Космічні сили використовують комерційні супутники для забезпечення стійкості
Вступ
Військово-космічні сили США (USSF) та Національне управління розвідки (NRO) виявили, що сучасні комерційні супутникові платформи, які раніше вважалися придатними лише для широкосмугового зв’язку або спостереження за Землею, тепер можуть виконувати складні завдання національної безпеки. Завдяки інноваціям, підтриманим венчурними інвестиціями, та більш гнучкій стратегії закупівель, військові скорочують витрати на понад 50% і зменшують терміни реалізації програм до 33%.
Комерційні супутникові платформи: можливості та економічні переваги
Раніше підрядники оборонної промисловості створювали високоякісні супутники за суворими специфікаціями. Сьогодні такі компанії, як SpaceX, Astranis, Sierra Space, а також спеціалісти з малих супутників, наприклад, BlackSky і Planet, масово виробляють платформи з такими характеристиками:
- Електричний двигун: Двигуни на основі ефекту Холла або іонні thrusters, що використовують ксенон для ефективного утримання на орбіті та підвищення орбіт.
- Енергетичні системи: Розгортні сонячні батареї потужністю 2–8 кВт у поєднанні з акумуляторними системами для безперервної роботи.
- Маса та об’єм: Платформи з сухою масою 200–600 кг, здатні нести корисне навантаження вагою від 100 до 300 кг.
- Модульні інтерфейси для корисного навантаження: Стандартизовані механічні, електричні та дані канали (SpaceWire, MIL-STD-1553, CAN) для підключення датчиків.
- Інтеграція наземного сегмента: Комерційні наземні станції та хмарні системи управління місією з програмованими радіо та аналітикою на основі штучного інтелекту.
«Комерційні платформи не лише доступні, але й відповідають більшості наших вимог за значно нижчою ціною», — зазначив Кріс Сколезе, директор NRO.
Еволюція закупівель: від традиційних до комерційних моделей
Минулого місяця Комітет з питань збройних сил Палати представників заслухав інформацію про те, як ініціативи USSF та NRO, такі як Агентство розвитку космосу (SDA) та Резистентний GPS, сприяють реформам у сфері закупівель:
- Огляд ринку: Пентагон вивчив понад 20 постачальників комерційних платформ, включаючи Ball Aerospace, Sierra Space та новачків, таких як Axient.
- Пом’якшення вимог: Секретні специфікації продуктивності були спрощені, щоб дозволити використання комерційних компонентів та відкритих архітектур.
- Контракти з фіксованою ціною: Акцент на оплаті за етапами та спільному ризику, а не на схемах «вартість плюс».
- Конкуренція серед постачальників: Кілька постачальників були відібрані для наступних партій, що сприяє ціновій конкуренції та безперервним інноваціям.
Наступне покоління GSSAP
Програма геосинхронного спостереження за космічною ситуацією (GSSAP) спочатку включала шість платформ Northrop Grumman на геосинхронній орбіті. Для GSSAP NG USSF укладе контракти з комерційними виробниками за моделлю, що передбачає зниження витрат на 50% та швидшу доставку на 33%, зберігаючи при цьому можливості для інспекції на орбіті та стикування.
Резистентний GPS (R-GPS)
У рамках програми Quick Start USSF замовило проектування супутників малої маси MEO у компаній Astranis, Axient (Astrion), L3Harris та Sierra Space. Ці платформи забезпечують вищу вихідну потужність радіочастот—до 1 кВт сигналів L1C/A та L5, стійких до глушіння, за оцінкою вартості $50–80 мільйонів за одиницю, у порівнянні з $250 мільйонами для традиційних моделей.
Технічний аналіз архітектури супутникових платформ
Комерційні платформи використовують передові підсистеми:
- Пропульсія: Іонні двигуни на ксеноні генерують тягу 50–200 мН з питомим імпульсом (Isp) 2000–3500 с, що дозволяє підвищувати орбіту протягом місяців замість років.
- Тепловий контроль: Розгортні теплові трубки та теплообмінники управляють 500–1200 Вт відходів тепла від авіоніки та RF підсилювачів.
- Обробка на борту: Радіаційно стійкі FPGA (наприклад, Xilinx Kintex UltraScale) виконують стиснення зображень в реальному часі, виявлення аномалій з використанням AI/ML та шифрування.
Вплив на космічну безпеку та міжнародну співпрацю
Відкриття GSSAP NG для публіки дозволяє експортувати технології до союзників, покращуючи спільну космічну ситуаційну обізнаність (SSA). Тим часом пілотна комерційна програма SIGINT NRO, укладена з HawkEye 360 на початку 2025 року, демонструє, як картографування радіочастот можна делегувати нетрадиційним постачальникам з спеціалізованими корисними навантаженнями.
Майбутні напрямки та прогноз ринку
Окрім зображень та SIGINT, агентства розглядають комерційні констеляції для:
- Обробки даних на орбіті: Аналітика на основі штучного інтелекту для зменшення затримок ISR.
- Оптичних міжплатформових з’єднань: Лазерні термінали для перехресних з’єднань GEO-LEO на швидкостях понад 10 Гб/с.
- Розміщених корисних навантажень: Модульні сенсорні блоки на широкосмугових флотах, таких як Starlink та SES O3b.
Аналітики компанії BryceTech прогнозують, що ринок малих супутників перевищить $50 мільярдів до 2027 року, значною мірою завдяки оборонним та подвійним застосуванням. Програма DARPA Blackjack та розвиток комерційних LEO NASA ілюструють цивільний бік цього тренду.
Висновок
Перехід до комерційних супутникових платформ змінює ландшафт національної безпеки США в космосі. Завдяки впровадженню готових архітектур та стимулюванню конкуренції, Військово-космічні сили та NRO розгортають надійні та економічно ефективні констеляції, які забезпечують критично важливі морські комунікації, попередження про ракети та навігаційні послуги протягом наступного десятиліття.