DARPA突破性创新，拓展新的技术前沿

美国国防部高级研究计划局(DARPA)的使命是构想、研发和验证国家安全的突破性技术，但并不仅限于此，只有当这些技术转变为新的战术和战略能力时，DARPA的使命才算完成。

现今，战士往往采用的是DARPA过去的技术革新。例如，近十年来，DARPA研发的合成孔径雷达、地面动目标指示以及先进通信和数据网络，可以非常清楚地掌握敌方的作战部署以及机动情况。

DARPA研发并验证了具有低雷达反射截面积(RCS)的飞机引发了隐身技术革命，飞行员可以驾驶这种飞机在对抗空域战斗并赢得胜利。

DARPA研发的光电红外传感器、小型全球定位系统(GPS)组件、微机电系统和先进指挥控制技术，创新了军用目标瞄准技术，推动了从传统的“单目标多次突击”向“多目标单次突击”的历史性变革。许多技术在第一次海湾战争中首次亮相，显示了惊人的不对称优势。

DARPA的突破性创新循环一直持续到现今，不过该机构研发突破性技术的方法随着美国创新生态系统的进步而发展。DARPA越来越多地利用民用商业部门的非凡创造力，然后增加自定义的政府研发组件，可以研发出比世界上任何其他国家都更精确和有威力的专用军事工具和能力。

以下重点介绍了DARPA不同转型阶段的研发技术。总之，这些先进技术代表了保证国家安全方面取得的一系列进步，与此同时，DARPA的创新人员将该机构的研究范围拓展到新的、更令人兴奋的技术前沿。

DARPA设立远程反舰导弹项目，旨在满足能够对抗先进电子战及其防御的远程反舰导弹的迫切需求。为了确保装备部队和武器研发一样快速顺畅，DARPA在美国海军和空军总部成立了快速部署办公室，确保顺畅快速地形成作战能力。

DARPA已经与美国海军密切协作完成了飞行测试，该导弹系统预计于2018财年实现早期作战部署。远程反舰导弹项目不仅可以通过远程突防打击武器支援舰队，还验证了一种可能适用于其他急需能力的快速采集模型。

DARPA研发的氮化镓(GaN)半导体，使美国可以研发和部署世界上功率最大，性能最好，感应最远和干扰最强的无线电射频(RF)阵列。

对氮化镓的投入可以为研发新型军事系统创造条件，新型军事系统可以在传统电子设备无法企及的距离上扫描空间碎片，搜索地面来袭导弹，干扰敌方通信。

在这项技术的未来价值还不确定的情况下，DARPA投入研发的远见卓识得到了回报，这项技术为美国一些最重要的军事项目提供了支撑，包括太空监视、终端高空区域防御(THADD)反导系统、水面电子战改进项目的反舰导弹预警和防御系统和下一代干扰机机载电子战系统。所有这些都得益于氮化镓使美国具备了赢得未来作战所需的战术和战略优势。

美军军用飞机缺少应对不在机载干扰数据库的新雷达频率和波形的对抗策略，可能需要数月才能研发和部署新的数据库和对抗策略。DARPA研发了一种全新的方法应对这种威胁——即认知电子战，机载系统通过无线电频谱感知，采用人工智能实时掌握敌方雷达的工作状态，随即生成专用干扰数据库干扰敌方雷达。

美国海军航空系统司令部和美国空军以及美国海军研究办公室(ONR)，测试DARPA的自适应雷达对抗(ARC)项目研发的这些系统，用于下一代干扰机升级。美国陆军通信电子研发工程中心(CERDEC)负责一个相关的DARPA项目——自适应电子战行为学习(BLADE)，美国陆军通信电子研发工程中心同时也提出了陆军下一代多功能电子战项目的需求。

敌方采用新的雷达频率和波形，对美军的干扰能力形成了挑战，与此同时，他们还在不断改善干扰机性能，提高干扰美军军事通信的能力。

为了应对这种威胁，DARPA启动了极端射频频谱环境下通信(CommEx)项目，已经研发了创新技术，采用这些技术可以对美军主要战术数据交换网络Link16进行模块化升级，使其具备在对抗环境下进行空空通信的新功能。

该项目的自适应抗干扰系统在Link16战术数据链上进行了集成测试，并进行了对抗干扰系统的飞行测试，计划于2017年完成系统测试。

此外，基于极端射频频谱环境下通信项目研究的技术，利用计算优势对抗监视系统(CLASS)项目正研发新的办法，保护美军军用信号免受敌方通过提高波形复杂度和干扰效能进行的日益复杂的攻击。

2016年，DARPA与美国陆军通信电子研发工程中心合作，在新泽西州迪克斯堡举行的一系列演习中，进行了计算优势对抗监视系统项目TRL-6测试。该技术还被集成到美国陆军通信电子研发工程中心一个新的项目中，旨在确保美国陆军无线电设备免受干扰威胁。

目前，也许没有任何国内安全威胁超过核武器或放射性爆炸(脏弹)的威胁。探测高放射性物质并对大规模杀伤性武器进行告警的传感器，体积庞大且价格昂贵，无法进行保护城区或主要交通枢纽的大批量部署。

DARPA的SIGMA项目已经成功研制了高质量的手持放射性传感器，其成本仅为目前设备的一小部分。SIGMA项目不仅进行了硬件研发，还研发了可以实时监控手持传感器的软件，这是在核材料被运用到恐怖分子武器之前，掌握其动向的基本能力。

2016年，DARPA与华盛顿特区以及纽约、新泽西城区和港务局的政府官员合作，在关键交通枢纽和全市范围内测试了1000个传感器的设备和网络系统，并于2017年进行最终测试，配发给相应的城市管理机构。

由于敌方潜艇成本低，且装备的潜艇数量较多，对美军形成了越来越不对称的威胁。此外，这些潜艇的声学特征水平日趋降低，杀伤力日益增长。DARPA的分布式灵巧反潜(DASH)项目，旨在通过研发无人系统的先进静态感知技术消除这种威胁。

该项目已经研发了两个原型系统，一个是固定式被动声呐节点，一个是无人潜航器(已于2016年成功进行了深潜测试)。在这些系统部署之前，美国海军将持续进行该基础技术的现场测试。

2016年，DARPA公布了反潜(ASW)持续跟踪无人舰艇(ACTUV)项目，并着手研发和建造技术验证船，标志着美国向高自主性的远程海上作战舰艇迈出了第一步。

这艘名为“海上猎人”的舰艇长132英尺，没有远程引导，通过很少的指令就能在数千公里范围内的公海上航行，同时遵守航行和避免碰撞的国际规则。这些能力意味着未来自主舰艇能够以有人驾驶舰船几分之一的成本在大面积海域上巡逻，并可执行潜艇跟踪、扫雷等危险任务，不会对船员造成任何威胁。

2016年，DARPA和美国海军研究办公室在加利福尼亚海岸进行了“海上猎人”的开放水域测试，2017年后由美国海军负责。

全球定位系统(GPS)是一种革命性的技术能力，能够确定当前精确位置和航向，但随着美国国防部越来越依赖它，当系统崩溃或被攻击时会影响作战行动。

这就是为什么DARPA研发并测试通过其他途径研制的先进定位导航授时系统，例如改变用途的信号情报(SIGINT)信息，用作外部定位，配备维护周期长的先进惯性测量单元，同时最大限度地减少导航漂移。

美国海军正在进行这套系统的作战测试，DARPA将继续通过新算法和可根据特定任务需求进行定制的可重构体系结构，将定位导航授时技术推向新的高度。

DARPA的“弹性、自适应、安全主机的革命性设计”(CRASH)项目是一项基础研究工作，旨在设计可有效防御网络攻击的新型计算机系统组件，研究成果已迅速进入商业和军事应用。

负责该项目的一位大学老师创办了一家基于“弹性、自适应、安全主机的革命性设计”项目研究的公司，惠普公司在2015年宣布其新系列打印机将采用这种安全增强软件，避免这些设备无意中成为黑客入侵的入口。

美国国防部下属的海军水面作战中心正采用“弹性、自适应、安全主机的革命性设计”技术保护舰载控制系统免受网络攻击，国防信息系统局也在使用“弹性、自适应、安全主机的革命性设计”软件，国防部的许多指挥控制服务器都安装了这个软件。

美国国土安全部和空军研究实验室也一直在共同测试和评估多个设备中的“弹性、自适应、安全主机的革命性设计”技术。所有这些技术转化消除了各类网络威胁，促进了美国国家网络安全。

“X计划”为网络作战人员提供了认识网络空间的工具，有助于他们理解复杂、隐蔽和快速变换的网络空间发生的事情，有助于网络空间的规划和实施，有助于评估任务效果，对驾驭日渐重要的网络空间域至关重要。美国陆军网络司令部后续将负责“X计划”，成立网络防御小组支援决策者，保护战术边缘网络。

在与伊拉克、叙利亚(ISIS)等伊斯兰国和俄罗斯的作战行动中，信息领域的影响力不可或缺，将在未来冲突中扮演越来越重要的角色。不过，对有助于成功实施信息活动的要素，或如何最好地对抗这些信息活动，我们知之甚少。

DARPA通过“量化危机响应”(QCR)项目，向友军提供新研发的工具，使信息作战人员可以从战略层面感知在线信息环境中发生的事情，预测敌方信息作战行动的影响。

目前，传染病的诊断测试可能需要一周或更长时间才能得出确切结果——如果是埃博拉病毒或寨卡病毒等快速发展的传染病，需要的时间更久。DARPA的机动分析平台，是一种简易、稳固、手持式的电池供电仪器，可以快速诊断多种传染病，当出现新的或不曾预料到的病原体时，可以根据需要安装新的模块。

2016年太平洋军事演习期间，DARPA与美国海军陆战队作战实验室负责该仪器的测试工作。目前，美国海军卫生研究中心和美国军方艾滋病研究项目(位于美国和非洲)负责该仪器的测试工作。

随着越来越多价值不菲的卫星以及各种人造和自然轨道碎片出现在地球上空围绕地球飞行，太空变得越来越拥挤、竞争也越来越激烈。美国空军太空司令部负责的美国空间监视网(SSN)可以追踪成千上万的地球轨道目标，确保美国空间设备的安全。DARPA最新研发的空间监视望远镜(SST)，已成为美国空间监视网的有力补充。

2016年，DARPA主导设计和建造的空间监视望远镜，交付美国空军并由其负责运营，美国空军计划与澳大利亚政府合作在澳大利亚运营空间监视望远镜。空间监视望远镜位于目前很少被观测到的地球同步轨道，可以提供关键的空间态势感知能力。

空间监视望远镜在望远镜设计和相机技术方面取得众多突破，能够获得前所未有的成像质量，可以在非常宽的视野范围内发现小而微弱的物体，且每晚能够拍摄数千张照片。其革命性的图像分析软件，可以更快地发现和跟踪以前看不见或难以找到的微小空间物体。

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