【军事观点】2035年战场传感器发展趋势及应对措施

2021-01-28 20:16    来源:军事文摘

近期,美国陆军少校Hassan M. Kamara在陆军《军事评论》杂志发表了对2035年传感器技术发展预测和应对措施的文章,本文编译了该文的主要内容。文章提出未来美军对手将在图像情报未来美军对手将在图像情报、信号情报、人力情报和开源情报方面对美军带来巨大威胁,使美军更难发现对手,因此需要从条令、组织、训练和物资等方面积极发展应对措施,最终实现感知即打击的能力。

传感器是一种军事技术,可提供有关目标、地形和天气、人口、关键基础设施和友军的信息,跨情报学科的传感器可以帮助军队找到并最终消灭对手。

到2035年,传感器技术的发展将为作战人员快速定位和消灭敌人提供力量倍增器,美国陆军应采用先进的传感器技术来发现对手,并通过条令、组织、训练、物资、领导和教育、人员、设施和政策(DOTMLPF-P)转型框架进行调整,目的是既要找到对手,同时还要避免被对手发现。这种调整将确保美国陆军能更好地利用2035年的传感器技术和军事进展。

图1 低空资产智能瞄准环境项目将可使士兵操控无人系统。

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到2035年的传感器发展演变

在2035年的战场中,图像情报(IMINT)学科中的传感器将受到严格限制,迫使人们越来越依赖其他情报学科中的传感器,以帮助陆军找到对手并避免被对手发现。这些其他情报学科包括信号情报(SIGINT,包括电子情报(ELINT)和通信情报(COMINT))、测量与特征信号情报(MASINT)、人力情报(HUMINT)和开源情报(OSINT)。

(1)图像情报

到2035年,伴随着导弹、雷达和定向能等技术的进步,美国的均势对手(中国和俄罗斯)将在未来的冲突中与美国在空中和太空领域的图像情报收集工作进行竞争。美国领导人已经预料到,在与俄罗斯和中国等均势对手的高端冲突中,太空将是一个竞争激烈的环境,这就是美国成立美国太空部队的原因。到2035年,像中国这样的均势对手将大大增强其现代能力,在空天领域挑战美国,并因此让美国陆军失去寻找对手所需的图像情报。中国已经展示出限制美国机载和天基图像情报传感器的能力。就限制美国的机载图像情报传感器而言,兰德公司在2016年评估称,中国“现代的战略地对空导弹(射程至少100公里)约占人民解放军空军(PLAAF)库存总量的30%;然而,随着中国本土生产的HQ-9的问世以及即将采购的最先进的俄罗斯地对空导弹(SA-21),这一比例有望提高。”

2019年9月,美国太空司令部和空军太空司令部负责人John Raymond将军称中国正在研发定向能武器,可能会发射激光致盲美国卫星。中国在2007年1月的试验中成功经展示了其反卫星导弹的能力,目前还在开发光学望远镜和雷达,它们除了可以追踪太空中的物体外,还可以提供导弹预警。安全世界基金会在2020年的一份报告中称,中国正在开发精密的地基光学望远镜和雷达网络,用于探测和跟踪太空物体,这是其空间态势感知(SSA)能力的组成部分。

到2035年,伴随着远程火力打击距离和准确度的提升,美军对手获得的图像情报将为美军带来更复杂的挑战。诸如此类的进步将越来越常态化,超出了地面作战视距内交战的范围。反图像情报感应和远程火力技术进步的融合将使美国陆军看到敌人即打击的工作变得复杂化,美国陆军将被迫在其他情报学科中利用传感器来快速找到2035年战场上的对手,这需要对其他情报学科中的传感器将有哪些功能进行一些探索。

(2)信号情报

到2035年,美国陆军的图像情报收集能力将受到均势对手的严峻挑战,迫使美国陆军主要依靠信号情报学科中的传感器来寻找对手。信号情报传感器将帮助美国陆军通过雷达和武器系统之类的设备生成的电子信号以及无线电、电话等通信信号来确定对手的位置。信号情报包括电子情报和通信情报,这两类信号情报传感器对于在2035年寻找对手至关重要。

电子情报:电子情报是一种信号情报,主要是从不包含语音或文本的电子信号中得出的信息。根据这一定义,电子情报传感器能够探测、识别和分析对手的信号结构、发射特征、操作模式、发射器功能以及与这些发射器关联的武器系统,包括雷达、信标、干扰机和导航信号。

到2035年,均势对手的竞争和美国图像情报搜集面临的挑战将迫使美国陆军广泛使用电子信号情报传感器来寻找对手,同时确保部队不被对手的类似传感器探测到。与其他传感器联网的电子情报传感器将使美国陆军能够通过提高部队从对手电子信号和发射过程中收集信息或数据的能力,从而找到对手并在2035年战场上保持一般态势感知。

尽管到2035年,在外太空的交战有可能使天基电子情报传感器受到破坏,但美国陆军仍将能够通过使用先进的、范围广泛的地面传感器(如为战术情报目标接入节点(TITAN)设想的那些传感器)迅速找到对手并保持态势感知。TITAN是美国陆军计划的模块化、远征情报地面接收站,它将与一系列太空、空中和地面传感器连接,以将目标数据直接提供给美国陆军的火力网。

图2 美国陆军验证量子通信技术。

通信情报:根据上述电子情报的定义,可以将通信情报定义为主要从包含语音或文本的电子信号中获取的信息。从这个意义上讲,通信信号包括从无线电传输、广播、电话对话、文本消息和在线通信中收集的信息。

信号情报传感器的最新进展表明,美国陆军未来的信号情报传感器将更加先进,并能够迅速找到对手。2018年,陆军科学家开发了一种量子接收器,该量子接收器使用了高度激发的敏感里德堡态原子来检测通信信号。在这一成就的基础上,美国陆军研究实验室于2020年3月宣布其研究人员已经创建了一种量子传感器,量子传感器可以为士兵提供一种在0至100千兆赫的整个射频频谱上检测通信信号的方法。对于传统的接收器系统,单个天线是无法检测如此宽的频谱覆盖范围,并且需要多个由单个天线、放大器和其他组件组成的系统。

(3)测量与特征信号情报

到2035年,军事武器、技术、隐蔽方法将迅速发展,并得到广泛应用,因此需要在敌方打击美军之前发现、定位、识别和摧毁敌方能力,测量与特征信号情报作为其中一个情报学科将在这方面发挥作用。测量与特征信号情报是通过分析传感器收集的各种类型数据而得出的信息,这些数据可帮助识别固定或移动目标能力(源、发射器或发送器)的不同特征。测量与特征信号情报传感器能够收集:雷达上的信息;设备和人类活动产生的声音;电磁脉冲;激光和定向能;以及化学、生物、放射,核和爆炸性材料信息。

到2035年,计算能力和传感器技术的进步将使测量与特征信号情报传感器能够提供实时信息,这些信息可以识别现有和即将出现的威胁能力和部队的特征信号。这一发展将帮助美国陆军突破对手的欺骗和拒止迷雾,并通过实时态势感知来支持迅速目标瞄准并消灭对手。

(4)人力情报

人力情报是公开和隐蔽地从人群中收集的信息。到2035年,传感器技术的改进、士兵对致命、精确火力的快速应用将造成战场上部队的分散化,这增加了利用人力情报来发现对手并避免被敌方发现的依赖性。战场上的分散部队将促进美国陆军创造性地将士兵用作综合战场网络中的传感器。

特大城市及其周围地区的冲突将增加美国陆军使用人员作为人力情报传感器来识别隐藏在平民中心附近敌对部队的能力。鉴于世界上许多城市地区人口的稳定增长,到2035年,一些特大城市及其周围地区可能会发生冲突。根据美国陆军于2014年对特大城市(人口超过一千万的城市)的研究,在任何需要美国军事干预的未来危机中,特大城市很有可能将成为战略性关键地形。到2035年,全球范围内的特大城市数量将增加,目前世界上有20多个特大城市,预计到2025年,将会有近40个特大城市。

(5)开源情报

开源情报是可通过各种形式的媒体(电视、广播、报纸、开放访问网站、网页等)公开访问的信息。开源情报是指通常可以获取的广泛信息和信息源,包括从媒体(报纸、广播、电视等)、专业和学术记录(报纸、会议等)和公共数据(政府报告、人口统计、听证会等)获得的信息。

开源情报易于访问,但是情报人员需要整理大量数据,到2035年,无处不在的赛博空间将使这个问题复杂化。赛博空间将成为一个冲突领域,其中包括错误信息和各种形式的赛博攻击等问题,以阻碍或操纵传感器、军事行动和日常生活。这些问题将有助于推动2035年之前的开源情报传感器的发展,从而使传感器不仅能够更好地快速扫描大量数据以收集有用的可操作信息,而且还能检测到赛博空间中的恶意活动。

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对2035年前美国陆军的转型意义

在2035年,情报学科中有关军事活动和传感器的发展将对美国陆军产生重大的转型意义。为了在2035年前,根据军事和传感器的发展优化美军发现对手的能力,美国陆军需要调整其条令、组织、训练、物资、领导和教育、人员、设施和政策(DOTMLPF-P)转型框架。

(1)条令

为了优化其在2035年的战场上寻找对手和躲避侦察的能力,美国陆军将必须调整条令以确保其能够找到敌军并先发制人。为此,美国陆军必须假设其大部分时间都必须蒙着眼睛作战(图像情报有限)。美国陆军将需要发展概念和条令,为信号情报和其他情报学科中的传感器提供支持,以快速、准确地定位目标,陆军必须发展概念和条令,以优化其在看不见敌军的情况下也能定位并与敌军交战的能力。

2003年3月25日至28日的伊拉克自由行动过程中,美国陆军遇到了严重的沙尘暴,这次沙尘暴使能见度下降并使陆军航空能力停摆,从而严重阻碍了作战。因此,美国陆军不得不严重依赖地面监视雷达(GSR)传感器,特别是AN/PPS-5D,这种传感器能够在天气条件限制能见度时以听觉方式探测目标。在这场史诗般的沙尘暴中,尽管所有其他侦察资产都严重受到影响,但地面监视雷达却能始终报告敌方目标。地面监视雷达在这场战争期间取得的最大成就是3月26日,当时Perez中士的团队在沙尘暴中探测到40个敌军目标,这些目标随后被间接火力和近距离空中支援资产摧毁。2035年,美军面临的传感器失效情况预计比伊拉克自由行动中的更严重。

(2)组织

预期的技术进步以及2035年战场上传感器的普遍使用将使探测和攻击大型编队变得更容易。美国陆军前参谋长兼现任参谋长联席会议主席Mark Milley将军预计,传感器将在未来的战场中扩散,会极大地增加被发现和被摧毁的可能性。因此,美国陆军应对优化其组织结构(战斗序列)的概念进行开发和试验,以在分散作战的同时保留大规模致命效应的能力。退役将军William Wallace认为,鉴于军事能力的不断发展,在未来与对手或均势对手的战争中,物理汇聚将成为灾难的根源,因此各种编队将学会常规地利用汇聚效应,陆军炮兵已经能够从分散的部队集结火力,所以这个概念较为类似。

(3)训练

在2035年的战场上,分散和去中心化作战的增加将要求美国陆军培训能力较强的人员,这些人员能够及时有效地做出决策,以加快作战速度。这可以部分通过改造训练方式来促进任务指挥或信任策略的哲学和文化来实现,同时不鼓励思想一致和无条件服从的制度倾向性。任务指挥源于德国的任务战术概念,一旦某个人理解了指挥官的意图,他就有责任利用创造力和主动性来适应不断变化的情况并完成任务。美国陆军可以通过确保士兵在训练中培养更多的知识、技能和经验来促进任务指挥文化。对专业化的强调将构建任务指挥文化所必需的能力和信任。

(4)物资

根据对2035年传感器的预估,美国陆军需要在和平时期开展创新和发展能力,应该投入大量资金开发先进的信号情报、测量与特征信号情报、人力情报和开源情报传感器,以及对抗其对手的这些传感器的反击能力。美国陆军应该投资有效、易于使用的传感器,使其能够相对快速、经济地生产。这种采购方法将通过降低单位成本和作战人员的工作量,同时优化战斗效用,从而促进传感器的广泛使用。

依靠可再生能源而不是消耗性弹药和化石燃料的武器和发动机将减少部队对后勤保障的依赖,因此,美国陆军应该在定向能武器系统和可再生能源动力系统方面进行投资。

与在和平时期的创新步伐缓慢不同,美国陆军将不得不在战争中迅速适应,特别是在2035年的时间范围内,对抗均势对手可能会加快制造速度。为了为其传感器提供辅助并击败对手的传感器,美国陆军应在某些作战系统中投资遥测学习能力。这些能力将帮助美国陆军在作战行动中获取有关对手能力的绩效数据,并利用该数据来快速制造更强的能力以获取优势。投资于快速制造方法(如三维打印)将在这方面提供帮助。此外,在2035年之前建立的战斗系统中采用模块化设计和开放式架构将有助于美国陆军在战争时期迅速适应。

(5)领导和教育

在2035年的战场上进行分散作战将需要美国陆军教育和培养具有创造力和决断力的专业、称职的领导人。胜任能力、创造力和决断力对于建立任务指挥文化至关重要,这意味着上级有方向,但没有严格的控制。

胜任能力是由知识、技能和经验构成的,这些知识、技能和经验将有助于及时、有效地进行决策。创造力和决断力将使领导人能够在缺乏持续监督和指导的情况下,开发创新有效的解决方案并迅速实施,以实现指挥官的意图。

(6)人员

分散作战将要求在2035年采用分散化的部队编组,这需要在美国陆军中建立健康的任务指挥文化。任务指挥要求在整个指挥链中指挥官之间存在基于能力的信任。到2035年,来自当代人才调配和管理工作的数据将增强美国陆军甄选并将合适人员放在指挥位置的能力,这将激发以胜任能力为基础的信任,而这对于健康的任务指挥文化至关重要。

(7)设施

相对于2035年布满传感器的战场,DOTMLPF-P框架在这一方面的关注点在于避免对手发现并攻击美国陆军的移动野战设施,例如前沿指挥所、后勤补给站等。作为其电子战能力发展工作的一部分,美国陆军必须考虑在2035年之前开发和部署可躲避敌方信号情报传感器探测的移动掩蔽系统。

(8)政策

根据目前趋势,需要采取创新政策来解决军事人员使用社交媒体、可穿戴蓝牙设备、生物嵌入式设备、纳米技术设备所带来的信息和操作安全问题。美国陆军的自适应政策治理将有助于减少敌人的传感器和情报收集工作为美军个人设备造成的威胁。

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结论

到2035年,由于民族国家之间持续的战略竞争,军事、传感器技术及其使用方法将得到大力发展。这项探索性分析表明,在这一时间范围内,美国陆军将必须全面适应以有效利用传感器。

随后,美国陆军必须继续积极监视和探索跨情报学科的传感器发展可能性,并密切关注不断扩大的赛博战争领域,这将使美国陆军在与均势对手的未来冲突中能够实现感知即打击。



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