随着北极地区竞争越演愈烈,美国海军寻求大幅提高其对该地区局势的了解。

美国海军授予伍兹霍尔海洋研究所一份价值1200万美元的合约,旨在开发无人水下航行器和浮标,同时建立将二者连接的网络化通信和数据共享基础设施。表面上看,该项目专注于开发一个整体系统,以支持出于科学目的加强北极地区环境变化监控然而,不难看出,在这个战略地位日益上升的地区,该工作对创造广域水下持续监视系统至少起到了奠基石的作用。

2020年9月29日,国防部在每日公告中宣布了授予该合约。美国海军研究办公室(ONR)正负责管理官方名称为北极移动式观测系统(AMOS)的项目,该项目还被称作是一个“创新海军模范”。美国海军研究办公室保密的多元素信号仿真网格(NEMESIS)电子战项目及其在电磁轨道炮上的应用也属于创新海军模范项目的一种。

据五角大楼的合约公告,“未来的工作包括声学导航网络、分布式通信系统和浮标网关节点的设计、开发、集成和测试,目的是为北极移动式观测系统提供支持。”根据这份合同,伍兹霍尔的工作将在2024财政年度结束。

美国海军研究办公室将北极移动式观测系统原型视作各种无人水下航行器(UUV)的组合,包括全自动传感器和固定传感器。所有这些都将通过一系列通信和数据共享节点联系到一起,悬挂在冰面上浮标的下方。据官方项目网站称:“北极移动式观测系统计划能坚持12个月,中心节点的感应足迹目标达100千米(约62英里),且有双向北极通信功能(运输工具到运输工具,运输工具到节点以及节点到海岸)。”

北极移动式观测系统项目启动于2018年,最初公开宣布的目标是提供一种随时监控和评估北极地区广大冰层下的情况的方法。该地区冰块消融和其他环境变化的原因是全球气候变化,同时也导致美国在该地区军事活动的增加,产生进一步了解其表面上下情况的新需求。仅仅是能够预测大量冰将在何时何地发展或者消融(可能受水下情况影响,如水温),就可能对远北地区海军行动产生重大影响。

美国海军研究办公室北极和全球预测项目经理斯科特·哈珀(Scott Harper)在五月的一次采访中对《防务新闻》说道。“如果海军认为必须使用潜艇、水面舰艇和飞机在那里作战,那你们真的需要了解作战环境。”“海冰在哪里,其后退的速度有多快?它对海洋上层水体有什么影响?”

“你们有可以俯视北冰洋表面以及海冰状况的卫星”哈珀继续说。“但我们没有观察冰下情况、了解海洋状况的能力,而这就是我们真正尝试通过北极移动式观测系统原型获得的能力。

同样值得注意的是,自2011年以来,美国海军研究办公室就进行了一系列调查研究以解决这些挑战,而北极移动式观测系统就是最新的研究内容。事实上,该项新原型系统中计划的总体框架与去年在北冰洋中波弗特海(Beaufort Sea)上进行的北极分层海洋动力学(SODA)实验中使用的框架非常相似。

如果北极移动式观测系统原型成功实现海军的目标,该服务可能会扩大此类网络在北极地区的使用范围,或者利用该项目取得的经验教训支持后续工作。海军研究办公室在过去就曾指明,要想该系统按照预期正常工作,有必要首先实现许多“飞跃式技术目标”。

这些技术里程碑包括开发能够长期承受该地区极寒条件的无人水下航行器和浮标。此外,还需要一个“冰下声学导航系统”来弥补无人水下航行器在冰下深海作业难以(甚至无法)使用GPS的情况。总体来说,北极地区卫星覆盖范围有限,这也限制了卫星导航以及通信和数据共享网络的使用。

五月,北极研究办公室的哈珀在《防务新闻》的采访中表示:“事实上,我们可以将感应器放在外面,这样它们不需要浮到表面上获得GPS定位就能知道自己的位置---由于一年中有九个月都有海冰存在,因此它们无法浮到海面上。”“这是一次巨大的成功。”

“你可以将感应器放在冰面上,但很多情况下都会失败,”哈珀补充道。“它们会失败是因为会被冰压碎,或因冰的不断变化而倾倒。因此,配置一个坚固到足以抵御海冰的浮标是实现这一目标的技术障碍之一。”

为实现水下监控活动而将一支无人水下航行器舰队和大量固定的感应器以及通信节点联系在一个网络中,这个系统似乎也适用于其他角色,如在北极水域进行情报、监视和侦查工作,尤其针对外国潜艇的行动。仅仅是能够为美国军事指挥官和美国情报机构提供额外的冰层上下基础态势感知,就可能是一个巨大的福音。

“我们面临重要的领域意识挑战,而这的确始于高纬度地区,”早在9月,前美国海岸警卫队司令、退役海军上将保罗·祖康夫(Paul Zukunft)在2020年国防新闻发布会上对说:“一旦到了北纬72度以北,事情就变的很模糊。”

“在这个季节,我们向相对的不结冰的地区派出了一艘国家安全快艇进行巡逻”他继续说道,“我们偶然发现了中国和俄罗斯的联合演习。我们的情报机构没有意识到这件事。所以我们是这个情报的得出者,否则我们不会知晓。我们需要继续投资领域意识。”

一只无人水下潜艇舰队甚至可以自动巡逻,其与传感器网络连接后,能够成为洞察其他海军如何在该地区行动的重要一步。世界各地的海军一直以来都将北极当作秘密潜艇行动的地方,让潜在对手难以监控。

在许多方面,北极移动式观测系统的适用性也反映出了其他海军为开发新的改进式水下传感网络做出的努力,这些水下传感网络包括固定的节点和无人驾驶器,旨在帮助监控这片广阔开放海域上的潜艇交通和其他海上行动。

无论是在北极还是其他地区,美国海军绝非是唯一一个希望扩大其水下基础设施的。据报道,俄罗斯正在北极地区开展各种这方面的项目,包括潜在的水下设施和为其提供动力的核反应堆,表面上这些项目都是出于研究目的,但能很容易用于军事用途。中国也已经在太平洋建立了水下监控站,其官方用途是科学研究,但也能用于收集国外潜艇和其他船只的来往情报。

在北极,俄罗斯正稳步扩大其在该地区的整体军事足迹,其方法是建立一系列基地,且大部分基地的规模和范围仍在显著扩大,在俄罗斯最北端的前哨--Nagurskoye空军基地,大幅延长跑道的工作正在进行,你可以在战争空间(War Zone)过去的报道中了解更多。

北极地区的竞争在不远的将来只会加强,因为全球气候变化使该地区更易进入,总体来说,这将带来一系列新的潜在经济机会,包括从石油到鱼类的自然资源开发以及回报丰厚的海上航线。

总而言之,海军北极移动式观测系统项目似乎将成为重要的一步,其近期目标是收集北极状况重要情报,同时,该项目是进一步支持美国在该地区军事存在的垫脚石。


翻译:辛晓琳

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