هوائي القمر الصناعي العسكري الجديد يحجب الحرب الإلكترونية في الفضاء بطاقة أقل بنسبة 95%
يبحث البنتاغون عن طرق جديدة لحماية اتصالات الأقمار الصناعية العسكرية من الهجمات الإلكترونية في الفضاء. يقوم مهندسو مختبر لينكولن بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا الآن بتطوير نظام هوائي خفيف الوزن مصمم لإبقاء القوات الأمريكية على اتصال حتى أثناء محاولات التشويش الثقيلة. تم تصميم النموذج الأولي للمدار الأرضي المنخفض المنتشر، أو pLEO، حيث تتطلب الكوكبات الكبيرة من الأقمار الصناعية الصغيرة أجهزة مدمجة وموفرة للطاقة. يقول الباحثون إن الهوائي يمكن أن يوفر إمكانات متقدمة لتكوين الشعاع مع استخدام طاقة أقل بكثير من الأنظمة التقليدية. خفض احتياجات طاقة الأقمار الصناعية تعتمد الأقمار الصناعية العسكرية الحديثة بشكل متزايد على صفائف هوائيات تكيفية يمكنها إعادة توجيه الإشارات بسرعة ومنع التداخل. تساعد هذه الأنظمة المشغلين في الحفاظ على الروابط أثناء محاولات التشويش العدائية. ومع ذلك، تستهلك الهوائيات التقليدية ذات المصفوفة المرحلية كميات كبيرة من الطاقة وتتطلب أجهزة معقدة. إجابة مختبر لينكولن من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا هي عبارة عن هوائي عاكس للمسح يُسمى Hosted Nimble Beamforming Anti-Jam Reflectarray، أو HoNi BAJR. هوائي المصفوفة العاكسة أثناء الاختبارات المعملية. ائتمان – مختبر جلين كوبر/ لينكولن بدلاً من استخدام مكبرات الصوت عبر كل عنصر هوائي، يعتمد التصميم على سطح عاكس مع عناصر يمكن التحكم فيها بشكل فردي. ترتد الإشارات الواردة عن السطح وتتحول إلى مرحلة قبل الانتقال نحو هوائي تغذية منفصل. تعمل هذه العملية على تشكيل الشعاع وتوجيهه مع تقليل تعقيد الأجهزة. يقدر المهندسون أن تصميم المصفوفة العاكسة يخفض استهلاك الطاقة بنسبة 95% تقريبًا مقارنة بأنظمة المصفوفة التقليدية. تتيح المساحة الأصغر أيضًا للهوائي أن يتناسب مع منصات الأقمار الصناعية المدمجة المستخدمة بشكل شائع في مجموعات pLEO. ويعتقد الباحثون أن هذه الميزة قد تجعل هذه التكنولوجيا جذابة لمجموعات الأقمار الصناعية العسكرية المستقبلية. وقال مايكل كراتون، وهو عضو فني في مجموعة الاتصالات الفضائية التكتيكية بالمختبر، إن شبكات الأقمار الصناعية العسكرية المستقبلية تحتاج إلى أنظمة قابلة للتطوير ذات متطلبات أقل من حيث الحجم والوزن والطاقة والتكلفة. وقال كراتون: “نريد أن نفكر في طرق يمكننا من خلالها تحقيق أداء رائع باستخدام أجهزة أقل تكلفة”. وأضاف أن الفريق يريد أيضًا الاستعداد للتهديدات الناشئة قبل أن تتحول إلى مشكلات تشغيلية. منع التشويش في المدار يركز نظام HoNi BAJR بشكل كبير على الأداء المضاد للتشويش. عادةً ما تتصدى المصفوفات التكيفية للتداخل عن طريق إنشاء “قيم فارغة”، والتي تقمع الإشارات القادمة من اتجاهات معادية. أثناء الاختبار في منشأة اختبار أنظمة الترددات اللاسلكية بالمختبر، أظهر النموذج الأولي قدرة مسح واسعة الزاوية. وأكد الباحثون أيضًا أن الهوائي يمكنه تقسيم الحزم بين عدة مستخدمين مع الحد الأدنى من تدهور الإشارة. وقد واصل الفريق تطويره من خلال تطوير مناطق أوسع لمنع التداخل بدلاً من استهداف نقاط تشويش فردية. حاول المهندسون ذلك من خلال إعادة تشكيل الفصوص الجانبية للشعاع لتقليل التداخل عبر مناطق أوسع. وقد أدى هذا النهج إلى نتائج مختلطة خلال الاختبارات المبكرة لأن الاختلافات الصغيرة في الإشارة أثرت على التحكم في الفص الجانبي. ويعتقد الباحثون أن طرق المعايرة المحسنة يمكن أن تحل الكثير من حالات عدم الاستقرار. لا تزال المعايرة تمثل تحديًا تعتبر المعايرة الآن واحدة من أكبر العقبات الفنية التي تواجه المشروع. على عكس المصفوفات الطورية التقليدية، تفتقر المصفوفات العاكسة للمسح إلى تاريخ تشغيلي واسع في أنظمة الأقمار الصناعية العسكرية. لا يزال المهندسون بحاجة إلى تحديد كيفية قياس تشوهات الإشارة عبر الهوائي وتعويضها بدقة. يقول الباحثون إن المعايرة الدقيقة ستعمل على تحسين توجيه الشعاع وقمع التداخل والأداء العام للنظام. ويواصل المختبر أيضًا دراسة الأماكن التي تتلاءم فيها المصفوفات العاكسة بشكل أفضل مع البنى العسكرية المستقبلية. وتشير النتائج الأولية إلى أن التكنولوجيا تعمل بشكل جيد في عمليات الحزمة المجدولة، والمركبات الفضائية ذات الطاقة المحدودة، والبيئات ذات التداخل المستمر ولكن الأقل ديناميكية. قال كراتون: “يمثل تصميم الأجهزة تحديًا دائمًا”. “لكن معرفة كيفية ملاءمة التكنولوجيا في نظام كامل وعملي يلبي احتياجات المهمة هو الجزء الأصعب.” سيؤدي العمل المستقبلي إلى تحسين تقنيات تشكيل الحزم، وتحسين إجراءات المعايرة، واستكشاف حالات الاستخدام التشغيلي لتكنولوجيا الهوائي.
تم النشر: 2026-06-08 19:31:00
