突破GPS限制美军太空飞机验证次世代量子导航技术

美国太空军与空军快速能力办公室合作，计划于8月21日从佛罗里达州肯尼迪太空中心发射X-37B轨道测试飞行器第八次任务（OTV-8）。这架由波音制造的无人太空飞机将搭载SpaceX Falcon 9火箭执行USSF-36任务，测试包括激光通信和“史上性能最强的太空量子惯性传感器”等次世代技术。任务合作伙伴包括空军研究实验室和国防创新单位，标志着美军太空技术发展的重要里程碑。

X-37B太空飞机自2010年首飞以来，已完成七次任务，在太空累积超过4,200天飞行时间。现役两架飞机长约29英尺（9米），大约是NASA太空航天飞机四分之一的长度。最近一次任务于今年3月结束，在轨道停留434天后在范登堡太空军基地着陆，另一架飞机曾创下908天的最长飞行记录。

X-37B作为动态响应式太空飞行器，负责进行各种测试和实验，加速关键次世代技术和可重复使用太空能力的作战概念发展。第五太空作战中队与空军快速能力办公室合作，负责X-37B的日常在轨运行。

OTV-8任务将在低地球轨道进行激光通信示范，涉及商业卫星网络，有助改善美国太空通信架构的弹性、效率和安全性。激光通信是未来太空通信的核心，红外光的较短波长能大幅增加每次传输的数据量。相比传统无线电频率传输，激光束的定向特性使其更加安全。

太空军作战部长Chance Saltzman将军表示：“OTV-8的激光通信示范将标志着美国太空军利用增殖太空网络作为多样化和冗余太空架构一部分能力的重要一步，这将加强我们卫星通信架构的弹性、可靠性、适应性和数据传输速度。”

使用增殖中继网络通过确保系统不存在单一故障点，增强美国太空架构的弹性。这些实验是美国太空军通过增强美国轨道系统的弹性和灵活性来维护太空领域安全的更广泛推进的一部分。

任务8将展示世界上性能最高的太空量子惯性传感器，通过检测原子的旋转和加速度实现精确的无辅助太空导航，无需依赖传统GPS等卫星网络。这项技术在GPS被拒绝的环境中特别有用，将增强美国太空飞行器面对当前和新兴威胁时的导航弹性。

太空第九三角洲指挥官Ramsey Horn上校强调：“OTV-8的量子惯性传感器示范是太空作战弹性向前迈进的重要一步。无论是在地球轨道以外的月地空间导航，还是在GPS被拒绝的环境中运行，量子惯性传感都能在GPS导航不可能的情况下提供强大的导航能力。最终，这项技术对我们在第五太空作战中队和整个太空军的推进做出重大贡献，确保即使在GPS被拒绝的环境下也能保证移动和机动性。”

由于量子惯性传感器对月地空间导航有用，它们还有望推动长距离太空旅行和探索的技术前沿。这项技术将为未来深空探索任务提供关键的自主导航能力。

这次任务展示了美国太空军在面对复杂威胁环境时创建多层次防御能力的战略思维。激光通信和量子导航技术的结合，将为美军提供在“竞争环境”中的关键技术优势，特别是在传统通信和导航系统被干扰或攻击的情况下。

这些技术突破不仅服务于军事需求，也为商业太空探索和科学研究开辟新的可能性。量子传感技术在月球基地建设、火星探索等未来任务中将发挥重要作用，而激光通信则能大幅提升深空任务的数据传输效率。