图 美太空军《太空测试体系愿景》文件封皮
一、发布背景
对抗性太空威胁环境正在驱动太空测试体系变革,以提供可信作战能力。美国太空作战部长雷蒙德将军在2021年太空测试基础课程的演讲中指出,高效测试是快速提供可信作战能力的核心,必须改变传统测试方法,以满足太空作为作战域的需求。传统上,测试太空系统能力时考虑两个主要因素:在发射后能存活,以及能够在恶劣环境下运行,这两项挑战已基本解决。然而,当前多国军事能力在太空范围迅速扩张,包括在轨反卫星系统、陆基定向能武器等,这对太空资产形成严重威胁。俄罗斯于2021年11月15日进行的直接上升式反卫星试验进一步凸显了太空从和平领域向竞争性领域的转变。在这种军事对抗性日益凸显的太空环境中,美太空军必须寻求可信赖的天基能力。
太空系统中新兴能力和技术大量应用,亟需新的测试方法和基础设施。为适应对抗性太空环境的新需求,美太空军正在利用新兴技术来帮助加快部署更具弹性和能力更强的太空架构。然而,这些先进能力更加复杂,必须掌握测试它们的专业知识,开发测试它们的方法,还必须构建政府基础设施,以便有效地集成和测试这些新兴能力,如人工智能、机器学习、大量星座和复杂的系统体系结构。
美太空军的精简性规模结构,推动建立精益、敏捷、高度协作的太空测试体系。美太空军的规模很小,计划的最终兵力包括约1.6万名军事和文职人员,而美空军的最终兵力接近80万名现役、警卫、预备役和文职人员。因此,美太空军开发测试体系的方法必须精益高效,消除重复,并与整个国家安全太空体系的其他要素高度协作。美太空军的精简规模决定着太空测试体系也要敏捷和快速,并从一开始就专门构建,以相应的速度交付相关能力。
二、主要内容
1.
愿景及理念
美太空军测试体系的构建目标是快速推动基于数据的决策,最大限度地提高军种为联合部队和国家提供天基能力的灵活性和效率。实现这一目标的手段是综合测试。美太空军将在能力生命周期和整个测试体系(组织、劳动力、基础设施、采购和运营)中最大限度地整合已开发和正在运行的测试评估活动。这是美太空作战部长雷蒙德将军在2021年4月8日的太空测试体系决策简报中提出的愿景。
美太空军的测试理念是综合测试,目标是在传统“烟囱式”的开发测试(DT)和运行测试(OT)之间架起桥梁,以便在面对快速演变的威胁时及早注入作战视角并加快交付可信的、赢得战争的能力。综合测试是一种协作、可定制和响应性的测试方法,为独立评估系统性能、有效性、适用性、可持续性和生存能力提供共享数据。一方面,整合各层面测试活动,包括试验、开发测试、运行测试、战术技术和程序(TTP)验证、武器系统评估计划(WSEP)等,促进系统开发早期的运行输入,同时为开发人员提供对系统预期用途的更深入了解;另一方面,集成所有级别的测试活动,从战略级别到战术级别,从系统体系级别到单个系统和组件级别。综合测试方法促进了操作员在过程早期的参与,以尽快解决运行缺陷;它还提高了测试效率和数据采集速度,以确保提供适当和有效的能力,整合并提升现有作战能力。
2.
测试相关的关键职责划分
太空训练与战备司令部(STARCOM)是执行综合测试的牵头组织,将对系统进行运行测试和评估,以交付作战准备就绪的太空力量。太空训练与战备司令部将领导建立和管理以任务为中心的综合测试部队(ITF),综合测试部队是太空测试的基本测试执行单元,并提供独立的运行适用性、有效性和生存能力评估。下辖第12德尔塔部队,负责独立测试和评估,提供大部分政府测试人员,其中测试与评估中队构成了综合测试部队的核心。下辖第11德尔塔部队,负责靶场和训练环境,拥有并运营测试基础设施,包括国家太空试验训练中心,是执行各种测试活动所必需的。
太空系统司令部(SSC)负责美太空军太空系统的开发测试、发射和在轨检查,以及与其他太空开发活动的集成,包括与多国合作伙伴的协调能力开发。在现有机构的基础上,太空系统司令部配备首席开发测试人员和合同商测试监督人员。
太空作战司令部(SpOC)参与综合测试部队工作并运行太空系统,以支持综合测试。太空作战司令部将建立作战人员职业生涯管理体系,以支持测试和作战之间劳动力的交叉流动,并与测试团队管理相协调。
太空作战分析中心(SWAC)负责未来军力设计,并向测试团队提供军力设计分析,同时接收测试数据以更新军力设计。基于该中心的分析、建模和演示,美太空军军力设计将通过综合测试所获得的知识进行验证,从而创建美太空军能力交付的闭环模型。
3.
实现愿景的三个关键努力方向
一是建立综合测试组织机构。综合测试部队作为美太空军的基础测试单元,负责在系统的整个生命周期内实施测试活动,并通过详细的测试规划和执行提供支持。综合测试部队通过集成的测试团队来实现在系统开发中注入作战视角,各级人员都有权以最大效率进行调整和运作,以实现美太空军的综合测试理念。综合测试部队按照任务领域将跨职能测试人员和资源集中在一起,并负责执行全生命周期测试与评估要求。
二是培养专业的太空测试队伍。美太空军计划培养一支精通稳健生存能力测试、程序验证和战术开发的队伍。专业的太空测试人员必须拥有操作太空系统所需的跨职能专业知识,接受严格的测试和评估方法培训,并具备探索系统性能能力的技能、工具和头脑。开设专业的太空测试课程,美太空军在2021年与美国空军试飞学校联合开设了为期12周的太空测试基础课程,并计划在接下来的五年里,将这门课程发展成为期一年、授予学位的专业太空测试课程;为所有测试人员提供广泛的基础测试培训;发展独特的太空测试文化,在这种文化中,测试人员能够流利地使用数字测试语言,并理解实施稳健的验证、确认和认证过程相关的复杂性,以提供能够支持严格评估的基于模型/模拟的环境。
三是构建必要的太空测试基础设施。美太空军将利用新兴技术创建一个数字测试体系,能够针对具有代表性、威胁密集的领域进行能力评估,并对系统的能力和局限性具有一定的统计可信度。开发多场地、真实-虚拟-构造作战环境(LVC)型的国家太空试验训练中心,建立国家安全太空体系和太空联合作战环境的经认可的数字孪生体,以支持测试和训练,全面评估系统体系能力。此外,太空作战人员应在数字联合作战环境中进行实时训练演习,加速习得最佳作战能力。
本文刊于《网络信息体系情报专刊》2022年第5期
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