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美国国防先期研究计划局（DARPA）将在本月晚些时候向产业界简要介绍一个即将启动的“黑杰克自治和集成”项目，旨在为DARPA的“黑杰克”（Blackjack）项目开发人工智能、机器自治和网络安全技术，寻求自治、集成、在轨网络空间安全、在轨编码解决方案。“黑杰克”项目旨在研发未来低地球轨道（LEO）运行的低成本军用卫星群。出席简会的仅限于代表美国公司的美国公民或美国永久居民。 从历史上看，美国国防部（DOD）卫星均是定制设计，设计和升级周期长且成本高昂。商业空间技术的发展为LEO宽带互联网通信卫星在军事领域的应用提供了具有吸引力的规模经济。基于开放式架构电气、软件和网状网络接口控制的商品化卫星总线可以为数十种或数百种不同类型的军用卫星有效载荷提供在低地球轨道上运行的方式。 2018年4月，DARAPA为Blackjack项目发布机构广泛公告，寻求产业界帮助研究小型、安全、经济的军用通信和监视卫星群，不仅能够工作在LEO，还能利用现代商用卫星技术。Blackjack项目旨在为在LEO中运行的全球高速骨干网开发支撑性技术，该网络支持网络化、可恢复性和持久性军事卫星有效载荷，可提供无限的超视距感知、信号和通信功能。项目将基于针对多种类型总线优化的“足够好”的有效载荷，强调商品化的总线和低成本可互换的有效载荷，实现设计周期短和可频繁技术升级等优点。 项目将演示一个分布式LEO星座，该星座可提供全球持续覆盖，总成本低于为地球同步轨道上的类似任务设计的单个卫星。Blackjack航天器将在商业星座内运行，由商业服务提供商提供通信和运营。 ·研发载荷和带有在轨分布式决策处理器的任务级自治软件，该处理器可以自主进行在轨数据处理，并在轨执行共享任务; ·将先进的商业制造技术用于军用有效载荷和航天器总线，包括使用商用现货（COTS）部件的高速制造，减少对个别航天器的筛选和验收测试，以及降低对航天器寿命的期望; ·在LEO中演示与目前GEO系统相同的卫星有效载荷，航天器的成本低于每颗卫星600万美元。 该项目有三个阶段：确定总线和有效载荷要求;为两个卫星在轨演示开发总线和有效载荷;并在低地球轨道上演示了一个为期六个月的双平面系统。未来的Blackjack星座将涉及两个平面中的20个航天器，每个卫星上有一个或多个有效载荷。 每个Blackjack卫星将包括一条商品化总线，能够与其他节点进行宽带速率全球通信，一个Pit Boss控制单元，以及一个或多个可自主运行超过24小时的军用有效载荷。 为了降低集成风险，Blackjack将为每个航天器开发一个名为Pit Boss的航空电子设备，该设备配有高速处理器和加密设备，可用作通用网络和电气接口。Pit Boss不仅可以为每个有效载荷提供通用的电气接口，而且还可以提供任务级自治功能，实现在轨边缘计算，管理Blackjack卫星与地面用户之间的通信，提供到总线的命令和遥测链接，并加密有效载荷数据。 Blackjack Pit Boss研究包括开发航空电子设备盒和计算节点（也称为边缘处理器，带有人工智能的托管自治软件），分散在数百到数千个节点之间的动态分布式计算，精确定时，低SWaP-C空间处理硬件，嵌入式网络安全，加密解决方案，任务集成和航天器集成。 对于Pit Boss，DARPA研究人员希望产业能就以下领域提出议案：支持星座和卫星自治的人工智能软件、大规模分布式计算、精确定时、高可靠的网络空间解决方案、低成本在轨处理硬件、空间密码解决方案、系统和任务集成服务。 Pit Boss边缘处理器将成为所有Blackjack卫星上在轨运行Blackjack计算、加密和定时的节点。Pit Boss将以电子方式位于有效载荷和航天器总线之间，为每个有效载荷提供电气、定时和网络连接，并在载荷、联网的Blackjack航天器星座节点，更广泛的商业航天器星座节点和地面终端之间提供分组路由。Pit Boss边缘处理器还将提供网络保护和数据加密和解密以实现跨网络元件的安全通信，以及提供有效负载管理、有效负载功率切换、任务分配和调度、卫星资源管理、星座管理，时钟和定时。 DARPA对人工智能软件感兴趣，该软件可以利用多模态传感器网络以及利用基于空间的网状网络将关键数据快速移动到战术边缘的平台、单元和其他组成上。这包括基于训练数据、任务输入和学习来检测、识别和跟踪物理目标的动态和不断发展的能力，以及将目标数据传输到网状网络中的其他卫星的能力。 这可能比听起来更困难。检测目标的卫星必须保持对这些目标的持续监管，并且即使在几颗单独的卫星受到威胁或无法加入或重新加入网络时也要这样做。这些卫星必须能够识别需要快速定位信息的用户，并确保关键数据能够快速到达，这将涉及确保数据完整性、用户身份验证和保持低网络延迟。 这些卫星必须具有小尺寸，重量，功率和成本（SWaP-C），并且具有异构处理硬件，包括适用于LEO环境的通用处理器（GPP），现场可编程门阵列（FPGA）和图形处理单元（GPU）。卫星也需要低SWaP-C空间合格的加密技术，以便为具有军用有效载荷的商品化卫星总线提供可路由的多级安全性。 该项目强调商品化总线和可互换有效载荷的结合，这些载荷具有设计周期短，自治集成和运营等特点，可通过无线软件升级进行频繁的技术升级，以及快速刷新在轨节点，实现向在战略边缘用户高效传输数据。
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