美國空軍的AFWERX計劃正在資助一種吊艙的開發，以實現在軌道上的飛機和衛星之間的超視距鐳射通訊。這樣的概念並不新鮮，但最近光學技術的發展可能使在大規模部隊中部署這樣的系統變得更加可行。考慮到傳統的基於無線電頻率的網路面臨的威脅，發展更有彈性和更堅固的通訊形式，如鐳射連結，無疑將在未來的衝突中被證明是非常有價值的，因為電子戰可能會削弱軍隊的重要網路。
超視距鐳射通訊實際上不受干擾和攔截，可以快速傳輸大量資料。
AFWERX本週授予太空微公司一份第一階段小企業技術轉讓合同，太空微公司是一家位於聖地亞哥的公司，設計用於衛星的光電感測器、軟體子系統和通訊技術。太空微稱該專案為DEFORMO，並表示他們的目標是開發一種“空對空鐳射通訊吊艙，可以部署在各種美國空軍飛機上。”
據美國媒體報道，一名參與該專案的工程師表示，該合同的目標是設計一種“可以置於F-35戰鬥機機翼下”的艙體，每秒可傳輸高達10GB的資料。吊艙旨在“提供機載裝置和地球靜止通訊衛星之間的光通訊鏈”，可用於載人或無人飛機。
太空微公司執行長表示，飛機和衛星之間的這種光學通訊涉及“一些你可能會做的最困難的指向和導航，特別是當我們被告知他們需要在機動時維持上行鏈路。”該公司去年從美國空軍獲得了另一份合同，開發一種可以將射頻(RF)訊號轉換為光通訊的系統，反之亦然。
顯然，保持機載和軌道裝置之間的視距聯絡是一項複雜的工作，特別是在需要清晰視野的吊艙格式中。吊艙的增加也會給像F-35這樣的隱形戰機的雷達橫截面帶來問題。然而，吊艙系統可以輕鬆快速地整合到現有的飛機上，而不需要改變他們的設計。
如果AFWERX資助的這份合同能夠生產一種可安裝在現有飛機上的工作鐳射通訊吊艙，它將為直接將類似系統整合到有人駕駛和無人駕駛飛機以及其他可作為感測器繼電器的平臺開啟大門。這樣一個概念可能與高空平臺提供令人難以置信的彈性超視距通訊繼電器功能對許多其他飛機操作視線之內,如成群的隱形戰鬥機或彈藥,甚至在同伴衝突狀態中密集的電子戰能力。
對於那些需要在嚴格的排放控制下操作才能不被發現的隱秘資產，甚至是那些部署了該系統的集中式平臺的視線範圍內的資產，它也將特別有用。當與類似於SpaceX的STARLINK的網狀衛星網路配對時，它還允許一個彈性通訊系統，即使一些衛星因為敵人的攻擊而丟失或癱瘓。
美國雜誌在關於空軍神秘的高空、長航時(HALE)隱形無人機(通常被稱為RQ-180)的深入報道中特別強調了這項技術，以及它可能的作用和任務。
一種高空飛行的先進網路飛機的作戰概念，能夠在有爭議的空域生存。
如前所述，與射頻(RF)通訊不同，這種光資料鏈幾乎不可能被幹擾或攔截，除非有敵對資產進入吊艙和衛星之間。鐳射鏈路也不受電磁干擾或脈衝的影響，這使得它們比基於射頻的通訊系統更具彈性。由於這些原因，太空微公司的負責人說，這樣的吊艙可以“讓我們的隱形飛機在敏感行動期間安全地通訊，而不會洩露它們的位置。”
儘管比射頻通訊更堅固，但光連線也有其自身的挑戰。首先，任何空對空光通訊吊艙都必須攜帶足夠強大的鐳射，以到達軌道上的衛星，這在過去在尺寸、功率和重量(SWAP)方面都存在障礙。然而，現代鐳射技術已經成熟和小型化到這一點上，這些因素不再像最近幾十年那樣受到限制。平臺飛得越高，大氣的破壞也就越少。
除了SWAP的考慮之外，飛機的運動可能會產生“抖動”，影響光學連線的完整性，空氣動力也會產生紊流。就像空間物體和地球大氣中的物體之間的任何光學連線一樣，也存在大氣閃爍或干涉的問題。這就是自適應光學概念的由來。自適應光學最早是在冷戰期間作為一項機密技術開發出來的，用於跟蹤蘇聯衛星，它使用了先進的可變形鏡子和軟體，可以測量和解釋大氣干擾。
由太空微公司為空軍開發的DEFORMO系統包括由約翰霍普金斯大學為NASA開發的“雙自適應反射鏡技術”專利。該學院的研究人員此前與空軍研究實驗室合作，發表了在機載鐳射通訊中使用自適應光學的研究。太空微公司表示，在傳輸高速光通訊時，這項技術“有效地消除了地球大氣物理的不確定性”。
使用鐳射作為空間安全光通訊鏈路的總體想法並不是一個新想法。據我們所知，首個衛星對衛星鐳射鏈路於2001年在兩顆歐洲衛星之間實現，美國國防部(DOD)至少從2020年起就計劃測試這一概念。五角大樓的空間發展署計劃在2024年之前發射150顆衛星，透過鐳射交聯建立一個更快、更堅固的軍事通訊網路。美國國防部高階研究計劃局去年公佈了一項類似的計劃，名為“天基自適應通訊節點”(Space-Based Adaptive Communications Node，簡稱Space-BACN)。
美國空軍正在與SpaceX的Starlink等商業衛星星座合作，以滿足未來作戰網路的需求。這些衛星星座已經開始使用鐳射鏈路在太空中相互通訊。
美國國防部甚至考慮用鐳射在衛星和潛艇之間傳送通訊。洛克希德·馬丁公司也在上世紀90年代初研究過這一概念。
一個藝術家構想的水下鐳射通訊系統。
無論如何，在為飛機配備超視距鐳射通訊鏈路方面已經取得了一些進展。通用原子公司在2020年的一次測試中展示了他們的機載鐳射通訊系統(ALCOS)，該測試被描述為“使我們的飛機能夠使用高頻寬通訊系統，而不會被敵人干擾或探測到的關鍵一步。”ALCOS被設計用於與MQ-9“收割者”(Reaper)等中高、長航時無人機相容，並提供300倍於射頻衛星鏈路的資料承載能力。空客也宣佈了開發類似系統的計劃。
雖然飛機和衛星之間的鐳射連線一度聽起來很遙遠，但光學研究一直在穩步推進這一想法，使其更接近技術成熟。這些都是非機密領域的發展。很有可能，這項技術在分類領域也取得了進步。考慮到美國衛星現在每天面臨的威脅，在關鍵資產之間尋找新的強化通訊形式無疑將是近期的優先任務。
