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为何升级国防气象卫星计划对部队至关重要?||美天军观察70

国防气象卫星计划卫星(如此处艺术家表演中所示的卫星)为世界各地的军事和民用用户提供关键的战略和战术气象及环境数据。(斯科特·普拉特/第 50 太空联队公共事务部摄)

由于国会功能失调,无数军事项目的预算基础不稳定。在下面的专栏中,米切尔研究所的蒂姆·瑞安认为,五角大楼迫不及待地升级一个可能很少被考虑但至关重要的卫星:气象卫星。
从轨道监测天气是美天军不太受关注但影响更大的任务之一。
地面战场使用兵力、发射弹药和协调行动的能力从根本上取决于环境条件。事实上,恶劣天气条件下的行动对友军的伤害往往比最强大的敌方伤害更大。
然而,天气任务经常被忽视并被视为理所当然。政策制定者和作战人员需要认识到,当前的天基气象卫星已经过时、脆弱,急需重置并升级。现在已经是完成这些系统现代化的时候了。
天基环境监测 (space-based environmental monitoring,SBEM) 任务目前依赖于国防气象卫星计划(Defense Meteorological Satellite Program,DMSP),这是一个于 1962 年开发的星座,在接下来的几十年里持续运行,现在远远超出了其设计寿命。该星座非常脆弱,一颗卫星发生故障就会破坏原有的功能,并且没有可用的军事专用备份功能。
DMSP 星座不仅年代久远,而且它在太空通常被认为是一个和平的运行域时设计和配置的。该星座经过专门设计和建造,是一个大规模、高性能、多功能的系统。虽然高效且能力强,但它是“大而多汁的目标”的一个例子,并且非常容易受到敌人的攻击。由于 DMSP 没有备件,也没有在轨替换卫星,失去一颗卫星将使当前运行的星座减少一半。需要数量更大、更分散的能力来降低风险并提高弹性。迅速采取行动的紧迫性是显而易见的。
天气影响从战略到战术的各个层面的战争。了解战场环境对于空中、陆地和海上作战至关重要。此外,环境数据对于关闭战术杀伤链至关重要,有助于让正确的射手在正确的时间到达正确的地点,以提供正确的效果。非洲、亚洲部分地区和拉丁美洲以及由国家海洋和大气管理局运营的美国民用气象卫星星座实际上不存在地面气象雷达,在雨雪监测方面, NASA——覆盖范围也有限。军方还要求某些现象的数据更精细,例如云层和雾。
分析人员使用图像和数据来确定哪些传感器具有最佳视线,然后根据天气和环境条件选择正确的武器。天气数据对于联合全域指挥与控制( Joint All Domain Command and Control,JADC2)至关重要,它需要近乎实时的天气数据,以促进动态作战规划并应对不断变化的战场条件。
随着决策周期的加快以及整个战区在数小时和几分钟内动态特遣部队面临的压力越来越大,近实时的天气数据将变得更加重要。考虑一下在印太战区的行动,美军必须长途跋涉并在复杂的天气条件下作战。由于缺乏陆地和海洋传感器,现有数据与未知数据之间存在差距。天基系统是填补这一空白的最有效方法。
知道 DMSP 已经走到了最后一步,领导人正在通过一系列系统 (Family of systems,FoS) 方法增强美国的 SBEM 能力,该方法通过与美国国家海洋和大气管理局 (National Oceanic and Atmospheric Administration,NOAA) 和美国盟友的合作,结合来自轨道上其他天气传感器的数据。虽然这是一项有用的增强举措,但不得将此解决方法与 DMSP 的直接替代品相混淆。某些类型的 SBEM 功能、覆盖区域和刷新率是军事专用的。这只是创可贴。
指挥官还必须确保数据始终可用——如果美国、盟友或商业提供商发现自己对特定冲突存在不同看法,那么在 FoS 方法中这可能是不可能实现的。对此,美国北方司令部和北美防空司令部司令格伦·D·范赫克 (Glen D. VanHerck)将军警告说,不要依赖关键信息来源,这些信息在最需要的时候可能无法获得:“我们要问的是,我们是否想找到自己个人或企业可以通过他们的看法或政治观点影响国家安全吗?”
好消息是,尽管近几十年来两个旨在取代 DMSP 的气象卫星计划被取消,但空军以及随后的天军已采取行动解决这个问题。空军领导人知道必须进行现代化,因此在 2016 年决定用两个分散的小型卫星星座取代老化的整体 DMPS 星座。这些是 EO/IR 天气系统 (EO/IR Weather System,EWS) 和后续微波天气系统 (Weather System Follow-on Microwave ,WSF-M) 计划。这种方法具有多种优势:保证军事 SBEM 能力、提高弹性以及快速实现星座现代化的能力。
PS:2018 年,空军决定建造两个独立的星座来取代 DMSP: 气象系统后续微波 (WSF-M) 项目和运行响应空间 8 号卫星,该卫星将携带 EO/IR 传感器套件 -后者几乎在出生时就被杀死了。
WSF-M 计划的重点是使用被动微波成像辐射测量来监测海洋上空的天气模式,目前正在快速推进。天军于 2018 年从 Ball Aerospace 订购了第一颗 WSF-M 卫星,计划于 2024 年发射。该军种于 2022 年11 月行使了价值 78.2 美元的合同选择权,购买了第二颗卫星,并于 2028 年发射。
EWS计划于2019年开始,旨在填补因取消8号操作响应空间而留下的EO/IR空白。当时,该计划是在2023年(而不是现在计划的2025年)启动在轨演示。

通过 EWS 和 WSF-M,天军设计了一种审慎的方法来实现 SBEM 任务的现代化,以确保其长期可行性。EWS 和 WSF-M 正在生产中,但尚未推出。
这些计划必须保持在正轨上,以便尽快交付运营成果。
考虑到整个国防企业面临着不可预测的预算和不断增长的需求的挑战,这说起来容易做起来难。国会无法通过实际预算并依赖多项持续决议是有问题的。这些措施不仅剥夺了各部门根据计划需求调整资金状况的能力,而且还导致了预算削减。
需要可靠的天气数据来指导有效的军事决策是非常明确的。随着 DMSP 卫星使用寿命的结束,当前的 SBEM 企业面临着崩溃的风险。
“踢罐头”并接受另一次现代化延迟的时间已经一去不复返了。现在是部署 EWS 和 WSF-M 的时候了。
蒂姆·瑞安 (Tim Ryan) 是米切尔研究所太空力量优势卓越中心的高级研究员。
(翻译by果然伶俐,个人学习记录,无校对,仅供参考)
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