نطاقات الاتصالات الفضائية العسكرية مشروحة، من همس UHF إلى خراطيم Ka

تعمل الاتصالات الفضائية العسكرية على حفنة من نطاقات التردد، UHF وX وKu وKa ونطاق EHF المحمي، وتحمل أقمار Wideband Global SATCOM العشرة وحدها سعة تفوق ما امتلكته جيوش وطنية كاملة قبل جيل. وكل نطاق صفقة مختلفة بين حجم الهوائي ومعدل البيانات والطقس والتشويش، وفهم هذه المقايضة يشرح معظم بنية الفضاء العسكري الحديثة.

لماذا تهم نطاقات التردد في الاتصالات الفضائية

الفيزياء هي التي تضع القائمة. فالترددات المنخفضة مثل UHF تخترق الأوراق والطقس وحتى سوء توجيه الهوائي، لكنها تحمل بيانات قليلة. والترددات العالية مثل Ka تنقل معدلات بيانات هائلة عبر أطباق صغيرة، لكن المطر يمتصها ويجب أن يكون التوجيه دقيقًا. لذلك يشتري المخططون العسكريون محفظة لا نطاقًا، وسؤال البنية الحقيقي هو أي حركة، تسجيل صوتي لفرقة مشاة أو بث فيديو لطائرة مسيّرة، تركب أي طبقة.

اتصالات UHF الفضائية وMUOS

نطاق UHF نحو 240-320 MHz هو نطاق الجندي. فيستطيع راديو محمول على الظهر بهوائي قصير، يتحرك تحت أشجار الأدغال أو على سفينة تتمايل، إغلاق وصلة قمر UHF حيث لا ينجح غيره. وقد حدّثت كوكبة MUOS من خمسة أقمار التابعة للبحرية الأمريكية هذه الزاوية بموجة WCDMA بنمط خلوي، موفرة نحو عشرة أضعاف سعة أسطول UFO القديم الذي حلت محله، وإن كان ثمن تسامح UHF معدلات بيانات دائمة بحجم الكيلوبت وقنوات مزدحمة قابلة للتشويش.

النطاقان X وKa، حصانا WGS العاملان

كوكبة Wideband Global SATCOM، عشرة أقمار وحادي عشر قيد العمل، هي العمود الفقري للحركة عالية السعة للولايات المتحدة وحلفائها، وعلى نحو غير معتاد تتحدث بالنطاقين X وKa من كل مركبة، مع تحويل بين النطاقين على متنها. وقد اشترت دول شريكة من أستراليا إلى النرويج حصصًا في البرنامج بدل تشغيل أقمارها الخاصة. وهذه هي الطبقة التي تنقل فيديو الطائرات المسيّرة، من النوع الذي جعل جيل Akinci من الطائرات قابلًا للتحكم عبر القارات، إلى جانب بيانات الإمداد وحركة القيادة.

النطاق Ku وموجة LEO التجارية

النطاق Ku ملك التجارة في الغالب، ومع ذلك أصبحت الجيوش أكبر زبائنه. فقد حملت مرحّلات GEO المستأجرة جزءًا كبيرًا من عقدين من حركة مكافحة التمرد، وتعمل ثورة LEO، Starlink ومشتقها العسكري Starshield في المقام الأول، في معظمها بنطاقي Ku وKa. وحوّلت أوكرانيا LEO التجاري إلى خدمة ميدانية، وبقي الدرس، فالكوكبات المنتشرة يصعب تشويشها جملة ويصعب تدميرها أكثر، ولذلك تطبق طبقة النقل لدى وكالة تطوير الفضاء المنطق نفسه على أقمار عسكرية مخصصة.

الاتصالات الفضائية المحمية وAEHF ومقاومة التشويش

في قمة الهرم تقع الاتصالات الفضائية المحمية، كوكبة AEHF من ستة أقمار وسابقاتها Milstar. فبالعمل في نطاق EHF مع معالجة على متن القمر وقفز ترددي وحزم ضيقة، صُممت هذه الوصلات لإبقاء الرئيس متصلًا بالقوات النووية والقادة متصلين بمسارح العمليات رغم التشويش الفعّال، مع إلكترونيات مقواة نوويًا. والسعة ثمينة، فقمر AEHF ينقل بيانات أقل من WGS واحد، وبرنامج Evolved Strategic SATCOM اللاحق مصمم لإبقاء هذا اللب القادر على النجاة حيًّا حتى ثلاثينيات هذا القرن. والهجوم الإلكتروني على الاتصالات الفضائية روتيني اليوم، وهو الاختصاص نفسه المشروح في شرحنا لـ ECM مقابل ECCM، واختيار النطاق خط الدفاع الأول.

أسئلة شائعة عن الاتصالات الفضائية العسكرية

ما نطاقات التردد التي تستخدمها الاتصالات الفضائية العسكرية؟

أساسًا UHF للمستخدمين المتنقلين ضيقي النطاق، وX وKa عبر أنظمة مثل WGS للسعة العالية، وKu المستأجر تجاريًا، وEHF المحمي عبر AEHF لوصلات القيادة القادرة على النجاة.

ما هو MUOS؟

كوكبة UHF من خمسة أقمار تابعة للبحرية الأمريكية، تستخدم موجة بنمط خلوي لمنح المستخدمين المتنقلين نحو عشرة أضعاف سعة أقمار UFO القديمة.

ما هو نظام WGS؟

Wideband Global SATCOM، كوكبة من 10 أقمار بالنطاقين X وKa تتشاركها الولايات المتحدة مع حلفائها، وهي القناة الرئيسية عالية السعة للقوات الأمريكية والشريكة.

لماذا يتأثر النطاق Ka بالمطر؟

عند 20-31 GHz يقارب الطول الموجي حجم قطرة المطر، فيمتص المطر الغزير الإشارة ويشتتها، وهو ثمن يُدفع مقابل معدلات بيانات عالية جدًا عبر هوائيات صغيرة.

ما الذي يجعل الاتصالات الفضائية المحمية مقاومة للتشويش؟

القفز الترددي والحزم الضيقة القابلة للتوجيه والمعالجة على متن القمر والتشفير في نطاق EHF، إضافة إلى التقوية ضد التأثيرات النووية، على حساب سعة محدودة.