构建金穹导弹防御系统面临多重挑战
快速阅读: 美国“金穹”导弹防御系统面临规模庞大、技术复杂等挑战，需应对高超音速武器等新型威胁，强调利用模拟和开放系统架构提升防御能力。
构建像“金穹”倡议这样规模和范围的导弹防御系统面临诸多挑战。除了美国广袤的国土面积外，近年来诸如高超音速武器等先进空中威胁的出现，使得传统导弹防御战术难以应对。传统洲际弹道导弹（ICBM）有确定的轨迹，且威胁相对容易理解，而高超音速武器的机动性和适应性带来了新的挑战，需要更多和更好的传感器、更强大的拦截器以及能够快速适应新威胁的稳健通信网络。
安西斯政府计划总裁凯文·弗洛德在接受《防务突破》采访时讨论了“金穹”、导弹防御面临的挑战以及如何利用模拟和开放系统架构来开发、实施和更新导弹防御系统。
《防务突破》：我们正在讨论美国的导弹防御问题，这实际上是在讨论“金穹”。构建“金穹”的基本挑战是什么？这些挑战是如何被定义和解决的？
弗洛德：挑战存在于多个方面，但首要问题是系统的规模和范围。回顾政府和国防部的历史，项目越大，风险越高，成功的可能性越低。在我早年的职业生涯中，我曾参与20世纪90年代初至中期的战略防御倡议（SDI）项目的系统集成和工程团队，目睹了与“金穹”有诸多相似之处的系统所面临的挑战——多层系统、太空中的导弹防御传感器和武器系统，以及与此相关的复杂性。最大的问题是系统的复杂性。此外，政府采取了利用现有技术应对这一挑战的立场。
接下来的问题是那些存在的技术空白。我们知道在传感器覆盖方面存在一些挑战，希望在拦截器的可靠性和性能上处于更佳位置。还需要建立通信、指挥控制、战斗管理等方面的基础设施。这些都是当前面临的重大挑战。
让我们进一步讨论规模上的挑战。显而易见的比较对象是以色列的“铁穹”，但考虑到美国与以色列的国土面积差异巨大，这些挑战并非线性增加。而且，“铁穹”并不是为拦截洲际弹道导弹设计的。这些挑战的增加并非简单的线性关系，对吗？
确实不是。回到我在SDI的日子，那时主要面对的是远程战略武器的持续威胁，这些武器可能出现在全球的任何地方。因此，我们需要对整个地球有可见度，这意味着全球性的传感器覆盖。这与主要部署在以色列境内对抗战术威胁的“铁穹”系统完全不同。另外，随着先进空中威胁的出现，我们的应对时间线与目前的“铁穹”系统设计处理的时间线也大不相同。这是另一个威胁情景。我们试图通过“金穹”解决的威胁规模显著不同，需要根本不同的方法。尽管“铁穹”系统在很大程度上证明了其有效性，可以从中吸取一些教训，但规模上的差异是明显的。
我们讨论的多层次系统包括太空中的武器技术和众多空间传感器以实现全球覆盖，这也是一个重要的组成部分。将这一切联系起来的通信系统运作在一个完全不同的规模上。所有检测、跟踪、提示和引导工作都必须在低延迟的多层次防空系统中迅速完成，以确保速度、可靠性和生存能力。这是一个高度复杂的系统，代表了比“铁穹”更高级别的技术。
我们正在尝试防御许多未知的能力。例如，对于高超音速武器，我们知道它们能做什么，但并不完全了解它们的所有能力。当不确定这些能力时，我们如何准备防御？
热爱这个问题，模拟成为如此重要的一部分也就不足为奇了。在这一层面上运行模拟时，可以测试广泛的能力——包括现有的能力和预期可能出现的新能力——以识别弱点并强化系统。随后，可以训练决策过程，无论是人类、机器还是两者的结合，以应对尚未演变的威胁，通过人机协作或人在回路中的角色确保监控、指导和必要时的干预能力。
回顾历史，我们面临的一个挑战是，已经发展出一套需要高度明确要求的系统。问题在于这些系统往往变得任务特定，从一开始就不是为了适应新或变化的情况而设计的。这种架构和任务集要求采取不同的方法。现在是时候重新思考系统定义，从固定的时间点要求转向为持续适应而构建的架构。这一转变还意味着理解当前的能力格局（即哪些可以立即使用，哪些可以通过升级延长任务相关性，哪些需要开发全新的系统以填补关键空白）。这不仅仅是关于优化个别平台，而是理解整个系统的有效性以及每个组件如何贡献于整体任务准备度。
传统设计和测试方法与我们现在能用模拟做什么之间的主要区别是什么？
首要的是，就像今天的网络物理系统一样，技术更加集成和先进。现代方法不仅关注物理模型，还将系统架构、任务背景和行为逻辑与高保真物理连接起来，以便评估这些元素作为一个系统如何一起工作。这使我们能够了解系统不仅在孤立状态下如何表现，而且在软件、硬件和人类或自主决策循环相互作用的任务级别条件下如何行为。
有了这种综合视角，你可以探索架构、操作行为和物理性能之间的权衡，完善方法并将资源投入到最能推进任务的地方。你可以测试控制策略，看看软件或逻辑变化如何影响结果，并决定在哪里集中开发以获得最大回报。这就是模拟成为战略优势的地方，Ansys 政府倡议专注于为国防工业基础创建这些先进的软件工具。本质上，它将设计、行为和任务性能整合到一个视图中，帮助团队从系统层面做出决策，而不是孤立的数据点。
随着威胁的演变，Golden Dome 也必须随之发展。对此您有何看法？
这是至关重要的，关键在于承诺开放接口和互操作性。政府同样强调充分利用商业能力。回想互联网早期的日子，那是一个快速演变的时期，组织发布了新技术，通过征求意见请求发布接口规格，并邀请行业参与。与此同时，新的技术被上线，而更广泛的社区帮助建立了标准，因为实际表现揭示了哪些创新成功了，哪些没有。
如果我们想要利用最佳的商业能力，就应该遵循同样的原则。我对这种硬件和软件系统的方法感到兴奋。当我们向政府或私营行业提供能力时，如果存在缺失的能力或他们希望有所不同，我们不必重新编程整个堆栈并等待数年才能交付该能力。这使我们的客户能够采用最新技术，将防御立场从被动转变为通过将创新转化为非常规和颠覆性的优势来主动应对。
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