DARPA 希望 Space-BACN 提升卫星通信速度

该计划的发音是“space bacon”(太空培根),重点在于在卫星可能被毁时建立弹性。
a rocket launching at night
猎鹰 9 号星链火箭发射。Joshua Conti

在卫星之间的空间里,DARPA 希望有一个共享的语言。Space-BACN(天基自适应通信节点)计划旨在部署能够与其他在轨卫星通信的卫星,克服现有的设计障碍并适应未来。它承诺在太空中建立强大的基础设施,能够绕过损坏的卫星传输信号。

是的,这个名字的发音是“Space-bacon”。

就像国际旅行者的插座转换器一样,Space-BACN 是一种基础设施附加组件,可以使熟悉的设备与不熟悉的系统协同工作。它是一种利用太空中现有的通信标准,然后对其进行平滑过渡的方法。

“Space-BACN 计划的目标是创建一个低成本、可重构的卫星间光学通信终端,该终端可以使用多种协议进行通信,并连接那些原本无法通信的星座,”DARPA 在一份 2021 年 11 月 2 日发布的合同 中对 Space-BACN 的描述如此写道。“简单来说,该计划的目标是消除信息孤岛,‘连接太空’,从而实现联合全域作战。”

“联合全域作战”是五角大楼的行话,意思是跨所有军种,在陆地、空中、太空以及军队可能作战的任何地方进行作战。要实现这一点,首先需要打破信息孤岛的通信限制。

军事上将信息被困在单一通道中描述为“信息孤岛”,通常只从传感器传输到指挥官,然后再传出。虽然这是一种维持指挥链和确保通信安全的高效方式,但它也使得信息在收集后难以立即共享。最重要的是,消除“信息孤岛”是为了让数据从内部结构中流出,并使其传播得更自由。

[相关: 本周被摧毁的俄罗斯卫星产生了更多危险的太空碎片]

在信息孤岛效应下,一名士兵可能会在战场上看到什么,但必须将其报告给陆军指挥官,然后陆军指挥官必须将其转达给海军指挥官,然后才能与附近需要这些信息的海军士兵共享。没有信息孤岛,士兵们就可以更广泛地共享信息,根据需要将其提供给飞行员或海军士兵。

就卫星通信而言,信息孤岛不仅是军事上的,也可以描述为一家公司的卫星星座无法直接与另一家公司制造的卫星通信。在这里,障碍既是技术性的,也是官僚性的。由于没有跨专有系统通信的共享协议,卫星成为了相互无法理解的编队。

为了解释这对地面人员造成的危害,在 2021 年 9 月的一段 视频 中,Space-BACN 项目经理 Greg Kuperman 设定了一个例子,其中有两个搜救小组,使用连接到不同网络的设备。

Kuperman 说:“在搜救的例子中,在一个卫星系统上收集的图像不会立即提供给使用另一个通信系统的响应者。如果两支搜救队使用两个不同的卫星星座进行通信,那么他们之间的通信能力将非常有限。”

将 Space-BACN 节点部署在一颗或多颗中间卫星上,那么这些星座突然之间就可以相互通信,地面人员也可以。

至少,这就是承诺。Space-BACN 是 DARPA 的项目,这意味着在项目准备好投入使用之前,有许多雄心勃勃的目标需要实现。其中最主要的障碍是将每个节点或终端(可集成到卫星中的)的成本降至约 10 万美元。一个主望远镜传感器将接收光学信号,读取和解释一系列现有的标准。转换和共享中继信息将来自一个新的调制解调器,该调制解调器足够灵活,可以解释各种数据标准,并且足够强大,可以向地面传输有用的数据量。

[相关: 这件太空武器目前仍是谜团]

虽然 Kuperman 用搜救类比来解释这种翻译系统的效用,但连接卫星的另一个明显目的是在部分卫星丢失的情况下提高军事韧性。商业卫星星座可以被军方征用并投入使用来共享和传输数据,只要有一个能够与它们通信的军事节点。Space-BACN 将使这种轨道“授权”成为可能,并使军队能够通过兼容的节点保持通信。

12 月,14 家公司 获得了为 Space-BACN 设计概念的合同。七家公司被选中设计发送和接收数据的望远镜,七家公司被选中建造能够以高达 100 千兆比特/秒的速度转换和发送信号的调制解调器。

如果成功,Space-BACN 将证明是目前轨道上分散且专有的网络的发射后解决方案。它将允许这些卫星跨公司、设计和型号进行通信,并且其可重构性有望确保 BACN 节点具有一定的未来适应性。在轨道上或地面发生灾难时,通过军方委托的中间节点路由现有通信,可能意味着卫星在轨道上保持沉默与挽救地面人员生命的关键信息之间的区别。

更正 2022 年 1 月 6 日: 本文已更新,以纠正 Greg Kuperman 的姓名拼写。Greg Kuperman 的姓名。

 

更多优惠、评测和购买指南

 
Kelsey D. Atherton Avatar

Kelsey D. Atherton

科技领域特约撰稿人

Kelsey D. Atherton 是一名军事技术记者,自 2013 年起为《大众科学》供稿。他报道无人机器人和其他无人机、通信系统、核企业以及用于规划、发动和缓解战争的技术。


© .