鏖戰(zhàn)正酣，5G在航天國(guó)防領(lǐng)域應(yīng)用前瞻

趙瑩

近30年來，美國(guó)主導(dǎo)或參與的局部戰(zhàn)爭(zhēng)，充分展現(xiàn)了強(qiáng)大的天基通信、導(dǎo)航和偵察系統(tǒng)的支持下戰(zhàn)爭(zhēng)模式的快速演變。1991年，海灣戰(zhàn)爭(zhēng)期間，美國(guó)對(duì)敵方目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)與確認(rèn)是以“天”為尺度計(jì)算的;1999年，科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)期間則以“小時(shí)”為尺度計(jì)算;之后的阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)、伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)、利比亞戰(zhàn)爭(zhēng)更是實(shí)現(xiàn)了以“分鐘”為尺度計(jì)算，美軍從發(fā)現(xiàn)目標(biāo)到確認(rèn)并摧毀目標(biāo)的時(shí)間進(jìn)程大幅度的縮短了，其越來越接近“發(fā)現(xiàn)即摧毀”的理想狀態(tài)。

進(jìn)入21世紀(jì)以來，美國(guó)、俄羅斯等國(guó)家不斷強(qiáng)化空間進(jìn)入、利用、控制和威懾能力。放眼未來，新一代通信技術(shù)的進(jìn)步有望進(jìn)一步顛覆戰(zhàn)爭(zhēng)模式，影響國(guó)家安全。

5G技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

新一代通信技術(shù)的進(jìn)步也為國(guó)防安全提出了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)?；仡?G時(shí)代，智能手機(jī)功能相較于冷戰(zhàn)時(shí)期的超級(jí)計(jì)算機(jī)功能更為強(qiáng)大，物流更加便捷無處不達(dá)，以4G技術(shù)為基礎(chǔ)催生出的“應(yīng)用經(jīng)濟(jì)”更是以前所未有的深度和強(qiáng)度改變社會(huì)生活。其最顯著的是爆發(fā)式地催生出了一批創(chuàng)新成果，改變了人們信息獲取和信息交互的方式，這又以硅谷的互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新企業(yè)最為著名。以Cisco、Intel、AMD等為代表的通信技術(shù)軟硬件服務(wù)商構(gòu)建起人們通信的底層設(shè)施，以Apple、Google、HP、Oracle等為代表的終端和軟件服務(wù)商構(gòu)筑起人們信息獲取的終端軟硬件平臺(tái)，以Facebook、Snapchat等為代表的軟件服務(wù)商提供給人們信息獲取與交互的平臺(tái)。

5G是第5代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的簡(jiǎn)稱。5G將擁有更高數(shù)據(jù)速傳輸速率，更低的延遲，更低的成本，更加節(jié)省能源，可提高系統(tǒng)容量和大規(guī)模設(shè)備連接能力，其關(guān)鍵能力比前幾代移動(dòng)通信技術(shù)更加豐富。5G峰值傳輸速度理論上將超過每秒10吉字節(jié)，這比4G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度快數(shù)百倍，一部高畫質(zhì)電影可在1秒之內(nèi)下載完成。

2018年12月，美國(guó)戰(zhàn)略與國(guó)際問題研究中心發(fā)布題為《5G技術(shù)將重塑創(chuàng)新與安全環(huán)境》的研究報(bào)告，報(bào)告指出5G技術(shù)將提供更高的網(wǎng)絡(luò)速度，更強(qiáng)的安全性和更大的容量。5G技術(shù)將支持?jǐn)?shù)字經(jīng)濟(jì)，成為下一代數(shù)字技術(shù)的支柱。關(guān)于5G技術(shù)的決定將影響未來數(shù)十年內(nèi)國(guó)家的安全和經(jīng)濟(jì)表現(xiàn)。

根據(jù)國(guó)際電信聯(lián)盟的定義，5G典型應(yīng)用場(chǎng)景可以分為3類：增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶（eMBB）場(chǎng)景、海量機(jī)器類通信（mMTC）場(chǎng)景、高可靠低時(shí)延通信（uRLLC）。增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶可為密集城市、農(nóng)村、高流動(dòng)性環(huán)境以及室內(nèi)環(huán)境提供極高的吞吐量，用戶將能夠在幾秒鐘內(nèi)下載3D視頻等數(shù)千兆字節(jié)的數(shù)據(jù)，并且虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)將成為日常應(yīng)用;海量機(jī)器類通信，亦稱低功耗大連接物聯(lián)，可為智能城市、家居、電網(wǎng)、樓宇、制造、物流、農(nóng)業(yè)、礦業(yè)等海量設(shè)備提供連接，在這基礎(chǔ)之上，虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、8K、智慧城市等應(yīng)用將興起;高可靠低時(shí)延通信主要服務(wù)于無人駕駛、公共和大眾交通系統(tǒng)、無人駕駛飛行器、工業(yè)自動(dòng)化、遠(yuǎn)程醫(yī)療以及智能電網(wǎng)監(jiān)控等。

2019年1月，據(jù)《紐約時(shí)報(bào)》中文網(wǎng)報(bào)道，特朗普政府將5G定性為“新軍備競(jìng)賽”。雖然這是一場(chǎng)涉及技術(shù)而非常規(guī)武器的競(jìng)賽，但美國(guó)認(rèn)為5G技術(shù)上控制權(quán)的減弱將對(duì)美國(guó)的國(guó)家安全構(gòu)成威脅。在一個(gè)由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制著最強(qiáng)有力武器（除核武器以外）的時(shí)代，任何主導(dǎo)5G技術(shù)的國(guó)家，都將在本世紀(jì)的大部分時(shí)間擁有經(jīng)濟(jì)、情報(bào)和軍事上的優(yōu)勢(shì)。

科技的進(jìn)步使戰(zhàn)爭(zhēng)中摧毀目標(biāo)的時(shí)間大幅度縮短

2018年10月，美國(guó)總統(tǒng)特朗普簽署了名為《美國(guó)未來可持續(xù)頻譜戰(zhàn)略》的備忘錄，指示商務(wù)部與NTIA一起制定長(zhǎng)期頻譜戰(zhàn)略，以幫助在美國(guó)推出5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。此外，特朗普還創(chuàng)建了一個(gè)白宮頻譜戰(zhàn)略工作組，該工作組將收集聯(lián)邦機(jī)構(gòu)關(guān)于政府頻譜需求的報(bào)告，以及如何與私營(yíng)部門用戶共享該頻譜。特朗普在備忘錄中寫道，“美國(guó)必須首先使用5G技術(shù)……美國(guó)政府靈活、可預(yù)測(cè)的頻譜接入將有助于確保聯(lián)邦用戶能夠滿足廣泛的通信和非通信系統(tǒng)的當(dāng)前和未來任務(wù)要求?！?/p>

2018年3月，美國(guó)總統(tǒng)特朗普簽署了一項(xiàng)5G法案——《Ray Baum Act》。這一法案的通過確定了將會(huì)有更多用于5G的頻譜，同時(shí)也為無線頻譜拍賣清掃了障礙并在28年后首次重新向美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）授權(quán)。FCC主席Ajit Pai表示，“特朗普總統(tǒng)和國(guó)會(huì)今日的行動(dòng)將幫助美國(guó)在5G領(lǐng)域領(lǐng)先于世界”。

2018年9月，空中客車公司成功利用高空氣球?qū)娪闷搅鲗?G/5G通信技術(shù)進(jìn)行了測(cè)試。此次測(cè)試的技術(shù)稱之為Airbus LTE Air Node，是空中客車公司的機(jī)載安全組網(wǎng)軍事通信項(xiàng)目的關(guān)鍵組成部分。利用新一代空中遠(yuǎn)距離通信技術(shù)，高空平臺(tái)（如空客的西風(fēng)無人機(jī)）將能夠創(chuàng)建持久而安全的通信蜂窩，對(duì)來自多種平臺(tái)（如直升機(jī)、戰(zhàn)術(shù)無人機(jī)以及中空長(zhǎng)航時(shí)無人機(jī)）的信息進(jìn)行中繼。

空客公司在加拿大利用一個(gè)平流層氣球形成的高空蜂窩站點(diǎn)在地球上空21千米的高度對(duì)此通信解決方案進(jìn)行了測(cè)試。搭載有空客長(zhǎng)期演進(jìn)空中節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的氣球覆蓋范圍達(dá)到30平方千米。空客公司測(cè)試團(tuán)隊(duì)利用兩部車和兩架無人機(jī)，跟蹤氣球超過200千米，并通過在不同資產(chǎn)之間傳輸4K視頻數(shù)據(jù)模擬了執(zhí)行ISR任務(wù)時(shí)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，該系統(tǒng)通過專用網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾试?.5～4兆字節(jié)之間，相當(dāng)于4G/5G移動(dòng)通信。當(dāng)不同飛機(jī)在彼此有效通信范圍內(nèi)飛行時(shí)，長(zhǎng)期演進(jìn)空中節(jié)點(diǎn)能夠在飛機(jī)之間提供安全的機(jī)會(huì)式通信。它能夠在衛(wèi)星和無人機(jī)的幫助下為機(jī)載資產(chǎn)、地面或者海上作戰(zhàn)行動(dòng)提供數(shù)周或者數(shù)月的高安全性通信能力。這種具有特殊用途的網(wǎng)絡(luò)適用于所有用戶，包括特種部隊(duì)和災(zāi)難救援場(chǎng)景。

美國(guó)近年來在5G技術(shù)上投入大量資源

空客公司在2018年范堡羅國(guó)際航展上推出了“天空網(wǎng)絡(luò)”解決方案，它通過綜合多種通信技術(shù)形成了一種彈性全球Mesh網(wǎng)絡(luò)，使飛機(jī)成為高速互聯(lián)戰(zhàn)場(chǎng)空間不可或缺的組成部分。

“天空網(wǎng)絡(luò)”將整合各種技術(shù)，例如衛(wèi)星鏈路（地球同步軌道、中、低地球軌道星座）、戰(zhàn)術(shù)空-地、地-空和空-空鏈路、話音鏈路、5G移動(dòng)通信單元和激光通信連接，形成單一的全球安全網(wǎng)絡(luò)。

“天空網(wǎng)絡(luò)”是空中互聯(lián)作戰(zhàn)空間的基礎(chǔ)，其目標(biāo)是到2020年提供完全運(yùn)行能力?！疤炜站W(wǎng)絡(luò)”計(jì)劃是空客公司“未來空中力量”項(xiàng)目的一部分，與歐洲未來作戰(zhàn)空中系統(tǒng)（FCAS）的發(fā)展緊密相關(guān)。

5G技術(shù)也具有重要的軍事價(jià)值，可用于機(jī)器人、人工智能和許多先進(jìn)的傳感設(shè)備之中。企業(yè)家急于利用5G技術(shù)提供新的服務(wù)和產(chǎn)品，這將對(duì)國(guó)防技術(shù)基礎(chǔ)產(chǎn)生溢出效應(yīng)。5G技術(shù)將成為新軍事能力的基礎(chǔ)技術(shù)。

美國(guó)空間軍事化進(jìn)程不斷加速

隨著越來越多的國(guó)家有能力進(jìn)入空間、利用空間，經(jīng)濟(jì)發(fā)展、國(guó)家安全對(duì)空間系統(tǒng)的依賴性不斷加大，空間資源的爭(zhēng)奪也變得日益激烈，陸地、海洋、低空領(lǐng)域的控制權(quán)越來越多的受空間控制權(quán)的影響，空間軍事化進(jìn)程明顯加快，空間武器化趨勢(shì)愈加明顯。

2015年8月1日，俄羅斯國(guó)防部長(zhǎng)謝爾蓋·紹伊古大將宣布，根據(jù)俄總統(tǒng)普京的命令，原空軍、空天防御兵部隊(duì)將合并為空天軍，新組建的俄羅斯空天軍受俄羅斯總參謀部領(lǐng)導(dǎo)，由俄羅斯空天軍總司令部直接指揮。俄羅斯空天軍總司令部位于俄羅斯國(guó)防部大廈，坐落在莫斯科阿爾巴特區(qū)。新組建的俄羅斯空天軍擔(dān)負(fù)抵御空天進(jìn)攻、保護(hù)國(guó)土免受敵人空天武器的打擊、使用常規(guī)武器與核武器對(duì)敵方目標(biāo)實(shí)施打擊、對(duì)可能攻擊俄羅斯國(guó)土目標(biāo)的導(dǎo)彈實(shí)施攔截、為其他軍兵種部隊(duì)提供航空保障、為最高指揮機(jī)關(guān)提供外軍洲際彈道導(dǎo)彈發(fā)射與攻擊預(yù)警、對(duì)太空目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)視，消除來自太空的威脅，必要時(shí)對(duì)其進(jìn)行攔截、發(fā)射軌道航空器，控制軍用衛(wèi)星系統(tǒng)，利用衛(wèi)星提供必要的軍事信息保障、在規(guī)定體制內(nèi)保持戰(zhàn)備，運(yùn)行軍用衛(wèi)星系統(tǒng)及其發(fā)射、控制設(shè)施等。

2019年2月19日，美國(guó)總統(tǒng)特朗普以備忘錄形式簽發(fā)4號(hào)太空政策令《建立美國(guó)天軍》，明確最初將在空軍部?jī)?nèi)建立美國(guó)天軍，作為美國(guó)第六大軍種，未來時(shí)機(jī)成熟后根據(jù)需要在國(guó)防部成立獨(dú)立的天軍部，并要求美國(guó)防部為此制定立法提案。該政策令闡明了三個(gè)定義：第一，美國(guó)天軍，最初將依法設(shè)置在空軍部?jī)?nèi)的新軍種;第二，天軍部，未來將負(fù)責(zé)組織、訓(xùn)練和裝備美國(guó)天軍的國(guó)防部軍事部門;第三，美國(guó)太空司令部，根據(jù)2018年12月18日總統(tǒng)備忘錄成立的聯(lián)合作戰(zhàn)司令部，將負(fù)責(zé)聯(lián)合部隊(duì)太空作戰(zhàn)，《統(tǒng)一指揮計(jì)劃》將為其進(jìn)行修訂。

2018年6月18日，美國(guó)總統(tǒng)特朗普簽署行政命令，指示五角大樓創(chuàng)建美國(guó)第六軍種——獨(dú)立的天軍，通過集中美國(guó)空軍、海軍和其他軍事單位各自擁有的太空功能，進(jìn)而從根本上改變美軍結(jié)構(gòu)，“以保持對(duì)中俄等戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的優(yōu)勢(shì)”。

2018年8月9日，美國(guó)副總統(tǒng)彭斯和防長(zhǎng)馬蒂斯一同現(xiàn)身五角大樓，介紹了特朗普政府的美國(guó)天軍組建方案，發(fā)布了《關(guān)于國(guó)防部國(guó)家安全航天構(gòu)成的組織和管理結(jié)構(gòu)的最終報(bào)告》，報(bào)告指出，“國(guó)防部將引導(dǎo)把航天資源納入天軍，天軍將通過威懾惡意活動(dòng)保護(hù)我國(guó)經(jīng)濟(jì)，確保我國(guó)空間系統(tǒng)滿足國(guó)家安全要求，并向聯(lián)合和聯(lián)盟部隊(duì)提供至關(guān)重要的能力”。五角大樓將采取以下四項(xiàng)舉措：第一，組建航天發(fā)展局，以快速和成規(guī)模地發(fā)展和部署航天能力;第二，建立空間作戰(zhàn)部隊(duì)，以向作戰(zhàn)指揮員和航天發(fā)展局提供專項(xiàng)技能，并在危機(jī)時(shí)期大力施展專項(xiàng)技能;第三，建立天軍治理與保障職能，國(guó)防部將制定一項(xiàng)立法方案，以作為2020財(cái)年預(yù)算周期的一部分供國(guó)會(huì)考慮，政府將單獨(dú)設(shè)立一個(gè)向防長(zhǎng)報(bào)告的文職職位，負(fù)責(zé)監(jiān)督新軍種的成長(zhǎng)和擴(kuò)展。第四，設(shè)立由四星上將或海軍將官領(lǐng)導(dǎo)的美國(guó)航天司令部，負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)空間資產(chǎn)使用，美國(guó)航天司令部將負(fù)責(zé)指揮天軍的運(yùn)用，這也將需要由國(guó)會(huì)授權(quán)一位四星上將。

從美國(guó)、俄羅斯的一系列動(dòng)作可以看出，提高自身進(jìn)入太空和利用太空的能力，強(qiáng)化對(duì)太空的控制已經(jīng)成為大國(guó)必須考慮和付諸實(shí)施的熱點(diǎn)問題。

5G對(duì)航天國(guó)防的影響

近幾年來，美國(guó)重回大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的軌道，不斷深化實(shí)施以“展示對(duì)地威懾能力，隱藏作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)能力”為核心，以發(fā)展新的軍事技術(shù)和作戰(zhàn)概念為核心的第三次抵消戰(zhàn)略，面向多域戰(zhàn)，構(gòu)建彈性空間系統(tǒng)，綜合利用新技術(shù)、新作戰(zhàn)概念和新編制結(jié)構(gòu)，確保美國(guó)在指定時(shí)間和地點(diǎn)實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)力量的有效投送。雖然特朗普政府已對(duì)第三次抵消戰(zhàn)略三緘其口，但以國(guó)防創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)單元（DIUx）為代表的相關(guān)機(jī)構(gòu)和機(jī)制仍在持續(xù)推進(jìn)。未來，基于5G高可靠、低延遲、海量連接的技術(shù)特點(diǎn)，其將廣泛影響航天和國(guó)防應(yīng)用場(chǎng)景。

空中客車公司5G技術(shù)測(cè)試示意圖

推進(jìn)人工智能在戰(zhàn)場(chǎng)應(yīng)用上走向深入。5G三大應(yīng)用場(chǎng)景包括大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，這為戰(zhàn)場(chǎng)全域武器平臺(tái)的互聯(lián)提供了硬件基礎(chǔ)，匹配正在如火如荼發(fā)展的低軌通信衛(wèi)星星座，5G與構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)的眾多傳感器相結(jié)合，將為指揮者提供收集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，使得人工智能系統(tǒng)能夠?qū)⒄诎l(fā)生的實(shí)時(shí)事件、正在做出的決策、即將發(fā)生的事情、過去發(fā)生的事情，并將所有數(shù)據(jù)整合在一起，進(jìn)而做出分析和預(yù)測(cè)。由5G網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)的人工智能能力可以幫助軍事操作員操縱無人機(jī)蜂群和地面無人車群等。

深刻影響戰(zhàn)場(chǎng)電子情報(bào)通信領(lǐng)域。5G將極大影響電磁頻譜相關(guān)領(lǐng)域，如電子戰(zhàn)、信號(hào)情報(bào)和通信情報(bào)。首先，5G通信技術(shù)將可能使軍隊(duì)擁有專用頻率，有效解決當(dāng)前存在的軍用移動(dòng)通信系統(tǒng)與民用移動(dòng)通信系統(tǒng)頻段重疊共用、互相干擾的問題;其次，5G將實(shí)現(xiàn)基于天基衛(wèi)星平臺(tái)的戰(zhàn)場(chǎng)強(qiáng)態(tài)勢(shì)感知能力和戰(zhàn)場(chǎng)保密通訊能力，在實(shí)時(shí)掌控戰(zhàn)場(chǎng)平臺(tái)的同時(shí)，能夠?qū)?zhàn)場(chǎng)士兵身體狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場(chǎng)兵力調(diào)整，制定對(duì)抗措施;再次，通過電子對(duì)抗等影響對(duì)方精確制導(dǎo)武器甚至作戰(zhàn)平臺(tái)的制導(dǎo)和通信功能，進(jìn)而壓制敵方C4ISR能力等。

有望顛覆未來航天制造模式。當(dāng)前，工業(yè)領(lǐng)域無線技術(shù)主要應(yīng)用于設(shè)備及產(chǎn)品信息的采集、非實(shí)時(shí)控制和實(shí)現(xiàn)工廠內(nèi)部信息化等。由于在可靠性、數(shù)據(jù)傳輸速率、覆蓋距離、移動(dòng)性等方面的不足，導(dǎo)致當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域無線技術(shù)并未能廣泛應(yīng)用。隨著5G技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，特別是其特有的低時(shí)延、高可靠以及大帶寬等特性，使得無線技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)控制、遠(yuǎn)程維護(hù)及操控、工業(yè)高清圖像處理等工業(yè)應(yīng)用新領(lǐng)域成為可能，同時(shí)也為未來柔性產(chǎn)線、柔性車間奠定了基礎(chǔ)，5G開啟工業(yè)無線未來發(fā)展。

5G構(gòu)筑起的將是下一代通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，其基礎(chǔ)性和衍生效應(yīng)將進(jìn)一步增強(qiáng)，對(duì)各領(lǐng)域的輻射將進(jìn)一步深入，未來的戰(zhàn)場(chǎng)將是以網(wǎng)絡(luò)為中心，以天基平臺(tái)為支撐的戰(zhàn)場(chǎng)。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的典型特征是由1個(gè)或幾個(gè)有限的核心網(wǎng)絡(luò)、若干接入網(wǎng)絡(luò)、傳感器網(wǎng)絡(luò)、武器裝備系統(tǒng)組成，并包括個(gè)人網(wǎng)絡(luò)等。隨著5G通信技術(shù)的應(yīng)用和普及，5G將進(jìn)一步放大天基平臺(tái)的能力，天基平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)將進(jìn)一步釋放，美國(guó)對(duì)爭(zhēng)奪5G控制權(quán)的不遺余力和組建天軍的決心，正是暗示了這其中的聯(lián)系，未來“5G+軍事航天”將是大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。

責(zé)任編輯：劉靖鑫