太空领域的防卫创新与日本的课题

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梅田耕太 [作者简介]

如今,可用于民间和军事两个领域的“军民两用”技术和产品越来越多。太空领域也不例外。日本防卫省正试图在小型卫星利用方面推进商业技术的积极应用。

2024年12月4日,美军在横田基地新设了美国驻日太空军(United States Space Forces -Japan),旨在支援驻日美军在太空领域的作战行动。在之前的11月举行的日美防长会谈中,日本对该支部队的组建表示欢迎,双方确认将在太空领域进一步深化合作。种种事例显示,近年来日美正在加速强化太空领域的安保合作。

与此同时,2023年航空自卫队在虎门Hills内开设了“太空合作办公室”,尝试通过与民间企业对话,获得太空领域最尖端的技术知识。因为在日本和美国,提升太空安保能力必须有效运用民生尖端技术的这样一种认识正在得到越来越多人的认可。可是,有效运用尖端技术,具体指的是什么呢?针对太空领域的安保创新,笔者将尝试梳理日美两国开展相关工作的现状和日本面临的课题。

针对美国国防部创新工作的批评

自2015年前后起,美国国防部致力于维持和扩大本国相对于中国的军事技术优势,相继创设了国防创新部门(DIU)等新组织。这些组织旨在采用灵活的合同形式,汲取民用尖端技术用于防卫,也积累了一些从原型开发到采购等各类业务项目的实际成果。

然而,之后随着中国军事技术力量的快速提升,出于对美国技术优势恐将不断缩小的担忧,美国国内对美国国防部的工作发出了种种批评意见。比如,美国企业公共政策研究所(AEI)主任研究员托德・哈里森就指出,国防部热衷于新设创新组织,其实更应该致力于切实推进既有的工作。

国防部主管研究事务的副助理部长梅丽莎·弗拉格批评称,DIU等组织与陆军、海军、空军等军种的采购部门之间的联系薄弱,即使完成了装备原型的开发,也几乎没有推动原本期望的各军种采购(=预算项目化)。

总而言之,有观点认为,DIU、AFWERK和SpaceWERX等国防部近年来成立的内部创新组织虽然在个别尖端技术的研发方面取得了一定成果,但并没有产生出足以给美军作战运用带来重大变革的影响力。

美国太空发展局(SDA)布局太空作战全新架构

另一方面,过去数年间,美国太空军开启了装备体系的重大变革。太空军现在保有和运用的太空作战体系主要是以预警卫星和军事通信卫星为代表的大型高性能军事卫星,在传统上很少运用那种军民两用卫星。但假如敌国试图通过地面发射的弹道导弹摧毁这些卫星,卫星本身很难避开,从敌国的角度来看,也是绝佳的攻击对象。进而言之,单颗卫星研发成本高昂且研发周期漫长也一直被视为一个问题。

2019年在国防部主管研究工程的副部长直接领导下创设的太空发展局(SDA)彻底改变了这种局面。SDA提出要从国防部内部激发颠覆性的创新,也就是要从根本上改变从前的美军太空作战体系的架构。SDA的图尔尼尔局长提出,现在存在一种所谓的“创新两难”状况,即太空军在开发运用传统太空作战体系,提供战力的同时,无法在创新事业方面投入力量,因此,作为不同于太空军的组织,SDA将通过全新的途径带来变化。

SDA提出的关键词是“分散化”和“螺旋式开发”。具体来说,(1)通过发射数百枚小型低成本卫星进行分散化运用,即便单颗卫星遭到攻击,也能避免整体架构功能显著下降,(2)力争每隔两年发射一颗新一代小型卫星,不断更新太空作战体系架构功能。SDA的卫星实证机已于2023年发射,第一代卫星将于2025年启动发射,并且已经开始围绕第三代卫星部署问题局部性地征求意见(Request for Proposal)。

美国太空发展局(SDA)规划的卫星星座项目示意图(出处:太空发展局)
美国太空发展局(SDA)规划的卫星星座项目示意图(出处:太空发展局)

尽管SDA已于2022年10月被移交至太空军麾下,但依然保留着较强的独立性,预算每年都在增加。美国国会也认可SDA的价值,给SDA的架构建设拨付了超出其要求额度的预算。鉴于这种情况,美国太空军自身也2024年的预算要求中表示将取消采购此前开发的用作新一代预警卫星的五颗大型卫星中的一颗。美国太空军作战部长萨尔茨在2024年12月的一次演讲中介绍太空军创设5年来在运用方面取得的最突出成绩时,就列举了SDA开展的分散型架构实证行动。

之所以SDA能为太空军带来这样的创新,并不是因为他们成功开发出了尖端技术。重要的是,他们描绘了新的太空作战体系架构和运用理念,并为建成架构和实现理念,在最大程度上有效利用既有的商业技术,在管控技术风险的同时,推进了采购工作的迅速及时性。

防卫省和自卫队对商业太空技术的利用与课题

目光转回日本,现在防卫省和自卫队运用的太空作战体系只有3颗“煌”号防卫通信卫星。背景原因在于2008年通过《太空基本法》之前,日本一直对太空安保领域的装备部署运用实施严格限制。因此,日本在安保领域的太空作战体系架构建设才刚刚正式起步,计划今后将开发和运用各种体系。

其中,针对美国SDA正在推进部署的,以多颗小型卫星作为一个整体系统加以运用的“卫星星座”,防卫省已经在将其用于安保领域这个方面做出了一些积极行动。比如,为提升卫星通信的抗打击能力,除了推进检验商业通信卫星星座(Starlink及OneWeb)可用性的实证项目外,防卫省2025年预算案中还加入了从2025年末开始以PFI(民间主动融资)方式建设旨在获得远程攻击目标感知追踪能力的卫星星座。此外,日美防务部门之间还提出将在用于对弹道导弹和极超音速飞行体实施预警和追踪的卫星星座方面展开合作。

特别值得一提的是,上述基于PFI方式推进的用于感知和追踪攻击目标的卫星星座项目,计划最早将从2025年开始启动建设,可以说,这是在最大限度有效利用现有商业技术的基础上谋求掌握全新能力的一种具有挑战意义的举措。就日本而言,实施此举的背景因素在于,民用太空开发技术日益积累,近年来初创企业等主体不断提供新型服务,两者相结合的太空开发利用生态系统正在逐渐形成。

如上所述,尽管防卫省和自卫队试图积极推进新举措和商业技术的有效利用,但也面临着一些难以解决的课题。比如,在建设前面提到的卫星星座方面,尽管也存在诸多技术课题,但更为重要的问题或许是,如何才能将太空作战体系融入地面自卫队的作战运用。用于感知和追踪攻击目标的卫星星座,只是用于打击日本领土外远距离目标的整个体系(2022年国家安全保障战略中提出的“防区外防卫能力”)的一个组成部分,即使太空作战体系单独发挥作用,也不会产生任何意义。

今后的防区外防卫能力运用示意图。通过多颗小型卫星对攻击目标进行感知和追踪等一体化情报收集工作(出处:2024年版《防卫白皮书》)
今后的防区外防卫能力运用示意图。通过多颗小型卫星对攻击目标进行感知和追踪等一体化情报收集工作(出处:2024年版《防卫白皮书》)

上面提到的只是一个例子,太空作战体系和地面作战运用理念的融合可能会成为将来防卫省和自卫队共同面临的课题。无论是此前负责日本太空开发任务的组织,还是自卫队,都没有这样的经验和技巧(战略层面的情报收集工作等部分例外除外)。话虽如此,从日本所处的安保环境来看,努力提升利用太空作战体系的防卫力量已是迫在眉睫,除了一路向前,别无选择。

2024年10月,防卫装备厅创设防卫创新科学技术研究所,目标是不断推进“向颠覆传统常识的突破创新发起挑战,实现科学技术迅速、有效的利用”。尖端技术的开发固然重要,但寻找出现有技术的全新使用方法,或许也可谓是一种创新。

如上所述,在太空安保领域,日美都在通过构建有效利用现有商业技术的太空作战体系,尝试获得新的能力,一旦取得成功,可能会对两国防卫力量的提升产生巨大的积极作用。不过,对于日本而言,尤其需要思考的是,在自卫队地面作战运用理念中如何定位今后构建的太空作战体系的能力及功能,如何才能谋求实现融合。尽管这并非易事,但或许是为了今后提升日本防卫力量而必须解决的一个课题。

标题图片:航空自卫队的太空作战队公布的卫星状况监控训练的模拟演示,2021年11月30日,东京都府中市航空自卫队府中基地(时事社)

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    宇宙 科学技术 驻日美军 太空 太空政策 航空自卫队

    梅田耕太UMEDA Kōta简介与署名文章

    国际文化会馆地缘经济学研究所客座研究员。专攻太空政策、尖端技术、网络安全。京都大学研究生院法学研究科结业。2010年进入防卫省工作。曾在情报本部、国际政策处等部门工作,2015年离职,在太空相关组织担任海外太空政策及技术开发动向的调查分析、战略制定等工作。2023年5月起任现职。

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