الاستشعار عن بعد للأرض (ERS)).
تمت إضافة معالجة الإشارة على متن الطائرة إلى مجمع الهوائي مع تصفير مخطط الإشعاع في اتجاه التداخل (نظام MILSTAR). يوفر هذا الأخير حماية وتحسين الموارد المستخدمة على متن الطائرة ، ومرونة النظام فيما يتعلق بالمستهلكين المختلفين في فروع القوات المسلحة والمستخدمين الآخرين الذين يستخدمون المحطات الأرضية والبحرية والجوية. بالإضافة إلى ذلك ، تمتلك المركبة الفضائية لنظام AEHF بنية تحتية متطورة وموثوقة للاتصالات 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 اتصالات بين الأقمار الصناعية يوفر تغطية عالمية. تم تصميم الجزء الأرضي من نظام التحكم للتحكم في المركبات الفضائية في المدارات ، والتحكم في حالتها التشغيلية والتقنية وضمان التخطيط والتحكم في نظام الاتصالات.تم بناء هذا الجزء وفقًا لمخطط التكرار المتعدد ويتضمن مجموعة من محطات التحكم الثابتة والمتحركة. تستخدم الارتباطات من الأرض إلى الأقمار الصناعية النطاق 44 جيجاهرتز وتستخدم الارتباطات الساتلية-الأرضية النطاق 20 جيجاهرتز
تشتمل وحدة الحمولة النافعة للمركبة الفضائية AEFH على نظام معالجة وتبديل الإشارات على متن الطائرة مع تحويلها من 44 جيجاهرتز إلى 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 (PAR) للعمل مع المطاريف المحمولة ، وتشكيل ما يصل إلى 24 قناة مع تقسيم الوقت ؛
• هوائي استقبال بمصفوفة مرحلية؛
• ستة هوائيات إرسال واستقبال مكافئة على محور لتشكيل حزم إقليمية ؛
• هوائيان ذو اتجاهين عاليين للاتصالات التكتيكية والاستراتيجية.
• هوائيان للاتصال بين الأقمار الصناعية.
كل قمر صناعي لنظام AEHF ، باستخدام مزيج من الهوائيات PAR والهوائيات المكافئة ، يشكل 194 حزمة إقليمية.
الأقمار الصناعية قادرة على البقاء على قيد الحياة باستخدام الأسلحة النووية.
نظام مساحة النطاق العريض DSCS / WGS
يوفر نظام الاتصالات الإستراتيجية (نظام اتصالات الأقمار الصناعية للدفاع ، DSCS) التابع للقوات المسلحة الأمريكية الاتصالات لأعلى قيادة عسكرية سياسية ، وقيادة مشتركة وخاصة مع تشكيلات كبيرة وتشكيلات ووحدات (حتى مستوى اللواء) ومرافق مسلحة. قوات الفروع والأذرع للولايات المتحدة. بالإضافة إلى ذلك ، يحل النظام مهام 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 DSCS-3B عاملة واثنان في الاحتياط) في مدار مستقر 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 ذات نطاق عريض ومقاومة للضوضاء على متنها. بالإضافة إلى ذلك ، فهي مجهزة بقياس آمن ونظام إرسال تحكم عبر الأقمار الصناعية ، وهو مصمم لإعادة الهيكلة السريعة في حالة التشويش 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 أحادي القناة ؛
• ثلاثة هوائيات استقبال (قرنان مع منطقة تغطية لكامل الجزء المرئي من الأرض وهوائي واحد قابل للتوجيه) ؛
• خمسة هوائيات إرسال (قرنان يغطيان الجزء المرئي بالكامل من الأرض ، وهوائيان قابلان للتوجيه وهوائي مكافئ عالي الكسب في gimbal).
تعمل وحدة الحمولة الصافية للأقمار الصناعية من هذه السلسلة في النطاق X: 7900-8400 ميجاهرتز للاستقبال و 7250 - 7750 ميجاهرتز للإرسال. قوة المرسل - 50 وات. عرض النطاق الترددي للقناة - من 50 إلى 85 ميجا هرتز. يتم استخدام نطاقي S- و X للتحكم في المركبة الفضائية وإرسال القياس عن بعد.
فيما يتعلق بالزيادة في حركة البيانات في توفير خدمات الاتصالات الرئيسية وأنواع جديدة من الخدمات للقوات المسلحة في المحيط الهادئ والمحيط الأطلسي والمحيط الهندي والولايات المتحدة القارية ، قررت قيادة البلاد في عام 2001 تطوير نطاق عريض وطني جديد نظام اتصالات عبر الأقمار الصناعية من جيل جديد (Wideband Global Satcom ، WGS). لذلك ، يتم استبدال سواتل DSCS بأقمار WGS ، والتي ستتألف من ستة أقمار صناعية.
تعتمد الأقمار الصناعية WGS على منصة Boeing BSS-702 بسعة 13 كيلو وات وعمر افتراضي يصل إلى 14 عامًا.
تم إطلاق أول قمر صناعي WGS في عام 2007 ، اثنان آخران - في عام 2009 ، في يناير 2012 تم إطلاق القمر الصناعي WGS-4.من المقرر إطلاق القمر الصناعي WGS-5 في أوائل عام 2013 ، ومن المقرر إطلاق القمر الصناعي 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) ؛
• إرسال واستقبال صفيفات هوائيات مرحلية تشكل 8 مناطق تغطية في النطاق X ؛
• ثمانية هوائيات ضيقة الشعاع واثنان من هوائيات استقبال الإرسال المكافئ النطاقي على محور لتشكيل 10 حزم في النطاقين K و Ka (40/20 جيجاهرتز و 30/20 جيجاهرتز).
النطاق 30/20 جيجاهرتز مخصص لنظام البث العالمي (GBS). ينقل نظام النطاق العريض عبر الأقمار الصناعية GBS معلومات الفيديو والمعلومات الجيوديسية ورسم الخرائط ، بالإضافة إلى بيانات الأرصاد الجوية وغيرها من المعلومات للتكوينات والوحدات التابعة لجميع أفرع 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 / ثانية. يتم إرسال بيانات الوصلة الهابطة في النطاق Ka (20 جيجاهرتز).
إن إنتاجية المركبة الفضائية WGS ، بسبب استخدام أجهزة تبديل القنوات ، ووسائل الفصل بين الترددات والمكانية والاستقطاب ، وعند استخدام معدات GBS ، تتراوح من 2.4 جيجابت في الثانية إلى 3.6 جيجابت في الثانية.
لإدارة الحمل المستهدف من أقمار WGS ، أنشأ الجيش الأمريكي أربعة مراكز للتحكم في اتصالات الجيش ، يمكن لكل منها التحكم في نقل البيانات واستقبالها في وقت واحد عبر ثلاثة أقمار صناعية.
لا يوجد سوى مركز واحد للتحكم في مهمة القمر الصناعي ، تعمل وسائله الأرضية في النطاق S.
بعد النشر الأولي لنظام WGS وإطلاق أول قمر صناعي AEHF ، قررت وزارة الدفاع الأمريكية التخلص التدريجي من نظام اتصالات الأقمار الصناعية التحويلية (TSAT).
UFO NARROWBAND SATELLITE COMMUNICATION SPACE (MUOS)
تم إنشاء نظام اتصالات القمر الصناعي UFO (FLTSATCOM في المرحلة الأولى) من قبل البحرية الأمريكية لتوفير الاتصالات بين المراكز الساحلية مع الأجسام السطحية وتحت الماء ، وطيران الأسطول والإخطار الدائري لقوات الأسطول عبر قناة خاصة. حاليًا ، نظام UFO هو نظام الاتصالات المحمولة التكتيكي الرئيسي للقوات المسلحة الأمريكية في نطاق الديسيمتر. يتم استخدامه على نطاق واسع من قبل وزارة الدفاع ووزارة الخارجية ورئيس الولايات المتحدة والقيادة الاستراتيجية للسيطرة على المستويات العملياتية والتكتيكية لجميع فروع القوات المسلحة.
منطقة عمل 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-601. العمر النشط للمركبة الفضائية 14 سنة.
تم تجهيز جميع المركبات الفضائية بـ 11 مضخمًا للحالة الصلبة UHF. أنها توفر 39 قناة اتصال مع عرض نطاق إجمالي 555 كيلو هرتز و 21 قناة اتصال صوتي ضيق 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 UFO بـ GBS. تتكون هذه المجموعات من 4 مرسلات مستجيبات بقوة 130 واط لكل منها ، وتعمل في النطاق Ka (30/20 جيجاهرتز) ولها عرض نطاق يبلغ 24 ميجابت / ثانية. وبالتالي ، توفر مجموعة GBS على ساتل واحد إرسال بسرعة 96 ميجابت / ثانية.
يتم الآن استبدال نظام UFO بنظام هدف المستخدم المحمول الواعد (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 المهمة ومركز التحكم في شبكة الاتصالات. كل قمر صناعي MUOS لديه سعة ثمانية أقمار صناعية UFO.
سيتضمن التكوين الأولي لنظام الاتصالات مجمع تحكم أرضي وقمرين صناعيين MUOS ، تم إطلاق أولهما في 24 فبراير 2012. ومن المقرر أن يتم النشر الكامل لنظام المرحلة الأولى في صيف 2013.
تعتمد الأقمار الصناعية MUOS على منصة لوكهيد مارتن A2100. العمر النشط للمركبة الفضائية 14 سنة.
تم بناء نظام MUOS باستخدام تقنيات الاتصالات الساتلية المدنية الرئيسية ويحسن بشكل كبير من قدرات الاتصالات العسكرية ، مما يوفر لمستخدمي الهاتف المحمول (من المستوى الاستراتيجي إلى المشاة الفردي) في الوقت الحقيقي خدمات الهاتف والبيانات والفيديو. يركز النظام على استخدام محطات المستخدم المشتركة 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 قناة 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 ، والاتصالات المتحركة ، والقدرة على تشكيل شبكات اتصال ذات أغراض وتكوينات مختلفة ، وتفاعل موحد لشبكات الاتصال من مختلف القوى ، والتغطية العالمية ، ووضع البث والاتصال في المناطق القطبية ، إمكانية استخدام محطات المشتركين المحمولة صغيرة الحجم.
TACSAT NARROWBAND SATELLITE COMMUNICATIONS SPACE SPACE SYSTEM
في عام 2005 ، من أجل جعل نظام اتصالات الأقمار الصناعية العسكرية ضيق النطاق عالميًا ، قررت الولايات المتحدة إنشاء نظام اتصالات تجريبي على الأقمار الصناعية الإهليلجية.
تم إطلاق القمر الصناعي التجريبي TacSat-4 لهذا الغرض في سبتمبر 2011. مدار المركبة الفضائية بيضاوي الشكل مع نقطة حضيض 850 كم ، وذروة 12 ألف و 50 كم وميل الطائرة المدارية - 63.4 درجة. TacSat-4 هو قمر صناعي تجريبي للاستخبارات والاتصالات صممه مختبر أبحاث البحرية الأمريكية ومختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز بمساهمات من Boeing و General Dynamics و Raytheon. الوزن - 460 كجم ، قطر الهوائي - 3.8 م.
الغرض من المركبة الفضائية هو توفير اتصالات عالمية آمنة لمكافحة التشويش مع الوحدات الموجودة في ساحة المعركة (الاتصالات أثناء التنقل ، COTM) ؛ الكشف عن غواصات العدو. إبلاغ وحدات سلاح مشاة البحرية الأمريكية والسفن بنتائج تقييم الوضع وأوامر القتال في مواجهة معارضة شديدة 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 MUOS مع عرض نطاق ترددي 5 MHz 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 عالي ، تعمل في نظام الأقمار الصناعية المستقرة بالنسبة إلى الأرض.
استخدام الأقمار الصناعية لأغراض عسكرية
اليوم ، تستخدم القوات المسلحة الأمريكية ، إلى جانب حقيقة أنها تنفق الكثير من الأموال على إنشاء أنظمة اتصالات فضائية خاصة بها ، بشكل متزايد الأقمار الصناعية التجارية للاتصالات وجمع المعلومات الاستخبارية. في مواجهة 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 الفضائية 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 ، ظهر فهم لجدوى إنشاء أنظمة فضائية ذات استخدام مزدوج. الغرض المزدوج ينطوي على تصميم نظام ، 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.
مثال حي على تأثير الهياكل العسكرية على استخدام الأقمار الصناعية التجارية أثناء النزاعات العسكرية هو الحادث الشهير خلال حرب الناتو مع يوغوسلافيا. خلال القتال في أواخر التسعينيات ، أوقف مشغل الأقمار الصناعية التجاري يوتلسات البث التلفزيوني اليوغوسلافي عبر الأقمار الصناعية HotBird.
تم إغلاق مماثل للتلفزيون الوطني في ليبيا وسوريا من قبل مشغلي الأقمار الصناعية Eutelsat (مشغل أوروبي) و Intelsat (مشغل أمريكي) و عربسات (خلف 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 بموجب العقوبات الاقتصادية. في تشرين الأول (أكتوبر) - تشرين الثاني (نوفمبر) 2012 ، تعرضت برامج يورونيوز الإخبارية التي تبث عبر أقمار يوتلسات للتدخل.
في الولايات المتحدة ، تم وضع آليات لنقل المعلومات الواردة من أنظمة الفضاء العسكرية إلى الوكالات المدنية ، وكذلك آليات لجذب أنظمة الفضاء المدنية والتجارية لحل المشكلات العسكرية. تستخدم القوات المسلحة الأمريكية وحلف شمال الأطلسي في أفغانستان والعراق أنظمة الأقمار الصناعية التجارية إيريديوم وإنتلسات ويوتلسات وإس إي إس وغيرها. استمرت الطلبات الحكومية (العسكرية) من Eutelsat في النمو مع أكبر تدرج سنوي (GAGR) من بين التطبيقات الأخرى في السنوات الأخيرة ، والتي شكلت في عام 2011 نسبة 10٪ من إجمالي إيرادات الشركة.
أنشأت SES (لوكسمبورغ) و Intelsat أقسامًا منفصلة للعمل مع العملاء العسكريين ، وبلغت الإيرادات من الطلبات العسكرية في إجمالي إيراداتها في عام 2011 8 ٪ و 20 ٪ من إيراداتها السنوية ، على التوالي.
استثمرت Intelsat في تطوير 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.
تم إطلاق القمر الصناعي Intelsat 14 في 23 نوفمبر 2009 لصالح وزارة الدفاع الأمريكية بتركيب موجه إنترنت في الفضاء (IRIS) ، والذي يوحد 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) في الحمولة ، وذلك لصالح وزارة الدفاع الأسترالية. سيتم استخدام هذه القنوات من قبل القوات البرية والبحرية والجوية الأسترالية للاتصالات المتنقلة. تستحوذ وزارة الدفاع الأسترالية على السعة الكاملة لنطاق UFH وقد تستخدمها كما تراه مناسبًا ، بما في ذلك البيع للمستهلكين الآخرين.
ومن المقرر إطلاق المركبة الفضائية إنتلسات 27 في عام 2013 وتقوم شركة بوينج ببناءها على أساس منصة BSS-702MP.لصالح وزارة الدفاع الأمريكية ، يحتوي هذا القمر الصناعي على 20 قناة اتصال ضيقة النطاق (25 كيلو هرتز) في نطاق UHF (300 و 250 ميجا هرتز) كجزء من الحمولة. تشبه حمولة UHF حمولة ساتل الاتصالات العسكرية UFO-11 وهي مصممة للعمل في أنظمة اتصالات عسكرية آمنة ومنخفضة السرعة مثل UFO و MUOS.
في سبتمبر 2011 ، تم إطلاق أول حمولة إضافية قياسية لاستشعار الأرض عن بعد ، وهو جهاز استشعار CHIRP (حمولة الأشعة تحت الحمراء المستضافة تجارياً) على متن القمر الصناعي SES 2 بواسطة SES. تم تكليف CHIRP من قبل القوات الجوية الأمريكية للكشف عن إطلاق الصواريخ وتركيبها بواسطة Orbital Sciences Corporation على القمر الصناعي SES 2. أنظمة الأقمار الصناعية للاتصالات العالمية.
حاليًا ، تعمل SES مع الهياكل الحكومية والعسكرية في عدد من البلدان حول العالم لاستخدام قدرة الأقمار الصناعية للشركة في مسارح العمليات ولتضمين حمولات إضافية (الاتصالات و CHIRP) للاستخدام العسكري والخاص في الأقمار الصناعية قيد الإنشاء. ستظل الحكومة الأمريكية ووزارة الدفاع الأمريكية أحد أهم عملاء SES خلال السنوات القليلة المقبلة.
في المستقبل القريب ، تخطط حكومات الدول الأوروبية لزيادة استخدام المركبات الفضائية SES بشكل كبير لصالح تنظيم الاتصالات العسكرية والخاصة لضمان الأنشطة اليومية للجيش وغيرها من الهياكل في مناطق التوتر والصراعات العسكرية (أفغانستان ، إيران والشرق الأوسط وما إلى ذلك).
تقوم شركة Telesat ببناء حمولة Anik-G X-band لاستخدامها في المستقبل من قبل الجيش.
تستثمر Telesat و Intelsat بكثافة 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 تحالف القوات المسلحة الدولية ، التي تقوم بمهام عسكرية وحفظ السلام في العراق وأفغانستان وشمال إفريقيا وآسيا ، بتأجير قدرات الاتصالات التجارية (المدنية) والأقمار الصناعية لدعمها. عمليات حفظ السلام والمسرح.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن الطلب على هذا النوع من الخدمة كان ناتجًا عن اعتماد العقيدة التي تفترض الاستخدام الفعال لأنظمة المراقبة بالفيديو (الفضائية والأرضية) والمركبات الجوية بدون طيار أثناء عمليات القوات المسلحة.
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 أنظمة الاستشعار عن بعد المدنية في الولايات المتحدة الأمريكية وفرنسا واليابان.
يعد مكتب رسم الخرائط بوزارة الدفاع الأمريكية ثاني أكبر وكالة بعد وزارة الزراعة الأمريكية من حيث عدد الصور التي تم الحصول عليها من المركبة الفضائية لاستشعار الأرض عن بعد. كما تم تنظيم تفاعل المنسقين الرائدين 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 30.000 قذيفة وقنابل تم إطلاقها على العراق باستخدام نظام تحديد المواقع العالمي المعتمد على الأقمار الصناعية GPS.
المرشحون المحتملون للأقمار الصناعية - حاملات حمولات ERS هي أقمار صناعية لنظام الاتصالات المتنقلة العالمي IRIDIUM NEXT (إطلاق المركبة الفضائية في عام 2014). تتمثل مزايا الحمولات المصاحبة في انخفاض جذري في تكلفتها ، حتى بالمقارنة مع المركبات الصغيرة الحجم.
لقد تبلور الاتجاه الجديد من الناحية التنظيمية أيضًا. في عام 2011 ، شكلت الولايات المتحدة Hosted Payload Alliance ، وهي منظمة غير ربحية تجمع بين المطورين وأصحاب الحمولة والمشغلين.
الاستنتاجات
1.تتحد أنظمة الاتصالات الفضائية العسكرية للولايات المتحدة في نظام بث عالمي واحد عبر الأقمار الصناعية GBS ، والذي ينقل جميع أنواع البيانات والمعلومات للتشكيلات والوحدات والأفراد العسكريين من جميع فروع القوات المسلحة. يطبق نظام GBS نظام العنونة الهرمي مع إعادة التكوين التلقائي للعناوين ، بالإضافة إلى الاتصالات المباشرة وتوصيل محطات المستخدم الفردي مثل JTRS.
2. في المستقبل القريب ، في القوات المسلحة الأمريكية ، سيكون لأي تشكيل أو وحدة ، أو كل جندي ، أو بند من المعدات العسكرية أو الأسلحة عنوان فريد خاص به. سيسمح هذا العنوان بالمراقبة في الوقت الفعلي لموقع 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 وأنظمة الأقمار الصناعية للملاحة وأنظمة الأقمار الصناعية الجيوديسية وأنظمة الأرصاد الجوية الفضائية وأنظمة الإنذار بالهجوم الصاروخي وأنظمة استشعار الأرض عن بعد وأنظمة استطلاع الأقمار الصناعية والطائرات في شبكة ساتلية واحدة. وستضم شبكة الأقمار الصناعية الموحدة أكثر من مائتي قمرا صناعيا للأغراض العسكرية والثنائية والمدنية ، والتي ستستخدم لدعم العمليات القتالية في مسرح العمليات.
4- في سياق الحد من نمو الميزانيات العسكرية والأزمة العالمية المستمرة ، تستخدم الهياكل الحكومية والعسكرية للولايات المتحدة ودول الناتو بشكل متزايد موارد المركبات الفضائية التجارية ، والتي تعتبر أرخص بكثير من أنظمة الاتصالات الساتلية العسكرية المتخصصة.
