国防総省は数十年にわたり、膨大な宇宙予算の大部分を従来の静止衛星に費やしてきた。
設立からXNUMX年が経過した宇宙開発庁（SDA）は、商用生産された小型衛星やレーザー通信端末の幅広いサプライヤー基盤に依存して、地球低軌道群を構築するという野心的な計画で従来の常識を打破しようと取り組んでいる。
「拡散するLEOへの動きは、政府の衛星調達方法に大きな破壊的影響を及ぼします」と、業界コンサルタントで元米国国防総省の高度な能力のための防衛研究工学部長のジェームズ・ファイスト氏は述べた。
SDA は、衛星の多層ネットワークを Proliferated Warfighter Space Architecture と呼んでいます。 これには、相互接続された通信衛星のトランスポート層と、ミサイル探知および早期警戒センサー衛星の追跡層が含まれます。
従来の防衛契約モデルでは、SDA のコンステレーションは XNUMX 社か XNUMX 社の元請け業者に与えられるはずでした。 しかし、商業衛星市場を活用するために、同庁は複数のベンダーに衛星を発注し、メーカーに対し共通規格に準拠した光リンクを介して宇宙船を相互運用可能にするよう求めている。
「アーキテクチャは、多くのプロバイダーが接続できるようなものである必要があります」とファイスト氏は述べています。 「そしてそれが基本的に SDA の信念です。」
これまでにSDAはヨーク・スペース・システムズに62機、スペースXに56機、ノースロップ・グラマンに52機、ロッキード・マーティンに20機、L3ハリス・テクノロジーズに10機、レイセオン・テクノロジーズに10機、ボール・エアロスペースに2機の衛星を発注した。 ヨークはこれまでにXNUMX機の衛星を納入しており、そのうちXNUMX機はスペースX社のXNUMX機とともにXNUMX月XNUMX日に軌道に打ち上げられた。
防衛請負業者のロッキード・マーチン、ノースロップ・グラマン、L3ハリスは、それぞれテラン・オービタル、エアバスUSスペース・アンド・ディフェンス、マクサー・テクノロジーズの商用バスを使用してSDAの衛星を構築している。 対照的に、SpaceX、Raytheon Technologies、Ball Aerospace は社内設計を使用しています。
破壊的なアプローチ
「SDAが行っていることは、国防総省がこれまでハードウェアを買収してきた方法から完全に逸脱している」と業界アナリストで市場調査会社Quilty Spaceの創設者であるChris Quilty氏は述べた。
「その影響について考えると、効果的で回復力があり、高スループットで低遅延のトランスポート層がある場合、主要なパンとバターである従来の静止衛星プログラムの一部が必要になるでしょうか?」 彼は尋ねた。
政府はハイブリッドアーキテクチャを望んでいるから、大型静止衛星は確かになくなることはない、とキルティ氏は付け加えた。 「しかし、これがロッキード社とノースロップス社が SDA プログラムの追求に非常に積極的になった理由だと思います。 それは、彼らがかつてやっていた多くのことを共食いすることになるからです。」
SDA は従業員約 200 名の比較的小規模な機関であるにもかかわらず、軍事宇宙市場に多大な影響を与えてきました。 固定価格契約に基づいて衛星を購入し、トランスポート層と追跡層の宇宙船調達をXNUMX年ごとに再競争している。
この商業的なモデルにより、SDA は、長年にわたって XNUMX つの大規模な買収に資金を提供する国防総省の従来の方法とは対照的に、新しいテクノロジーが利用可能になり次第、段階的に追加することができます。
「SDAは、戦闘員に宇宙能力を迅速に提供する鍵となるだろう」と宇宙軍の買収上級幹部フランク・カルヴェリ氏は語った。 「私は彼らの戦略を全面的に支持しており、彼らが今後も迅速に行動し、最善を尽くすことができるよう、私たちは彼らの構造と文化を維持していきます。」
キルティ氏は、XNUMX年ごとに衛星群を配備することで、実用化される頃には時代遅れになるかもしれない技術の開発にXNUMX年を費やすのではなく、「基本的に『十分なレベル』に達するというスパイラル開発プロセスを実行している」と述べた。 。
国防総省の通常の調達プロセスに従うと、衛星を配備するには10年かかる可能性があると、SDA長官デレク・ターニア氏は最近ポトマック士官クラブの空軍サミットで述べた。 このペースで、国は時代遅れの技術を使って戦争をしようとしている、と彼は語った。
「そこまでの能力を身につけなければなりません。 初日から完璧な能力を手に入れることはできません」とTournear氏は言いました。 「誰もが望むすべてを初日から手に入れることさえできません。 全体的な考え方は、そこに何かを持っていて、そこから成長し続けるということです。」
何百もの衛星
SDAはもともと軍の宇宙能力を強化する任務を負って2019年に設立されたが、当初は空軍指導部からの断固たる反対と国会議事堂に対する懐疑論に直面していた。 この機関は、昨年XNUMX月に米国宇宙軍の傘下に再編されるまで、国防次官研究工学局の一部であった。
宇宙業界の多くは、SDAの急増するLEO計画が国防総省の官僚機構によって頓挫するだろうとキルティ氏は述べた。 「そして驚くべきことに、彼らは実際、トランシェ契約の獲得という点では比較的スケジュールを守ってきた。 かなり印象深いですね。」
9月2日、SpaceXのファルコン10ロケットは、コンステレーションのトランシェ0部分のSDAの最初の9個の衛星を打ち上げた。 別のファルコン13は0月にさらに10機のトランシェ17衛星（13機はロッキード・マーチン製、3機はヨーク・スペース製）を打ち上げる予定だったが、ミッションはXNUMX月下旬に延期された。 このバッチには当初 XNUMX 個の衛星が含まれていましたが、LXNUMXHarris の XNUMX 個の衛星が予定より遅れているため、XNUMX 個に減らされました。 SDA は将来的にこれらを発売する予定です。
トランシェ 0 衛星は、SDA が「戦闘機イマージョン トランシェ」と呼ぶもので、軍事ユーザーがこの技術を実験し、ミサイル追跡とデータ中継における LEO 衛星の機能をより深く理解できるようになります。
トランシェ 1 衛星は、トランスポート層用の 2024 個と追跡層用の 2025 個を含む、126 年と 35 年に打ち上げられると予測されています。
現在、トランスポート層のトランシェ 172 用に 2 個の衛星、追跡層のトランシェ 54 用に 2 個の衛星が公募されています。
トランスポート層トランシェ 72「ベータ」衛星 2 機の提案は 23 月 100 日、トランスポート層トランシェ 2「アルファ」衛星 28 機の提案は 54 月 2 日が期限となった。SDA はまた、追跡層トランシェ 20 衛星 2 機のドラフト募集も発行し、コメントは次のとおりである。 SDA は、今年後半にトランスポート層トランシェ 2 契約を締結し、2024 年にトラッキング層トランシェ XNUMX 契約を締結する予定です。
「SDA は、商業開発を活用することでスピードを重視し、コストを削減するビジネス モデルを活用して、アーキテクチャの普及を実現し、回復力を強化しています」と Tournear 氏は述べています。
議会の支援
国防総省と議会の強力な支援を受けて、SDAの予算は初年度の125億4.6万ドルから国防総省の2024年の資金要請では約23億ドルまで急増し、2025年から2028年度までにさらにXNUMX億ドルが追加されると見込まれている。
エアロスペース社の宇宙政策戦略センターのアナリスト、サム・ウィルソン氏は、同庁は宇宙構造を多様化し、回復力を高めるために国防総省が低軌道ミサイル警戒・追跡システムに軸足を移した恩恵を受けていると述べた。
「次世代ミサイル警戒プログラムの計画は、同省の根本的な変化を表している」とウィルソン氏はXNUMX月の航空宇宙レポートで述べた。
「数十年にわたり、国防総省はミサイル警戒のために高軌道上で少数のシステムを使用してきた」とウィルソン氏は語った。 低軌道の次世代システムは、15 年の宇宙軍予算要求全体の 2024% 近くを占めます。
議会予算局は、XNUMX 月に発行された報告書の中で、国防総省による LEO アーキテクチャの採用を検証しました。
「多くの衛星を搭載した衛星群の潜在的な利点は、より小さな衛星群と比較して、そのカバレッジと機能が徐々に低下する可能性があることです」とCBOは述べた。 「さらに、損傷した衛星はかなり早く交換できる可能性があります。」
トゥルニア氏は、厳しいスケジュール目標にもかかわらず、すべてが順調に進んだわけではないことを認めた。 Tranche 0 衛星の配備は当初 2022 年後半を目標としていたが、サプライチェーンの問題とベンダーのパフォーマンスの問題により挫折に見舞われた。
しかし、それでも同氏は、SDAが1年の秋から毎月のペースでトランシェ2024衛星を打ち上げることができると確信している。
目標は世界的なカバー範囲を達成することであり、SDA はトランシェ 2026 衛星が軌道上にある 2 年から実現すると推定しています。
ツアーニア氏は、追跡層は「ミサイル警報とミサイル追跡をカバーするのに十分な衛星を備え、飛来するミサイルと交戦するために必要なレーダーシステム、その他の頭上システム、兵器システムに更新と合図を提供できる」と述べた。
一方、トランスポート層は「バックボーン接続」を提供します。 トゥールニア氏は国家安全保障宇宙協会のフォーラムで、飛来するミサイルに関するデータは光リンクを介して宇宙を越えて送信され、その後戦術データリンクを介して地上に送信されると述べた。
「これまでは（作戦の）戦域外に転送されなかった多くの状況認識やその他のデータを渡すことができるようになります。そのデータをリアルタイムで移動する戦術的な方法がないからです。」
レーザー通信業界への影響
国防総省の LEO コンステレーションもレーザー通信端末の市場需要を生み出しました。 各衛星には XNUMX ～ XNUMX つの光リンクがあり、他の衛星、飛行機、船舶、地上局と通信できるようになります。
SDA は、レーザー端末のサプライヤーに共通の標準セットに準拠することを要求することで、すべての衛星が相互運用可能であることを期待しています。 「これは、SDA がこの初期の業界を活用するための賢明な方法です」とキルティ氏は述べています。
最近レーザー通信サプライヤーである Mynaric を訪問した際、Quilty 氏は、同社が競合他社の Tesat や Skyloom 製の端末にデータを送信できるかどうかを確認するために自社の端末の XNUMX つをテストしている様子を目撃しました。 「彼らは実際に協力していることを確認していました。それを見るのは一種のクールなことです。」
複数の衛星ベンダーを利用して光メッシュネットワークを構築するというコンセプトは革新的だが、まだ実証されていないとキルティ氏は述べた。 「人々はそれが簡単ではないことに気づいていると思います。 そして最終的には問題を解決するでしょう。」
「今日、誰もが宇宙のあらゆるものが光学的にリンクされ、最終的にはそこに到達するだろうという想定の下で働いています」とキルティ氏は語った。
もうXNUMXつの注目すべき動向は、レーザー端末ベンダーがSDAのスケジュールに間に合うほど迅速に生産を増強できるかどうかである、とコンサルティング会社オリバー・ワイマンの業界アナリスト兼プリンシパルであるアンドリュー・ペン氏は指摘する。
「これらの端末の製造に契約している企業は、これまでにこれほどの規模で製造したことはない」と同氏は述べた。 「彼らは一回限りのプロトタイプを作成しました。 最も定評のあるメーカーは十数台の端末を納入していますが、SDA では数千台とは言わないまでも、数百台の端末を納入しています。」
SDAは積極的な価格目標を設定しているが、これはメーカーが衛星や光端末を効率的に高いレートで生産できる場合にのみ達成できるとペン氏は述べた。
同局は、トランスポート層衛星１基当たり最大１５００万ドル、追跡層衛星１基当たり最大４５００万ドルから５０００万ドルを支払いたいと述べた。
これらの衛星は従来の軍用宇宙船よりもユニットあたりのコストが低いが、SDAは衛星群の構築だけでなく資本増強のため、打ち上げに必要な多数の衛星を相殺するために価格を可能な限り低く抑える圧力にさらされるだろうとペン氏は指摘した。 。
「個々の衛星の価格は安いですが、何百もの衛星が必要です」と彼は言いました。 「彼らは、増強または置き換えようとしているいくつかの大型衛星群の合計価格に急速に近づいています。」
SDAがその目的を達成すれば、それは確かに軍事衛星調達において破壊的な力となるだろうとペン氏は付け加えた。
同氏は、「1社に10億ドルを与えるか、100社にXNUMX億ドルずつ与えることで同じ使命目標を達成できるのであれば、後者の方がより広範な産業基盤にとってより良いと考えざるを得ない」と述べた。 「全体像を見ると、確かに彼らは業界に多くの利益をもたらしているように思えます。」
精査中
政府会計検査院はXNUMX月に発表した国防総省の主要プログラムに関する年次報告書の中で、SDAのアプローチにより「新規トランシェの競争と持続のための安定した市場が可能になる」と述べた。
しかし、これらの潜在的な利点を実現する前に、SDA は複数のベンダーとセグメントからなる複雑なシステムを数百の衛星からなる急増したコンステレーションに統合するという課題に直面していると GAO は述べています。
ペン氏は、SDAは「現時点ではまだ陪審員がいないため、機能する運用体制が整うまで引き続き監視を受けるだろう」と述べた。
「契約方法を評価することも、産業基盤への影響を評価することもできます。 しかし、結局のところ、彼らは使命を果たさなければなりません。 私たちはまだそれを持っていません」と彼は付け加えた。 SDA がこれまでに行ってきたことを踏まえると、「彼らが達成しようとしていることについて、私は慎重ながらも楽観的です。」
他の大規模な防衛計画と同様に、コストの超過は常に差し迫った脅威です。 「しかし、要件がトランシェごとに大幅に変化せず、本当に汎用バスを市場から取り除きつつあると仮定すると、業界が量産を開始したときに、価格目標には達しないにしても、それに近づくと期待するのは完全に合理的だと思います」最小限の変更を加えたラインです。」
ペン氏は、SDAにはサプライヤーのプールを拡大し、既存のサプライヤー間の競争を促進し、「新規企業に可能な限り多くの機会」を提供するあらゆるインセンティブがあると述べた。
「SDAの期待は新しい企業が現れることであり、それが彼らが必要とするエコシステムを達成する唯一の方法であると思います。」と彼は付け加えた。
Tournear は、SDA が新しいベンダーを誘致し、少数の既存プロバイダーに依存することを避けたいと主張している。
小型衛星市場には、将来の SDA 賞の潜在的な競合相手としてアナリストが注目している企業があります。 これらには、ボーイングのミレニアム・スペース・システムズや、レオステラやエイペックスなどのスタートアップ企業が含まれる。
「私がそのような選手の一人だったら、間違いなくSDAとの契約を追いかけるでしょう」とキルティは語った。
「私たちは健全な市場を望んでいます」
ツアーニア氏によると、SDAはコモディティ化の進行と技術の進歩を利用して、自社のコンステレーションを強化し、価格を抑えているという。 「私たちはそれを iPhone モデルのようなものだと考えています。彼らは市場が耐えられると考えた価格を選択し、テクノロジーが成熟するにつれて機能を追加し続けます。」
衛星市場については「不安と期待がある」と述べた。
「懸念しているのは、バス事業者が XNUMX 社か XNUMX 社に統合されるのを見たくないということです。 私は健全な市場を見たいと思っており、そのために私たちはあらゆるトランシェとあらゆる層との競争をオープンにしています。」
同氏の希望は、SDAが安定した価格帯で衛星を購入し続けながら、「より多くの機能を追加」できることだ。
今後、産業界がアーキテクチャの一部を獲得したい場合には、それに応じて投資できるよう、「私たちは自分たちの計画についてオープンかつ正直になる」とツアーニア氏は述べた。 「私たちがやっていることを業界が監視する必要がある。」
SDA 市場への新規参入者に対する彼のアドバイスは次のとおりです。「私たちのスケジュールと、私たちが提示している目標価格を無視しないでください。 私たちは選考を行う際、その点についてかなり真剣に考えています。」
この記事は、もともとSpaceNews誌の2023年XNUMX月号に掲載されました。
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