卫星发射一箭多星（未来军用卫星向着一箭多星技术多样化方向发展）

在过去的几十年里，美国空军的军用卫星系统一直处于世界领先地位。然而，在国防预算吃紧的背景下，平均耗资数十亿美元、历时多年的军用卫星研制模式也遭到了国内反对派的质疑，要求美国空军对航天项目进行调整和改革。尽管面临各种压力，2015年4月，美国空军启动了第九次GPS IIF-9 佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地12颗新GPS卫星中的一颗。迄今为止最先进的GPS卫星具有更强、更精确的导航能力，这表明美国空军美国太空战略改革已进入实质性阶段。

卫星主要用于导弹预警。

国防支持计划(DSP)已经为美国军方专用了许多卫星。DSP预警系统卫星属于地球静止轨道卫星(GEO)，利用红外传感器探测导弹和助推器羽流的热量。它可以为美国国家指挥机构和作战司令部提供导弹发射和核爆炸的早期监测和预警探测，并将数据传输给美国作战部队使用。由于DSP卫星可以每10秒扫描一次整个地球表面，对火山爆发、森林火灾等自然灾害具有很强的监测预警能力，因此DSP的红外传感器也可以作为民用预警系统。目前，航空航天公司已经将DSP应用于公共安全危险救助系统(HSS)。

1970年11月，美国空军用大力神- IIIC火箭发射了第一颗DSP预警系统卫星。之后30多年发射了20颗卫星，进行了5次重大技术革新。1991年海湾战争期间，DSP卫星探测到伊拉克飞毛腿导弹的发射，并提供了几分钟及时向联军、以色列和沙特阿拉伯的居民发出警告。美国防空导弹防御部队发射的爱国者导弹击落了许多飞毛腿导弹。2007年11月，在人造卫星发射50周年之际，美国空军用Delta-IV火箭发射了最后一颗DSP系列导弹预警卫星DSP-23。早在1995年，美国空军就开始寻找DSP的继任者，并开发了战区攻击和发射预警系统(ALERT)，用于向美国和盟军提供高质量的近程弹道导弹攻击预警信息。

最终，洛克希德马丁美国天基红外预警系统(SBIRS)成为DSP预警系统卫星的替代品，DSP预警系统卫星由大型专业地球静止轨道卫星和其他轨道的卫星系统组成。2011年年中，美国发射了第一颗SBIRS卫星，该卫星呈球形，重5600磅。它配备了宽视场红外扫描探测器和窄视场多色凝视探测器，并具有数字信号处理能力。与DSP卫星相比，可以为导弹发射探测和拦截目标定位提供更精确的制导数据。然而，由于制度本身存在的诸多问题，R & ampd经费翻倍，这颗卫星比预计发射时间推迟了9年。2012年，天基红外预警系统的预算大幅增加。美国政府问责局(GAO)最近的一份报告指出，虽然每颗卫星的研发资金减少，但技术研究和软件合成的综合成本也达到了30亿美元，以确保SBIRS系统的所有卫星都能在2025年前投入运行。

GPS卫星三号于2015年首次发射

目前，GPS卫星系统由31颗轨道卫星组成，提供定位、导航和授时数据，特别适用于空中武器系统的精确制导。目前美国空军的GPS信号已经军民两用。到2012年6月，美国两颗Block IIA卫星已经服役20年。由于这颗4000磅重的卫星非常昂贵，空军只购买了两颗。

2010年5月，美国军方发射了第一颗GPS IIF卫星，比计划晚了4年。第二颗卫星于2011年7月发射，第三颗于2012年10月发射，第九颗于2015年发射。虽然GPS IIF卫星的定位精度比上一代提高了一倍，地面接收机的精度也不到3米，但问题还是很多：GPS IIF一号卫星的天线样式和发射机构有问题，GPS IIF二号导航铯原子钟也有技术问题。由于承包商在GPS IIF卫星的建设过程中，由于缺乏专业的技术和工程监理，出现了太多的技术问题，工程造价翻了一番，从原来的7.29亿美元增加到17亿美元。

近年来，美国空军一直在推进GPS IIF的下一代卫星GPS III卫星的研发进程。计划采购32颗GPS III卫星，要求2015年发射第一颗卫星，有重要技术改造。美国空军航天司令部司令威廉l谢尔顿将军希望GPS III计划将成为一个模型用于实施项目成本和研发；d计划。空军提出精确的要求，承包商使用成熟的技术和研发；d .监督使GPS III建设走上正轨，确保上一代GPS卫星退役后不会过时。但由于导航有效载荷数据的设计和技术问题，GPS III的第一颗卫星SV 01的部件集成在2015年5月刚刚完成，发射时间被迫推迟到2016年，交付美国空军的时间也相应推迟。

军事明星的接班人AEHF

美国空军美国军事战略战术和中继卫星系统(军用卫星)由五颗卫星组成。冷战时期，负责核战争条件下三军之间的秘密通信，传递美国的核指令。目前，其应用重点已从战略通信转向常规战术通信。每个军星重达10，000磅，并装有核保护措施。在核战争环境下也能正常工作。军用卫星II 是EHF超高频毫米波频段，采用自适应指零天线技术、星上再生处理技术、扩频和跳频技术，具有超强的抗干扰能力。

由于技术要求高，在军星目前。美国空军最初计划替换军星随着通信卫星(TSAT)的改造，但在花费数十亿美元后，TSAT仍处于发展阶段。之后，美国空军计划替换军星用高级极高频率(AEHF)卫星。2010年8月，由美国空军和洛克希德马丁公司组成的联合团队成功地将“军星”的地面控制系统转换为先进的甚高频卫星任务，并签署了6颗AEHF卫星的研制合同。

2010年8月，美国用宇宙神5号火箭成功发射了第一颗AEHF卫星，2013年9月发射了第三颗卫星。美国陆军军用通信卫星升级迈出关键一步。目前有三颗卫星在轨，其余三颗在产。AEHF卫星重14000磅，在军星。可用于战场上士兵的战略通信和战术通信，也可用于核战争环境。该卫星采用新型相控阵天线、先进的集成电路、更有效的波形和全新的天基推进器，使噪声管理更加清晰，作战效率提高10倍，并兼容军星。支持机载、舰载、车载和便携终端，可服务6000台终端和4000张网络。

利用美国宇宙神5号运载火箭成功发射GPS卫星。

然而，在AEHF卫星的研发过程中也存在一些问题。例如，第一颗卫星的发射推迟了4年，发射费用比原计划的50亿美元增加了10亿美元。此外，由于推进系统的故障，AEHF卫星发射后花了一年时间才进入最终轨道。所有这些问题都需要解决

国防卫星系统(DSCS)是美军全球军事通信的骨干卫星。用于重要军事终端与国家指挥机关之间的语音、数据、数字和电视传输，为大容量固定用户提供超高频音频和高数据率保密通信。第一颗DSCS 3号卫星于1982年被送入轨道，最后一颗卫星于2003年发射。目前，八颗DSCS卫星仍在地球静止轨道上，但它们都已达到使用寿命。

美国空军计划用宽带全球卫星通信系统(WGS)填补DSCS和其他正在开发的更先进卫星之间的空白，并在未来几十年承担美国陆军的通信任务。WGS卫星由位于加州埃尔贡杜的波音卫星制造公司研制，每颗重7600磅，与国防通信卫星的数据容量相同。目前在轨卫星有4颗，未来将形成10颗在轨卫星系统，这将是未来空军的主要通信卫星系统。

WGS卫星可以传送Ka波段和X波段频率信号，其通信能力是DSCS卫星系统的10倍。轨道上的三颗WGS卫星可以处理五角大楼90%的宽带需求。WGS卫星也有跨波段能力，可以在一个频率接收数据，在另一个频率释放数据，从而支持更多的终端用户。2012年1月，美国空军发射了WGS -4卫星，2015年7月24日，美国空军使用德尔塔-4火箭成功发射了第7颗WGS-7卫星。WGS 7号卫星由波音公司制造，是目前最先进的军用宽带通信卫星，发射成本为4 . 45亿美元。

美国国防部太空与任务系统中心(SMC)军事通信卫星主任罗伯特塔尔顿(Robert Tarleton)表示，美国国防部预计将在2018年前再发射三颗WGS卫星。这10颗全球军用宽带卫星可以使遍布全球的美军士兵、飞行员和海陆人员随时进行点对点或多对多的无缝通信。WGS星座的10颗卫星覆盖全球，可以同时支持X和Ka频段的频率，并可以无缝跨越和链接这些带宽。除了提供军事战术通信和支援多项军事行动外，必要时还能协助国际人道主义救援任务。

命运多舛的军事气象卫星

国防卫星计划(DMSP)于1962年开始为军方提供气象数据。由于没有合适的继任机型，美军决定继续使用到2020年。2009年10月，洛克希德马丁公司发射了F-18 Block 5D-3卫星，这是DMSP的第7代型号。它用于战略和战术天气预报，以协助美国军方制定海上、道路和空中的作战计划。尖端的传感器套件可以对可见光和红外云进行成像，每6小时提供一次全球卫星云图。DMSP还可以测量降雨量、地表温度和土壤湿度，全天候收集专业的全球气象、海洋和太阳地球物理信息，并具有强大的机载计算机增强存储和航天器自动化能力。美国空军总共发射了50颗DMSP卫星，其中大部分已经超过使用寿命。目前，在轨有两颗极地轨道DMSP卫星和四颗备用卫星，还有两颗在轨备用卫星，以在未来几年内取代到期的DMSP卫星。

1994年，克林顿政府要求美国空军与挪威航天系统公司联合开发国家极地轨道环境卫星系统(NPOESS)。该系统由红外天气预报传感器和交叉跟踪红外探测器组成。有1000个红外光谱信息通道，具有极高的水平空间分辨率，温度分布测量精度达到近1K，可以满足军用和民用天气预报的需要。但在16年和花费数百亿美元后，白宫在2011财年暂停了该项目。

NPOESS失败后，2010年6月，空军向国会提交了DWSS气象卫星系统的初步要点：DWSS系统计划使用诺格航天系统公司建造的卫星平台，搭载可见光成像仪辐射模块、空间环境监测传感器、微波传感器等10种气象气候仪器

目前，美国空军的卫星系统建设不仅通信能力强，而且或多或少也存在一些问题。谢尔登在一次演讲中提到，过去，美国军方美国卫星研发要求卫星具备所有功能，设计寿命过长，造成研发费用浪费。从安全角度来说，在轨卫星越多，被攻击的可能性越小，因为对手很难把它们全部摧毁。新的采购模式可以减少预算，使空军能够有选择地采购先进系统。在美国轨道航天器面临的威胁不断增加的背景下，低成本系统也能间接提高安全系数。未来军用卫星将广泛采用多星技术，并向小型化和多样化方向发展。通过降低发射载荷，卫星研发成本；d和推进系统将被控制。天基监视卫星(SBSS)等大型卫星将从美军退役，DMSP气象卫星和导弹预警卫星也将小型化。但不是所有的卫星都要小型化，地球静止轨道会以大型卫星为主。美国空军航天司令部司令威廉谢尔顿(William L. Shelton)将军在科罗拉多州斯普林斯市举行的国家航天研讨会上表示，美国下一代军用卫星将小型化和简单化，商业航天器也将为美国军方运输军用载荷，这将是自空军20世纪50年代发射卫星以来的最大变化。

美国空军航天和导弹系统中心(SMC)主任中将埃伦m帕夫利奇支持谢尔顿美国认为，美国军方应该采用一种新的太空任务模式，以提高项目研发的灵活性和经济性。美国空军正在寻找一种共享运载发射方式，用民用运载火箭为军方发射载荷，商业卫星也要通过高科技手段嵌入军事功能。2011年9月，美国空军首次尝试商用红外传感器(CHIRP)，在阿丽亚娜火箭发射的SES卫星公司商用卫星上安装了红外导弹预警系统。唧唧 R & ampd时间只有39个月，创下了相关研发速度的纪录。美国军方的d。虽然还在试验阶段，但预示着未来的发展方向。的概念共享运载适用于导弹预警、天气预报、空间通报和各种通信卫星，是未来空军卫星系统的重要组成部分。