【智库声音】DARPA运用激光通信构建未来分布式卫星网络

今年9月 , 美国国防高级研究计划局 (DARPA) 公布了一个新项目 , 旨在创建一个低成本且易于重新配置的光通信系统 , 这将有助于确保各种卫星星座能够快速、安全地共享大量数据 。 DARPA将这项被称为“天基自适应通信节点”(Space-BACN)的工作描述为对于将未来分布式卫星网络连接在一起至关重要 , 这些网络正在开发中以支持各种不同但通常是互补的任务 , 包括预警、情报收集、一般通信和数据共享 。
DARPA在今年9月13日的新闻稿中透露了“天基自适应通信节点” 。 尽管有着相同的首字母缩略词BACN , 但没有迹象表明该项目与美国空军更实际的E-11A“战场机载通信节点”(BACN)飞机有关 。

DARPA“天基自适应通信节点”项目概述(翻译&字幕 by 防务菌)
在DARPA此前发布的一个Space-BACN概述视频(上图)中 , DARPA战略技术办公室(STO)负责Space-BACN的项目经理格雷格·库伯曼(Greg Kuperman)表示:“今天 , 我们目睹了一个名为增殖空间的新领域的诞生 。 在接下来的几年里 , 我们将看到数以千计的低成本、快速部署和高度分布式的卫星进入太空 。 ”
此后 , 他在一份书面声明中补充表示:“随着世界各地对负担得起的天基能力的需求不断增长 , 未来十年可能会有数以万计的小型卫星发射到低地球轨道(LEO) 。 这种增长的问题在于 , 光通信链路目前被设计为仅连接给定星座内的卫星——它们无法动态调整波形以与其他星座中的卫星进行通信 。 ”

“天基自适应通信节点”(Space-BACN)创新的简化招标流程(翻译&字幕 by 贾维斯&防务菌)
格雷格·库伯曼补充说 , 迄今为止 , 只有使用激光作为信息传输机制的固定速率、单模光通信系统在太空中得到了验证 。 这些节点已被证明能够非常快速地传输大量信息 , 并且以高度安全和抗干扰的方式传输 , 但通常也非常昂贵 。
格雷格·库伯曼表示:“由于许多精密设计和制造的组件由该领域的高技能专家手工组装 , 用于相干天基光通信的传统政府光终端可能花费数十万至数百万美元 。 另一方面 , 商业航天公司正在开发超优化的单模相干系统 , 旨在实现高速率通信 , 同时降低成本 。 然而 , 这些低成本系统不可重新配置 , 也不与任何其他标准兼容 。 ”
格雷格·库伯曼做了一个比喻 , 缺乏标准化导致了“支离破碎的‘狂野西部’太空领域” , 而这就是Space-BACN的用武之地 。 该项目正在寻求能够生产具有三个核心功能的光通信终端的概念:每秒100吉比特的传输速率“以支持大多数光标准”;需要不超过 100 瓦功率;总成本低于10万美元 。 DARPA将这些关键要求称为“100立方”(100 Cubed) 。

DARPA战略技术办公室主任谈“天基自适应通信节点”(Space-BACN)(翻译&字幕 by 贾维斯&防务菌)
Space-BACN将探索三种独立技术的提案 , DARPA希望它们能够结合形成一个满足“100 Cubed”要求的系统 。 第一个是低成本光学孔径 , 能够处理C波段中的所有红外波长 , 然后将其馈入负担得起的单模光纤线路 , 提供低成本、低损耗的空间传输能力 。 第二个组件是可重新配置的调制解调器 , 可以支持多种不同的波形 。 根据DARPA的说法 , 最后一块拼图是“跨星座指挥和控制”架构 , 它可以“使政府和商业卫星之间的交互自动化” 。

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