美国DARPA 2025财年预算申请：太空项目分析与前沿技术趋势

美国国防高级研究计划局（DARPA）的使命是保持美国对敌人的技术优势。主要负责先进技术概念的开发和示范，以及将先进技术转化为各军种和国防部业务局的研发和装备采购项目。 DARPA 预算提出了项目项目 (PE)、项目组 () 和项目 (Title) 的三级结构。 2024年3月12日，DARPA发布2025财年预算申请文件，将全部17个计划项目分为基础研究、应用研究、先进技术开发和管理支持四类，共有35个项目组、约100个项目。项目。项目。航天预算部分由8个项目组成，共为24个航天项目申请资金约5.14亿美元。本文对航天项目进行梳理，重点关注近两年新上马的项目和预算投资较高的项目，分析各类项目所代表的航天前沿技术的发展特点。

1 DARPA太空预算总体情况分析

在DARPA的2025财年预算申请文件中，太空计划项目包括“太空项目和计划”、“国防研究科学”、“战术技术”、“材料和生物技术”、“电子技术”、“先进航空航天系统”、“指挥、控制和“通信系统”、“传感器技术”共8项，航天项目数量共2项4项，全面覆盖地月空间等航天作战相关领域安全保障、空间机动与后勤、天基侦察、导弹预警、定位、导航与授时、空间域感知、低轨大规模星座应用，以及先进空间技术概念研究、新型航天基础研究等领域航天材料、航天电子元件和空间科学实验 DARPA 太空预算项目 2023 财年实际拨款约为 3.37 亿美元，2024 财年实际拨款约为 3.37 亿美元。 4.88 亿美元，2025 财年预算请求总额约为 5.14 亿美元。 DARPA的太空项目预算投资在过去三年中逐年增加。

2 重点航天项目分析

“敏捷地月作战示范火箭”项目

“敏捷地月战斗演示火箭”（DRACO）项目旨在实现航天器推进技术的重大进步，维护美国地月空间利益。目前，美国航天器主要采用两种推进方式：电力推进和化学推进。前者推进效率较高，但产生的推力较低；后者产生更大的推力，但推进效率较低。为了解决这一问题，DARPA计划在2027财年之前开发并在轨演示高丰度低浓缩铀（HALEU）核热推进（NTP）系统，实现太空推进技术的飞跃。与通过液体推进剂燃烧产生推力的传统化学推进系统不同，NTP系统利用核裂变产生的热量加热并汽化液体推进剂并通过喷嘴排出以产生推力。推力的大小可以通过核裂变速率和液氢冷却来确定。调整药剂流量。 NTP系统可将推进剂加热至约1982~2982℃，产生与化学推进火箭类似的推力，但推进效率是化学推进的2~5倍。

美国国家航空航天局（NASA）于2023年初宣布加入该项目，负责领导核热发动机技术的研发，探索利用核热火箭执行载人任务的可行性。 DARPA 负责整个项目的采购、审批、调度和安全。目前，DARPA和NASA已选择美国洛克希德·马丁公司（LM）为该项目开发核热火箭试验车（X-NTRV）和发动机。美国能源部将为该项目提供高丰度、低浓缩铀金属，这些金属铀将由巴布科克威尔科克斯技术公司（BWX）制成核燃料。美国太空军（USSF）将为该项目提供运载火箭，并计划选择卡纳维拉尔角太空军站或肯尼迪航天中心作为发射场，最快在2027财年将X-NTRV送入轨道。

DRACO项目近三年预算投资如图1所示，逐年大幅增长。 2025财年，DARPA为该项目申请了约1.464亿美元的资金。主要原因是该项目将启动发动机主体制造、分系统总装与测试、核反应堆制造与总装、低温液氢罐总装与测试、火箭原型机综合总装等工作。

图1 DARCO项目近三年预算投资状况

“水獭”项目

“水獭”项目主要开发和演示吸气式电力推进技术，使航天器能够长时间在超低轨道（VLEO）运行并提高粗心操纵能力。该项目的主要目标包括：开发新的推进系统、提高地面测试能力以及开发分析工具。 “水獭”项目将完成分析和测试工具的开发、替代推进系统的设计、演示星的制造以及为期一年多的太空演示。该项目为2024财年新增项目。根据“水獭”项目的技术文件，该项目设定的推进发动机效率阈值为20mN·s/mg，预期值为30mN·s/mg。电力推进效率阈值为30mN/kW，期望值为40mN/kW。

据Phase IV （）2024年4月披露，其获得了DARPA授予的1490万美元合同，为“水獭”项目开发吸气式电力推进系统。该系统使用射频推进器（RFT）。它可以收集VLEO空间中的低密度空气作为推进剂，比传统的电力推进系统能够更好地适应VLEO空间环境。该项目近两年预算投资如图2所示。与2024财年的2543.5万美元相比，2025财年预算请求金额大幅增加，达到6189.8万美元。主要原因是该项目已从设计阶段转入系统阶段。发展阶段。

图2 “水獭”项目近两年预算投资情况

“二十一点”项目

“”（）项目旨在开发利用低轨道大型星座的能力，包括对大量目标的连续监视、目标识别、跟踪和表征、战术通信、通过大型星座的架构弹性、快速在轨技术更新和实验等。此外，项目正在利用商业公司在近地轨道部署星座的计划，提供全球商业宽带互联网服务。项目主要工作包括开发低尺寸、质量、功率和成本（SWaP-C）多模态小型卫星传感器有效载荷、自主有效载​​荷、架构指挥和控制算法、卫星星上处理和数据融合算法以及研究军事上有效的大批量生产负载的先进制造方法。该项目最初计划向近地轨道（LEO）发射20颗不同功能的卫星。然而，由于太空发展局（SDA）“大规模弹性战争空间系统”（PWSA）星座的影响，DARPA 多次对该项目提出批评。调整完成四颗示范卫星的设计、建造和发射。项目计划于2024财年完成全部在轨论证验证任务并关闭项目。近两年预算投资情况如图3所示。

图3“黑杰克”项目近两年预算投资情况

“天基自适应通信节点”项目

“天基自适应通信节点”（Space-BACN）项目计划开发一种小尺寸、低质量、低功耗和低成本（SWaP-C）可重构星间光通信终端，易于实现集成到小型卫星中。以及跨星座指挥和控制的方法。目前，由于卫星间光链路（OISL）规范不同，政府卫星和商业卫星无法相互通信。该项目将开发一种模块化、可重构的星间光通信终端，与大多数当前和未来的OISL协议兼容，以实现异构星座之间的在轨通信和数据中继。该项目还将开发一个指挥和控制系统，以根据星座可用性和任务要求配置卫星间链路。建成后，将移交太空军和航天发展局，为“大规模灵活作战太空系统”提供关键技术支撑。该项目近三年预算投资如图4所示。2025财年预算申请金额约为720万美元，较前两年大幅减少。主要原因是该项目已从硬件开发和测试阶段转向演示验证阶段。

图4 “天基自适应通信节点”项目近三年预算投资情况

“空间域的大规模跟踪和表征”项目

太空宽范围跟踪和表征（Space-WATCH）项目计划实现对低地球轨道物体的实时和持续跟踪，并提供战术时间尺度上的可用情报。该项目主要采用大规模在轨传感器与自动数据融合相结合的思路。通过合作，将数千个低成本传感器安装在商业公司卫星平台上，持续收集空间态势感知数据，并通过自动化算法对其进行处理和融合。对于所有收集到的数据，进行异常运动监控，以减少误报并生成可用和可操作的数据。该项目的成果将显着提高国防部太空态势感知的准确性，并能够对异常情况做出及时、适当的反应，例如机动太空资产以避免太空碎片。该项目将于2023财年启动，项目完成后将移交给美国太空军和太空发展局。该项目近三年预算投资如图5所示。2025财年申请预算为2282.7万美元，较2024财年有所减少，主要原因是该项目已从软硬件开发阶段到在轨验证和验证。测试阶段。

图5“空间大规模追踪与表征”项目

近三年预算投资

“分布式雷达成像技术”项目

分布式雷达成像编队技术（DRIFT）项目主要基于小型合成孔径雷达（SAR）卫星在商业领域的蓬勃发展，展示了编队飞行SAR卫星星座所实现的先进能力。该项目将获取编队飞行SAR卫星数据，并基于该数据演示验证新的处理算法，从而提高小型SAR卫星的军事应用效率。 DARPA 选择 Umbra 的 SAR 卫星来验证 DRIFT 算法，并利用多颗卫星的数据对算法进行创新。目前，Umbra 正在为 DARPA 进行为期几个月的全面数据收集活动，并正在生成双基地和多基地观测数据。该项目近三年预算投资如图6所示。2025财年预算申请金额为704.9万美元，较2024财年大幅减少。主要原因是该项目已从在轨数据采集阶段到算法优化阶段。

图6“分布式雷达成像形成技术”项目

近三年预算投资

“感知监视与对抗技术”项目

“感知、监视和对抗技术”项目将设计和演示先进的传感系统和对抗技术，以实现新领域和新质量的作战能力。主要思想是提高航天器的尺寸、质量和性能，以增加其续航力、自主作战能力和作战半径，并降低成本。该项目的主要目标是提高航天器在没有基础设施支持、恶劣物理环境和对抗环境下的持续作战能力。该项目为2025财年新项目，预算1129.4万美元。计划在2025财年完成以下目标：①对可负担分布式地月航天器轨道机动概念进行可行性分析； ② 对经济适用的地月航天器概念进行设计审查； ③ 开展经济适用的地月航天器概念航天器对关键子系统进行原型测试。

“督导”工程

监督计划旨在开发和演示一套自主技术，为竞争环境中的战术行动提供持续的目标监视服务。该项目评估现有和新兴的空间系统，并利用低轨道大规模（pLEO）星座的高带宽和边缘处理能力来支持大规模综合任务。该项目将开发星座之间自主协作的先进技术，以实现在有争议的环境中（目标数量远远大于作战区域上空的卫星和传感器数量）对目标的连续监视。最终，该项目将利用现有的在轨pLEO资产，结合真实、虚拟和建筑（LVC）地面资产进行演示。该项目近三年预算投资如图7所示。2025财年预算申请金额为2861.8万美元，较2024财年有所减少。主要原因是该项目已从算法开发、在轨演示阶段到最终演示。和交付阶段。

图7 近三年“监管”项目预算投资情况

3.我们是怎么认识的？

核热火箭研发预算逐年增加。

月地空间安全形势日益严峻

为了实现太空推进技术的飞跃，DARPA连续三年大幅增加DARCO项目的预算投入。 2025财年，该项目申请资金1.464亿美元，预算在航天项目中排名第一；此外，2025财年新增“感知”项目“监视与对抗技术”项目，用于开发适合地月空间的小型航天器机动技术，预算请求为1129.4万美元。可见，美国近年来高度重视地月空间推进技术的发展，旨在突破天基系统的能耗约束，构筑地月空间大规模、高强度的对抗优势。空间域。目前，世界各国在地月空间态势感知能力相对较弱，这为军用航天器提供了巨大的机动区域，为发动太空袭击创造了有利条件。近年来，美国日益重视地月空间的战略地位，不断将战场空间拓展到地月空间及以外，抢占未来太空军事斗争的前沿。月地空间安全形势日益严峻。

“水獭”项目预算大幅增加，

超低轨道战术潜力日益凸显

为了探索VLEO的应用潜力，提高航天器的无忧机动性，DARPA于2024财年设立了新的“水獭”项目，开发和演示适用于VLEO的吸气式电力推进技术。 2025财年，DARPA为该项目申请了6190万美元资金，预算投资较2024财年增加了143.4%，以加速该项目从概念设计阶段向原型制造阶段的转移。与LEO航天器相比，VLEO航天器可以吸收稀薄的空气作为推进剂，不受推进剂剩余的限制，并且具有更高的在轨运行寿命。 VLEO遥感卫星可以捕获更高分辨率的图像，VLEO通信卫星具有更低的通信传输延迟。随着吸气式电力推进技术的突破，VLEO战术应用潜力日益凸显。

大型星座相关项目预算减少，

相关技术逐渐成熟

为了实现天基能力向大型星座的迁移，提高美国航天系统的灵活性，DARPA近年来启动了一系列大型星座技术研发项目，涵盖了所有应用领域、项目数量占航天项目总数的20%。其中，在卫星通信中继领域，有“黑杰克”和“天基自适应通信节点”项目；在空间域感知领域，有“空间域大范围跟踪与表征”项目；天基侦察领域有“分布式雷达成像形成技术”和“监督”项目。这些项目2025财年的预算申请金额普遍明显低于2024财年，主要原因是项目即将从硬件研发阶段进入验证测试阶段，且所需的预算资金减少。也代表着相关技术的逐渐成熟。未来，大部分项目成果将移交给太空军和太空发展局，帮助建设美国星座“大规模灵活作战太空系统”。

来源/《国际空间》2024年第9期