مراكز عمليات اتصالات الأقمار الصناعية ذات النطاق العريض التابعة لواء عمليات الأقمار الصناعية بالجيش في فورت ميد ، ماريلاند. (قضية)
واشنطن: بينما تعمل القوة الفضائية على إنشاء شبكة اتصالات ساتلية “هجينة” تربط الشبكات التجارية والعسكرية عبر جميع الأنظمة المدارية – وهو جهد يُنظر إليه على أنه مفتاح نجاح استراتيجية البنتاغون ذات الأولوية العالية للقيادة والتحكم عبر المجالات (JADC2) – معظم العوائق موجودة على الأرض وليست في المدار.
واحدة من أصعب المشاكل التي يجب حلها هي كيفية تقليل حجم وعدد الهوائيات اللازمة لاستقبال إشارات الأقمار الصناعية ، كما يقول ريك لوبر ، نائب الرئيس والمدير العام لأنظمة الدفاع والاستخبارات في Hughes Network Systems.
“الهوائيات هي المكان الذي يصبح فيه الأمر صعبًا ،” قال لـ Breaking Defense. “هناك الكثير من الأشياء التي يمكنك القيام بها باستخدام البرامج ، إنها رائعة ، وبعد ذلك مع معالجة الإشارات. لكن الآن عدت إلى الفيزياء.
جوهر الأمر هو أن معظم محطات / مستقبلات SATCOM العسكرية مرتبطة فقط بتردد أو نوع واحد من الأقمار الصناعية ، وتستخدم السفن وعربات الهمفي محطات قديمة قد يكون استبدالها باهظ التكلفة ، وفي بعض الأحيان ينتهي الأمر بالأقمار الصناعية الجديدة التي تدور حول الأرض لسنوات بدون أي مستخدمين لأن المحطات لجعلها مفيدة لم يتم إنشاؤها في الوقت المناسب.
ناهيك عن أن معظم شبكات SATCOM التجارية – سواء كانت مملوكة أو مشغلة من قبل مزودين تقليديين مع أقمار صناعية في مدار متزامن مع الأرض (GEO) أو قادمون جدد يندفعون لملء مدارات أرضية منخفضة ومتوسطة (LEO / MEO) بأبراج من الإنترنت عالي السرعة وعالي الحجم حركة المرور – استخدم مجموعة خاصة ، قال لوبر.
لقد كافح الجيش ، وهو الخدمة التي تستخدم معظم عرض النطاق الترددي SATCOM بسبب حجم قوته ، لسنوات لتقليل العبء الذي يحمله من خلال حمل عدد لا يحصى من الهوائيات المختلفة ، وكثير منها كبير جدًا ، للسماح بعدد لا يحصى من الهوائيات. أجهزة استقبال SATCOM مختلفة لتكون قادرة على توفير اتصال اتصالات 24/7 للقوات أثناء التنقل.
ستتعقد هذه المعركة بسبب خطة البنتاغون لإنشاء شبكة متكاملة متعددة الطبقات من أبراج SATCOM في المدار الأرضي المنخفض ، و MEO و GEO – وهو الهدف الذي يسعى إليه حاليًا مركز تحليل حرب الفضاء التابع للقوة الفضائية (SWAC).
قال لوبر: “الجيش على وجه الخصوص يبحث نوعًا ما عن الرصاصة السحرية في الوقت الحالي ‘أعطني هوائيًا من شأنه أن يفعل LEO و MEO و GEO”. “وهناك تحديات هناك. يمكن أن يكون عدد قليل من الهوائيات.
وأوضح أن الصعوبة ترجع إلى أين وكيف يجب أن يركز الهوائي على التقاط إشارات تردد الراديو من الأقمار الصناعية البعيدة التي ، في جوهرها ، في مواقع مختلفة فوق الأرض. لذلك ليس من الممكن حقًا استخدام هوائي لكوكبات SATCOM في أنظمة مدارية مختلفة.
نظرًا لأن الأقمار الصناعية الفردية تظل مرئية فقط في الأفق لمدة تتراوح من سبع إلى 10 دقائق ، قال لوبر إن شبكات LEO SATCOM الحالية نفسها تعتمد عادةً على طبقين للأقمار الصناعية: أحدهما لالتقاط الإشارة من القمر الصناعي الصاعد والآخر لالتقاط تلك الموجودة في الإعداد الأقمار الصناعية.
أيضًا ، هناك حاجة إلى هوائيات مختلفة بالإضافة إلى برامج معالجة الإشارات المختلفة في أجهزة الراديو / المستقبلات للترددات الراديوية المختلفة التي تستخدمها شبكات الأقمار الصناعية المختلفة.
للمساعدة في حل مشكلة هوائي المدار الأرضي المنخفض ، كما قال ، صمم هيوز نموذجًا أوليًا لهوائي لوحة مسطحة جديدة قابلة للتوجيه إلكترونيًا استنادًا إلى معايير مفتوحة تلغي الحاجة إلى هوائيين مكافئين لأبراج المدار الأرضي المنخفض.
في الواقع ، فإنه يدور تلقائيًا لمتابعة LEO جالسًا أثناء عبوره الأفق ، وعندما يغوص هذا القمر الصناعي بعيدًا عن الأنظار ، فإنه “ينقل” الإشارة إلى حزمة أخرى تركز على القمر الصناعي الصاعد.
وفقًا لبيان صحفي صدر في 22 مارس ، فإن الهوائي الجديد “قادر على إجراء عمليات نقل مستمرة من حزمة قمر صناعي إلى آخر كل 11 ثانية ومن قمر صناعي إلى آخر كل ثلاث دقائق”. La société affirme qu’elle dispose également de débits de données élevés pour les liaisons montantes et descendantes, prenant en charge des vitesses lors des tests de 190 Mbps vers le bas et 20 Mbps vers le haut, avec une latence aller-retour de 55 millisecondes بمعدل. يجب أن يكون الهوائي متاحًا في عام 2023.
يبلغ قياس الهوائي 14 بوصة × 18 بوصة وسماكة حوالي 2 بوصة ، كما قال لوبر ، ولا يستهلك سوى حوالي 100 واط من الطاقة. كما أنه لا يحتوي على أجزاء متحركة.
وأضاف أن ميزة أخرى للتصميم الجديد هي أنه على الرغم من أنه تم تصميمه لدعم شبكة OneWeb في المدار الأرضي المنخفض ، إلا أنه يعتمد على معايير واجهة مفتوحة تسمح له ، على سبيل المثال ، بتلقي إشارات من أقمار Starlink التابعة لشركة SpaceX مثل Bien. هيوز شريك OneWeb.
قال لوبر أنه “نظرًا لأن هذه الأشكال الموجية وأنظمة الملكية لن تختفي” ، فإن خدعة وزارة الدفاع لضمان نجاح JADC2 وبنية SATCOM الجديدة ستركز على إدارة الشبكة ، بدلاً من مجرد إلقاء نظرة على الطرف المستقبل. وهذا يعني استخدام الذكاء الاصطناعي والبرمجيات المصممة لتوجيه الإشارات عبر الشبكات وعبرها بطريقة تزيد من كفاءة استهلاك النطاق الترددي ويمكن أن تظل في طليعة التشويش أو التداخل في أي شبكة و / أو تردد.
“ابحث عن تقنية مشتركة للتواصل. استخدم الشبكات المعرفة بالبرمجيات للقيام بذلك بذكاء شديد. “هذا هو المكان الذي أعتقد أن وزارة الدفاع يجب أن تركز عليه ، وكما تعلم ، قد يتعين عليهم العيش مع فتحتين كما يسمونهما. إنها مجرد فيزياء. من الصعب تغييرها.
