美國國防部的《2022 年國防戰略》(NDS)概述了旨在指導未來幾年美國國防規劃和投資的主要概念。其中最重要的概念是綜合威懾,即通過加強美國政府和各軍種內部以及美國與其盟國和伙伴之間的整合與協同,提高作戰效能。美國國防系統的所有組成部分現在都在考慮這一概念對其自身結構和投資的意義。
本報告深入探討了美國空軍部(DAF)--包括美國空軍和美國太空部隊--在實現NDS總體目標和綜合威懾核心概念方面的作用。在某些方面,這種聯系是相對直接和明顯的。DAF 以支持 NDS 概念的方式提供了許多對實現美國作戰目標至關重要的能力。但是,綜合威懾的特殊重點可能會對 DAF 產生不那么明顯但更有趣的影響,因為 DAF 試圖為新時代的國際政治和軍事行動重新定義自己。作者在本報告中特別強調了美國空軍部的一類活動和計劃--與盟國和伙伴的接觸,這一點尤其如此。
致命自主武器系統(LAWS)代表并提供了一場潛在的軍事革命,其意義可與精確武器,甚至武裝飛機的發展相提并論。雖然人們對這些系統的安全性和有效性存在合理的擔憂,但解決這些問題的最佳途徑是美國在內部及其盟國中推動這些系統的發展。為實現這一目標,美國可能需要承擔一些聲譽上的代價,但考慮到背景和利害關系,這些代價是值得承擔的。通過倡導并積極致力于自主系統的開發、測試、培訓和演練,特別是在其盟國中,美國可以引領 LAWS 的發展。這包括實施安全措施和確定符合武裝沖突法(LOAC)和國際法原則的使用場景、
本文認為美國應積極領導國際社會開發自主武器系統(AWS),特別是致命自主武器系統(LAWS)。雖然美國迄今為止一直反對國際社會 "禁止殺手機器人 "的嘗試,但在推動美國國內或盟國采購、測試和發展致命自主武器系統的條令方面卻做得不夠。本文將指出,如果不解決這一缺陷,就有可能在這一新興領域將潛在的非對稱戰場優勢拱手讓給對手,而這一領域在軍事上有可能改變游戲規則,而且不可阻擋。此外,報告還將指出,通過倡導并積極致力于自主系統的開發、測試、訓練和演習,特別是在其盟國中,美國可以在 LAWS 的發展中發揮領導作用。然后,本文將評估反駁者的觀點,即繼續采取保守的方法可以從過去 20 年來已經對美國無人機的使用深表懷疑的世界那里獲得國際信譽和合法性,但結論是不作為的風險太大,不足以證明自由放任的方法是合理的。
美國海軍科技(S&T)戰略是對來自學術界、工業界和政府部門的科學家、工程師、發明家和創新者的全球服務號召,一起解決海軍問題。該戰略以 "北極星 "為指導,旨在為美國作戰人員和盟友提供能力,為海軍和海軍陸戰隊的未來行動提供一系列技術選擇,從而創造持久優勢。
美國海軍部(DON)得益于海軍研究實驗室(NRL)和作戰中心強大的有機、全國性和全球性研究生態系統,以及與學術界、私營部門和其他合作伙伴長期開展的開拓性研究,這些都為海軍的優勢奠定了科技基礎。長遠方法賦予其領域領導、項目官員和研究人員自主權,使他們能夠產生科學知識、能力改進和顛覆性技術,以滿足海軍任務需求。這些需求包括國家海軍的責任,即對海洋有決定性的了解,并確保利用任何進步來提供作戰優勢。
本戰略以這些優勢為基礎,緊急應對戰略競爭的新時代,并重新關注與美國國防部(DoD)科技戰略保持一致,更好地與其盟友、國會、伙伴國和國防部研究界合作。認識到需要改進海軍科技技術和流程,以有效應對不斷變化的國家科學、技術、工程和數學人才隊伍,并解決最有前途的研究領域,以支持海軍部隊獲取能力。
人工智能(AI)可以說是當代最具變革性的技術,其新用途正以前所未有的速度和規模不斷涌現。國防部(MOD)認識到,人工智能在增強能力、提高生產力和最大限度地發揮我們的戰略優勢方面具有巨大的潛力。2022 年發布的《國防人工智能戰略》提出了一個明確的愿景,即在人工智能方面,英國國防部將成為世界上最具效力、效率、可信度和影響力的國防組織。
國防人工智能中心(DAIC)與國防、政府、工業、學術界和盟友中積極參與的利益相關者合作,正在加速人工智能的應用,并推動國防向人工智能就緒型組織轉型。將繼續投資,為國防用戶提供雄心勃勃、安全負責的人工智能能力,這將鞏固戰略和業務優勢。
DAIC 是加速英國國防部利用人工智能改變游戲規則的能力的催化劑。
正在建立一個人工智能生態系統,以加強我們與工業界的關系,與非傳統供應商和中小型企業建立新的聯系,并打破在應對當前和未來國防挑戰方面的合作障礙。
編寫這本《國防人工智能手冊》的目的是為了說明整個組織中人工智能機會的廣泛性,從運營中的戰略優勢到業務流程中的效率。每個案例研究都代表了組織內正在開發或使用的人工智能領域,并揭示了國防在實現人工智能潛在優勢方面面臨的一些共同挑戰。
隨著從初創走向規模化,國防人工智能中心(DAIC)將繼續發展與所有利益相關者的合作方式。只有通過這些伙伴關系,才能開發和采用真正具有變革意義的解決方案。
2023 年美國防部(DoD)信息環境作戰戰略(SOIE)旨在提高美國防部規劃、資源和應用信息力量的能力,以實現 2022 年國防戰略(NDS)所述的綜合威懾、戰役和建立持久優勢。2023 年國防部 SOIE 提供了一種國防部企業方法,以確保改進對信息力量和信息能力、行動、活動、計劃和技術的整合與監督。這將使國防部能夠在全球范圍內利用電磁頻譜(EMS)完善其在信息環境(IE)中和通過信息環境(IE)作戰的能力,以實現持久的戰略成果。
必須更廣泛地理解信息力量的有效應用,并有意識地將其納入美國防部的全部戰略和行動、活動和投資(OAIs),以支持在外交、信息、軍事和經濟等國家力量工具方面推進國家利益,從而支持具體的國防政策目標。美國防部必須進行文化轉變,使信息成為所有軍事戰略和 OAIs 的基本要素,并使信息和實體力量的持續整合成為常態(見圖 1)。這種轉變可確保國防部有能力對人類和自動化系統行為的驅動因素產生積極影響,塑造作戰環境,增強美國的實力和信譽。
在 2023 年美國防部 SOIE 之后,還將制定國防部信息環境作戰實施計劃(OIE I-Plan),該計劃將為未來的政策和指導提供依據,包括提交計劃目標備忘錄和作戰計劃。2023 年 SOIE 和 OIE I-Plan 都將為 IC 提供信息,使其越來越多地提供與 OIE 相關的有針對性和優先級的情報。OIE I-Plan 將有具體的任務和子任務,并將為每個任務分配具體的主要責任辦公室 (OPRs)。還將制定時間表和任務跟蹤程序,以確保問責制。
圖 1. 美國防部從傳統觀點發展到整合信息和實物力量
本報告描述了組織、訓練和裝備美軍太空部隊的戰略目標;實現這些目標的詳細計劃;確定了實現目標所需的單位或國防部其他組織的資源;確定了軍官和士兵的最終兵力需求。
隨著時間的推移,美國對太空的依賴與日俱增。潛在的對手已將太空業務化,以便攻擊并剝奪美軍太空部隊執行全球軍事行動所依賴的太空服務。美軍將著重保護太空能力及其提供的服務,并做好準備擊敗對手的太空能力。為此,美空軍部將重點放在彈性空間架構上--這意味著天基能力能夠得到保護,在受到攻擊時能夠從容降級,并在必要時能夠在合理的時間內重組。必須做好準備,拒絕潛在對手利用太空系統監控、跟蹤和攻擊美國、盟國和合作伙伴的軍事力量。
美軍太空部隊將繼續根據《國防戰略》和《國家軍事戰略》中概述的威脅和挑戰來組織、訓練和裝備部隊。空軍部將繼續開發和部署技術與能力,以確保美國及其盟國和伙伴能夠抵御威脅生活方式的侵略。
成立美國太空部隊的目的是組織、訓練和裝備保護美國利益所需的太空部隊,確保太空領域的行動自由,實現聯合部隊的軍事目標。作為聯合部隊的重要組成部分,太空部隊致力于滿足當前和未來的需求,應對面臨的威脅。與此同時,大國仍然是美國面臨的最大挑戰,并在繼續推進積極的現代化計劃,以阻止美軍在沖突中使用太空。為了應對這些挑戰并保持競爭優勢,美國海軍陸戰隊將加快交付具有應變能力的太空作戰能力。 本報告詳細介紹了美國太空部隊的綜合戰略,并提供了執行該戰略的計劃。該戰略使太空部隊能夠在日益嚴峻的國家太空安全挑戰面前保持領先。太空部隊必須專注于加強美國兵力的戰備狀態,開發支撐太空部隊戰備狀態的 "守護者",并與工業界和盟國建立成功所需的合作伙伴關系。這些概念并不新鮮,美國太空部隊自成立以來的三年半時間里一直在努力實現這些概念。然而,太空部隊可以加強和加快在這些領域的努力,并應用從太空部隊的組建經驗中汲取的教訓。仍有許多工作要做,太空部隊將需要來自實地的反饋,以繼續成功地使組織成熟起來。
首先,本報告強調了太空部隊在組織、訓練和裝備部隊方面的目標。為實現這些目標,美國太空部隊確立了三條工作路線。 實戰準備部隊,使太空部隊擁有在戰斗中取得勝利所需的人員、訓練和裝備;弘揚 "衛士精神",使太空部隊能夠吸引、開發、激勵、授權并留住那些在美國航天局組織和 "衛士 "價值觀下茁壯成長的個人;以及 "合作共贏",加強與聯合部隊、盟國和合作伙伴的關系,使太空部隊能夠合作建立持久優勢、遏制侵略和擊敗對手。
其次,本報告詳細介紹了實現太空部隊目標的計劃,包括資金和架構計劃。然而,要保持這一相對優勢,就需要太空部隊不懈追求創新和決定性的作戰能力,從而加快其計劃的實施。這包括實地考察有彈性和可防御的架構,為 "守護者 "做好準備,以便在競爭中戰勝這些威脅,并與聯合、聯盟、商業和機構間合作伙伴合作,最大限度地提高其作戰能力。
第三,本報告確定了實現該處目標可能需要的美國其他國防部組織的單元和資源。聯合小組與太空部隊的關系須與其與所有其他軍種的關系保持一致。太空部隊領導與作戰司令部的協調,以優化聯合效力,并領導合作伙伴的參與,以確保盟國、商業和民用能力的互補性。
2018年美國國防戰略強調,由于新技術的 "無情"發展,安全環境正在迅速變化。隨著這些新興技術在未來戰爭中變得越來越重要,美國國家安全界必須投資擴大具有必要的關鍵技能的個人群體,以應對這種以技術為中心的新環境的挑戰。為了實現這一目標,美國國防部實施了一些外聯計劃,針對從小學到大學和研究生課程的學生,鼓勵他們考慮在科學、技術、工程和數學(STEM)領域的職業。同樣,國防部也投資了許多招聘計劃,包括實習、獎學金和招聘會。這些對關鍵技能的宣傳、教育和招聘的投資也必須與私營部門對許多相同技能不斷增長的需求相競爭。
認識到高技能勞動力對國家安全任務的極端重要性,參議院關于2020財政年度(FY)國防授權法案的第116-48號報告要求向參議院和眾議院的軍事委員會提交一份報告,評估國防部教育和招聘關鍵技能人員的計劃,包括網絡安全、STEM、創新、計算機科學和關鍵語言。作為回應,人事和戰備副部長辦公室(OUSD(P&R))的文職人員政策主任要求國防分析研究所(IDA)確定導致現有國防部招聘和發展計劃成功或失敗的共同因素,以改善文職和軍警人員隊伍中關鍵技能的可用性。此外,IDA還被要求就如何改進當前和未來的招募和教育計劃提出建議。
為了完成這項研究,我們與127名個人進行了62次訪談,包括招聘人員、招聘經理和人事專家,以及一系列利益相關者,包括來自學院和大學的代表、研究和發展伙伴以及專業附屬團體。我們還研究了國防部外聯、教育和招聘計劃的現有數據以及其他關于文職雇員和擁有關鍵技能的軍人的數據。由于這些數據來源不包括外聯和招聘計劃的成本,并且在大多數情況下不包括個別計劃的有效性的客觀指標(例如,產生的線索數量,雇用的質量,雇用的保留),這項研究不包括對個別計劃的投資回報的系統評估。相反,我們著眼于整個針對關鍵技能的項目組合,并提供我們對有助于國防部有效獲得具有關鍵技能的個人的能力的因素的觀察。
對美國防部吸引所需技能勞動力的能力有重要影響的一個關鍵點是其截然不同的民用和軍用招募方法。雖然軍事招聘是在全國范圍內進行的,每個軍種都有一支全國性的招聘隊伍,但國防部通常將文職人員招聘作為各個司令部和組織的地方責任。因此,文職人員招募工作資源不足,往往是一種 "拾人牙慧 "的游戲,在組織和規劃方面存在很大不足。此外,文職人員的需求幾乎總是圍繞著現有的勞動力,而不是圍繞著對需要完成的工作和如何最好地完成工作的戰略分析。因此,文職人員的招聘過程通常是被動的。當一個職位出現空缺時,該部就開始尋找替代者;然而,這些職位可能會空缺很多個月才被填補。
相比之下,軍事招聘是非常集中的,并有意識地關注需求。這個系統的弱點是,要求是基于現有的職業道路和技能組合,這可能無法充分確定對新的和新興的STEM相關技能的要求。由于各軍種正在滿足對STEM、軟件和其他關鍵技能的現有要求(在這種要求被記錄下來的情況下),他們的招聘指揮部認為沒有必要采取任何特別的激勵措施或其他措施來改善這些領域的招聘。各軍種在充分確定與STEM有關的關鍵技能的要求方面努力不足所引起的潛在擔憂,可能會因為軍隊采取的培養技能而不是招募技能的方法而得到部分緩解。每個軍種都告訴我們,他們的戰略是招募高質量的人員,然后對部隊進行培訓和教育,以培養專業技能。
基于這些以及在訪談中和通過數據來源提供的其他見解,我們提出了12條建議--8條針對文職人員隊伍,4條針對軍警人員隊伍--國防部如何提高其提供任務關鍵技能的招聘和教育計劃的有效性。
建議1:制定一個招聘需求程序。軍事部門和國防機構應制定一個需求程序,系統地評估文職人員的招聘需求,考慮到預期的人員流動;可能需要的新技能;軍事人員、文職人員和承包商的適當組合;以及初級人員和有經驗人員之間的平衡。國防部各組織應至少每年評估一次招聘需求,并將這些需求滾動到一個足夠的水平,以確保它們能夠在整個組織內得到系統的解決。
建議2:廣播一個一致的信息。軍事部門和國防部門應尋求渠道,通過這些渠道傳播一致的信息,以提高該部門作為平民雇主的意識。國防部各組織認識到,他們很難僅靠報酬來競爭。為此,國防部吸引高素質人才的努力應強調工作的質量、任務的重要性、工作場所的包容性以及其他工作生活平衡問題。
建議3:確定優先次序,平衡資金。該部應系統地收集和評估主要招聘和雇用激勵措施的成本,包括實習;獎學金和研究金;招聘、搬遷和保留獎金;以及其他形式的溢價薪酬。該部應利用這些成本數據來確定招聘激勵措施的資金缺口,并酌情為具有成本效益的項目提供額外的資金(包括像為關鍵的STEM技能設立的采購勞動力發展賬戶那樣的專門資金來源)。
建議4:制定衡量標準。國防部各組織應制定衡量標準;系統地收集和維護關于新員工的外聯和招聘工作的數據;并對項目績效進行定期評估。衡量標準應包括外聯和招聘活動的成本、從這些活動中開發的線索數量、從這些線索中產生的新員工數量、新員工的來源、員工的質量、員工的多樣性以及員工的保留等方面的數據。衡量標準可能會在地方一級收集,但需要中央指導,以確保數據可以滾動起來,在各組織之間進行比較,并用于指導資源和評估招聘和雇用選擇。
建議5:建立招聘關系。國防部各組織應與不同的高校組合發展和培養系統的招聘關系。可能需要為具有關鍵STEM技能的學生建立一個專業的核心招聘人員,以便在招聘會和類似的一次性活動之外建立校園存在。這些招聘人員可能還需要通過接觸學生組織、與STEM部門互動、贊助學生競賽、利用贊助研究、協助撰寫簡歷以及幫助學生通過國防部的招聘官僚機構來發展更深入的關系。
建議6:制定虛擬工具的最佳實踐。國防部應系統地審查其組織和私營部門的同行如何使用虛擬招聘和雇用工具(如Handshake、USAHIRE、LinkedIn、Salesforce和TalentNeuron)。然后,國防部應制定一套首選工具和最佳做法,并在整個部門推廣。國防部應考慮是否可以通過捆綁要求或企業范圍內的許可證來更有效地資助其中一些工具。
建議7:制定直接聘用的最佳做法。該部應制定使用直接雇用授權的最佳做法,以確保這些授權不會默認為傳統方法或 "更快地做同樣的事情"。最佳做法應旨在提供靈活性和選擇,以適應具體的雇用需求,而不是規定為單一的首選方法。這些做法還應該為公布工作機會、暫定工作機會、使用虛擬招聘工具和評估候選人的方法(包括簡歷、面試、中小企業評估和招聘小組)提供指導。
建議8:解決官僚主義瓶頸。軍事部門和國防部門應通過進行根本原因分析和解決程序缺陷來減少招聘過程中的官僚主義瓶頸。為了實現這一目標,國防部可以改善招聘經理和人事處理組織之間的關系,對這些組織的工作人員進行培訓,使其了解如何使用直接招聘的權限,或者派出專門的團隊,與國防部那些擁有獨特招聘權限和對關鍵STEM技能有強烈需求的組織相配合。
建議1:評估和確定STEM需求。各軍種應定期、系統地評估其對現有軍事職業領域中未包括的前沿STEM技能的需求。這些技能包括軟件開發、數字工程、機器學習和人工智能。一旦各軍種確定了制服所需的技能,就應該將這些技能與職業領域、職業道路和部隊要求聯系起來,以便向招募人員傳達。
建議2:整合干部隊伍的宣傳和招募。各軍種應將STEM推廣工作(包括機器人活動、電子競技比賽、黑客活動和類似活動)與征兵目標聯系起來,通過與正在發展關鍵技能并顯示出服兵役傾向的潛在新兵保持持續接觸,努力建立征兵管道。空軍似乎為這種整合提供了最佳模式,它努力系統地跟蹤機器人項目、電子競技比賽和黑客活動等活動的參與者,從中學到大學和其他地方。
建議3:調整STEM推廣和招聘方法。各軍種應制定有針對性的方法,在需要關鍵STEM技能的職業領域識別、激勵和招募個人(如前述建議所確定)。例如,可以修改軍事能力測試,以確定潛在的軟件人才;可以設計單獨的廣告活動,以接觸STEM領域的人才;可以組建專門的團隊,系統地追求STEM的招聘。在某些情況下,尋求具有特定技能的應聘者,而不是尋求整體 "質量",并認為技能可以通過在職培訓計劃來培養,這可能是合適的。在任何情況下,針對STEM技能的招聘應該超越簡單的建立技術形象,進入更廣泛的廣告和營銷工作。
建議4:協調文職人員招聘。各軍種應該協調軍事招聘和民事招聘,至少在STEM領域。各軍種應擴大其外聯和招募工作,以確定和追求具有關鍵STEM技能的個人,無論他們是否有能力達到軍事體能標準和服兵役的傾向。此外,對于那些無法完成ROTC或軍事學院的課程,但擁有有用技能和服務愿望的人,可以將其轉為可能的民事任務。
《2022年國家安全戰略》和《國防戰略》明確指出,美國正處于一個決定性的十年,世界大國之間的地緣政治競爭條件將被確定。美國防部將以三種相互關聯的方式推進其優先事項--通過綜合威懾、戰役和建立持久優勢。加快技術進步和創新是通過這些戰略途徑實現美國防部優先事項的關鍵因素。美國和盟國在技術和創新方面的領先地位長期以來一直是其軍事優勢的一部分。其將采取措施保持領導地位,并對抗競爭對手。為了應對這一挑戰,《國家發展戰略》提出"廣泛而深入地改變生產和管理軍事能力的方式......為軍事優勢構建一個持久的基礎。"
根據國家發展戰略,美國國防科技企業必須 "利用美國的不對稱優勢:創業精神和多樣性和多元化的想法和技術生成系統,推動無與倫比的創造力、創新和適應性。" 通過這些不對稱的優勢,將創造、分析、測試、獲取和保護所需的知識和工具,以滿足國家發展戰略的三個戰略途徑。
在這個科學和技術戰略中,確立了競爭優勢的方式。將專注于聯合任務,以速度和規模創造和發揮能力,并確保研究和開發的基礎。
1.關注聯合任務:投資于信息系統,并建立嚴格的、著眼威脅的分析程序,更好地使國防部在其科學和技術投資中做出明智的選擇。
2.以速度和規模創建和部署能力:培育更具活力的國防創新生態系統,加速新技術向應用領域的過渡,在國防部內外建立有效溝通。
3.確保研發的基礎:招募、保留和培養人才,振興基礎設施,提升數字基礎設施,促進利益相關各方更強有力的合作。
維護美國國家安全的三大類14個關鍵技術領域,分別是:
當前和未來的網絡威脅和攻擊促使美國防部需要一個超越傳統周邊防御方法的零信任方法。美國防部打算在27財年之前實施該戰略和相關路線圖中概述的獨特的零信任能力和活動。
該戰略設想的美國防部信息企業由一個全面實施的、整個部門的零信任網絡安全框架來保障,該框架將減少攻擊面,實現風險管理和伙伴關系環境中的有效數據共享,并迅速遏制和補救對手的活動。
該戰略概述了四個高層次的綜合戰略目標,確定了該部為實現其零信任愿景將采取的行動。
面對不斷變化的對手威脅和新技術,實施零信任將是一個持續的過程。隨著技術的變化和對手的發展,更多的 "零信任 "增強措施將在隨后幾年被納入。
美國陸軍最近制定了一項關于未來陸軍如何作戰的戰略以及實現這些軍事能力的相關現代化和研究重點。以高超音速飛行為基礎的遠程精確射擊對于確保美國能夠對任何競爭對手實施其意志至關重要。要實現一個有效的未來美國軍隊,必須克服許多障礙。其中一些差距是對高超音速飛行器空氣熱力學的理解,從而促使對基礎研究的需求。本報告的目標是定義一個經典的、與陸軍相關的配置,適合于基礎研究,以允許與適當的主題專家的關鍵數量的集中合作。從這種開放的幾何構型研究中獲得的數據和知識可能會受到更多的限制性分配。
美國陸軍最近制定了一項關于未來陸軍如何作戰的戰略以及實現這些軍事能力的相關現代化和研究重點。以高超音速飛行為基礎的遠程精確射擊對于確保美國能夠對任何競爭對手實施其意志至關重要。
要實現一個有效的未來美國軍隊,必須克服許多障礙。其中一些差距是對高超音速飛行器空氣熱力學的理解,從而促使對基礎性研究的需求。缺乏對高超音速飛行器周圍發生的復雜物理和化學的預測性知識,抑制了及時的、優化的多部件設計。對邊界層過渡和沖擊-邊界層相互作用等具體現象了解不多。不能正確地對現象進行建模,會產生一些不確定的特征,如表面壓力分布和熱通量,這對飛行器技術,包括穩定性、控制和熱負荷管理,都有負面影響。
幸運的是,有一個先例,即通過定義政府基準飛行器來促進全社會的科學討論,這些飛行器包含功能相關的工件,但對具體的發展計劃不敏感(見陸軍-海軍基本芬納導彈、空軍改良基本芬納導彈、陸軍-海軍旋轉火箭、國家航空航天飛機和NASA研究)。本報告的目標是定義一個典型的、與軍隊相關的配置,適合于基礎研究,以便與足夠數量的適當的主題專家進行重點合作。從這個開放的幾何構型的研究中獲得的數據和知識可能會受到更多的限制性分配。
美國導彈防御局(MDA)和空間發展局(SDA)目前正在開發高超音速導彈防御系統的要素,以防御高超音速武器和其他新興的導彈威脅。這些要素包括國防空間架構(NDSA)的跟蹤和運輸層以及各種攔截器項目。隨著MDA和SDA繼續開發這些系統,國會可能會考慮對監督和國防授權及撥款的影響。
高超音速武器,像彈道導彈一樣,飛行速度至少為5馬赫,或大約每秒1英里。與彈道導彈不同,高超音速武器不遵循彈道軌跡,可以在到達目標的途中進行機動。據報道,俄羅斯在2019年12月出動了其第一批高超音速武器,同時一些專家認為,中國早在2020年就出動了高超音速武器。預計美國在2023年之前不會裝備高超音速武器。(關于俄羅斯、中國和美國的高超音速武器項目的概述,見CRS報告R45811,高超音速武器:國會的背景和問題,作者是凱利-M-賽勒)。
高超音速武器的機動性和低飛行高度可以挑戰現有的探測和防御系統。例如,由于雷達探測的視線限制,大多數地面雷達在武器飛行后期才能探測到高超音速武器。這給防御者留下了極少的時間來發射攔截器,以抵消入境武器的影響。圖1描述了陸基雷達對彈道導彈和高超音速武器探測時間的差異。
圖1. 基于地面的彈道導彈探測與高超音速武器的探測
美國國防官員表示,現有的地面和天基傳感器架構都不足以探測和跟蹤高超音速武器;前國防部負責研究和工程的副部長邁克-格里芬指出,"高超音速目標比美國通常通過地球靜止軌道上的衛星跟蹤的目標要暗淡10到20倍。"
SDA開發了國防空間架構,以 "統一和整合整個[國防部(DOD)]和行業的下一代能力"。NDSA的目標是成為一個 "單一的、連貫的、有七個層次的擴散空間架構",其中包括圖2中描述的數據跟蹤和傳輸層,并在下面討論。其他層包括支持移動地面資產目標的監護層;提供基于空間的指揮和控制的戰斗管理層;提供 "潛在的GPS否認環境的替代定位、導航和授時"的導航層;探測深空潛在敵對行動的威懾層;以及為其他NDSA層促進衛星操作的支持層。一旦全面投入使用,NDSA將包括550顆衛星并提供全面的全球覆蓋。
跟蹤層是為了 "提供全球指示、警告、追蹤和瞄準高級導彈威脅,包括高超音速導彈系統"。作為該層的一部分,SDA正在開發一個寬視場(WFOV)衛星的結構,最終將提供全球覆蓋。SDA要求在2023財政年度為第0階段跟蹤活動提供8130萬美元,為第1階段跟蹤活動提供4.998億美元(也稱為彈性導彈預警導彈跟蹤-低地球軌道)。
與SDA的跟蹤衛星協同工作的將是高超音速和彈道跟蹤空間傳感器(HBTSS),以前被稱為空間傳感器層,它是由MDA與SDA和美國空軍合作開發。與WFOV相比,HBTSS將提供更靈敏,但更有限的(或中視場[MFOV])覆蓋范圍。出于這個原因,WFOV旨在為HBTSS提供提示數據,然后HBTSS可以為地面攔截器提供更具體的目標質量數據。到2023年,SDA計劃擴大跟蹤層,包括70顆WFOV和MFOV衛星,據SDA主任德里克-圖爾尼爾博士說,"這將使我們在低地球軌道上有足夠的覆蓋面,以便我們基本上可以有區域性的持久性"。MDA要求在2023財政年度為HBTSS提供8920萬美元。
2020財年NDAA(P.L. 116-92)第1682條要求導彈防御局局長 "開發一個高超音速和彈道導彈跟蹤空間傳感器有效載荷"。2021財年NDAA(P.L. 116-283)第1645條確認,MDA局長與SDA局長協調,負責開發和采購傳感器有效載荷,"至少到2022財年"。第1645節還要求最遲在2023年12月31日開始對傳感器有效載荷進行在軌測試,并在 "此后技術上可行的情況下 "盡快將傳感器有效載荷納入SDA更廣泛的天基傳感器架構。最后,2022財年NDA(P.L. 117-81)第1662條禁止MDA主任"[授權]或[承諾]為生產衛星或與此類衛星運行相關的地面系統的記錄計劃提供資金"。如果滿足某些條件,包括確定 "由于技術、成本或進度因素,這種限制會延遲交付可運行的[HBTSS]",空軍負責空間采購和集成的助理部長可以放棄對HBTSS的這種限制。
圖2. NDSA的部分內容
美國防部表示,NDSA的傳輸層旨在將跟蹤層與地面的攔截器和其他武器系統連接起來,將 "加強包括導彈防御在內的若干任務領域"。據國防部稱,SDA已經為運輸層的第1階段授予了三個原型協議,"一個由126個光學相互連接的空間飛行器組成的網狀網絡",將于2024年9月開始發射。運輸層最終將包括一個由大約300-500顆衛星組成的星座。SDA要求在2023財政年度為 "數據傳輸層、傳感器能力和備用位置、導航和計時能力 "提供8.164億美元。
MDA已經探索了一些消除對手高超音速武器的方案,包括攔截導彈、超高速彈丸、定向能武器和電子攻擊系統。2020年1月,MDA發布了一份關于高超音速防御區域滑行階段武器系統攔截器的原型提案要求草案。該計劃旨在 "減少攔截器的關鍵技術和集成風險";然而,據當時的MDA主任喬恩-希爾海軍中將稱,它在2030年代的某個時候才會準備好過渡到開發。MDA轉而將重點轉向較近的解決方案,并在2021年4月啟動了滑翔階段攔截器(GPI),它將與宙斯盾武器系統整合,并在2020年代中期至末期提供高超音速導彈防御能力。洛克希德-馬丁公司、諾斯羅普-格魯曼公司和雷神導彈與防御公司已經獲得了GPI的 "加速概念設計 "階段的合同。
此外,2022財年NDAA(P.L. 117-81)第1664條授予MDA主任 "預算、指導和管理適用于 "高超音速導彈防御的定向能源項目的權力。國防高級研究計劃局(DARPA)也正在進行一項名為 "滑翔破壞者 "的計劃,其目的是 "開發關鍵的組件技術,以支持一種輕型飛行器,用于在非常遠的距離上精確對付高超音速威脅。" DARPA要求在2023財年為 "滑翔破壞者 "提供1830萬美元。總體而言,MDA在2023財年為高超音速防御申請了2.255億美元,低于其2.479億美元的2022財年申請和2.878億美元的撥款。
一些分析家認為,天基傳感層--與跟蹤和瞄準系統相結合以引導高性能攔截器或定向能量武器--理論上可以提供防御高超音速武器的可行選擇。2019年導彈防御審查報告指出,"這種傳感器利用了從空間可看到的大面積,以改善跟蹤,并可能瞄準先進的威脅,包括高超音速[武器]。" 其他分析家對高超音速武器防御的可負擔性、技術可行性和/或效用提出質疑。此外,一些分析家認為,美國目前的指揮和控制架構將無法 "快速處理數據,以應對和消除即將到來的高超音速威脅"。
一些分析家還對目前SDA和MDA在高超音速導彈防御方面的分工提出質疑。SDA主任Tournear此前曾對這兩個機構之間可能存在冗余的批評作出回應,稱兩者都向負責研究和工程的國防部副部長報告。然而,從2022年10月1日起,SDA將改為向負責采購和整合的空軍助理部長報告。國會可以監督這種新的報告結構對效率和效能的影響。
加快對高超音速導彈防御方案的研究是否必要且在技術上可行?高超音速導彈防御方案的技術成熟度是否值得目前的資金水平?
SDA和MDA是如何在高超音速導彈防御的各種要素上進行合作的?它們目前的作用是增加還是減少了成本以及技術發展的速度和效率?
國防部是否具備執行高超音速導彈防御所需的能力,如適當的指揮和控制架構?