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商業太空的迅速增長使其處于與擴大使用太空有關的創新和活動的前沿。軍隊在試圖釋放太空支持的能力能夠為軍事活動提供的全部潛力時,可以從商業太空獲得很多好處。烏克蘭的沖突讓我們看到了這些未來的可能性和新出現的軌跡,強調了像SpaceX這樣的商業伙伴的作用。隨著太空逐步實現網絡化,并以前所未有的范圍和速度進行機動,軍隊將需要加強太空的復原力和威懾力。商業太空在創建一個分布式太空架構方面進展迅速,但有野心將其擴展到地月環境之外,以建立軌道基地、設施和制造能力。因此,商業太空經濟可能為軍隊提供更有效地利用太空的手段,但也將為未來主導地位的競爭引入新的動力。

作戰域

太空(空間)領域正在成為也許是最關鍵的軍事作戰領域,因為如果不能保證進入空間,在所有其他行動領域,包括網絡空間--將嚴重依賴空間提供 "空中寬帶 "以替代基于海底電纜的互聯網--進行快速、意外和精確作戰的能力變得越來越成問題。鑒于對空間能力的這種日益增長的軍事依賴,包括那些由商業空間實現的能力,空間領域有可能在未來的重大沖突之前或開始時迅速從一個作戰領域轉變為一個戰爭領域。隨著一些國家追求反空間或反衛星(ASAT)能力,開發直接上升的動能殺傷、同軌 "軟殺傷 "和地基 "軟殺傷 "系統,空間的爭議越來越大(Weeden和Sampson, 2022)。繼續依賴基于少量大型精致衛星的傳統衛星架構將使用戶極易受到新出現的反空間威脅的影響。

一個'空間珍珠港'可能導致空間支持的災難性失敗,或拒絕對空間能力的關鍵訪問,例如,迅速侵蝕軍事行動和自主系統的有效性。因此,拒絕進入空間,創造一個 "沒有空間的日子",可能是對嚴重依賴空間能力的對手取得戰斗空間優勢的一種手段,并強調為什么保證進入空間和彈性空間能力是如此重要。保證進入的挑戰可以通過增加對商業空間及其巨型星座的依賴來部分解決,以通過拒絕和復原力加強空間威懾。空間威懾與限制空間武器化和建立負責任行為規范的外交和法律努力并存(戴維斯,2022年)。雖然這些努力是必不可少的,并希望能夠獲得成功,但不能假設所有國家都會履行其法律和監管義務,或始終遵守負責任的行為規范。因此,法律和監管措施仍然必須得到有效和可信的空間威懾的支持,以減少敵對活動的動機。

對彈性空間能力的投資必須以實現分解和分布式架構為中心,以減少任何反空間運動的可能有效性。使用商業空間發射,包括完全可重復使用的運載火箭,具有較高的入軌有效載荷,將允許迅速重建失去的空間能力,如果通過拒絕的威懾失敗,通過彈性加強威懾。通過結合這些努力,各國可能能夠以減少空間成為戰爭領域的風險的方式利用商業空間,并在使用反空間武器的情況下保持其對空間的使用權--這一戰略可能對在未來沖突中獲勝具有決定性意義。快速、低成本、定期發射的空間所提供的 "小、多、廉 "的機會,改變了空間的商業模式及其作為軍事行動領域的性質。空間的這種'民主化'也使越來越多的行為者能夠進入空間,擁有和操作衛星,并獲得或發展主權空間發射能力。因此,除了變得更加擁擠和有爭議之外,在與空間未來發展有關的活動方面,空間正變得更加競爭和復雜。

月球和地月

隨著新的空間能力的出現,由于空間準入成本的下降,新類型的商業活動正在低地軌道和地球同步軌道之間開放,并延伸到近月空間。人類空間活動的下一個時代將超越傳統的低地球軌道的 "近地 "空間,因為商業空間的開拓和培育--一個圍繞空間制造和資源開發的新空間經濟,從卡曼線延伸到月球表面。隨著時間的推移,這可能會導致大國之間在這個廣闊的空間區域的競爭加劇。地球-月球環境的重要性--從地球同步軌道到月球的區域類似于海洋的 "藍水 "區域與低地軌道到地球同步軌道的 "褐水 "區域--仍在辯論之中。褐水方法的倡導者,如Bleddyn Bowen(2020),不強調月球和順行軌道空間的重要性,并完全否定空間 "高地 "的概念。藍水 "觀點的支持者,如Namrata Goswami和Peter Garretson,認為商業空間的擴張和人類在2020年代和2030年代重返月球和近月空間,將引入空間戰略和軍事競爭的新時代,特別是美國和中國之間,從卡曼線到月球和更遠的地方(Goswami和Garretson,2020)。

圖4.2:地月環境

隨著美國的空間活動從低地軌道轉向月球,在商業空間能力的支持下,中國的月球探索計劃設想從20世紀30年代中期開始在月球表面實現最初的自主存在,然后是人類的存在,同樣以空間資源利用和建立一個月球空間經濟為重點(Goswami, 2022)。超級地球軌道 "區域進入近月空間對軍事行為者的意義仍然不清楚,因為新類型的空間能力的出現需要一些時間才能將活動開放到這種范圍。這種情況可能需要幾十年的時間才能出現在國家管理的空間計劃中,如美國國家航空航天局或歐洲航天局(ESA)的傳統時間尺度。然而,商業空間更好地接受了創新,并快速發展。它顯然也不局限于近地區域。推動商業空間的一個關鍵目標是利用月球資源進行空間制造,并在月球表面和周圍維持人類活動。在撰寫本文時,美國宇航局的阿特米斯一號正在從遙遠的月球逆行軌道返回,隨后的阿特米斯任務計劃可能最早在2025年導致人類返回月球表面。Artemis依靠商業空間將宇航員降落在月球表面。商業空間將在支持后續任務方面發揮越來越大的作用,這些任務希望在本世紀末在月球上建立一個永久的存在。

目前,太空制造只是在國際空間站(ISS)上進行小規模的測試。將空間制造轉移到月球,將允許利用更大的資源基礎和部署更廣泛的生產設施,為開發天基太陽能、月球基地和大規模在軌設施奠定基礎(Donnellon-May,2022)。如果成功,將有可能在太空中建造衛星,而不是從地球上發射衛星。至少,利用月球資源作為制造原料的可能性,可以看到月球上和周圍出現越來越多的工業活動。新的活動,如近月空間領域的認識、檢查和在軌加油和補給,可以作為未來空間經濟的一部分出現(Buehler等人,2021)。成為能夠利用空間資源的人將預示著人類空間探索的新時代,但也會對軍隊產生影響。沒有傳統意義上的 "太空競賽",但對存在、獲取資源、以及塑造和控制有關太空治理的新興監管結構的手段的長期和廣泛的戰略和商業競爭正在形成。

太空軌跡

空間能力的增長,以及空間行為者的擴散,已經改變了軍事行動的開展和武力的使用。這一趨勢從20世紀80年代和90年代開始加速,1991年的海灣戰爭被恰當地描述為 "第一場空間戰爭",美國領導的軍事聯盟在 "沙漠風暴 "和 "沙漠軍刀 "的陸地戰役中嚴重依賴空間能力來開展行動。今天,軍隊對空間能力的依賴繼續增長,甚至在商業空間發生同樣重大的轉變。空間本身作為一個作戰領域的日益重要性正在推動新的組織結構,包括出現空間部隊和專門的空間指揮部(國防部,2022年)。雖然國家行為者繼續發揮作用,特別是隨著 "空間部隊 "的形成,它將是商業空間在擴大空間使用方面的前沿。自主系統作為未來殺傷鏈的關鍵組成部分的使用將越來越依賴于安全的高帶寬SATCOM來運作。對分布式空間架構的依賴將只會增加,以支持傳統領域的軍事行動。這些解決方案主要是商業性質的,而且將由商業空間來建造衛星,用商業可重復使用的運載火箭發射衛星,并維持在軌能力。

  • 雖然國家行為者繼續發揮作用,特別是隨著 "空間力量 "的形成,它將是商業空間在 "使空間得到擴大使用 "方面的前沿。

商業空間將允許從政府運營的大量昂貴、大型和復雜的衛星轉向日益復雜但成本較低的小型衛星技術,而且成本下降。小型衛星的擴散和由數千顆衛星組成的巨型星座的增長,在一個競爭日益激烈的空間領域將是至關重要的,因為軍事部門將遇到更復雜的反空間威脅。商業空間的增長將在促成和擴大空間準入方面發揮重要作用,其中最重要的相關區域是Bleddyn Bowen(2020)所說的低地球軌道和地球同步軌道之間的 "宇宙海岸線"。在更遠的未來,商業空間將活躍在月球和月球的空間區域,可能有能力利用空間資源進行空間制造。埃弗雷特-多爾曼(2022年)稱之為 "天體戰略競爭 "的前景在未來幾十年出現,將影響軍事競爭的未來動態,并日益塑造空間活動。可能隨著人類在月球上和月球周圍活動的增加,可能從2030年代中期開始,在月球和近月空間建立主導地位作為實現天體戰略力量的手段,將成為大國競爭的一個特點。

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人工智能在軍事中可用于多項任務,例如目標識別、大數據處理、作戰系統、網絡安全、后勤運輸、戰爭醫療、威脅和安全監測以及戰斗模擬和訓練。

戰爭的特點正在發生變化,但它仍然是一項以人為中心的緊張工作。武裝部隊繼續調整他們的作戰方法,使用新興的和破壞性技術,擁抱數字時代。在這些技術中,快速發展的RAS有可能為未來的戰斗空間帶來最重要的范式轉變之一。在這種情況下,RAS代表著從一些曾經被認為是完全 "人類 "活動的作戰活動中消除對人類和人類智能的依賴,從根本上重塑了未來戰爭的特征。隨著RAS技術變得更加先進、可用和負擔得起,潛在對手的能力也將繼續擴大,變得更加智能和靈活。這縮小了裝備精良的軍隊和有動機的個人或團體之間的能力差距,在未來的沖突中代表了新的和重大的威脅。

隨著技術先進性的不斷發展,澳大利亞的戰略環境也在不斷變化,進一步影響了未來由RAS帶來的機會和威脅。正如《2020年國防戰略更新》(DSU)所強調的,澳大利亞現在處于一個高度動態的戰略環境中。印度洋-太平洋地區的軍事化進程加快,灰色地帶的活動更加普遍,潛在對手越來越多地利用破壞性和新興技術,這些都促使區域競爭加劇。這促進了對RAS所提供的靈活性、可擴展性和決策優勢機會的關注,以加強聯合部隊。這一重點在澳陸軍的 "加速戰爭 "計劃中得到了延續,強調了RAS和新興技術在實現持續適應性和未來準備的陸軍中的重要性,并在未來的行動中提供了潛在的補償。2020年底發布的ADF RAS概念進一步強調了這一點,該戰略既借鑒了RAS概念,也嵌套了它。

通過澳大利亞皇家海軍的RAS/AI戰略8、澳大利亞皇家空軍的杰里科破壞性創新(JDI)、澳大利亞國防軍RAS概念和國防科技集團(DSTG)STaR Shots計劃所展示的社區。因此,未來陸軍內部由RAS支持的技術變革必須以聯合作戰理念為基礎,以充分應對未來的挑戰。為實現這一技術變革,陸軍提出了修訂后的陸軍RAS戰略,旨在通過RAS為未來的陸軍創造并保持競爭優勢。

未來陸軍的RAS能力實例包括由自主智能體、集群和跨網絡物理的人-機團隊。RAS將通過高速信息分析和分配來提高態勢感知、生存能力和殺傷力。這將創造情報,推薦行動方案以推動優勢。

建立和保持這樣的競爭優勢是一項復雜的工作,需要整個軍隊和更廣泛的國防部門的協調努力。 澳大利亞不再為國防規劃假設10年的戰略預警時間,陸軍必須迅速工作,以應對這些挑戰,實施未來的RAS能力。這包括快速技術發展和插入的內在困難,越來越多的科學、技術、工程和數學(STEM)勞動力的主權,資源限制,以及政策和法律的導航。陸軍RAS戰略V2.0是一個確定和考慮這些挑戰的機會,以指導陸軍的凝聚力,為聯合部隊的未來陸軍利用機器人、人工智能和自主性的真正潛力。

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目前的美國軍事平臺,其中許多可以追溯到幾十年前,不足以對抗對手不斷發展的人工智能和機器學習技術創新。美國空軍的空戰管理系統應對了這一挑戰,提供了多領域的數據能力,以數字方式連接所有領域的聯合部隊。

今天的對手正在發展利用人工智能和機器學習作為力量倍增器的能力,使美國長期存在的軍事能力失去效力。 要實現空中優勢,首先要實現決策優勢。一個完全實現的先進作戰管理系統(ABMS)是美國空軍聯合全域指揮與控制(JADC2)概念的組成部分,它將提供多域安全處理和數據管理、連接和應用,以同步傳感器、火力和網絡,使聯合部隊在每個領域都有數字連接。

引言

讓人驚訝的是,在21世紀,這個擁有地球上最昂貴和最多產軍事力量的國家,仍然依靠PowerPoint幻燈片和電話對國土面臨的潛在威脅進行實時分析。但美國發現自己處于這種情況。如果一架俄羅斯轟炸機的潛在威脅出現在預警雷達瞄準鏡上,來自北美航空航天防御司令部(NORAD)各部門的人員可能需要12分鐘以上的時間來協調信息,只用最相關的數據建立一個幻燈片演示,并將其提交給主管官員,以確定是否真的存在威脅。

由于缺乏在共同環境中協作的工具,參謀人員無法融合必要的數據,以向國家指揮機構提出反應建議,直到最后提交給負責作戰層的上校。

自冷戰結束后,實現空中優勢一直是美國軍事戰術的基石。但在今天的世界上,對手正在發展利用人工智能和機器學習作為力量倍增器的能力,美國軍隊是否擁有最強大的力量或最精確和強大的武器已經不再重要。勝過對手的思維(或用網絡術語說,勝過對手的程序)的能力成為新的目標;一個國家的軍隊如果不首先實現決策優勢,就無法實現空中優勢。

先進作戰管理系統(ABMS)

美國空軍已經在ABMS項目上開發了數年,該項目將解決這些問題,使指揮官能夠迅速接收來自多個來源的融合數據。五角大樓責成空軍開發聯合部隊所需的能力,以便在傳統的優勢領域之外運作,努力在整個競爭中獲得并保持決策優勢。 2020年3月,為集中該部門的創新努力而成立的空軍作戰整合能力指揮官邁克爾-范蒂尼少將將決策優勢描述為 "收集、解釋和使用所需的信息,以阻止或贏得未來的沖突。" 他強調,成功將 默認屬于"在所有領域中聯系最緊密的一方:空中、陸地、海上、太空和網絡空間。"

ABMS不只是一個設計平臺。它有時被描述為網絡簇,有時被描述為系統簇;這是一個新的“軍事物聯網”,空軍部的第一位首席架構師稱之為“一個可以統治一切的架構”。

ABMS的目標是取代信息到達一個中心樞紐的單一路徑,例如在NORAD的例子中,每個系統和操作員使用相同的共享數據的環境。一個完全實現的ABMS將允許提供多領域的安全處理和數據管理、連接和應用,以同步傳感器、火力和網絡,為聯合部隊 "將正確的傳感器連接到正確的射手",該部隊將在每個領域進行數字連接以獲得即時態勢。這一概念誕生于部隊中一個反復出現的問題--更換幾十年前的飛機。

新式聯合監視和目標攻擊雷達系統(JSTARS)

E-8C聯合監視和目標攻擊雷達系統(JSTARS)飛機是在20世紀80年代設計的,并在1991年首次投入使用,當時正值它最初被設計用來支持的冷戰即將結束。該平臺提供空中地面監視、戰斗管理以及指揮和控制能力,而且美國空軍在30年后仍在飛行16架該飛機。因此,在佐治亞州的羅賓斯空軍基地,這些部隊連續在中東地區部署了18年,是美國空軍歷史上第二時間長的部署。

2014年,五角大樓資助了JSTARS替代者的研究,國防工業從2015年起開始設計和測試新平臺。但空軍領導層意識到,由老化的JSTARS和E-3機載預警和控制系統(AWACS)平臺提供的單一的空中和空間作戰中心,對于未來沖突的速度、復雜性和殺傷力來說,總體上沒有得到優化。這些 "幾十年前的平臺 "不能可靠地利用21世紀的技術,而且 "支持未來C2的結構要么不存在,要么需要成熟 "才能完全有效。

此外,低密度/高需求的E-8C JSTARS和E-3 AWACS飛機是已知的單一故障點。它們是主要目標,無法在同行競爭者的戰斗空間中長期運作,因為復雜的反介入/區域封鎖能力,如電子戰、網絡武器、遠程導彈和先進的防空系統,正在開發之中。

與此同時,美國軍方開始重新思考其聯合作戰的方法。2016年,美國防部長指示了一個名為 "空陸作戰2.0 "的新作戰概念,這是對冷戰理論的更新,將更加注重空中、陸地、海上、太空和網絡空間作戰。這種方法很快被稱為美國陸軍的多域作戰和空軍的多域C2。

美國空軍高級將領開始考慮為傳統飛機和新飛機(有人和無人)配備新興技術、通信設備和傳感器,以執行以前分配給單一JSTARS平臺的地面監視任務。為了使這個系統有效,它需要處理大量的數據,包括來自美國盟友和合作伙伴的信息。因此,在2018年,用于替代JSTARS的資金被完全轉用于空軍新的多域C2項目,該項目將支持一個被稱為JADC2的美國防部工作。

聯合全域指揮與控制(JADC2)的問世

2020年9月,空軍助理部長(采購、技術和后勤)指出:"令人遺憾的是,人們進入我們的服務,在他們的個人生活中幾乎與所有的東西相連,而他們來到軍隊工作,他們幾乎什么都沒有連接。"這一意見強調了軍隊在納入數字增強措施時如何落后于民用部門。美國防部的巨額合同生產的設備被設計成可以維持數十年,而很少考慮到升級或與其他部門的系統甚至自己內部的系統互聯。例如,空軍珍貴的第五代飛機平臺,F-22和F-35,是用不同的通信網絡建造的,不兼容,因此需要第三個平臺(如ABMS機載邊緣節點)來分享兩者之間的數據。

該部領導層意識到技術變化如此之快,未來戰斗的成功將歸功于擁有一體化、網絡化部隊的組織,它們可以共享最多的信息。因此,在2021年,美國防部制定了一項戰略,使指揮官能夠迅速了解戰斗空間,比敵人更快地指揮部隊,并通過任何必要的領域提供效果。這一概念被命名為聯合全域指揮與控制。

JADC2的概念是作為一個美國防部的保護傘。聯合參謀部制定政策、理論、要求和數據的共同標準。同時,各軍種開發適用的技術,空軍部正在通過ABMS進行開發。陸軍和海軍的JADC2項目分別稱為 "融合項目 "和 "超配項目",各軍種正處于協調其工作的早期階段。2021年,參謀長聯席會議首席信息官指出,新的JADC2方法將 "為我們在指揮和控制領域的努力帶來秩序,以便以相關的速度感知、理解和行動"。

盡管存在挑戰,美國防部長勞埃德-奧斯汀宣布他打算將JADC2作為他的首要任務之一,同時認識到將盟國和合作伙伴帶入這個新領域對于阻止競爭對手是最重要的。因此,數據的互操作性以及數據的復制和分發是JADC2的關鍵屬性。此外,這些數據的完整性和安全性對于在各部門、盟國和合作伙伴之間建立信任是必要的。

JADC2的挑戰

聯合全域指揮與控制可能是一個難以把握的概念,因為這個術語并不完全基于硬件或軟件解決方案,而是"'虛無縹緲的術語'",如 "冗余、彈性架構和'相關速度'的信息。"建立JADC2是為了著眼于可能的領域,為現在而建設,同時關注新興技術及其與未來能力的輕松整合。但首先,它必須克服三個主要障礙。

首先,集中式C2架構目前在發生高強度沖突的情況下沒有足夠的彈性,而C2節點將成為第一個目標。簡單地將JSTARS和AWACS飛機與這些節點進行交易,使它們成為美國裝甲中最有吸引力和最脆弱的缺口。因此,分布式網絡操作將是JADC2的一個關鍵重心。

第二,為了使系統的處理速度足以對來自各個領域的數據進行 "感知、理解和行動",美國軍方必須嚴重依賴未經證實且尚未完全信任的人工智能和機器學習概念。建立一個系統的用戶界面和輸入是比較容易的;工業基地幾十年來一直在做這個。但現在軍隊需要一個系統,自動收集這些數據,并為人工智能提供信息,以做出最佳決策。此外,指揮官必須信任推薦的數據和決定(對于那些在數字革命之前出生的人來說,這是一個相當大的范式轉變)。

第三,各個軍種的規模和庫存范圍是如此廣泛(例如,陸軍以其地面部隊而聞名,也有船只、機載電子戰和情報、監視和偵察資產),以至于每個軍種都已經習慣于在其他領域幾乎獨立運作。在所有這些平臺上改裝設備以便與其他軍種進行通信可能成本過高。與此相反,較小的盟國軍隊除了聯合工作別無選擇。例如,法國軍隊已經創建了技術解決方案,如Scorpion和Connect@ero,以便在各部門之間進行本地通信。

雖然聯合參謀部確立了JADC2的整體概念,但空軍未來局編寫了服務支持概念。空軍部的ABMS跨職能團隊領導了一個能力發展活動,通過這個活動,作戰人員可以發現最新的ABMS工具和概念。此外,每三個月進行一次測試旗幟演習(包括橙旗、綠寶石旗和黑旗),以測試新發布能力的生存能力和殺傷力。這些演習強調了新武器和戰術在多域環境中的相關性。

一個可操作的ABMS的最終狀態是一個由流程和系統組成的指揮和控制結構,它壓縮了決策周期,使各領域的效果趨于一致,并使整個地球的綜合行動成為可能。速度是關鍵。但是,即使空軍各單位都在努力實現ABMS,仍然存在一些挑戰。

中國產生大量的數據;事實上,這是他們的權力工具之一。為了競爭,ABMS必須依靠以網絡為中心而不是以平臺為中心的架構,做到靈活、快速和不可預測。現有的、傳統的系統,如JSTARS,將如何處理這些TB級的信息?隨著技術的改進,傳感器、設備和操作人員會因數據過飽和而導致延遲問題。美國空軍80%的飛機是第四代或更老的飛機;用現代指揮和控制系統對它們進行改造可能成本太高。挑戰在于使舊平臺能夠與第五代和第六代飛機通信。人們不能在唱片機上播放iTunes音樂文件,或試圖將Commodore 64連接到互聯網上。

增強盟友和伙伴能力

當美國在未來的戰爭中,它將依靠其盟國和合作伙伴。依靠這些國家軍隊的能力是美國的力量倍增器,也是美國對其競爭對手的決定性優勢,但過度分類和其他限制性政策是共享數據的巨大障礙。然而,美國軍方決心利用技術提高盟國和合作伙伴之間的可及性和數據共享,以聯盟作戰中心的通用工作站的形式融合該網絡的網絡。目標是讓軟件或人工智能,使用設定的規則,適當地與需要它的聯盟伙伴分享信息。

為了將戰略意圖轉化為現實,盟國和伙伴行業必須并肩工作,讓組件(如黑盒)相互對話,或讓飛機系統解密和使用其他飛機產生的數據。一個更大的挑戰是確保ABMS將與北約正在開發的聯合任務網絡完全兼容,以簡化和規范30個成員國之間的通信。

法國和美國空軍一直合作者,可以做一些只有少數人才能做到的事情。為下一場戰斗連接傳感器的能力需要在今天開始,以便下一代戰斗機和系統能夠在一個新的數字架構中順利運行。

最近的演習,如2021年5月在Mont-de-Marsan舉行的三國大西洋三叉戟演習,表明即使陣風戰斗機和F-35可以一起工作,但由于技術和分類問題,它們仍然不能完全合作。空軍與 "陣風 "街區F4相關的持續合作表明,法國的資產與F-35之間有更好的整合和密切的未來,F-35被設想為未來ABMS的四分衛:這種參與者可以通過對場上情況的最佳觀察來增強隊友的能力。

額外的障礙

盡管有這些和其他令人鼓舞的跡象,這個項目仍然存在許多外部挑戰。此外,空軍部還必須克服許多內部障礙以按時交付ABMS。除了與外國伙伴共享信息的困難之外,美國空軍還沒有解決與其他軍種溝通的問題,每個軍種都有自己的本土通信系統。空軍在是讓現有設備和政策發揮作用,還是從零開始,從頭建立一個系統,將實施時間推遲幾十年之間,這讓空軍很糾結。由此產生的兩難局面只能通過在兩種選擇之間取得平衡來解決。

實施將是有代價的。美國軍方將如何說服其控制軍事資金的文職領導,使其相信這個新的ABMS項目是重要的(在所有其他 "重要 "的事情之上)?國會并沒有告訴美國防部要推行JADC2,而是把錢袋子關得緊緊的。眾議院關于2021財年國防撥款法案的報告批評了空軍的ABMS請求,指出該計劃的弱點包括 "沒有確定的要求、采購戰略或成本估算,以及空軍總設計師和其他參與執行ABMS計劃的辦公室的職責定義不明確"。

2021年,美國空軍將ABMS的領導權移交給一個新的、基于五角大樓的跨職能團隊,并將項目責任轉移到空軍部的快速能力辦公室。向國會傳達該部的結構變化和優先權的轉移對于保持該計劃的資金是至關重要的。

就服務本身而言,空軍如何平衡ABMS與所有其他必須做的要求,如支付下一個戰略核轟炸機(B-21)、額外的F-35戰斗機、哨兵洲際彈道導彈和第六代飛機?到目前為止,ABMS的支持度最高。盡管所有的項目都在競爭同樣的資金(包括高超音速和無人機群),核現代化和ABMS是參謀長的兩個最優先事項。此外,空軍部長弗蘭克-肯德爾將ABMS列為他需要重新監督的七個項目之一,以 "提高空軍作為一個機構運作的能力"。

當小查爾斯-布朗將軍成為美國空軍第21任參謀長時,他的行軍命令是 "加速變革或失敗"。當該軍種與國會爭奪它不再需要的舊系統時,它同時正在努力推進ABMS的聯合協同。"為了贏得這場有爭議的高端戰斗......我們需要加快我們今天的關鍵技術的應用。我們不能減緩我們在ABMS上的勢頭。我們的作戰人員和指揮官必須以互聯網的速度作戰才能獲勝"。

結論

這場數字革命將改變美國及其盟國和合作伙伴的游戲規則。正如早期測試所證明的那樣,ABMS將提供必要的決策優勢,通過為指揮官提供一個清晰、強大和即時的共同作戰圖景,來贏得未來的高速交戰。"我們所展示的......是作戰指揮部首次在相同的數據云架構中,對部隊的姿態做出決定......在幾秒鐘而不是幾天內就能看到結果。"

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人工智能正在緩慢地進入軍事行動,該學科的進步推動了戰斗空間中自主性的質和量的增加。這就意味著戰斗人員將越來越多地與具有越來越先進自主能力的機器共存。隨著機器從簡單的工具躍升為合作的隊友,人機編隊將成為現代戰爭的中心。空軍的忠誠僚機概念表明,人與機器之間的互動質量與機器的技術先進性一樣,對成功的人機協作至關重要。了解如何確保人類和機器之間的信任將是至關重要的。人工智能和機器學習將使信任變得更加必要和難以實現,而與神經技術的融合可能會使這項任務進一步復雜化,帶來新的挑戰。

引言

人工智能(AI)正日益進入軍事領域。雖然愛好者、否認者和實用主義者可能對人工智能將在多大程度上賦予戰斗空間優勢持不同意見,但它已經被用作分析工具、破壞者和力量倍增器(Rickli和Mantellassi,2023)。在烏克蘭的沖突中,人工智能通過縮短傳感器到射手的時間、分析截獲的通信、傳播情報以及在信息戰中利用人工智能來優化目標定位周期,明顯體現了這種趨勢(Rickli, Mantellassi, and Juillard, 2022, p.22)。人工智能的進步不僅在數量上加速了戰爭的自主性和自動化,而且在質量上也加速了完全或部分由機器完成的一系列任務。隨著人類和機器在戰斗空間中的共存不斷擴大,成功理解如何實現人類和機器之間的最佳合作是釋放人工智能在軍事行動中的全部潛力的關鍵。本文將重點討論人工智能和人機協作對空軍的新的重要性,在放大信任問題之前,特別關注 "忠誠的僚機 "概念。它還將討論人機協作如何與其他新興技術,特別是神經技術相融合,以重新定義未來的可能性。

人工智能與人機編隊

人機編隊(HMT)是將人類的判斷與計算機的數據處理和響應能力相結合的行為(Motley,2022)。在軍事領域,這意味著將人類、人工智能和機器人整合到合作、相互依賴和自主的系統中(Hein和Maquaire,2022)。人機互動在軍事和民用領域已經很普遍,但這種傳統的機器和人之間的互動模式并不一定構成一個 "團隊"(Walliser等人,2019)。理解是什么讓兩者之間的互動成為一個團隊,而不是機器只是一個工具,這一點至關重要。在人機團隊中,機器在實現目標方面發揮著積極作用,它 "從信息中進行推斷,從信息中獲得新的見解,從過去的經驗中學習,發現并提供相關信息以測試假設,幫助評估潛在解決方案的后果,辯論所提出的立場的有效性,提供證據和論據,提出解決方案并提供對非結構化問題的預測,另外還參與人類行為者的認知決策"(Bittner等人,2020,第3頁)。在HMT中,機器不僅僅是一個在指示后完成指定功能的工具,而是一個能夠與人類同行協調并支持實現目標的決策的隊友(Motley, 2022)。

如果機器沒有與人并肩合作,僅憑機器中存在的自主權不足以將人機互動定性為團隊(Motely, 2022)。人機互動由三個要素組成:人、機器以及機器和人之間的互動和關系的性質(Chahal和Konaev,2021)。人工智能正在加速HMT的潛力和普遍性,特別是在軍事行動中,人工智能驅動的自主性有了質的飛躍,正在投入使用的自主系統的數量也在增加。機器將不再是簡單的工具,而是成為行動的組成部分,積極參與決策(Walliser等人,2019)。在這種新興的背景下,需要成功地將人和機器配對,以提取兩者的最大潛力,這為HMT奠定了基礎。

人工智能的進步導致自主系統可以執行的各種功能有了質的提高,使這些系統以更關鍵和合作的方式與人類并肩作戰。以人工智能為動力的自主性,越來越多地由機器學習(ML)驅動,正導致機器能夠獨立和更準確地完成的任務的復雜性增加。例如,Primer。AI正在使用不同的技術,最主要的是自然語言處理(NLP),融合多種情報輸入(音頻、視覺、文本),為烏克蘭軍隊提供實時、自主生成的戰斗空間情報圖(Primer, 2022)。同樣,游蕩的彈藥已經進入了戰斗空間,依靠人工智能來識別和攻擊目標。武器系統正越來越多地受益于私營部門開發的雙重用途人工智能技術。例如,2022年5月,Deepmind發布了一種新的算法 "GATO",能夠執行604項不同的任務(Deepmind, 2022)。

  • 算法可以執行的功能越多,它在功能上與“人類”的等效性就越大,從而增加了 HMT 的潛力。

一個算法可以執行的功能越多,它在功能上就越等同于人類,增加了HMT的潛力。這些發展也推動了自主系統或具有某種程度自主性的系統數量的增加(Boulanin和Verbruggen,2017)。蜂群技術的出現--已經在實驗中得到證明--將加速這一趨勢(Xin等人,2022;Mehta,2017)。許多這些技術進步都是在私營部門開創的,是小國、非國家行為者和個人更容易獲得的收益,與傳統系統不同(Ashby等人,2020;Rickli,2020a)。隨著機器人技術和自主權在數量和質量上的增加,戰爭的節奏將加快(Rickli,2019)。在算法戰爭中,人類在決策過程中保留有意義的作用的唯一途徑將是通過整合和同步人類和機器的輸入(Walsh, 2021)。空軍必須在人和機器元素之間建立共生關系和互動。

雖然人工智能的成功和高潛力正在重塑HMT,但人工智能的固有局限性和相對脆性意味著機器必須繼續與人類共存(Rickli,2020b)。假設戰爭的所有方面都將在不久的將來實現自動化,人工智能將取代所有--甚至大多數--作戰人員的任務,這是不現實的。人工智能目前仍然是 "狹窄的",只能夠在容易編纂或有更明確的規則和指標的活動中勝過人類(英國國防部,2018)。此外,這些狹窄的人工智能應用很容易受到對抗性攻擊和數據偏差的影響,這可能導致驚人的失敗(Scott-Hayward,2022)。雖然人工智能卓越的分析、數據處理和統計關聯能力大大超過了人類,但后者將保持對戰斗空間的認知優勢,理解背景,依靠直覺,必要時打破規則,并以新穎的方式適應(Losey,2022)。HMT的優先級正是由于需要從機器算法與人類的結合中獲得最佳結果,在這種情況下,每個人都可以發揮其優勢(Jatho和Kroll,2022)。當正確的任務被分配給團隊中正確的元素(人類或機器),并且兩者之間的互動是高質量的,人機團隊的表現就會大大超過人類和機器單獨行動(Jatho和Kroll,2022)。

忠誠僚機的概念和信任

空軍已經特別適應HMT的要求(Briant,2021)。采用人工智能和人與機器之間的互動越來越成為空中力量的核心(Briant, 2021)。世界上有幾個備受矚目的項目正在試驗 "忠誠的僚機 "概念,該概念建議自主的無人駕駛飛機與有人駕駛的飛機一起協作。空軍對HMT的需求來自于多個方面。首先,將人工智能、機器人和計算機整合到行動中,加速了數據的生產和收集,給作戰人員帶來了 "信息過載 "的風險(約翰遜等人,2014年)。操作復雜系統的飛行員需要高度集中和多任務處理,實時分析更多數據的范圍有限。人工智能協助可以減輕一些這種負擔。作為其 "先鋒計劃 "的一部分,美國空軍正在開發 "Skyborg"--一個 "自主飛機組隊架構",它將使諸如Kratos Valkyrie這樣的無人機能夠與有人駕駛的飛機組隊飛行(美國空軍,n.d)。這些無人機僚機將通過卸載一些數據分析任務、繪制目標和防空系統,以及為飛行員建議飛行走廊來提高飛行員的表現(Losey, 2022)。隨著時間的推移,機載人工智能系統將能夠向飛行員建議適當的行動方案。第二,美國的近鄰對手,如中國,已經大量投資于發展反介入/區域拒止(A2/AD)能力,使作戰環境變得非常有爭議和致命(Grynkewich, 2017)。為了在這些高度競爭的環境中提高生存能力--考慮到蜂群技術的出現--忠誠的僚機可以被大量用于穿透和飽和對手的防御,充當誘餌,或提供動能效應(Perret,2021)。

無數的挑戰出現了,使為忠誠的僚機實現有效的HMT的目標變得復雜,而這些挑戰并非都是技術性的。多種因素影響著HMT的互動質量,其中一些因素在圖9.1中得到了說明。許多關于HMT的研究重點并不完全在技術能力和特性上,而是在人和機器之間的關系及其互動的性質和質量上。有效的HMT只是部分地依賴于人工智能的先進性,但在很大程度上取決于互動的質量。人們常常把它與人與人之間的團隊相提并論。團隊的有效性不是簡單的單獨成員能力和投入的總和,實際上取決于通過團隊流程和團隊工作成功地整合和協調個人努力(Funke等人,2022)。在HMT中,人類必須了解1)其角色,2)人工智能系統,3)如何與人工智能系統/隊友互動,以及4)如何與其他人類隊友互動(Puscas,2022)。

圖 9.1:影響人機交互質量的因素

信任是HMT中的一個重要元素,但也是一個高度復雜的概念,有許多影響它的變量,如人口、地理位置、背景和其他多種因素(Chahal and Konaev, 2021)。Davis、Mayer和Schoorman將信任定義為 "一方愿意受到另一方行動的影響,因為他們期望另一方會采取對信任者很重要的特定行動,而不考慮監督或控制該另一方的能力"(1995)。關于支配人與人之間信任的變量和動力是否與影響人機信任的變量和動力相同,目前還沒有定論(Celaya and Yeung, 2019)。本文將把信任視為 "個人對技術結論的可靠性及其完成既定目標的能力的信心"。(Chahal and Konaev, 2021)。正如英國國防部所指出的,人工智能系統不僅會受到可以做什么的限制,而且還會受到 "行為者信任他們的機器會做什么 "的限制(英國國防部,2018)。事實上,如果沒有信任,人工智能將無法發揮其全部潛力,因為它的使用可能僅限于低風險的情況,而不是它可以提供真正的優勢(Motley, 2022)。空軍面臨的挑戰涉及到如何加強對人工智能的信任,從質量上增強人機關系。培訓和用戶界面的特點是提高對人工智能的信任和改善人機關系的核心考慮。

對人工智能系統的信任可以受到機械理解、系統可預測性、熟悉度和背景的影響(英國國防部,2018,第48頁)。這些因素可以--至少是部分地--通過適當的培訓來灌輸對人工智能系統的信心和理解,以及通過用戶友好的界面,通過提高熟悉度和可預測感來控制機器(Puscas, 2022)。然而,人工智能驅動的自主性的增加和ML作用的擴大意味著適當的培訓和用戶界面將同時變得更加復雜和具有挑戰性,但也更加必要--但所有這些都會對信任產生不利影響(Puscas,2022)。人工智能的 "黑箱 "問題阻礙了可理解性、可解釋性和可預測性,從而降低了信任度,而這種信任度只會隨著下放給機器的自主權程度而增加(Michel,2020)。隨著ML算法隨著時間的推移而學習,飛行員/人類隊友必須知道機器如何變化,它正在學習什么,以及這將如何影響其結果。因此,自動化的復雜性使得持續培訓成為首要任務,但也更加復雜。同樣地,界面的可用性變得更加重要,但同時也更加復雜。隨著機器隊友提供更多的自主權和它的算法過程的復雜化,它的輸出在解釋和溝通上也更具挑戰性(Puscas 2022)。這種復雜性反過來可能會導致對系統的信任度降低。

  • 隨著ML算法隨著時間的推移而學習,飛行員/人類隊友必須知道機器如何變化,它在學習什么,以及這將如何影響其結果。因此,自動化的復雜性使得持續訓練成為首要任務,但也更加復雜。

缺乏信任會影響HMT,降低人機團隊的效率和潛力,從而降低其作戰使用的概率。然而,對機器的過度信任也會對HMT產生負面影響。(Scharre, 2018; Puscas, 2022)。事實上,系統自主性的提高會導致 "自動化難題",即用戶警覺性的喪失與系統增強的自動化和感知的可靠性成正比(Puscas,2022)。在這個意義上,機器的復雜性既可以減少信任,也可以將其增加到一個過度的水平。因此,軍事操作人員需要對他們操作或監督的自主系統抱有健康的懷疑態度,這就需要有能力準確評估系統的局限性(Scharre, 2018, p.144)。這再次強調了適當培訓的重要性,以獲得對系統的理解,以免它 "因忽視而變得完全自主"(Puscas, 2022)。2003年,涉及美國 "愛國者系統 "的一系列事件,一個人在回路中的防空系統,導致自相殘殺,歸因于過度信任和不適當的培訓,這使得該系統事實上完全自主(Scharre, 2018)。

神經科技的融合

任何單獨的新興技術的興起都不會發生在真空中,獨立于其他技術創新。因此,新興技術組之間的融合需要仔細關注,以預測這些技術之間不可預測的互動所帶來的未來挑戰(Rickli和Mantellassi,2022)。目前,人類的互動總是通過界面(如屏幕)進行的,這意味著其效率有一些限制。采用忠誠的僚機的操作演示中,操作員用手持平板電腦指揮機器隊友(Trevithick, 2021)。消除對界面的需求的一個方法是,使用一套允許大腦和機器之間雙向互動的技術,直接將機器與人腦連接起來。人工智能和神經技術領域--尋求將技術部件連接到神經系統的科學領域--之間正在進行的融合可能會在未來實現最佳的人機互動(Rickli,2020c)。

人與機器之間的關系質量對人機交互至關重要,并且受到界面特征的影響。使用外部界面(屏幕、平板電腦、計算機)來監督或以其他方式與機器或半自主代理接觸,可能對認知要求很高,導致喪失警覺性和自滿情緒(Puscas,2022)。神經技術的進步可能會解決飛行員與外部鏈接(如屏幕或顯示器)互動的需要,以查看、溝通并向機器傳輸信息。腦機接口(BCI)將把忠誠的僚機控制無縫整合到飛行員的認知過程中,以減少認知過載,加速觀察、定向、決定和行動(OODA)循環,如下圖9.2所示,并消除設計接口的復雜任務。BCI可以 "促進思維速度的多任務處理",并允許飛行員 "與智能決策輔助工具對接 "和多車輛合作(Bartels等人,2020)。DARPA正在努力實現BCI的使用,它模擬了狗斗,其中算法 "進入 "對手的OODA循環,通過更快的決策擊敗人類對手(Tegler,2020)。

圖 9.2:OODA 循環的儀表板樣式表示

技術的融合融合了每項技術的特質,加速了它們的發展,并導致了以前不可能的新穎創新。然而,融合也使與單個技術相關的風險轉移到另一個技術,有時會帶來全新的、不可預測的挑戰。因此,雖然BCI等神經技術可以及時實現最佳的HMT,但它們也帶來了新的和更復雜的風險。對于神經技術而言,這些風險包括數據隱私和認知及精神完整性的倫理困境、大腦操縱和發動認知戰爭的新途徑,以及前所未有的監控能力等(Rickli和Ienca,2021)。

結論

人工智能的進步導致軍事行動中具有自主能力的人工智能驅動的機器在質量和數量上的增加。然而,今天的人工智能相對脆弱,這意味著作戰人員將在戰斗空間與機器共存,越來越多地成為隊友。空軍必須投資于可消耗的、無人駕駛的能力,如忠誠的僚機,以克服信息負擔、認知過載和高度競爭的空域中的低生存能力等挑戰。HMT的挑戰是未來空中力量能力的中心。優化人與機器之間的關系,而不僅僅是駕駛這些忠誠僚機的算法,是至關重要的。確保飛行員對人工智能驅動的自主系統的運作和性能有信任,并對其固有的局限性有一個強有力的理解是至關重要的。在解決這些問題時,培訓和用戶界面的重要性非常突出。了解自主性如何影響信任并影響飛行員和他們的機器隊友之間的關系,將對推進HMT具有決定性意義。神經技術,特別是BCI,是一個新興的領域,有可能與忠誠的僚機概念相融合,并使人與機器之間的聯系更加優化。通過預見性地預測BCI、忠誠僚機和人工智能之間的融合所帶來的新挑戰,對于指導未來空中力量的發展至關重要。

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人工智能是空中力量的一個強大推動力,但它的潛力還沒有被完全釋放與實現。只要承認其局限性并進行適當的管理,人工智能就有可能極大地改善空軍在不同戰爭層次上的規劃和決策過程。有助于簡化人工智能的使用并允許盡可能精確地利用最多數據的新投入將提高采用人工智能的潛力。從長遠來看,人工智能在聯合層面可能被證明是最有用的,因為它可以從每個部隊組成部分可以提供的大量數據和信息共享中受益。然而,在戰爭中擴大使用人工智能存在著復雜的挑戰和風險。為了建立一個未來的方向,需要考慮到人工智能在技術和人類用戶層面上的基本限制。

引言

當下人工智能(AI)的驚人發展并不總是能引起軍事飛行員群體的興趣。然而,最近人工智能與有經驗的戰斗機飛行員的空戰模擬引起了廣泛的關注(Ernest等人,2016)。在這些模擬中,人類飛行員被他們的人工智能對手擊潰。飛行員和許多其他行業一樣,最終會因為人工智能的進步而消失,這一觀點因此得到了越來越多的關注(Pashakhanloun,2019)。盡管人工智能加速發展,然而迄今為止,人類飛行員在空戰和領導空中力量投射方面的作用沒有什么變化。人類飛行員并沒有被取代,而是逐漸被允許在駕駛艙內積累人工智能的好處,就像駐扎在總部和空中作戰中心的空軍軍官一樣。

只要承認其局限性并加以適當管理,人工智能就有可能大大改善空軍的信息力量和損耗能力,以支持不同級別戰爭的規劃和決策過程。在評估人工智能在空中力量使用戰略的多個層面時,空軍領導人必須在關鍵的兩難問題上找到明確的方向。可以為人工智能開發哪些戰術、作戰或戰略應用?與其他戰爭相比,人工智能的使用是否更適合于特定級別的戰爭?我們如何將人工智能融入我們的戰爭方式?本文將在考慮人工智能的未來發展方向之前,探討與人工智能在經典戰爭層面的使用有關的一些基本挑戰,最后,討論擺在面前的關鍵相關限制和危險。

戰術層面的AI

從一個作者到另一個作者,對人工智能(AI)的定義有很大的不同。法蘭西共和國官方雜志》將人工智能定義為 "一個理論和實踐的跨學科領域,旨在了解認知和思維的機制,以及通過硬件和軟件設備對其進行模仿,以協助或取代人類活動"(2018)。基于這一定義,我們可以將人工智能理解為一種計算技術,它通過利用不斷擴大的可用數據量、不斷增長的計算能力以及軟件設計的進展來解決問題。人工智能的應用是多方面的,幾乎影響到所有領域。人工智能可以簡化行政任務。它可以提高機群維護的性能。它可以優化導彈的制導系統。

然而,正如邁克爾-C-霍洛維茨(Michael C. Horowitz)所指出的,人工智能不是一種武器(霍洛維茨,2018)。它是一個推動者,更類似于電力或內燃機等發明,而不是作戰坦克或戰斗機。現在,越來越多的軍事參與者正在將人工智能引入軍事行動,主要集中在戰術活動上。以色列是這一領域的先驅之一,最近在聯合行動中利用了三種人工智能的能力--《煉金術士》、《福音》和《智慧的深度》(Antebi,2022)。《煉金術士》利用戰術和行動數據,通過手持平板電腦提醒部隊可能的攻擊。《福音》為威脅識別提供建議,操作者必須驗證并決定適當的反應(Ahronheim, 2021)。據報道,這一應用節省了使用現有方法實現相同結果所需的一年的努力。最后,《智慧深度》能夠生成有史以來最全面的地下隧道地圖。

戰役與戰略層面的AI

人工智能在改變戰術層面的戰斗空間方面已經顯示出成果,但在更高的戰爭層面也有潛在的優勢。然而,由于戰略、作戰和戰術層面的戰爭需要不同類型的考慮和推理,人工智能的潛在應用和可獲得的結果也相應地有所不同。

根據克勞塞維茨的說法,戰略必須削弱并最終打破對手的意志。然而,衡量或量化戰略的這一目標并不容易實現。雖然軍事行動對對手造成的損害可以削弱他們的決心,但對于意識形態、政治或心理驅動的對手來說,這并不總是真的。戰爭不能簡化為一系列簡單的邏輯行動和可預測的結果,作為一種人類活動,創造力、驚喜、欺騙和心理因素都會發揮作用(Payne, 2021)。

人工智能無法探究戰爭的心理因素,也無法理解為什么戰場上的失敗并不一定意味著放棄戰斗意志。就像用于體育的軟件不能畫畫、走路,更不能預測比賽中發生的事情一樣,人工智能不能解決涉及人類的復雜互動所帶來的問題。人工智能將無法預測軍事行動中經常遇到的人類創造力和意外或欺騙因素,更不用說為其提供解決方案。人工智能的這些局限性的解釋是,能夠與人類的認知能力相匹配甚至超越的強人工智能目前并不存在。

  • 人工智能將無法預測軍事行動中經常遇到的人類創造力和意外或欺騙因素,更不用說為它們提供解決方案了。

人工智能將越來越多地參與到從規劃階段到執行空戰的行動中,但空軍反而需要依賴狹義的人工智能。狹義人工智能僅限于特定的任務和角色,它能以超過人類能力的水平完成這些任務和角色。表8.1比較了窄人工智能和強人工智能中的屬性,后者仍處于發展的早期階段。雖然狹義的人工智能可以支持戰術活動,但它主要被證明不足以將這些聚集成行動層面上的決定性優勢。這樣的觀察在各種嘗試中都有記錄,例如美國海軍為海軍指揮官開發作戰層面的人工智能系統的努力(Aycock和Gleney,2021)。

表 8.1:狹義 AI 和強 AI 的屬性比較

如何最好地利用新興技術還有待觀察,因為僅僅擁有技術是不夠的。在第二次世界大戰中,盟國擁有的坦克相對多于德軍,但由于德國軍事理論的力量,他們的軍隊遭受了關鍵的失敗。人工智能已經成為美國和中國之間競爭技術優勢的核心問題,讓人想起冷戰時期的動態。然而,無論系統的技術有多先進,軍隊使用人工智能的結果將取決于它與之結合的理論和概念。人工智能解決方案必須根據軍事環境的具體限制和特點進行調整。因此,必須通過同時發展和整合理論和作戰概念來全面發展人工智能的能力。

同時,人工智能可以以更有限的方式加以利用,以深入研究特定設備的工作原理或關注對手系統的漏洞--這是約翰-A-沃頓(1995年)著名的 "重心 "概念之一。人工智能也開始被用于影響和心理行動(PSYOPS),這已經成為軍事活動的一個重要組成部分。在現代沖突中,各方都可以歪曲、操縱和傳播錯誤信息。人工智能在這種情況下有很多用途,并能以各種方式支持進攻性和防御性的PSYOPS。按照同樣的思路,人工智能將在信息戰中發揮更大的作用,在信息戰中,信息系統代表了所有各方的關鍵重心。

也許人工智能在作戰層面上最重要的用途在于其優化情報和提供預測分析的能力,使空軍能夠更好地預測威脅和環境的變化。特定的人、特定的關鍵詞和其他模式的存在可以提前提供有關對手意圖和未來計劃的信號。考慮到盡可能多的現成信息,如視頻、文本和圖像,這些信息可能沒有被有效融合和利用,人工智能可以產生強大的結果。通過主動情景規劃的收集和監測(COMPASS)計劃是一項雄心勃勃的努力,旨在通過結合幾個學科,如博弈論、建模和模擬,實現這一目標(Tucker,2018)。

同樣,人工智能可以通過支持對不同建議和行動方案(CoA)的評估和測試,在高層規劃中發揮寶貴的作用。通過對敵對勢力、他們的理論、能力、后勤以及可能的領導人的指揮風格進行建模,人工智能可以幫助指揮官和作戰計劃人員衡量哪些行動方案可能會產生最理想的結果。更進一步說,通過改變建模參數,人工智能可以豐富對假設的思考,突出文化偏見或新的見解。人工智能的應用可能有助于引起人們對被忽視的考慮,甚至有助于開發新的思考挑戰的方法。如圖8.1所示,人工智能在制定行動方案的不同階段有明顯的潛力,可以做出有價值的投入。

圖 8.1:制定行動方案的抽象流程圖

人工智能的未來發展方向

使用人工智能的行動結果和經驗表明,這項技術可以通過加強情報、部隊保護和協助決策來支持戰術活動的重要方式。本文所涉及的簡要意見為我們提供了對人工智能未來潛力的一瞥。越來越多地將人工智能引入國防,推動了始于20世紀末的軍事事務革命(RMA)。與20世紀90年代一樣,其基本目標仍然是整合新的智能技術,通過揭開 "戰爭迷霧 "來主導戰斗空間。

戰斗空間傳感器的增加加強了信息的收集,這些信息必須被處理、合并,并分配給部隊成員,以建立多重殺傷鏈。隨著仍處于早期階段的 "馬賽克戰爭 "概念的實現,這一趨勢將變得更加明顯(Clark和Schramm,2020)。人工智能與多領域作戰(MDO)結構高度相關,它將聯合能力匯集在一起,使早期發現對手的弱點并協調針對這些弱點的同步效應成為可能。人工智能使其有可能通過預測或識別甚至是暫時的弱點,例如,對手的雷達故障,并觸發快速行動和效果以利用時間敏感的目標。

作為一個系統的設計,人工智能的潛力被放大了。在思考空中力量的未來時,這方面出現了兩個有希望的方向:無人機群和忠誠的僚機。在無人機群中,微小的自主系統將像蟻穴一樣運作,其中每個單獨的元素不一定是高度專業化的,但結合成一個系統,提供了一種類似于集體的智能。由于一個元素抵消了其他元素的技術限制,在同步工作中,這些蜂群可以執行復雜的功能,如探測、欺騙和打擊。無人機群被視為未來飽和敵方防空系統的基本手段(Hamilton和Ochmanek,2020)。

另一方面,忠誠的僚機概念則更加雄心勃勃。目前正在開發的第六代飛機被設想為與自主無人機一起運行,協同執行任務。這些僚機將為它們的載人同行提高態勢感知和生存能力,并協助飛行員更快地做出更好的決定。忠誠的僚機將可以適應反映特定任務目標的角色--例如具有電子戰或打擊功能。在過去一個世紀里,領先的空軍利用質量擊敗對手的方法基礎上,忠誠的僚機將重新定義人機合作的動態,并導致未來空軍結構的根本變化。

人工智能相關的限制和危險

如果不強調等待用戶的限制和危險,對軍隊使用人工智能的任何概述都是不完整的。人工智能不是一個神奇的推動者。像任何新興技術或新技術一樣,人工智能將需要發展和測試--反映出未來需要大量投資。人工智能在軍事行動中的應用不是一個簡單的運行軟件的問題。人工智能需要各種投資流,以開發所需的系統、有利的基礎設施,當然還有人的因素,這將使其得到最有效的使用,并保護其免受復雜對手的攻擊。

  • 人工智能需要各種投資流,以開發所需的系統、有利的基礎設施,當然還有人的因素,這將使其得到最有效的使用,并保護其不受復雜對手的攻擊。

必須創建新的數字架構、硬件和支持性基礎設施,以利用使人工智能成為可能的 "大數據"。將需要開發戰斗云來存儲數據,并且有必要確定數據和數據系統的性質和要求,以及適當的政策和治理框架。戰斗云和服務器的定位帶來了自己的挑戰--它們必須靠近用戶,但它們應該在空中還是在地面?無論答案是什么,它必須保證總部、指揮部和邊緣作戰人員之間的連接。

在當代軍事沖突中,各方都明白對連接和通信流的關鍵依賴。例如,在烏克蘭沖突期間,俄羅斯軍方瞄準了屬于商業電信服務提供商Viasat的服務器和數據交換節點,以阻止烏克蘭部隊的通信(Burgess, 2022)。事實上,人工智能有各種隱患,了解并能針對這些固有的局限性和脆弱性的對手可以利用這些隱患來損害其用戶的利益。例如,深度學習技術取決于所提供信息的質量和種類,以獲得準確的結果。

這就是為什么文化和無意識的偏見,限制了信息量,會導致操作員在與人工智能合作時做出錯誤的判斷。在人工智能所依賴的人機關系中,信任問題也會出現。如果人工智能比飛行員或受支持的指揮官更有創造力,并提供不尋常的方法來實現任務目標,這可能會引起懷疑和混亂,這在高速戰斗中是不可接受的。如果以同樣的方式產生的行動方案被推薦給盟友或聯盟伙伴,缺乏合理的推理會放大負面的后果。

另一方面,人類自然傾向于相信,當提供一個似乎連貫的結果時,機器是優越的。然而,過度自動化的風險會導致失常。在決策者處于高壓狀態下(例如等級或時間),通過依賴人工智能來指定目標,可能會造成錯誤,導致災難性的后果。

就像任何技術一樣,利用眾所周知的盾牌和劍的辯證關系,人工智能將不可避免地引發反戰略,并可能比預期更快地產生威脅。例如,北約空軍已經開發了自主無人機的進攻能力,卻沒有充分考慮到防御對手使用的類似系統。競爭對手在顛覆性技術時代發揮其能力的威脅有時被忽視,空軍需要告誡不要在人工智能方面重復類似的錯誤。這一點尤其重要,因為很多人工智能是利用商業上可獲得的或開放的軟件開發的,這使得對手有各種途徑來應對反戰略。

結論

人工智能是空中力量的一個強大的助推器,但它的潛力還沒有實現。有助于簡化人工智能的使用并允許盡可能精確地利用最多數據的新投入將提高其在不同級別戰爭中的應用潛力。從長遠來看,人工智能可能被證明在聯合層面上是最有用的,在那里它可以從每個部隊組成部分提供的大量數據和信息共享中受益。空軍領導人將需要決定可以給機器多大的自主權,以便在不影響戰略的情況下利用其品質。

  • 人工智能可能被證明在聯合層面上最有用,它可以從每個部隊組成部分提供的大量數據和信息共享中受益。

空軍中通過壓縮時間周期來加快行動節奏和進程的爭奪,決不能成為目的本身。戰爭的目的最終是為了實現政治效果,而不是在最短的時間內開展行動。就目前而言,人工智能在軍事行動中的使用仍然不可能在三個經典的戰爭層面上持續進行。也不可能將人工智能置于軍事決策過程或戰斗空間行動的中心。為了改變這種情況,需要在技術和概念上取得重大進展,以及思維方式的轉變。當這種情況發生時,關于飛行員將消失的預測很可能很快就會實現。

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協調跨越空中、陸地、海上、網絡空間和空間的行動需要獨特的特點。多域作戰依靠空間領域作為 "決定性的 "使能因素,并要求空間領域的專門知識達到長老級水平。必須培養一支新的空間專家隊伍,以便在未來有爭議的環境中利用空間推進器。這項任務往往落在空軍領導人身上,他們必須提出培訓要求,并為軍事空間官員開發職業途徑,以確保空間力量能夠被投射到空域,反之亦然。創造這樣的專門知識是與主流服務文化相悖的,并將需要努力,但能夠支持多領域行動的空間專家將有助于確保空軍能夠創造不對稱的、跨領域的、聯合武器的能力,這將使他們成為有吸引力的伙伴和可怕的對手。

空間作為成敗的推動因素

只是在最近,人們才認識到,空間的推動者可能具有如此重要的意義,可以決定軍事行動的成敗。直到最近,只有少數國家擁有軍事或與軍事有關的衛星。因此,對空間專家的軍事要求很小,而且,相應地,職業道路也很少。然而,今天,空間領域與所有軍事行動領域相鄰,并且與軍事(以及多領域)行動越來越相關。

至關重要的是,要理解空間領域對當今軍隊的多域行動到底有什么貢獻。空間能力支持MDO的各種有價值和關鍵的使能因素,實現廣泛的態勢感知和跨領域的連接。在最基本的層面上,所有地面行動都受到天氣的影響,而空間資產提供了對天氣狀況的預先警告和預測。接下來,大多數軍事行動受益于高空圖像,一些行動需要準確和及時的遙感。安全和抗干擾通信需要精確的時間,雖然這種能力已經存在了幾十年,但爭奪通信鏈路的能力的擴散已經穩步增長,增加了對規劃和反應戰術的需求。

圖 6.2:軍事行動的太空使能器

此外,所有的軍事行動都需要導航,有些還需要向精確的地點投放效果。只要有必要的地面設備,全球導航空間系統(GNSS)就能提供極其精確的位置。最后,所有的軍事行動基本上都需要指揮和控制(C2)以及協調,往往是在分散的單位之間,往往是在視線之外,偶爾是在地平線之外,甚至是在全球范圍內。在這里,空間能力可以實現必要的連接,只要有知道如何獲得它的專家。一些軍事行動是在導彈攻擊的威脅下進行的。空間可以提供導彈攻擊的預先警告,并提示地面導彈防御系統。導彈預警也許是所有軍事空間行動中要求最高的,因為信息必須在極短的時間內傳遞。

人員培訓

在無爭議空間的簡單行動可能用民用系統做得很好,但在需要的時候優化和確保必要的精度需要專家。在要求最嚴格的任務中,只有專家才知道到哪里去請求和接收這種圖像或電磁測繪。因此,充分利用空間所能提供的東西需要專家了解給誰打電話,要求什么,以及如何格式化信息,使其對空軍、士兵和水兵有意義。戰區作戰計劃和執行人員,包括區域聯合行動中心特別需要這種專業知識,但在國家聯合參謀部也越來越重要,特別是在制定計劃的地方。

這種培訓的模式存在于美國空軍的國家安全空間研究所(NSSI公共中心,n.d.)和陸軍的FA40計劃(陸軍空間作戰軍官(FA 40),n.d.)。尋求提供更廣泛的跨領域戰略和行動的模式包括美國空軍空軍指揮和參謀學院的聯合全領域戰略家(JADS)計劃,以及美國空軍第505部隊的實驗課程(不幸的是,該課程很短暫),旨在為空軍部門培養多領域戰爭官員和全領域作戰規劃者(亨利,2021年),其中對空間的重視被納入其中(賴特,2019年)。

為反太空做準備

然而,知道向誰詢問以及在太空中詢問什么可能是不夠的。所有這些在很大程度上都是想當然地認為,空間資產是存在的,并且能夠不受干擾地運作,但是,這可能越來越不真實。空軍領導人必須決定行動中心必須有多少名空間領域的規劃人員,并提前對他們進行培訓。在較小的空軍中,可能難以創造和維持一個職業領域,空軍領導人必須尋求為軍官創造進入國家空間計劃或當地商業空間生態系統的途徑,并考慮如何有效利用預備役人員或兼職的專業知識。正如各種來源所詳述的那樣(NASIC公共事務辦公室,2018;國防情報局,2022),幾個反空間系統是 正在開發中,在空軍領導權衡未來太空干部必須準備好的東西時,必須考慮這些發展。

  • 空軍領導人必須決定行動中心必須有多少空間領域的規劃人員,并提前對他們進行培訓。在較小的空軍中,可能難以創造和維持一個職業領域,空軍領導人必須尋求為軍官創造進入國家空間項目或當地商業空間生態系統的途徑,并考慮如何有效利用預備役人員或兼職的專業知識。

保衛友方太空使能器

如果空間資產易受攻擊和未受保護,一個依賴空間力量的多領域作戰計劃可能會崩潰。由于對空間系統的大量威脅來自于地球,這可能改變目標的優先次序。空中力量有可能成為主要的反空間武器,因為它可以攻擊設置有傳輸、接收、控制和處理站的地面部分。

防御不友好的太空能力

同樣,一個多領域的行動計劃可以被一個能夠利用空間系統獲得關于攻擊及其力量的先進知識并能夠以安全的超視距通信和精確性協調反應的對手挫敗。因此,需要空間專家來了解對手的空間系統和關鍵動態,例如他們何時處于觀察的位置。

跨域支援火力和航空航天聯合武器

空軍人員應該特別關心地問:空間部隊如何支持空軍?空間部隊如何能拒絕空軍?空軍如何能支持太空部隊?空軍如何能拒絕太空部隊?這些跨領域的問題需要反空間的教育和培訓,以及跨領域的反空間思維,以及對軌道動力學、戰斗秩序和對手武器系統的基本了解。

將太空力量投射到空中領域

空中力量在力量投射方面具有出色的射程和無可比擬的速度,特別是在有足夠的空中控制權的情況下,可以不受爭議地開展行動。空中力量通過超視距傳感和導航來實現,這使它能夠了解其目的地和目標、天氣以及用于C2和協調的安全的超視距通信。空中力量受到導彈攻擊、敵方活動或電子戰令變化的早期預警的保護,例如。

只要有適當的規劃,空間力量可以將所有這些能力--超視距傳感、精確導航、超視距通信和預警--投射到空中領域。空軍作戰規劃人員必須認識到,像這樣的資源可能需求量很大,可能需要優先考慮,可能需要特殊的許可或訪問終端,可能必須在有爭議的環境中運行,因此需要在需要這些服務之前提前很長時間提出要求。重新配置星座以提供最佳覆蓋需要時間。獲得戰略能力的許可需要時間。專業的空間專家或聯絡官需要了解飛行員需要什么,何時何地需要它,并提前考慮如何確保和提供這種使能因素。在有爭議的環境中提供空間使能因素,必然要求有防御性反空間的專門知識。

空軍還必須確保其部隊設計追求設備的整合,如衛星終端和全球導航衛星系統接收器。如果部隊設計者希望從空間力量中獲得新的使能能力,他們需要向空間部隊提供一個明確的需求信號。例如,有一系列可能直接支持空中力量的 "藍天 "想法,如火箭貨物運送(AFRL, n.d.)的任務能力部件(MICAP)、天基電子戰效果(Sands, 2018)、天基目標指定(Rogers, 1997)、天基數據網關(XVI衛星,n.d.),或天基跟蹤移動目標(McLain和Dalman, 2018)。如果沒有來自和流向空間力量的明確的需求信號,以及對如何闡明和在哪里發出這種需求信號的理解,就不可能發展諸如這些利基能力。需要了解空中力量問題集以及空間力量技術和空間力量需求系統中可能的藝術的人。

空間力量也可以被用來拒絕或破壞敵人空中力量的一致性。目前,空間力量沒有直接的反空效應,例如從空間擊落飛機的能力,而且一些物理、技術、財政和政治障礙阻礙了這種能力的形成。然而,空間力量可以通過光電、雷達和電子測繪的高空傳感,剝奪對方空軍突襲或集中力量的機會。雖然高度升級并可能需要最高級別的批準,但原則上,友好的反空間能力可以剝奪對方空軍提前看到目標的能力,在發射前獲得導彈預警,或剝奪空軍使用衛星為其行動導航、通信或交換計時信號的能力。

將空中力量投射到太空領域

空間力量依賴于空間段、地面段和鏈接段(USSF, 2021)。在空間段內,航天器容易受到導彈攻擊、干擾、網絡空間攻擊以及激光的炫目或致盲--所有這些原則上都可以由空中平臺提供。例如,鏈接段可以被針對衛星、上行/下行站或用戶的空中資產所利用或攻擊。地面部分,如上行/下行設施、C2要素、航天器跟蹤設施或發射設施,也可直接受到動能空中力量的攻擊或由地面部隊的空中投送。

地面和空中對手的反衛星能力也將容易受到空襲。空軍可能需要準備好保衛友好的地面空間支持基礎設施或攻擊對方的地面空間支持基礎設施。空軍可能需要執行直接的反空間任務,或攻擊正在針對友軍空間系統部署的敵方空軍能力。但是,為了使空中力量在這樣的作戰場景中有效,它需要參與規劃并了解戰斗命令和對手的空間和地面系統。從邏輯上講,一些專門的能力將需要定制的部隊設計。

結論

MDO已經成為現代行動的一個必要條件,因為每個軍事行動領域都有獨特的優勢。畢竟,一個領域的行動可能取決于對另一個領域行動的支持,而且威脅可能從任何領域出現以攻擊相鄰的領域。因此,了解相鄰領域及其相互作用并能將這些影響轉化為其領域的空間專家,在執行MDO中是必不可少的。

空間領域越來越多地提供局勢意識的背景和與廣大軍隊連接的主干,因此,是MDO的基本連接組織。但是,空間領域可以釋放的優勢并不是免費的。最大限度地提高空間領域對MDO的無縫貢獻的能力需要專業知識,這必須提前培養。考慮到空中和太空之間的密切歷史關系(目前不存在單獨的太空部隊),這種專門知識最有可能在空軍中成長。這種專門知識需要在作戰層面上發展,一個領域(空中、陸地、海洋)的作戰問題可以轉化為另一個領域(空間)的要求,一個領域(空間)的作戰能力和見解可以轉化和傳播,以使其他領域(如空中、陸地、海洋)的部隊發揮作用。

發展這種能力既需要對這種專門知識的正式要求,也需要明確闡述發展這種專門知識所需的培訓,以及一個晉升途徑,至少到實地級別,以及在工業或民用空間和兼職服務中創造隨后的職業道路的一些預先考慮,以確保在未來獲得他們的專門知識。創造這樣的專業知識是與主流服務文化相悖的,需要努力。但是,那些付出這種努力的空軍將面臨更少的令人討厭的意外,并將擁有可支配的非對稱的、跨領域的、聯合的武器能力,這將使他們成為有吸引力的伙伴和可怕的對手。

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軍事能力發展是一個高度復雜的過程,當能力發展發生在多國背景下時,其復雜性會大大增加。世界各地的軍隊已經進行了創新,以管理這些復雜的問題,并開發了幾種模式來處理這些問題。每種模式都提供了不同的解決方案,具有不同的成本和效益,但總是有一個權衡。最相關的權衡是協調和政治成本與經濟和軍事利益之間的權衡。本文討論了軍隊創新的多國能力發展模式,其成本和收益,以及軍隊如何處理這些成本。

戰略背景

能力發展不僅是為了采購武器系統。它也是關于確保一個國防組織擁有所有 "在一套特定的性能標準和環境條件下完成任務或產生效果的必要條件"(Taliaferro等人,2019,第5頁)。因此,除了采購設備外,還必須指派人員進行工作和培訓,需要建立組織以提供圍繞設備和人員的框架,必須建立適當的設施和基礎設施,需要確保與盟友的互操作性,還必須制定概念和理論框架以提供指導。因此,正如圖3.1中的模型所示,軍事能力的發展是一項非常復雜的任務,往往涉及數百甚至數千名來自不同背景和機構要素的人員來產生。

圖 3.1:發展防線(改編自英國國防部,2007 年)

軍隊與盟友和伙伴合作以實現高端能力的壓力越來越大,因為他們往往缺乏適當的財政資源或具體的專業知識,而這些資源和專業知識可能是自己實現這些能力所必需的。這種壓力并不是一個新的現象,邁克爾-亞歷山大和蒂莫西(2001)在二十年前就已經指出,"國防政策的算術 "促使軍隊增加多國能力發展。這種算術表明,軍隊的成本增長速度遠遠超過其預算。例如,軍隊的人員和運行成本的增長速度遠遠超過平均通貨膨脹率,而武器系統的成本隨著每一代產品的問世而急劇增加。由于這些原因,軍方往往選擇多國項目,希望合作能幫助克服這些困難。

然而,通過多國合作管理財政和軍事方面的不足,會不成比例地增加項目的復雜性。更高的復雜性背后的原因是,來自不同國家的國防組織具有不同的組織文化、目標、結構和流程,必須在多國項目中合作。不足為奇的是,這種較高的復雜性會給軍事和政治領導人帶來問題,而這些問題是他們在完全依賴國家國防項目時不會遇到的。例如,更多的復雜性增加了協調成本。因此,與國家能力發展項目相比,多國各方必須投入更多的時間和精力來協調他們的追求。這往往導致成本超支和延誤(Hartley, 2019, pp.244-250)。此外,還有一些政治成本,往往來自于依賴性的增加。例如,當國家或組織的利益出現重大分歧時,一個或多個國家可能會施加警告和限制,甚至放棄整個項目,使多國項目不可行。盡管有這些困難,軍方還是進行了創新,使多國能力發展項目發揮作用,但不同的方法提出了不同的成本和效益方案,供決策者考慮。

跨國能力發展創新

正如Jan Fagerberg所指出的,發明和創新之間存在著重大的區別。'發明是一個新產品或工藝的想法的首次出現。創新是想法的第一次商業化'(Fagerberg,2018:6)。相應地,創新往往'只'意味著一個組織將一個已經存在的想法應用于一個問題、過程、產品等,而這個想法之前從未在該特定環境中應用。這聽起來可能相對容易,但創新是困難的,軍事組織可能會在實施新想法時遇到困難。2018年,由谷歌前首席執行官埃里克-施密特領導的美國國防創新委員會強調,五角大樓 "沒有創新問題;它有一個創新采用問題"(塔克,2018)。軍隊對新想法持謹慎態度,因為他們必須應對戰場上和戰略環境中的巨大不確定性。因此,軍隊更喜歡穩定,并通過嚴格的等級結構和標準操作程序(SOP)從不確定性中創造確定性。軍隊的這些特點產生了穩定性和穩健性,這有助于緩解不確定性,但也可能成為抵制變革和創新的來源(Hasselbladh and Ydén, 2019)。這并不是說軍隊不能改變和改進(Roberts,2020),但重大的變化和創新大多是逐步發生的(Uttley等人,2019),快速的變化發生在特殊情況下(Nemeth和Dew,2020)。

  • 軍隊對新想法持謹慎態度,因為他們必須應對戰場上和戰略環境中的巨大不確定性。因此,軍隊更喜歡穩定,并通過嚴格的等級結構和標準操作程序(SOP)從不確定性中創造確定性。

關于多國能力發展的創新也是如此。例如,創建一個多國的歐洲空運司令部(EATC)的想法誕生于20世紀90年代末(歐盟,1999年),但EATC在2010年才成立,需要再過五年才能實現其目前的形式和能力。EATC沒有自己的飛機--其指揮下的機隊以國家空軍基地為基地,由國家空軍運營--但它協調七個歐洲國家的國家空運和加油能力,并對參與國之間共享的150架飛機的集合機隊擁有運營控制權,以提高有效性和效率(EATC, 2022)。

  • EATC "僅僅"集中了現有的國家能力,在一個多國框架內產生規模經濟和更高的效率。這里實施的創新是將現有的規劃、任務分配和控制航空資產的國家解決方案應用和修改為多國結構。

創新往往與新技術聯系在一起,但正如EATC的例子所表明的,情況并不一定如此。EATC "只是 "集中了現有的國家能力,在一個多國框架內產生規模經濟和更高的效率。這里實施的創新是將現有的規劃、任務分配和控制航空資產的國家解決方案應用和修改為多國結構。創新文獻顯示,除了技術創新,國防組織可以在組織、后勤、流程或工作模式層面實施創新(Kahn,2018)。與此相呼應,多國軍事能力發展中最相關的創新往往不是技術創新,而是與流程和組織創新有關。這種創新試圖管理極端的復雜性,解決大規模協調的需要,是多國軍事項目的固有特點。

有可能區分四種類型的多國能力發展模式:能力匯集、能力共享、角色和任務共享以及通過收購匯集(Csiki和Nemeth,2012)。在匯集能力的情況下,國家擁有的能力被整合到一個多國結構中,就像前面提到的EATC的例子。能力共享是指武裝部隊在多國環境中提供部分能力,但國家在合作期間保留對其能力的控制權,部隊不被整合到多國結構中。傳統上,這些類型的多國項目包括培訓和教育方面的合作,提高軍隊之間的互操作性,多國維修項目,以及概念和理論的發展。角色和任務分擔是指國家不擁有特定的能力,但在多國合作項目下相互提供支持以彌補能力差距。例如,在歐洲,盟國在波羅的海國家、斯洛文尼亞和冰島上空執行空中警戒任務,因為這些小國沒有能力獨立采購和維護此類任務的能力。作為交換,這些國家發展了利基作戰能力,使其盟友在其他領域受益(Christiansson,2013)。英國皇家空軍也在愛爾蘭飛行情報區履行空中警務職責,以保護愛爾蘭和英國(Allison, 2022)。

通過采購進行集合有兩個子類別:聯合采購和合作開發。當幾支武裝部隊決定共同采購、維護和操作一種能力時,就會發生聯合采購。他們對這種能力沒有國家控制權,而是通過一套不同的安排來使用它。例如,16個北約成員國共同運營一支由14架波音E-3A機載預警和控制系統(AWACS)組成的機隊,基地位于德國的蓋倫基興。這些飛機 "為聯盟[北約]提供空中監視、指揮和控制、戰斗空間管理和通信 "能力(北約,2022a)。在戰略空運能力(SAC)的框架下,十幾個北約國家已經采購并維護了一支由三架C-17環球霸王III運輸機組成的機隊,在匈牙利的帕帕空軍基地運營(NSPA, 2022)。15個北約盟國還獲得了盟國地面監視(AGS)能力,其中包括5架北約RQ-4D "鳳凰"(改良的全球鷹)遙控飛機(RPA)和地面指揮和控制(C2)站,為盟國提供情報、監視和偵察(ISR)(北約,2022b)。

合作開發是指兩個或多個國家共同開發和生產一種資產。這可以采取不同的形式。例如,在F-35戰斗機的案例中,美國是主要的開發商和客戶,而另外8個有貢獻的伙伴國參與了該項目。然而,在歐洲,公正的回報原則經常被使用,例如共同開發歐洲戰斗機和A400M運輸機的情況。公正回報原則確保參與國按比例產生與他們的貢獻相同的項目份額。正如Andrew Moravcsik所指出的,"公正的回報就像一個卡特爾,參與者在他們之間劃分市場份額"(Moravcsik, 1990, p.74)。這很少是一個有效的解決方案,因為需要大量的協調和談判來按比例分配不同的工作階段,而且不能保證那些國家獲得具有最專業的生產任務。

跨國能力發展的成本和收益

軍隊和國防工業已經進行了重大創新,產生了多樣化的多國能力發展模式,但這些模式呈現出不同的成本和收益。多國防務合作通常發生在某些因素一致的情況下(Nemeth,2022)。其中,伙伴們通常會在多國環境中轉向彼此發展防務能力,因為他們缺乏必要的財政資源或專業知識來實現其能力目標。因此,各國在多國合作中尋找他們個人缺乏的東西,他們希望與合作伙伴一起,他們將有足夠的資源和專業知識來發展所需的能力。然而,正如Bastian Giegerich所強調的,"合作的成本和收益之間存在著復雜的關系",因為 "某種方法越是有可能創造巨大的收益,就越有可能在其他領域創造巨大的成本"(Giegerich, 2010, pp.89-90)。

例如,一個多國能力發展項目很可能會使參與國受益,因為這些國家整合資源,為軍事能力創造產出,否則就不可能單獨實現。同時,如果將成本匯總到一起,包括協調和政治成本,那么能力發展項目對單個國家來說不一定能證明成本較低。成本可能以非財務形式支付,如放棄某些方面的國家自主權,容忍對合作伙伴供應鏈的更高依賴性,以及接受因廣泛的協調要求和合作伙伴對共同開發的內容進行談判而導致的計劃延誤。

此外,某些能力發展模式并不提供新的能力。盡管能力的匯集、能力的共享、角色和任務的分擔可能使現有的能力更具成本效益,甚至使它們在操作上更加有效,但它們并不自動等同于緩解能力的不足(Biscop和Coelmont,2011年,第2頁)。相比之下,通過收購進行的兩種集合通常會產生重要的新能力,但也會與合作伙伴建立大量的相互依賴關系。

表 3.1:跨國能力發展模式的收益和成本

表3.1顯示了關于不同類型的多國能力發展模式的某些成本和收益之間的關系。'經濟效益'顯示了與參與國追求國家解決方案相比的積極財政影響。'軍事利益'表示多國項目所帶來的軍事能力收益水平,而'協調成本'則反映了為使合作有效而必須進行的談判和協調的強度。最后,"政治成本 "指的是軍事和政治領導人必須接受的風險,即考慮到擴大對合作伙伴的依賴和依靠而放棄的國家自主權。

共享能力的成本最低,收益也最低,因為為多國培訓和提高互操作性做出貢獻會產生價值,而且是必要的,但本身并不提供新的能力。然而,由于在這種模式下國家能力很少被納入多國結構,政治和協調成本仍然很低。聯合采購提供了最高的經濟和軍事利益,因為如果沒有這種選擇,許多國家可能無法獨立承擔集體采購和維護的能力。然而,聯合采購的協調和政治成本很高。角色和任務共享在北約盟國中比較常見,但在其他地區,這往往是一個例外,因為它需要合作伙伴之間有非常高的信任度。在這些情況下,國家可能完全依賴盟友和伙伴的軍事能力,這就帶來了高昂的政治成本,以換取他們產生的經濟和軍事利益。

總的來說,能力的匯集和共同發展提供了最有利的回報。盡管在能力匯集的情況下,經濟和軍事利益不大,但它們提供了更高的效率,政治成本也相對較低。國家通常保留在某些情況下從這些安排中撤出其能力貢獻的戰略選擇,這通常被認為是一種不太敏感的政治承諾。然而,這里的協調成本往往很高,因為軍方必須弄清楚他們如何能夠有效和高效地與多國匯集的能力合作。

確定共同開發的好處則更為復雜。在這種情況下,替代方案是采購和維護商業現成解決方案(COTS)的能力。這里的軍事利益是適度的,但經濟利益可能包括由于多國項目往往提供的規模經濟而產生的節約。在國內保持或發展國家生產能力和專業知識,也會對更廣泛的經濟產生重大影響(Hartley,2019)。然而,協調成本往往非常高,特別是如果以公正的回報等原則為模型。在這種多國合作中發現的政治成本和相互依賴性是適度的。通常情況下,國家擁有但共同開發的能力的維護和運作效率很少受到威脅,但參與國的不結盟出口管制政策可能會給共同開發的技術的出口帶來問題。

協調處理和政治成本

軍事能力發展是一個高度復雜的過程,當它發生在多國背景下時,其復雜性會大大增加。世界各地的軍隊已經利用創新來管理這些復雜性,并開發了各種模式來管理它們。每種模式都提供了不同的解決方案,呈現出不同的成本和效益,但總是有內在的權衡。最相關的權衡往往出現在協調和政治成本與經濟和軍事利益之間。 從過去的合作經驗中可以得出三個關鍵的教訓,以最佳方式管理這些成本。首先,確定其國家安全目標與高度信任的伙伴相一致的國家可以限制軍事合作的政治成本和必然帶來的相互依賴。因此,當這種情況發生時,國家往往會在彼此之間發起更多的防御合作(Nemeth, 2022)。這可以大大降低政治成本,但并不能保證成功。第二,在技術層面,"然而,最具破壞性的問題似乎是無法協調要求和時間尺度"(Giegerich, 2010, p.95)。因此,互操作性、標準化和需求的協調必須從一開始就被定位在多國能力發展項目的最前沿。

正如Bastian Giegerich所強調的,如果武裝部隊選擇采購或生成多國能力項目的國家版本,那么 "以后也幾乎不可能提高效率,因為不同的國家版本可能需要單獨的培訓和服務流程。當資產被部署時,它們也會降低互操作性"(Giegerich, 2010, p.95)。最后,擴大互動,如軍隊之間的聯絡官、培訓、交流和援助計劃,有助于減少政治和協調成本。多國軍事演習對于提高互操作性,發展共同的理論,以及在軍事盟友和合作伙伴之間建立共同的 "語言 "是非常有力的(Frazier and Hutto, 2017)。

通過這種互動,軍隊之間可以產生類似的思維方式,幫助推進如何在技術層面上滿足共同的要求和挑戰,并建立更高的信任水平。雖然通過采取這樣的方式來深化合作和建立伙伴關系可以減少政治和協調成本,但這些成本不會完全消失。當軍隊和政治領導人決定參與與能力發展有關的多國項目時,需要從更廣泛的角度考慮這樣做的成本和收益。

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(重要內容譯文)

當空軍面對技術中斷的環境時,必須以必要的遠見來應對領導變革的適應性挑戰和必要性,以克服文化障礙。變革主要是人類的挑戰,而不是過程,應對適應性挑戰需要的不僅僅是關注技術問題。顛覆性思想家常常因為不符合特定的價值觀而被邊緣化,但顛覆者的歷史角色在創造強大而持久的影響方面一直至關重要。領導風格對于激勵和授權組織走向變革至關重要。變革型領導在空軍中發揮著至關重要的作用,可以釋放其人員的潛力,從而朝著新的工作方式發展。然而,推進變革和改造人員并不是一個線性過程,為了維持這一進程,空軍領導人需要能夠提供信心并建立互信。

引言

上個世紀出現了巨大的技術飛躍,今天的無人駕駛飛行器(UAVs)和第五代及新興的第六代軍用飛機為空軍帶來了新的技術顛覆性環境。新興技術,如人工智能、大數據、量子技術、機器人、自主系統、新的先進材料、區塊鏈、高超音速武器系統和應用于人體強化的生物技術,僅舉幾例,將從根本上改變空軍必須組織和運作的方式。

認識到這一點,英國皇家空軍(RAF)在2020年推出了 "Astra",這是一項旨在建立一支適合未來的 "下一代 "空軍的運動。Astra涉及整個皇家空軍的漸進式變革,包括其指揮和領導方式(皇家空軍,2020)。負責推動RAFX--皇家空軍的創新中心--的Blythe Crawford大尉將轉型的挑戰概括為:皇家空軍以其傳統的方式,一直 "試圖用1990年代的流程和技術來管理一支第五代空軍"(皇家空軍,2022)。人為因素是軍事效力的核心,這不是最近才發現的。拿破侖-波拿巴強調了人的因素比物質數量和材料更重要的影響,他寫道:"在戰爭中,四分之三取決于個人性格和關系;人力和物資的平衡只占剩下的四分之一"(拿破侖,1808)。

本文將倡導人為因素的作用,從特立獨行、破壞者或離群索居者開始,如約翰-博伊德上校,"改變戰爭藝術的戰斗機飛行員"(Coram,2004)。在簡要討論了領導風格和結構之后,本文將探討適應性挑戰與技術性挑戰的概念(Heifetz, 1994; Heifetz, Linsky, and Grashow, 2019 and; Heifetz and Linsky, 2017)。最后,我們提供了一個由Kurt Lewin(1947年)設計并由John Kotter(1996年)演變而來的看似簡單的三步變革模型。這些概念模型的重點是如何通過改變人類行為來轉變心態或范式,并作為一種思考方式提供給空軍領導變革和轉型。

適應性挑戰和變革模型

一項關鍵的領導任務是了解挑戰的性質,并能夠區分反映 "技術問題 "的挑戰和反映 "適應性問題 "的挑戰(Heifetz, 1994)。技術性問題是指有已知解決方案的問題,我們向權威機構求助,期望他們能解決這些問題。一個例子是一個壞掉的飛機引擎,需要一個工程師來修理它,解決方案是不言而喻的,而且引擎現在可以工作。適應性挑戰是不同的,因為沒有不言自明的解決方案,當局沒有能力解決這個問題,而且還沒有開發出適當的反應。

對空軍來說,適應性挑戰的例子可能涉及到在面對激進的螺旋式創新、現有的工作模式或流程的低效率時保持競爭優勢。問題并不容易被貼上技術性或適應性的標簽,許多問題都是兩者的混合體。領導層失敗的一個原因是,當局把適應性挑戰當作技術性挑戰來對待,這一點海菲茲提醒要注意(海菲茲和林斯基,2017)。空軍領導人必須能夠解開混亂的網絡,將技術問題委托給適當的當局,并通過 "適應性工作 "解決適應性挑戰。

適應性工作旨在創造涉及領導者和追隨者互動的條件和環境,可以使組織或受影響的社區在面對復雜問題時 "茁壯成長"。根據Heifetz的說法,解決適應性或技術性和適應性的混合挑戰需要六個領導者行為或原則(Heifetz, 1994; Heifetz, Grashow, and Linsky, 2009 and; Heifetz and Linsky, 2017)。這些 "領導力原則 "或 "領導適應性變革 "的原則不斷演變,但可以總結為:

1.站在“陽臺”上。領導者必須對 "舞池 "中的情況有一個詳細的感覺,但為了了解大局,獲得一個遙遠的視角,識別模式,減少決定的壓力,他們必須到“陽臺”上。重要的一課是要在舞池和陽臺之間移動,避免被困在一個角度。

2.識別適應性挑戰。領導者必須準備好識別適應性問題的殘酷事實和所需的適應性變化。

3.調控困境。領導者必須進行平衡,不能壓倒,但也要保持足夠的緊張,以保持緊迫性。必須提出問題,即使領導者不掌握答案,也必須對無益的規范提出挑戰。

4.保持嚴謹的注意力。領導者要識別干擾因素,并將注意力集中在棘手的問題上。除非保持注意力,否則人們往往會回到舊的行為和技術問題中去。

5.把工作交還給人們。權力機構沒有答案;通過鼓勵和支持,鼓勵其他人承擔起責任,成為變革的一部分,這一點至關重要。

6.保護來自下面的聲音。在鼓勵人們接受責任和提出想法之后,領導者必須保護而不是壓制想法和聲音,包括不同意見者。

這些領導力原則與軍事環境高度相關,結合前面討論的變革型領導力的構建,可以使空軍領導人更好地應對適應性挑戰。然而,空軍和軍事環境為領導者應對適應性挑戰,特別是領導變革帶來了獨特的挑戰。由于其封閉性、僵化的結構和等級制度、傳統和工作方式,包括指揮、權力和授權的概念,適應性解決方案所需的條件在軍事組織中并不容易找到。在軍事環境中,也許比其他任何環境都更需要領導者思考如何突破界限,挑戰人們和現有的思維模式,向新的文化范式轉變。

Lewin因管理變革的三階段概念模型在英國國防組織中得到了成功的應用。Kurt Lewin(1890-1947)作為麻省理工學院(MIT)的教授,開創了應用研究、行動研究和團體溝通的先河,開發了一個早期的三階段變革模型(Lewin, 1947)。在解釋他的三階段模型時,Lewin使用了一個冰塊的比喻。為了獲得一個新的形狀,冰塊必須首先被融化("解凍"),然后變成新的形狀("過渡"),最后凍結("凍結")。因此,第一階段與人有關,現有的 "心態 "通過 "解凍 "而被拆除。阻力被中和或繞過,關于現狀的現有慣性被克服。在第二階段,由于抵制變革的力量被推動變革的力量所壓倒,因此發生了過渡。在這里,一個混亂的時期可能會變得很明顯,因為舊的方式正在受到挑戰,而沒有清楚地了解它們被取代的情況。第三階段與結構被凍結在其變化的形式中有關。

為了幫助這個三階段模型的應用,Lewin提出了一個名為 "力場分析 "的工具,用來測量影響目標實現的因素("力"),或阻礙目標實現的因素("阻")(1951)。Lewin因的程序模型(1947年)在領導變革時可以作為一個扶手,并與科特更現代的八步驟模型(1996年)有效地結合起來。Lewin模型的精髓和邏輯基礎在Kotter模型的演變中仍然是不可或缺的,其中的每一步都可以被解釋為解決變革失敗原因的一個連續體。Kotter的八步驟模型經受住了時間和應用的考驗,但為了反映快速變化的世界所帶來的不確定性而進行了改進,這導致了對其過時的批評(Kotter等人,2021)。最初的八個 "步驟 "被描述為使戰略網絡發揮作用的過程中的 "加速器",如圖1.3所示。

結論

技術上的顛覆性環境是由新興技術塑造的,如人工智能、大數據、量子技術、機器人、自主系統、新型先進材料、區塊鏈、高超音速武器系統和應用于人類增強的生物技術,僅舉幾例。這種新興環境將改變軍事能力、戰略和行動。為了成功地適應和改變,空軍領導人將被要求接受和支持顛覆性的思想家,并開發一個或多個系統,通過采用ODA循環等思想來解開對手,ODA循環是為了利用武器和行動來產生快速變化的環境,抑制對手能夠適應這些情況

有必要認識到,空軍轉型的挑戰不僅僅是技術上的,而是技術和適應性挑戰的混合。空軍領導人在對待適應性挑戰和領導變革時必須從政治上思考人的因素。變革的大部分問題在于組織的文化,做事的方式,以及共同的價值觀、符號、行為和假設。因此,它需要組織內的個人改變他們的做法。人們本身就是問題的一部分,而解決方案就在他們身上。為了有效地實現變革,我們必須了解變革被抵制的原因以及克服這些障礙的方法。

本討論中提出的概念模型并不遵循線性進展,現實情況可能是,前進一步會導致后退兩步。只有當空軍的變革領導者能夠 "解凍 "現有的思維模式,并且 "力場分析 "為支持變革的力量提供了比抵制變革的力量更大的權重時,推進變革和轉型才能成功。擁有理解問題并能部署變革進程的合適人員是至關重要的。變革的挑戰與人的轉變有關。變革型領導必須提供信心,并通過提供一個特定文化的模式來創造相互信任,從而使人們踏上變革的關鍵旅程。

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自1958年以來,美國政府尋求利用太空的最終制高點,在軍事行動和情報收集方面產生不對稱的優勢。然而,太空支持的服務的應用不再局限于戰場,而是存在于社會的每一個方面。盡管作戰環境發生了這種變化,現代理論、部隊現代化和戰略仍未偏離早期的太空力量概念。如果不加以改變,目前的軌跡只會激勵對手繼續推進反太空能力,專注于瞄準現在的關鍵弱點。為了解決這一不足,美國太空司令部需要一個與現代相稱的新的太空力量理論。鑒于海洋和太空之間的共同點,20世紀的海洋理論提供了一個框架,可以從中構建一個整體的太空力量理論。

圖4 太空電子戰

引言

當前的太空力量是在冷戰期間發展起來的,當時政府和軍隊控制著對該領域的訪問。國防部(DoD)尋求利用太空固有的軍事和情報收集優勢。今天的作戰環境不同了,社會的每個方面都存在著太空支持服務的應用。太空不再局限于世界上的主要大國。盡管有這種變化,部隊現代化、理論和戰略還沒有偏離冷戰時期采用的太空力量的方法和能力。雖然美國太空防御戰略(USDSS)承認國家對太空的依賴性越來越強,但目前的理論未能利用這種關系。為了指導美國太空司令部(USSPACECOM)在未來的努力,本專著將把不斷變化的太空行動景觀與20世紀海洋理論的成熟經驗進行比較,以構建一個新的太空力量的整體理論。

雖然每個軍種都有利用太空的先進理念,但目前還沒有整體的太空力量理論。美國海軍陸戰隊司令部題為 "沒有太空的日子永遠不會到來 "的戰略愿景表明,開始是一種優勢,后來演變成一種依賴性,這使太空力量在作戰層面的應用超出了其最初的意圖。各國現在必須權衡賦予太空力量的優勢與在國內和國外增加脆弱性的可能性。

為了應對不斷變化的作戰環境的要求,美國海軍陸戰隊司令部必須在任何試圖使理論或能力現代化之前追求一種太空力量理論。理論是構建學說的基礎。如果沒有對基礎理論的堅實理解,理論和能力發展將繼續在過去的問題和成就基礎上前進。隨著美國的對手繼續日益依賴太空,利用太空力量的機會和必要性分別增加。只有通過建立第一個基石--理論--國防部才能使所有部門圍繞一個單一的愿景和目的。威廉-莫菲特上將利用空中力量理論將美國海軍革新為今天的主導戰斗力,就是這一公理的證明。然而,根據美國太空部隊(USSF)的第一份頂點出版物,太空力量理論仍然是新生的和未發展的。這提供了一個從其他領域尋找靈感的機會。

為了構建一個與現代相稱的新的太空力量理論,本專著采用了設計方法來研究太空作戰環境并探索可能的解決方案。與以往通過海洋視角審視太空的嘗試不同,設計的融入促進了快速理解,同時避免了過去邏輯的認知偏差。 構建作戰環境需要對過去、現在和未來的太空應用有所了解。對比太空力量的時代,突出了太空力量理論中的差距。通過研究以前影響太空理論的文化范式,美國防部太空組織可以避免過去的陷阱。

隨著作戰環境的牢固確立,接下來將對手頭的問題進行知情討論。確定的理論差距是評估和批判當前太空力量不足的鏡頭。部隊現代化、當前理論和國家戰略等領域都表現出冷戰時期的太空力量的傾向。因此,現代太空力量仍然扎根于過去的邏輯和成就中。除非美國海軍陸戰隊司令部采用適合當前大國競爭范式的新理論,否則太空力量將繼續落入允許新興技術推動部隊現代化的陷阱中。如果不加以改變,目前的軌跡只會激勵對手繼續推進反太空能力,重點是針對現在的關鍵弱點。

為了完成設計方法,最后兩節將根據太空作戰環境評估已被證實的海事解決方案。海域和朱利安-科貝特爵士的理論都為太空理論提供了一個可能的框架。在國際法確定的四個全球公域中,太空與海洋領域的重合度最高。每個領域對于國家財富的增長、投射武力的能力以及美國生活方式的延續都是至關重要的。鑒于這些共同的特點,科貝特的理論直接映射到太空行動的功能和幾何上。此外,他的對象理論和他的方法理論直接對應于目的、方式和手段的框架。如果國防部希望在戰爭的作戰層面取得下一個決定性的優勢,那就在于太空力量理論的進步。

圖3 太空利用的演變。

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美國軍隊繼續在日益復雜的安全環境中作戰,不能再期望在每個領域都有無爭議的或主導性的優勢。由特種作戰部隊(SOF)操作的飛機需要改進防御能力,以支持在非許可環境下的任務。將自動化和人機協作納入現有的防御能力,可以減少威脅的反應時間,提高有人和無人飛機配置的防御機動的有效性。這篇論文研究了作為威脅反應一部分的飛機機動的價值,以確定人類干預對時間和準確性產生負面影響的情況。它還考慮了復制Merlin實驗室的飛行自動化方法和將能夠進行防御性機動的機器訓練系統納入現有飛機的機會。分析表明,飛機的機動性對于有效的威脅反應至關重要,自動選擇操作者的行動可以提高對某些地對空威脅的生存能力。這篇論文建議重新關注特種部隊飛機的防御能力,并贊同將機載自主系統整合到傳統的載人平臺上,以提高防御性威脅反應。它還主張繼續研究在SOF任務中使用可選的載人飛機,以完善其操作效用,并在各種任務平臺上擴大能力。

美國軍隊繼續在日益復雜的安全環境中運作,不能再期望在每個領域都有無爭議的或主導性的優勢。由于地對空威脅已經擴散到在世界各地活動的敵對行為者,未來的作戰環境將以有爭議的空域為特征,這將對有人和無人駕駛飛機的操作構成挑戰。由特種作戰部隊(SOF)操作的飛機需要改進防御能力,以便在這些有爭議的地區進行機動,同時支持傳統SOF任務。這篇論文研究了商業能力的進步,以減少威脅的反應時間,提高有人和無人駕駛飛機配置的防御性機動的有效性。

通過與位于波士頓的飛行自動化初創公司Merlin實驗室合作,本分析探討了防御性機動的潛在自動化。飛機機動是對威脅作出有效反應的一個關鍵方面,自動選擇操作者的行動可以提高對某些地對空威脅的生存能力。通過確定AC-130J威脅反應中人為干預影響飛機操縱時機和準確性的步驟,這項分析揭示了復制梅林實驗室的飛行自動化方法和將能夠執行防御性操縱的機器訓練系統納入現有飛機的機會。

在威脅反應過程中確定的關鍵步驟包括威脅指示、威脅作戰識別和威脅反應配對。目前,機組人員手動執行這些步驟來完成防御性威脅機動。然而,這些步驟中的每一個都可以從自動化和人機協作中受益,通過三種明顯的方式提高整體性能。首先,生成簡化的視覺和聽覺威脅指示,確保及時通知威脅的存在。其次,自動識別過程以準確識別威脅的變體,減少了反應時間和人類識別錯誤的可能性。最后,將威脅識別與適當的飛機反應同步配對,減少了不必要的延誤,并提高了威脅操縱的準確性。

這篇論文建議重新關注SOF飛機的防御能力,并贊同將機載自主系統整合到傳統的載人平臺上,以改善防御性威脅反應。將人機協作和自主能力納入飛機防御系統,可以使防御機動性能優于傳統系統,并允許在更廣泛的環境中作戰。除了改善防御性機動,梅林實驗室的自動飛行甲板在各種不同的飛機和任務中提供了潛在的用途。繼續研究應該調查在SOF任務中使用可選擇的載人飛機,以完善其操作效用,并在各種任務平臺上擴大能力。最后,在整個特種部隊中采用梅林系統將顛覆既定的操作慣例,需要個人和組織行為的改變。為了緩解過渡期并提高采用率,AFSOC應采取步驟,盡量減少利益相關者的行為變化,同時最大限度地提高系統的操作效益。培養對人工智能、機器學習和自動化的理解,將使這些行為者為軍事技術的快速變化和戰爭特征的變化做好準備。

圖 9. AC-130 防御性威脅反應圖。

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引言

未來同等力量競爭者之間的軍事行動將以多域作戰(MDO)方法為特征,其特點是空中、海上、陸地、網絡空間和太空的綜合和并行使用。在整個軍事行動范圍內,從低節奏的維和任務和安全部隊援助到高強度、高節奏的作戰行動,軍方將利用所有的作戰領域,特別是太空領域。隨著作戰速度和節奏的加快,太空領域對于現代軍事活動變得至關重要,并使得指揮控制 (C2) 和戰術層面的決策時間周期縮短。

此外,鑒于民間社會行動者對公共領域開源信息的訪問加速和擴大,目前的軍事活動受到了更嚴格的審查。這樣做的一個后果是更加需要更快速更準確的情報來為軍事行動中的決策提供信息。不斷擴大來源和信息已成為決策的方式和手段,空間在軍事規劃和行動的演變中占據中心地位,而這一演變涉及到軍事人員要經常執行的一系列任務。

太空領域是當今確保持續的跨境情報和態勢感知并促進重要通信的唯一途徑。這一現實需要更加關注空間資產的安全性和未來空間應用的能力規劃。就目前而言,太空領域仍然沒有得到足夠的全球戰略關注。然而,軍方對太空的利用不僅會在未來幾年保留在國防組織和軍事能力規劃者的議程上,而且會變得越來越重要。

地球、太空的地緣政治和不斷擴大的威脅范圍

可以說,早在二戰期間,當德國向英國發射帶有彈道軌道的 V2 火箭時,就在戰爭中見證了太空的使用。在更近的時代,空間領域發揮關鍵作用的第一次軍事行動發生在1991年的第一次海灣戰爭期間。如果沒有使用由衛星支持的全球定位系統,為武器提供精確的導航和目標,并對沖突地區進行天基觀測以了解情況,美國及其聯盟伙伴可能不會在沙漠風暴行動中取得同樣的結果。

自第一次海灣戰爭結束以來,西方軍隊逐漸擴大其在太空領域的使用和嘗試,以此作為引入作戰優勢的一種方式。然而,這種對太空領域日益增長的依賴也為軍事行動創造并擴大了新類型的弱點,而對手越來越有能力利用這些弱點。在這種新出現的背景下,軍隊開始重新關注他們對空間的使用,以規劃和發展與新威脅和戰略弱點相關的空間能力,這一點至關重要。

這是一個需要應對的挑戰,因為很少有人會懷疑大國競爭又回到了全球舞臺上。隨著全球動態的變化,美國一直在重新平衡其全球態勢,將重心轉向亞洲。美國對中東的能源依賴度下降,也引發了關于其長期區域作用的討論。對歐洲來說,未來來自其東部和南部邊界的任何動蕩和不穩定都可能導致難民和流離失所者帶來前所未有的挑戰。在管理這種風險的安全影響方面,歐洲軍隊很可能面臨一個新的現實,即不能把對美國空間資產的依賴或可用性視為理所當然。

太空戰保障(SOA)

與此同時,歐洲自身對戰略自主和主權的決心可能會增強,并延伸到其未來的太空戰略。地緣政治因素和較低的進入壁壘可能會繼續引入新的參與者,追求空間的戰略和戰術使用,開發作戰衛星和地面基礎設施。雖然太空不能分為民用和軍用太空,但“軍事太空”領域將以美國、俄羅斯和中國的傳統大國為特色,但也會看到歐盟(EU)、印度、阿聯酋等其他國家加入。

隨著太空參與者數量的增加,使用和依賴太空進行軍事行動的風險正在迅速增加。空間擁堵是太空中的一個嚴重威脅,尤其是在低地球軌道(LEO)——在地球上空跨越 400-1500 公里的高度——衛星有被摧毀的風險。 LEO 不僅面臨軍事用戶飽和,而且越來越多的商業運營商生產和發射大量小型衛星,以服務于快速發展的商業航天工業。

日益增長的空間擁堵風險是真實存在的——自從2009年2月銥-33與Kosmos 2251的碰撞被廣泛研究以來,在2021年3月,云海1-02與1996年9月發射的俄羅斯天頂2號火箭的碎片的碰撞,加強了衛星作戰的風險。這些最近的碰撞很可能是意外,但最近觀察到衛星對其他衛星的近距離機動,這種近距離接觸可能是攻擊性意圖的結果,旨在使衛星不可靠、不值得信賴甚至完全無法使用。

通過光通信、密碼學、跳頻或精確無線電傳輸來保護數據和信息流將需要作為一個至關重要的能力設計參數

最近觀察到的近距離接觸和行動似乎沒有造成任何明顯的損害,但這些事件已引發太空軍事行動者重新考慮他們的姿態并考慮加強對其資產的保護機制——包括可能通過武器化。 2019 年 12 月,北約明確承認太空是軍事作戰領域。眾所周知,反衛星(ASAT)武器已被廣泛試驗,并可能更容易被開發,作為將威懾和拒絕的邏輯引入空間領域的一種方式,以對付可能尋求利用傳統空間系統漏洞的對手。

這種軌跡會產生重大影響,因為這種發展會在最低水平上產生意想不到的后果和次要影響,僅僅是通過空間碎片散布到大片空間的風險。太空中的對手還將尋求瞄準衛星與支持地面基礎設施或指揮中心之間的關鍵通信中繼。技術欠發達的對手可以攻擊或破壞支持太空作戰的地面基礎設施,例如通過簡單地拒絕物理訪問、切斷電源線甚至物理攻擊和破壞。

太空中不斷擴大的威脅范圍并非包羅萬象——目前,這些威脅主要與 LEO 中的太空資產有關。在這里,軍事規劃人員可以提供一系列針對 LEO 環境的防御性反應——例如,強化支持和啟用地面基礎設施、地對空(反之亦然)通信渠道以及天基資產本身。此外,軍事規劃人員將需要創造新的方法和手段來提高太空態勢感知、太空交通管理、太空機動性、響應能力和有效載荷適應性,以及至關重要的國際合作和成就,以建立基于規則的太空秩序。

地面、通信和衛星強化

對手瞄準支持軍事作戰的太空能力的最簡單方法是專注于地面支持和使能基礎設施。幸運的是,這些太空能力要素是最容易防御的,必要時可以維修或更換。雖然這在減少軍事太空作戰的弱點方面可能最初看起來不太復雜且成本較低,但重要的是不要讓未來太空力量和能力規劃的這一要素脫離戰略設計和規劃過程。

GEO, MEO和LEO衛星

太空中不斷擴大的威脅范圍并非包羅萬象——目前,這些威脅主要與 LEO 中的太空資產有關

隨著信息空間遇到太空,引入了雙重漏洞,特別是對于軍事通信。地面和天基資產之間的指揮與控制 (C2) 和信息通道對欺騙、干擾、阻塞和其他形式的干預高度敏感。通過光通信、密碼學、跳頻或精確無線電傳輸來保護數據和信息流將需要作為重要的能力設計參數。

衛星本身也越來越有可能成為攻擊性機動和作戰的對象,從而使其變得不那么有用甚至無用。太空中的軍事行動者必須開始考慮并解決如何保護天基資產免受物理攻擊、暴露于高能輻射、電磁篡改和一系列來自地球的新威脅。需要開發和實施用于檢測篡改和增強防御和適當對策的特殊防護層、傳感器。

改善空間態勢感知 (SSA)、空間交通管理和機動性

SSA為空間領域提供了精確的實時圖像,并使洞察意外或不尋常的事件成為可能。有了SSA,衛星運營商可以更好地監測和控制其資產接近潛在威脅和碰撞風險,特別是適用于低軌道空間碎片導航。必要的傳感器配置和數據處理技術將能夠對可能的衛星安全入侵提供早期預警。在新出現的情況下,由于準確的歸因成為可能,進攻性演習和行動的可否認性將不再是問題,從邏輯上講,可以實施更有力的威懾模式。

通過更準確地了解空間和鄰近度計算,可以更及時地確定要考慮和采取的適當行動,并有效地開發空間交通管理系統。改進的 SSA 將導致減少衛星安全風險,反過來這將減少規避機動的傾向,同時提供更安全的方式來實現和保持太空中的安全導航和機動性。通過啟用空間交通管理,將增強天基系統的安全性,延長衛星壽命,并支持更好地規劃更換、升級和新插入。

改進的SSA將導致減少衛星的安全泡,因為它是構成的,反過來,這將減少規避機動的傾向,同時提供更安全的方式來實現和保持空間的安全導航和流動性。通過實現空間交通管理,天基系統的安全性將得到加強,延長衛星的壽命,并支持更好地規劃替換、升級。

增強衛星的機動性是增強其防護能力和生存能力的一項勢在必行的防御措施。機動性的好處同樣適用于地面單元,機動性加強了保護,但需要解決一系列更復雜的挑戰,如燃料、駐扎時間和戰術、技術和程序(TTP)。

設計、響應能力和有效載荷適應性

如果由于對手的進攻行動或自然環境甚至意外而丟失??衛星,關鍵是要在盡可能短的時間內用同類或改進的系統取代任何失去的能力。事實上,衛星的未來在于微型或納米衛星,與傳統空間系統相比,這些衛星的建造和發射成本更低。當出現對新功能和要求的需求時,新的空間技術將創造新的方式來以更具響應性的方式提供這些功能。設計、制造、測試、程序和發射方面的響應能力需要成為空間能力規劃的關鍵標準,并且需要與工業和知識合作伙伴密切和持續的合作來支持。

在新衛星和空間系統的設計中,可能需要擴展新應用的開發,以便更快、更經濟地建造和發射衛星。通過開發計劃實施新的和不斷發展的需求是不合理的,軍隊必須更好地推動這些需求走向未來的迭代。對空間開發計劃的不斷變化和修改會增加巨大的成本和時間延遲。相反,重點必須放在使衛星更加模塊化或適應性更強,以便可以在不增加成本或復雜性的情況下修改其功能。如果將高度模塊化和適應性構建到當前正在開發的這一代衛星中,它們的可用性和壽命將大大提高。

地緣政治因素和較低的進入壁壘可能會繼續引入新的參與者,追求空間的戰略和戰術使用,運營衛星和開發基于地面的使能基礎設施

國際合作和基于規則的太空秩序

對于較小規模的軍隊,特別是在共同安全保護下合作的軍隊,通過職責和能力分工來分擔負擔具有戰略意義。資產和能力的集中和共享使用將是發展太空能力的一個關鍵特征,這將依賴于國際合作的成果。在缺乏行為規則的情況下,有關空間利用的國際合作還需要解決目前存在于空間中的任何行為者的廣泛自由。到目前為止,擁有先進太空能力的國家數量有限,似乎一直不愿在彼此之間建立更具體的框架和制定長期規則,以避免妨礙未來的戰略可能性。然而,隨著低地球軌道越來越擁擠,太空中新的軍事行動者的出現以及它作為一個有爭議的作戰領域的演變,在沒有最低限度的規則和可接受的風險的情況下,不應再進入和利用太空。

結論

日益擴大的威脅范圍——本質上越來越多地跨域——以及鑒于產生或可用的數據大量增加而需要加速軍事決策,這加劇了作戰人員未來面臨的挑戰。混合戰爭和軍事競爭將需要能夠為軍事規劃者和作戰人員提供預警、卓越的態勢感知和迅速決策的系統。在保證完整性的情況下快速訪問信息對于戰略成功至關重要。在所有這些戰略要務中,太空領域將發揮至關重要的作用。

進入太空領域本身就有足夠的挑戰,但在太空軍事用途的背景下,必須考慮更多。盡管如此,對太空領域的依賴和使用是不可避免的,其能力規劃必須考慮,以提供產生新的戰略和作戰優勢的技術解決方案,并通過推進國際合作來不引人注目地使用太空。不過,最終,軍方不應忘記如何就失去關鍵太空基礎設施的使用權進行談判。在人們認為進入太空是理所當然的時代,地圖和指南針閱讀、野外定向、導航和無通信操作等軍事藝術可能需要保留更長時間。

作者介紹

荷蘭皇家空軍中校(退休)帕特里克·博爾德(Patrick Bolder)專門研究規劃、政策和戰略思維。他曾被借調到海牙戰略研究中心 (HCSS),在那里他從事武裝部隊和國防部委托的項目。他在無人系統、人工智能和太空領域的軍事方面發表了多篇著作。他在無人和空間系統的軍事應用方面具備深厚的知識能力。

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