풍선이 올라갈 때: 성층권 풍선을 사용한 해군 메시 네트워킹

역량 주제 주간 발표

마크 하워드

특히 P2P 분쟁에서 분산 해상 작전을 조정하는 것은 어려운 문제가 될 가능성이 높습니다. 환경은 치열한 경쟁을 벌이고 지휘 시스템이 압박을 받게 될 것입니다. 특히, 통신 및 ISR 네트워크는 기능적으로 안정적이고 탄력적이어야 합니다. 높은 수준의 상황 인식을 유지하는 것은 병력의 초기 배치부터 목표물에 대한 화력 집중에 이르기까지 작전의 모든 측면에서 중요합니다. 양측의 C4ISR에는 초수평 레이더부터 지하 청취 및 우주 기반 궤도 자산에 이르기까지 모든 것이 포함되며, 이 모든 것이 결합되어 감시 그리드를 더욱 투명하게 만듭니다. 그러나 특히 적의 방해 전파와 전역 사령관 간의 장거리를 고려할 때 넓은 지역의 통신에 필요한 대역폭을 유지하는 것은 심각한 작전 과제가 될 것입니다.1

전자기 기동전을 위한 미 해군의 노력은 전장에 소수의 송신기만 있고 나머지 병력은 모두 수신할 수 있는 미래를 향해 노력하고 있습니다.2 이러한 노력은 실험실을 떠나 함대로 진행되기 시작했습니다. 하지만 아직 해야 할 일이 많이 남아있습니다. 이러한 문제를 극복하기 위해 저궤도(LEO) 기능과 전파 방해에 강한 UAV 중계를 개선하는 데 상당한 자원이 투자되고 있습니다. 이러한 노력은 각 노드가 직접적이고 비계층적으로 서로 연결되는 네트워크인 메시 네트워크를 구축하는 데 도움이 됩니다.3 이러한 노드는 자가 형성, 자가 치유 및 자가 구성이 가능합니다.4 메시 네트워크는 보다 탄력적인 네트워크를 제공합니다. 경쟁 환경에서 전투원의 요구를 더 잘 충족할 수 있는 위험에 대비한 유형의 네트워크입니다.

우주 기반 자산과 UAV에 대한 의존도가 높은 이러한 신흥 메시 네트워크는 성층권 풍선으로 보강되어야 합니다. 이러한 근거리 우주 플랫폼은 일반적인 항공기보다 훨씬 높지만 LEO 위성보다 훨씬 낮은 수준에서 작동하므로 고고도 및 우주 기반 센서에 대한 기존 카운터에 도전합니다. 높은 내구성, 저렴한 비용, 작은 설치 공간 및 모듈식 탑재량의 강력한 조합을 제공함으로써 성층권 풍선은 전투 공간의 메시 네트워킹에 크게 기여할 준비가 되어 있습니다.

풍선 기능 및 고려 사항

65,000피트 높이의 풍선에 대해 직경 600마일이 넘는 공간을 덮는 등 플랫폼이 높은 고도에 도달할 수 있는 능력을 고려할 때 풍선 적용 범위는 특히 넓습니다. 위성보다 낮은 위치에서 작동할 수 있는 능력을 통해 이러한 플랫폼은 더 낮은 전력과 더 먼 거리에서 기능을 해결할 수 있습니다. 천저 지점을 고려하면 근거리 우주 풍선 플랫폼은 일반적인 400km 높이의 LEO 위성보다 목표물에 10~20배 더 가깝습니다.5 이러한 거리 차이는 근거리 우주 플랫폼의 광학 장치가 유사한 성능을 달성하기 위해 훨씬 더 작을 수 있음을 의미합니다. , 그리고 분명히 이 능력을 발사하는 데 드는 비용은 로켓 보조 궤도 배치보다 훨씬 적습니다.

최근 뉴스에 등장한 풍선 격추 사건에도 불구하고 근거리 우주 플랫폼은 생존 가능성이 매우 높으며 비용이 저렴하고 무인이라는 특성으로 인해 상대적으로 위험을 감수할 가치가 있습니다. Lockheed-Martin은 "예비 연구: 고고도 비행선 생존 가능성 및 취약성"6이라는 브리핑에서 풍선을 검토한 후 매우 작은 레이더 및 열 특성을 가지고 있어 대부분의 전통적인 추적 및 타겟팅 방법이 특히 어렵다는 결론을 내렸습니다. 레이더 단면적의 추정치는 100분의 1제곱미터 정도였습니다. 지역과 고도 측면에서 작전 영역이 얼마나 광대할 수 있는지를 고려하면, 고고도 교전을 수행하는 것은 고사하고 풍선을 찾는 것조차 어려울 것입니다.

우주 기반 자산은 수요가 너무 많아서 역사적으로 전술 지휘관이 임무를 수행하기 어려웠습니다. 지역 사령관이 수행해야 하는 임무가 무엇이든, 다른 사령부와 상급 당국에서 요구하는 우선순위가 높고 전략적인 임무가 항상 긴 것처럼 보입니다. 근거리 우주 풍선은 반드시 동일한 권한에 속하지 않으며 전술 및 지역 수준 사령관의 직접 통제하에 있는 더 많은 이용 가능한 전장 자산이 될 수 있습니다. 이들 사령관에게는 자체적으로 많은 요구 사항이 있지만 가장 높은 두 가지 요구 사항은 지속적인 초지평선 통신과 ISR 기능일 가능성이 높습니다. 넓은 지역에 걸쳐 이러한 손실된 플랫폼을 운영함으로써 전술 지휘관은 많은 정보 요구 사항을 충족할 수 있습니다.