在过去，人们的纷争从来没有进入到太空，太空被认为是极其安全的。所以，在设计太空体系时，人们总是在想办法去提高其性能，而没有重视其安全性。在当今世界各国加快发展航天事业的大背景下，随着太空的社会、经济、科技等效益的日益凸显，太空竞争愈发激烈，太空威胁也不断涌现，太空安全已经成为影响国家安全和发展的重要问题。
当前，太空已成为国际战略竞争新的制高点。为确保太空优势和太空行动自由，主要大国纷纷加强太空系统建设。在此背景下，建设“弹性太空”逐渐成为主要大国发展太空力量的重要趋势。
弹性本是一个物理学名词，指物体发生形变后能恢复原来大小和形状的性质。2013年，美太空司令部发布《弹性和分散太空体系》白皮书，首次提出了“弹性太空”概念，声称要“发展面对系统故障、环境挑战、敌对行动时仍能够持续发挥作用的太空能力”。目前，建立“弹性的太空作战秩序”已被美空军和太空军视为保持优势的首要任务。
此外，北约明确提出，“将考虑在全联盟范围内提高太空弹性的方法”。英国去年发布的新版《国防太空战略》，也将建设“弹性太空”作为重要目标。
为发展“弹性太空”，提升太空体系的抗毁伤能力和对抗环境下的可靠性，主要大国采取了很多手段。从实践中看，最常见的做法有以下几种。
发展先进技术。俄罗斯、美国等都在开发抗干扰卫星技术、高机动卫星技术、太空核动力技术等，希望提高未来航天器的安全、持久在轨能力。日本提出要建立可抗物理攻击、网络攻击、电磁攻击的太空系统。美空军研究实验室正联合有关力量开展研究，旨在开发对在轨卫星进行智能检测、灵巧维护的太空机器人。此外，各国还注重通过演习对“弹性太空”概念进行验证。美军“太空旗帜-2020”演习就重点演练了太空态势感知、太空电子战、卫星通信等内容。
混合运用多元力量。航天技术是典型的军民两用技术，各国都注重推动太空新技术的军事应用。未来的太空战场，军用、民用、商用等力量的多元混合运用将成为常态。当然，这将给太空综合治理、危机管控等带来新挑战。据报道，美国太空探索技术公司发射的“星链”卫星已为美国多个军种提供服务。
建立太空军事联盟。美国太空军下属的太空系统司令部国际事务办公室，专门负责与盟国开展合作。今年2月，美国同澳大利亚、加拿大、法国、德国、新西兰、英国等盟友签署《联盟太空作战愿景2031》，此举表明美国及其盟友将在太空军事领域进行更加紧密的合作。与此同时，北约也呼吁其成员增强太空资产之间的兼容性。此外，日本的“宇宙作战队”也在积极推进与美国太空军的合作，企图抱紧美国“大腿”。
今天，“弹性”无疑已成为美国各方面建设的一个主题词。或许是其意识到其面临的威胁太多了，从而必须增加“弹性”，以在受到攻击时仍能保证各领域能力的持续性。太空体系优劣的评判不仅仅局限于性能的高低，也需要考虑其安全性。为此，美国提出了一个评价太空体系的新指标——太空弹性。
“弹性太空”概念随着美国太空战略调整不断丰富完善，并且是美国太空战略的重点发展方向，从美军最近几年的太空军事力量建设来看，当前的重点是开发太空弹性卫星网络，这也是美国下一代弹性太空体系架构的基础。美国军方正在从不同的方向推进弹性卫星网络的建设。
本文详细分析了美国“弹性”概念的发展以及当下最为火热的“太空弹性”相关国家政策文件、机构设置、演习与实践。同时，也分析了“弹性”概念在网络全领域以及美国国家战略中的深刻体现，这些都反应了美国应对新时代国际竞争与变化的思路。
二、太空弹性的定义
起初，弹性这个概念应用于材料学、生态学、心理学等不同学科。而在近年，这一概念开始扩展应用到工程系统领域和基础设施之类的复杂巨系统等。而由于自然灾害对系统带来的威胁等原因，社会各界提出应该建设弹性的组织结构和弹性的系统等，以便快速响应破坏性事件、快速恢复系统原有功能、减少其带来的损失。随着学术研究发展的进行，同时也顺应国家对弹性的关注，太空弹性应运而生。
“弹性太空”是美国太空战略发展的新方向。美国通过发展弹性太空先进技术、开展弹性太空试验演习、建立太空军事联盟等战略举措，构建面向威胁更具弹性的太空体系，巩固其太空霸权地位，引领太空技术发展方向，给竞争对手造成严峻挑战。
2013年，美国太空司令部发布的《弹性和分散太空体系》白皮书中最早提出弹性太空的概念。随后，美国“弹性天空”概念随着太空战略转变而不断丰富，至今没有一个相对完整的定义；分析其演进过程可以发现，美国太空“弹性”具体体现在以下四个方面：一是分散式、扩散式、多样化部署；二是体系能够随时分解、重组、重构、重建与自我修复；三是威胁全面感知与快速溯源反击；四是高风险条件下持续支援其他域联合作战。
“弹性太空”是美国太空战略的重点发展方向，也是美国实现太空霸权的重要手段。在“弹性太空”思想指导下，美国提出了下一代弹性太空七层体系架构；重点研究抗干扰、强机动、软件定义的弹性卫星技术；探索“航天母舰”平台X-37B空天飞机、太空攻防武器、天基互联网等太空战关键技术的军事应用；始终引领着世界太空技术的发展。通过“施里弗”系列演习和“太空旗帜”系列演习验证弹性太空构想，强化太空部队实战化训练水平，巩固太空战术霸权。通过与其他国家和国际组织签订太空数据共享协议、发表太空行动联合声明、开展联合太空演习，逐步建立统一的太空数据图谱、行为准则和军事联盟，巩固太空战略霸权。
美国一旦完成下一代弹性太空体系建设部署，将具备全域态势感知能力、自动规避威胁能力、损伤自动修复能力、快速溯源反击能力，其他国家任何太空活动都将置于美国的监控之下，动能、激光、电子干扰、网络攻击等非对称手段对于庞大的弹性太空网络体系打击效果微乎其微，给其他国家破解太空霸权提出了严峻挑战。
在美军《弹性和分散空间体系》白皮书中，“弹性”被定义为：“一个系统体系在面对系统故障、环境挑战或敌对行动时能够继续提供所需能力的本领。”
2016年，美国空军航天司令部提出“空间组织愿景”，这其中还引入了“弹性能力”的概念，它的含义是航天部队对全部已知威胁做出反应的能力，以及反击未来威胁的速度，并且能够持续为联合作战部队和同盟部队提供空间效能。
1.“弹性”的本质
SmartSat是增强太空弹性能力的一个例子，无非是为了进一步增加微纳卫星等的灵活性、适应性，以应对高度动态变化的太空安全风险。
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所谓“弹性”，一般指物体受外力作用变形后，除去作用力时能恢复原来形状的性质；也比喻事物的依实际需要可加以调整、变通的性质；还指一个变量相对于另一个变量发生的一定比例的改变的属性。因此，弹性的概念可以应用在所有具有因果关系的变量之间。其前提是得有自变量——作为原因的变量，还得有受其作用发生改变的量——因变量。说白了，弹性，笔者理解就是可控。
2. 美国“太空弹性”的发展
明白了弹性的基本概念，我们再来看看美国太空弹性概念的发展。很显然，太空弹性——美国太空体系评价新指标，主要是为了在自变量日益增多对其太空资产安全威胁日益增大的局势下，旨在实现在除去作用力后其太空系统仍能恢复原来功能或部分功能的目的。
早期雏形 在考虑太空系统潜在的威胁后，美空军航天司令部曾特别强调分散的作用，即将天基任务、功能或传感器分散到一个或多个轨道平面、平台、载具或多域的多个系统之中，也许就是太空弹性的雏形。
在美空军航天司令部《弹性和分散空间体系》白皮书中，“弹性”被定义为：“一个系统体系在面对系统故障、环境挑战或敌对行动时能够继续提供所需能力的本领。”“弹性”由海、陆、空、天、网多域能力组成，围绕威胁慑止、体系强健、系统重构、能力恢复等途径展开，以制度化的形式将弹性融入体系研究、需求论证、规划计划、采办和运行管理等各项军事航天活动中。
“施里弗-2014”太空战演习，正式对太空能力弹性相关概念进行演示验证。
近年来，美国组织多次太空试验演习，验证完善弹性太空概念。2014年，“施里弗-2014”太空战略演习，对弹性太空相关概念进行演示验证。
2016年，微卫星分布式架构、卫星在轨机动增强、卫星在轨检修、太空发射能力等弹性太空体系技术得到美军重视。
2017年，美国国防部成立一个新的战略工作组，研究威慑措施角色权衡、太空态势感知需求、防御措施与主动防御等专题，提高国家安全太空体系弹性。
2018年，“施里弗-2018”太空战略演习，深入研究了在国际盟友参与下的太空弹性、威慑与战斗力；美国国防科学委员会工作组重点研究了弹性太空架构的要素，以增强美国国家安全太空体系弹性。2018年，美国航空航天公司制定“超越太空计划”，重点分析了卫星体系架构的弹性与重构问题，并提出模块体系架构，例如“GPS-3”卫星采用模块化设计，可根据任务需求定制化模块组装，极大提高了GPS星座体系的弹性。
2019年，美国DARPA设立了“太空弹性快速响应发射”项目，满足弹性太空力量快速部署需求；“黑杰克”项目，利用商业低轨卫星星座，构建高度网络化、弹性、持久的太空作战体系。2019年3月，美国洛克希德·马丁公司推出“软件定义卫星架构”，允许通过软件为在轨卫星重新分配任务、增添功能，增强卫星的灵活性和适应性，满足不断变化的任务需求，应对高动态太空风险，为太空体系提供强大的弹性。
2020年，“施里弗-2020”太空战略演习，美剧首次与盟国共享机密太空信息，通过联盟间战略信息有效共享，进一步提升以美国为首的联盟太空体系弹性。“太空旗帜-2020”演习，融入空间态势感知、空间电子战、导弹预警、卫星通信等技术，重点演练空间资产在轨移动，以提高太空体系的弹性。
2016年，美国智库“新美国安全中心”发布《从圣地到战场：美国太空防御与威慑战略构想》的研究报告，提出了“有限太空战”构想。之后，采用基于微小卫星的分布式架构、增强在轨卫星机动性、发展卫星在轨检测与维修能力、改进太空发射能力等，建设新的分散化弹性太空体系受到重视。美国空军航天司令部提出“空间组织愿景”，再次引入了“弹性能力”的概念，即航天部队对全部已知威胁作出反应的能力，以及反击未来威胁的速度，并且能够持续为联合作战部队和同盟部队提供空间效能。
（1）研发弹性空间架构。美国外交政策研究所《太空危机稳定性：中国及其他挑战》报告指出，在危机中减少先发制人动因的一个方法是，降低对手首次打击的效能，同时在其他领域建立强大的对抗能力，再有就是确保在承受首次打击后能够对对手的太空资产进行报复。
这3项措施的一个关键方面则是，采用分布式架构使太空资产以及地面C4ISR组件具备持续的弹性。研发并部署更持久的弹性空间架构，可承受首次打击，即便产生性能降级，也仍能为美国部队和决策者提供可接受的性能。这种弹性足以大幅增加太空攻击的不确定性，从而增加对手对风险的评估，从而减少对手发起太空攻击并使冲突快速升级的可能性。建议将研发弹性太空架构作为重要优先事项；同时发展进攻性太空对抗能力，主要用于威慑目的。
（2）6种弹性方法。为了使卫星在面临攻击时更具弹性，美国防部负责太空政策的副助理国防部长道格拉斯•洛韦罗概述了军方需要投资的6个主要领域，并将这6种弹性方法称为D4P2——分解、多样化、分散部署、欺骗、防护、扩散式部署。洛韦罗称，美国防部还应重视重建能力，或者在卫星受损时快速进行更换的能力，这也是太空弹性的重要内容。
（3）成立“太空弹性”战略研究机构。美国防部成立一个新的国防战略工作组——国家太空能力弹性体系建设国防战略工作组，研究采用新政策提高国家安全太空体系弹性的方案。研究预计一年时间，覆盖太空控制的各个方面，包括威慑措施的角色权衡、太空态势感知需求、防御措施和主动防御概念等。
（4）资金保障。在美空军协会召开的“空天网”年度会议上，时任空军部长希瑟•威尔逊表示，随着对手日益威胁美国的主导地位，太空系统需要获得更多的投资，必须在未来任何高端冲突中将太空视为一个对抗领域，使美军太空系统更具弹性。
（5）“太空弹性”的全面认知与发展。美智库国际战略研究中心发表《第二个太空时代的冲突升级与威慑》报告提出，与冷战时期相比，当今太空时代更加具有“多样性、颠覆性、无序性、危险性”，太空安全威胁复杂多样、日趋严峻，太空威慑呈现新特点、面临新挑战，对此，建议美应重点发展归因能力、增强弹性、重新评估可逆性。
●2018年版美国《国家太空战略》强调的一个关键词即是“弹性”，这将会加速变革，以便增强太空架构的弹性、防御能力以及在遭受打击后的重建能力，美国太空力量正在向更有弹性的太空架构转变。
●美参联会发布的2018年版《太空作战》条令明确阐明“太空任务保证”概念。该条令指出，美太空作战面临着自然威胁和人为威胁，但美可采取防御性作战、重构及弹性三类措施减缓太空威胁，以实现“太空任务保证”。
●“施里弗-2018”太空战演习的主要目的之一即包括深入了解在国际盟友参与太空和网络作战行动后的弹性、威慑与作战能力。美国防部的研究与工程部门正在指导国防科学委员会（DSB）工作组研究弹性太空架构的要素，以增强美国国家安全太空事业的弹性。
这样，当弹性作为太空体系的评价指标时，美国的航天部门就会努力提高太空体系的弹性。如DARPA在2019财年设立了“太空弹性快速响应发射”新项目，以推动微小卫星专用小型运载火箭发展，满足弹性太空力量部署和快速响应发射需求。SmartSat卫星应时而生。
为了能够不间断、全覆盖的监视地球上的情况，传统上采用高轨道卫星为主，但这些庞大且昂贵的系统很容易成为攻击目标，如果遭到破坏，可能需要划分数年时间进行补充。并且这些系统研发周期很长，在部署之际就很可能被对手赶上，无法应对新的威胁。
图表 1 DARPA于2018年启动了Blackjack计划，以展示低地球轨道上的小型卫星在军事行动中的实用性。
同时美国的军事卫星一直追求“大而全、高性能、低风险”，导致如今研发成本高昂，研发进度拖慢，往往经过十多年好不容易开发出一套先进的军用卫星系统，对手却早就有了应对之策。
为了从根本上改变这一状况，DARPA提出了Blackjack项目，希望工业部门研究一种运行于低地球轨道小型卫星平台，通过60~200颗卫星组成的星座实现不间断、全覆盖的监视地球上的情况。
Blackjack项目打算使用低成本的商业卫星平台、可快速更新升级的卫星载荷一起构建低地球轨道卫星星座，在能力上与传统的高地球轨道和地球静止轨道卫星系统相近，但成本更为低廉，并且更容易在地方攻击下生存与补充。
通过 Blackjack，DARPA 希望展示在低地球轨道上运行的大型小型卫星星座的效用。这些卫星通过卫星间光互联链路在轨道上互相连通，形成网状网络。该网络将能够近乎实时地将收集到的数据提供给地面作战人员。
DARPA计划在今年发射多达12颗卫星，这些卫星将携带各种有效载荷，用于通信、目标定位、导弹预警和导航。
去年4月，DARPA选定了洛克希德马丁公司作为将 Blackjack 卫星平台、有效载荷和Pit Boss自主任务管理系统三者进行组装和集成的总承包商。12月，Parsons公司获得了原型地面运营中心建设合同，将在2024年年中之前为 DARPA Blackjack计划建设一个地面运营中心。
2019年7月美国太空发展局发布了首份信息征询书，阐述了下一代太空体系架构发展设想，提出由“传输层、跟踪层、监视层、威慑层、导航层、作战管理层、支持层”七层组成的下一代太空体系架构。
当前SDA的建设重点放在了“传输层0期”。传输层是弹性太空体系的主干，旨在为全球范围内的作战人员应用提供可靠、灵活、低延迟的军事数据和连接。
“传输层0期”的目标主要有两方面：一是系统能力的试验和演示，可以整合并实现与其他航天器兼容；二是可以作为后续阶段的发展基础。
根据2020年5月1日的招标合同，SDA的“传输层0期”有六个目标：
演示通过光交叉链路网状网向作战人员低延迟传输数据的能力；
演示从外部天基传感器通过传输层向作战人员发送数据的能力；
2020年8月选择洛克希德·马丁公司和约克空间系统公司为其“传输层0期”建造卫星。
SDA计划在2022财年第四季度将“传输层0期”卫星送入轨道，在2024年以前建成一个拥有数百颗卫星的星座系统作为太空通信枢纽。
（1）抗干扰卫星技术方面。为了确保美军在各阶段军事行动的通信自由，美国发展重点发展新一代宽带、受保护通信卫星和受保护战术波形系统，提高卫星抗干扰、保密性以及核生存能力。2019年8月，美国第4太空作战中队完成对新一代宽带全球通信卫星（WGS-10）的首次在轨测试；2020年2月，AEHE-6先进极高频卫星成功发射，标志着美国新一代受保护军事通信卫星星座部署完成；2020年3月，美国雷声公司获得一项“受保护战术波形”的抗干扰通信系统项目，专用于美国核指控卫星通信。
（2）高机动卫星技术方面。为了全方位提升太空战场感知能力，2020年，在地球静止轨道上下的漂移轨道，美国“地球同步轨道太空态势感知计划（GSSAP）”4颗卫星完成部署，能够上下折返漂移和大幅度轨道机动，在目标卫星进入地球阴影时，避开对方地基望远镜，进行抵近跟踪、监视和清晰成像。同时美国正在积极研发机动卫星，具有离开可预测轨道的能力，躲避攻击，提升卫星自我防御能力。
（3）软件定义卫星技术方面。为了改进全球定位系统（GPS）导航频率公开、信号弱、易受网电攻击、干扰、拒止、削弱甚至欺骗，避免伊朗俘获RQ-170无人机事件再次出现，美军开始部署第三代GPS系统（GPS-3），采用软件定义卫星技术，支持卫星在轨重编程、在轨升级、信号更新、任务更新等功能，确保其定位、导航、授时服务可靠运行，提高关键基础设施的弹性。
（1）X-37B空天飞机。X-37B机动变轨能力强、在轨飞行时间长、遂行任务功能多等特点，令对手难以追踪，可实现全球快速到达，据猜测支持在轨遂行抵近侦察、空天导航、空天通信、卫星抓捕、航天器操控等多种作战任务，美国太空追踪网站披露X-37B曾向太空释放3颗卫星，专家认为其不仅能够搭载释放卫星，还可以搭载激光发射器、导弹等先进武器，可见发挥“航天母舰”平台作用。
（2）太空攻防武器。美国发展太空攻防技术主要包括：太空激光、太空电子干扰、太空操控、卫星保镖等。2019年3月，美国国防部透露，正在研制新一代太空激光武器，计划2023年投入使用。俄罗斯专家认为，该武器能够精确烧穿导弹金属外壳和弹头，轻松摧毁处于上升段洲际导弹，将严重破坏世界核平衡。同理，新一代太空激光武器能够致盲卫星、杀伤航天飞船和空中战斗机。因此，美军新一代太空激光武器具备反导、反卫、打击空中、地面、甚至水上目标的一体化打击能力。
2020年3月，美国反卫星通信系统Block10.2已经初步具备作战能力，主要用于干扰对手的卫星通信链路。太空操控主要包括在轨服务、空间碎片清理、在轨维修、在轨抓捕等技术，这些技术可用于航天器延寿、在轨维修、空间碎片清理和废弃卫星回收，战时可迅速转化为太空攻击、防御手段。2020年2月，美国诺斯罗普·格鲁曼公司成功运用机械臂将一颗国际通信卫星从墓地轨道重新带回到地球静止轨道。2019年1月，美国DARPA进一步评估地球同步轨道机器人服务项目，考虑使用太空维修机器人作为保镖，通过释放诱饵、等方式保护其他关键卫星和大型高价值航天器。
（3）天基互联网。随着SpaceX公司“星链”计划的快速推进，截至2021年5月27日已经发射1737颗卫星，在轨1638颗，已经完成星链星座第一个轨道层部署。SpaceX公司依托“猎鹰-9”可重复使用火箭和卫星批量生产能力，计划发射近42000颗卫星形成天基互联网，直接跨越5G互联网，具有巨大的军用潜力，极有可能颠覆现有太空作战与联合作战概念。“星链”一旦部署完成，数量庞大的“星链”卫星将地球严密包裹，其他国家任何航天活动都必须向美国报备；“星链”卫星一旦进入作战，美国将彻底控制太空。
三、美国太空体系弹性的发展情况
美国现有的卫星系统是上世纪“星球大战”时期建立起来的，当时的卫星多用于核攻击预警以及维持相互力量的均衡，而对空间体系的攻击则被视为对国家的严重挑衅，再加上“冷战”时美国国防部提出的“相互确保摧毁”战略，大大降低了卫星遭受攻击的风险。因此，在卫星的设计之处，性能的优先级要远远高于防护。
近年来，美国军事航天的发展面临着内外部环境发生巨大变化的问题。一方面，军事卫星的应用愈发广泛，而美军对卫星的依赖也日益增强，在此同时美国航天预算又持续紧缩，一定程度上减慢了其向前发展的步伐。另一方面，国际空间安全环境呈现对抗（contested）、空间环境拥挤（congested）、国际竞争（competitive）的“3C”局面。
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内外部环境的变化使美国的空间安全观发生了转变，美国也因此开始了自身军事航天体系的转型，其中一个非常重要的目的就是通过构建分散的空间体系来提升弹性，增强国家空间威胁力，慑止对空间系统的攻击，进而维持空间安全与稳定。
早期在考虑空间系统潜在的威胁后，空军航天司令部急切地在空间系统设计中增强分散的作用。“分散”，被定义为：“将天基任务、功能或传感器分散到一个或多个轨道平面、平台、载具或多域的多个系统之中。”
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但是在空间战略态势评估之后，关于“分散”的作用被弱化了，实际上，美国更多地聚焦于增强弹性的方法。
美国在《弹性和分散空间体系》白皮书中提到，弹性由海、陆、空、天、网多域能力组成，围绕威胁慑止、体系强健、系统重构、能力恢复等途径开展，以制度化的形式将弹性融入体系研究、需求论证、规划计划、采办和运行管理等各项军事航天活动中。弹性的思想是将重点从关键系统防护向关键能力保证转变，目的是确保军事航天系统能够在可接受风险下遂行指定任务。
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美国国防部副部长办公室于2015年9月发布了有关弹性的第二版白皮书明确了6个提升空间系统弹性的方法
具体措施包括将未来早期预警卫星和通信卫星的战略和战术功能分散，同时，增强现有系统的轨道机动能力和推进能力，减少中等级项目的成本和研制时间，增强空间态势感知和战场管理能力。此外，还包括与商业和盟友的合作，有利于在“节点分散”、“手段多样”、“冗余备份”方面提升弹性。
美越来越强调太空弹性是太空优势的关键，美认为获得太空弹性的三种方法：扩散、重组和报复。
迄今为止，美国防部的弹性方法一直过分关注通过扩散来恢复弹性。为了应对对美国太空系统的威胁，国防部需要扩大其弹性方法，以全面接受重建。美国防部还应进一步考虑通过报复威胁进行威慑，特别是通过惩罚方法进行的非动能威慑，这些方法已经可行并且与重组和报复相辅相成。尽管美国防部和天军领导人已经开始谈论快速补充太空星座的必要性，但该部门需要加快投资并获得重组和报复所需的能力，以支持太空弹性“三位一体”。
应对太空的威胁，2021 年 11 月，美天军作战部副部长大卫汤普森中将称，美国卫星每天都面临来自对手国家的网络攻击、干扰和激光。美军认为反太空挑战的多样性和复杂性日益增加，太空军事竞争的强度越来越大，给美国及其盟国和合作伙伴带来了重大风险。美及其盟国使用的太空架构是过去时代的产物，是在不再适用的安全假设下建造的。对手已经发展出将当前架构的卫星置于危险之中的能力。如果美国坚持目前的路线，发现、收集、交流和跟踪威胁的能力可能会被削弱。
为帮助保持美国优势并保护美国在太空中的军事和商业利益，美国防部的太空架构必须将加强的弹性作为其关键设计参数之一。实现弹性将需要在太空、地球和工业领域开发新能力并实施新方法。美太空作战部长杰伊·雷蒙德将军将国防部太空架构的转变描述为从精致、稀少和脆弱到多样化、扩散和弹性。美国防部正追求向扩散和分布式星座的转变，同时更多地使用商业空间资产来补充国家安全空间资产。
对空间弹性的讨论自然是从增加国防部空间架构的数量、多样性和冗余性的措施开始的。通过太空发展署，美国防部已经开始在近地轨道上建造一个由数百颗小型卫星组成的扩散架构，该架构将跟踪先进的移动导弹发射并以光速在该架构周围传输数据。创建冗余可以降低单一攻击破坏整个系统的可能性。最初的第 0 批跟踪卫星现在预计将于 2023 年发射，第 1 批将于 2025 年发射。天军的2023 财年预算请求将 10 亿美元用于继续发展七层国防空间架构。
但仅大幅增加 LEO 中的卫星数量将不足以提高美国和盟国太空活动的弹性。增加弹性所需的努力应包括将卫星置于其他轨道并加强卫星以抵御网络和电子战攻击。应包括提高空间资产机动性的措施，以避免来自对手共轨卫星或空间碎片的物理威胁。还应该包括使用商业天基资源，并加强与盟国和合作伙伴的合作。
但扩大卫星星座将使太空态势感知 (SSA) 任务复杂化。2021 年 8 月，太空作战司令部负责人斯蒂芬·威廷中将表示，美国太空司令部正在跟踪近地轨道的 35,000 个物体，比两年前增加了 22%。这一增长主要是源于商业巨型星座，如星链，也影响了射电和光学天文观测的质量。此外，政府更多地使用商业卫星可能会导致对手瞄准它们，从而危及那些提供重要服务的星座，这些服务不是为政府提供服务，而是为社会提供服务。
商业空间资产也有其自身的弹性挑战。太空天气和太阳风暴会使防护不足的系统失效。对手可以进行干扰和网络攻击。美国防部可以就基本的加固方法提供建议，以使这些资产保持低成本，同时降低其脆弱性。广泛的多模数据链兼容性和激光通信也有助于进一步提高商业空间资产的弹性。
因此，用于跟踪和检测威胁的空间交通管理和多轨道 SSA 能力对于空间弹性而言是固有的，并且必须是国防部和美国政府的优先事项。此外，对卫星机动性和空间碎片修复能力的投资也将有助于确保美国天基架构的扩散性和复原力更强，并保持可持续性。
空间弹性还具有重要的地面成分。有必要加强地面站以抵御网络和电子战攻击。因此，也将开发和推广天基通信的地面替代方案。重新布线和增加额外的海底电缆，以及部署由 6G 技术支持的分散式网状网络，是关键的多样化努力。
美国需要促进通过快速重建增加其太空弹性。尽管美国防部和天军领导人越来越认识到需要快速补充太空星座，并且需要更快地获得实现这一目标所需的能力，但这尚未完全反映在美国防部预算中。美国防部应尽快与商业工业和其他政府机构合作，以发展快速、经济地重建卫星的能力，以对冲现有卫星退化、毁坏或无法运行的可能性。
当前美国家安全航天产业基础和供应链不符合快速重组的需要。主要生产线仍然是劳动密集型和低产量。现成的备件库存严重不足，而且需要很长时间才能获得符合太空要求的微电子产品。一些努力已经显示了新路径的可能性，使用先进的制造和自动化技术，这些技术已经使产量实现了数量级的跳跃。尽管如此，国防部必须采取更多措施来激励这些规模和激增的能力。
SpaceX 的可重复使用火箭已被证明是一种将卫星送入太空的有效和具成本效益的方法，为国家安全空间提供了更多、更频繁的窗口。现在是美国防部投资准备发射设施并摆脱对范登堡、卡纳维拉尔角和瓦洛普斯岛的依赖的时候了。发展从其他平台发射卫星的能力是值得的，例如使用海军水面战舰垂直发射系统单元、潜艇导弹发射管和集装箱。此外，轨道加油、空间服务、在轨制造可以通过重组来帮助建立弹性。
实现这一目标需要资源、领导关注以及最终的组织和文化变革。美国防部可以帮助创建加速采购、增加灵活性以及有效参与国防工业和不断增长的商业航天部门所需的流程和激励措施。例如，美国防部可以促进规模生产和部署太空资产的快速制造方法。对自动化生产、数字化和人工接触最小化的投资将促进卫星和其他空间资产的生产，以实现更低成本、更快部署，并为大规模生产和在战争中的重组做准备。天军和空军部已经走在了整合数字工程和敏捷软件开发的前沿，但是为了充分利用共享数字设计和仿真环境的优势来实现大规模生产，还需要继续集中精力开展工作。
美国可能会越来越多地采取报复措施。最近的方法和技术实现了多种选择，即使不对对手采取动态反击。采用关键技术和方法可以实现非动能能力。这些为美国破坏、降级和禁用对手提供了额外的灵活性，特别是考虑到对手的空间架构也有美国面临的许多现有漏洞。非动能方法可以在轨道上、地面上和通过其他方式（包括限制对关键使能技术的访问）来对抗对手的太空能力，增加攻击的威慑力。
太空弹性需要是基于扩散、重组和报复的平衡、相辅相成的三位一体。实现这样的愿景将需要领导关注和文化变革以及预算优先事项的转变。追求全面且相互关联的弹性“三位一体”，即使在遭受攻击后也能确保美国的优势。面对不断扩大和更复杂的威胁，能够在关键但竞争日益激烈的太空领域持续存在的太空能力将成为决定性优势。
四、美军2023财年弹性太空体系架构发展趋势
随着美军天基国防资产转向更具弹性、生存能力和防御能力的体系架构，2023财年的太空作战域支出已进行重点投资，包括10亿美元用于开发新的导弹预警与跟踪星座，将在多个轨道上使用多颗卫星，以使任何对手的攻击复杂化。
美太空军未来三个财年大部分预算的增长都旨在彻底改革美军开发、采办和构建其卫星星座的方式。太空军的首要任务“支点”，从2023财年开始，将转向更具弹性的在轨姿态，为各种任务开发极大量的新卫星星座，以填充最可用的地球轨道——低地球轨道(LEO)、中地球轨道(MEO)、地球同步轨道(GEO)和极地上方的高椭圆轨道(HEO)。其建设结果将在2027年开始显现。
2023财年综合拨款法案为美国太空军提供高达263亿美元，比五角大楼的预算要求高出近17亿美元。增加到太空军预算的17亿美元中的大部分是用于新卫星。超过5亿美元的增长给到了太空发展局(SDA)。根据《2021财年国防授权法案》，太空发展局在2022财年转移到太空军。
2023财年综合国防拨款法案增加了5100万美元的实验费用，2.16亿美元的发射服务费用，以加快SDA导弹预警和导弹跟踪卫星的部署，2.5亿美元用于扩大SDA在印度-太平洋地区的导弹跟踪星座的演示。2022年国会已经拨款5.5亿美元用于演示。
法案中另一个值得注意的附加项是4.42亿美元用于宽带通信卫星计划，在此前的2018年国防拨款法案中，当时国会为波音公司制造的新宽带全球卫星通信(WGS)卫星投入了6亿美元。美国空军原计划只购买10颗WGS卫星，但国会强制该服务购买WGS-11，今年可能会增加资金购买WGS-12。与法案一起发布的解释性文本没有说明资金是否是WGS卫星。声明称，太空军应该“采购一颗受保护的宽带卫星，以提供弹性、抗干扰的战术通信，支持作战人员的需求。”该法案要求空军部长为发射、运行和维护提供资金计划。
空间技术开发和原型设计(跟踪层)：10.38亿美元
国家安全发射计划工程、制造和开发(EMD)：2.34亿美元
34亿美元用于“下一代过顶持续红外”(Next-Gen OPIR)计划，比2022财年增加10亿美元，主要用于地面部分和和地球同步轨道部分。该系统计划于2025年发射，是一个基于卫星的红外传感器网络，提供弹道导弹攻击的全球初始预警。
5.66亿美元用于“改进的战略卫星通信”计划，以取代现役用于加密国家安全通信的先进极高频(AEHF)，比2022财年预算增加4.06亿美元。
2.31亿美元用于“深空先进雷达能力”(DARC)，它将实现对地球同步轨道卫星的全天时跟踪，2023财年的主要工作是进行Site 1的快速原型设计。
2023年的拨款法案还增加了5000万美元用于战术响应空间(Tactically Responsive Space，TacRS)项目，国会指示该项目需要使用商业小型运载火箭进行快速周转操作。声明称，这笔资金“支持快速响应发射计划的成熟，以快速部署和重组太空资产，支持作战指挥部的要求和太空军的弹性”。拥有快速发射新卫星的能力不仅仅是发射支持，还包括地面基础设施、有效载荷开发、操作和维持。太空军不仅仅关注发射问题，而是关注整个发射到在轨能力的构建。法案指出，在过去的两年中，空军预算尚未对国会提出的战术响应发射长期采购计划做出任何回应。因此，空军部长再次被指示提供“未来几年国防计划的资源配置概况，包括战术响应空间能力的计划、项目和活动，包括发射。”
火箭实验室公司的电子号火箭。增加对战术响应空间能力的支出对这类公司有利
就其本身而言，太空军一直在为这一努力制定一项采购战略，并计划在2023年年中进行第二次响应空间演示(任务代号TacRS-3)。为了这个被称为“Victus Nox”的任务，太空系统司令部将与千禧太空系统公司合作，在几个月内制造出一艘宇宙飞船，并与美国萤火虫宇航公司(Firefly Aerospace)合作，在仅提前24小时通知的情况下发射它。
在2022年12月23日，总统拜登签署了2023年国防授权法案(NDAA)变成法律。该法案于12月15日在参议院以83票对11票获得通过，并于12月8日在众议院以350票对80票获得通过。
在太空政策问题上，《2023年国防授权法案》要求太空军和美国太空司令部找出如何使未来的卫星更能抵御敌人的反太空武器和网络攻击。该法案要求国防部长和国家情报总监在2023年2月1日之前公开“一项非机密战略，其中包括将采取的行动，以防御和保护国防部和情报界的在轨卫星，使其免受对手瞄准、降级或摧毁卫星的能力的影响。
为了实现更大的弹性，太空军的采购部门SSC制定了“利用、购买和建造”的口号，强调在建造新的东西之前，应该考虑如何更好地使用其现有的系统，以及商业行业可能已经在开发什么。太空军2023财年有1800万美元用于购买商业数据以提高太空域态势感知。
目前太空军希望将商业图像卫星直接纳入其下一代太空体系中，以期望让战场上的士兵能够更快地访问这些天基卫星获取的数据。军方正在努力进一步简化向士兵提供商业图像的过程。当前，各服务商独立运营他们自己的卫星星座。一旦接到任务，商业卫星会收集相关数据并将其下行发送到公司的地面站。数据收集后，通常会进行处理，然后交付给军队。
太空发展局(SDA)希望跳过最初的下行链路并将第三方卫星直接纳入其自己的轨道网状网络-传输层。传输层由数百颗通过卫星间激光通信链路连接的近地轨道卫星组成，是军方联合全域指挥和控制工作的关键部分。
2021年11月，太空发展局宣布与合成孔径雷达(SAR)提供商Capella Space合作，将其卫星直接连接到传输层。SDA主任德里克图尼尔在11月CSIS主办的活动中表示“我们正在与他们合作，以便他们可以将我们兼容的、光学的、卫星间链接之一直接放在他们的卫星上，这样他们就可以直接插入我们的传输层。我们很乐意与所有商业ISR提供者一起这样做。”多个商业和政府太空传感器的数据未来可以纳入传输层，在传输层中，这些数据可以在轨道上融合，然后通过Link16战术网络发送给士兵。这对政府和商业提供商来说是双赢的：提供商将能够直接向用户提供服务，而无需独立下行和交付，同时政府可以更快、更直接地访问商业数据流。Capella从2022年底开始在其卫星上安装由Mynaric制造的CONDORMk3光通信终端。
通过轨道网状网络连接的增殖星座——DARPA的独立演示项目Blackjack——也试图走这条道路。SSC在2021年12月授予PredaSAR一份价值200万美元的合同，以证明其中一颗尚未发射的卫星可以通过光、星间链路与Blackjack星座连接。尽管承包商和技术不同，但它将有效地复制SDA和Capella Space相同的合作模式。这种创新的混合架构将展示加速的数据传输时间线。访问商业ISR数据和缩短数据传输时间是解决太空系统与国家安全威胁的关键组成部分。
虽然美军的弹性卫星网络尚未建成，但通过不断的太空军事演习，美军逐步建立了对弹性卫星网络的认知，认为低轨道卫星星座将带来比高轨道卫星星座更多的优势。
1. 通信改善。由于轨道更低，通信延迟不到高轨道卫星的1/30，这极大的改善了战术响应时间；同时卫星信号更强，低轨卫星的信号强度可以达到高轨道卫星的1280倍，显著提高了系统的通信容量；
2. 低成本。成本问题包含两个方面。一是发射成本低，卫星位于低地球轨道，发射成本低，每公斤发射成本大约是高轨道卫星的1/6，并且随着火箭技术的发展，低轨卫星发射成本会比高轨道卫星下降更快；二是由于卫星数量的增加，需要对卫星平台、传感器进行标准化，并尽可能采用商业组件，实现了装备的工业化生产，于是卫星规模的扩大就导致了从设计、生产、维护到替换全方位的成本降低。
3. 卫星平台和传感器采用模块化设计，卫星可以按需装载各种模块化的传感器，实现平台的多功能化；
4. 缩短了卫星的技术更新周期，将以前的10年周期缩短到1~2年，可以用更快的速度采用先进技术，以应对新的威胁
5. 持续覆盖：对全球实现不间断、无缝的覆盖，不论是时间上、还是范围上覆盖能力都要比高轨道卫星更好。
6. 强壮性：少量卫星的失效不会影响系统的服务能力。一旦拥有大量低成本、可快速补充的卫星群，意味着对手攻击单个或几个卫星的收益和攻击成本相比并不合适，颠覆了太空攻防的成本收益关系。
五、美国太空体系弹性简评和启示
美国太空作战域在2023财年获得大幅增长的国防资金，以加快建设其弹性太空体系架构。一方面，SDA继续发展“扩散化、多轨道、分布式体系架构”的传输层和跟踪层部分，提升系统韧性;另一方面，太空军筹划继续验证战术快速响应空间发射能力，提升战术响应能力。此外，商业部门正在研究国防航天架构和标准兼容，使商业卫星能够有效地与新的SDA架构集成，实现与美国国防和情报部门无缝合作。
美国军方正在通过不同的项目积极推进弹性卫星体系的建设，打造一种“扩散型低地球轨道（P-LEO）”太空架构，统一整合美国国防部下一代太空能力，通过提高韧性和任务响应能力增强对作战部门的支持。美军的弹性卫星网络为其对手提出了新课题——如何有效的破解美国的弹性卫星网络，因为只有具备断链、瘫网等能力，才有机会打破其弹性架构，形成有效的威慑。
“弹性太空”是美国太空战略的重点发展方向，也是美国实现太空霸权的重要手段。美国通过发展抗干扰、强机动、软件定义、空天飞机、太空激光、太空电子干扰、太空操控、卫星保镖等弹性太空关键技术，保持太空技术领先优势，巩固太空技术霸权；通过“施里弗”系列演习和“太空旗帜”系列演习验证弹性太空构想，强化太空部队实战化训练水平，巩固太空战术霸权；通过与其他国家和国际组织签订太空数据共享协议、发表太空行动联合声明、开展联合太空演习，逐步建立统一的太空数据图谱、行为准则和军事联盟，巩固太空战略霸权。
在“弹性太空”思想指导下，美国提出了下一代弹性太空七层体系架构；重点研究抗干扰、强机动、软件定义的弹性卫星技术；探索“航天母舰”平台X-37B空天飞机、太空攻防武器、天基互联网等太空战关键技术的军事应用；始终引领着世界太空技术的发展。
一是诱发新一轮太空军备竞赛。美国通过连续发布《太空威胁评估》、《太空安全挑战》、《全球太空对抗能力开源评估》等报告，抹黑他国发展太空技术、渲染太空威胁论，为自己太空军事化营造战略舆论环境；同时大力支持国内军民两用太空技术研究，频繁组织太空试验演习，发布《太空安全的未来：未来30的美国战略》牵引太空技术发展，妄想故技重施，通过类似“星球大战”计划诱发新的太空军备竞赛，给正常发展太空技术的其他国家带来严峻挑战。
二是面临难以破解的太空霸权。美国一旦完成下一代弹性太空体系建设部署，将具备全域态势感知能力、自动规避威胁能力、损伤自动修复能力、快速溯源反击能力，其他国家任何太空活动都将置于美国的监控之下，动能、激光、电子干扰、网络攻击等非对称手段对于庞大的弹性太空网络体系打击效果微乎其微，给其他国家破解太空霸权提出了严峻挑战。
当我们深入分析美国太空体系评价新指标时，不难看出，美国并没有完全摒弃原先的“分散”这一观念，而是在“分散”基础上提出了一个更高层次的概念——“弹性”。就像上文提到的那样，提升“弹性”最基本的途径就是“分散”，但“弹性”不局限于“分散”，它所涵盖的内容更加丰富，也更加有利于后续美国航天体系的升级。
其实，美国提升自身太空体系安全的方法远不止于此。近来，美国在航天方面积极与多国尤其是欧洲国家开展合作。美国负责提供先进技术，其他国家负责资金支持、航天器建造以及后续维护。美国依旧手握拥有权，只需与其他国家分享使用权，便节约了大量的成本。这样，美国也在无形之中将这类航天器国际化，将多国利益绑在了一起。美国觉得，它的太空资产绑定的国家越多，就会越安全。这是弹性之外，它保证太空资产安全的另一种方式。
就像当GDP作为地区发展的评价指标时，人们就会努力提高GDP；当考试成绩作为学习的评价指标时，学生就会努力提高成绩。当弹性作为太空体系的评价指标时，美国的航天部门就会努力提高太空体系的弹性。从实质上看，接下来的一段时间里，美军新的太空体系将会以提升弹性为最终目标，以分散为基本途径，采取多种手段进行升级转型，试图成为一个高度集成、天地一体的综合体系。
参考文献
[1]刘韬. 美国向“弹性和分散”军事空间体系转型探析[J]. 科技导报，2014，32(21): 76-83
[2]刘韬. 美国空间攻防领域最新发展[J].国际太空,2017(11):33-37.
[3]汤亚锋,徐艳丽,李纪莲.太空体系弹性评估方法综述[J].装备学院学报,2017,28(03):74-80.
[4]汉京滨,张雅声,汤亚锋.太空体系弹性研究现状[J].中国航天,2018(07):28-32.
[5] Congress adds $1.7 billion for U.S. Space Force in 2023 spending bill. SPACENEWS— December 24, 2022.
[6] NDAA compromise bill wants more focus on satellite protection, responsive launch.SPACENEWS— December 7, 2022
[7] SSC awards space and ground systems task order， launch service task order in support of VICTUS NOX mission.
[8] The US military wants to plug commercial satellites into its orbital networks.
原文始发于微信公众号（太空安全）：美构建弹性太空体系架构的深远影响和启示
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