2007 年 32 月、国防高等研究計画局は、宇宙船にロボット アームを装備し、別の宇宙船にドッキングして、約 XNUMX ポンドのヒドラジンを燃料タンクに移すことで、軌道上の衛星に燃料を補給する能力を実証しました。

ミッションは、 オービタルエクスプレスとして知られるDARPA のプロジェクトを率いたフレッド・ケネディ氏によれば、このプロジェクトは初のテクノロジーに満ちていたという。

米国のミッションでは、史上初の宇宙での燃料補給作業のデモンストレーションに加え、追跡センサーと画像センサーを使用して受信衛星に取り付け、バッテリーの交換やフライトコンピューターの交換などのメンテナンスを実行する能力も披露した。

「重要なのは自律性だった」とケネディ氏は4月27日のインタビューでCXNUMXISRNETに語った。 「私たちは、宇宙船に近づいて個人的に接近し、さまざまなサービス機能を提供するための、ある種のボタンを押すだけのアプローチを示すことができました。」

しかし、飛行から4か月後、空軍とNASA（DARPAのこの取り組みのミッションパートナー）は計画を中止した。

空軍とNASAによると、このプロジェクトは、オービタル・エクスプレスが軌道に乗る前に中止された宇宙ベースのレーダー計画を支援するために考案されたもので、明確なミッション用途が欠けていたという。

DARPA のプロジェクトでは時代を先取りする技術を探求することが多いため、この結果は特に驚くべきことではありませんでした。ケネディ氏は、彼と彼のチームは脱帽し、彼らが実証した給油と整備のコンセプトは、政府機関がその重要性を認識するにつれて最終的に再び浮上するだろうと想定したと語った。

ケネディ氏は「おそらく若干の中断があるだろうと誰もが思っていたと思う」と語った。 「これらの成功の成果を実際に実感し始めるまでに18年もかかるとは誰も予想していなかったと思います。」

現在、将来の宇宙領域認識衛星に詰め替え可能なタンクを装備するよう米国宇宙軍関係者からの要請に応えて XNUMX年の終わりまでに, 宇宙軍は給油能力の軍事的有用性を研究している。

宇宙軍は 2020 年にサービス、モビリティ、ロジスティクスを中核的能力として特定しました。それ以来、このサービスはミッション分野の広範な要件を作成してきました。昨年、専用のプログラム事務局を設立した 短期および長期の開発努力を調整するため 企業と協力して給油能力を実証することもできます。

これらの概念の運用化に向けた機運が高まる中、現・元防衛関係者や産業界関係者らは、オービタル・エクスプレスのような先駆的なミッションとその成果を発展させようとする民間部門の努力のおかげで、今日の課題は必ずしも技術的なものではないと述べている。その代わりに、宇宙軍の任務は、軍による軌道上サービスの利用に関する明確なビジョンと、資金調達および短期的に市場を形成する基準の確立における役割の両方を定義することである。

現在、核熱推進の画期的な開発を目指すダーク・フィッション・スペース・システムズ社を率いるケネディ氏の観点からすれば、成功は宇宙軍がその主張を行動で裏付けるかどうかに大きく左右されるだろう。

「言葉で言うのはいいことだが、実際に行動する必要がある」と彼は言った。 「もう18年も待ちすぎたと思います。」

動的空間操作

軌道上サービスとは、衛星の寿命を延ばしたり、ミッションの実行方法を変更したりすることを目的とした幅広い機能を指します。これには燃料補給が含まれる場合がありますが、メンテナンス、アップグレード、または二次推進源の提供が含まれる場合もあります。

宇宙軍は数年前に軌道上でのサービスをより真剣に検討し始めたが、その方向に本格的に推進されたのは 2022 年で、宇宙軍が宇宙環境の監視に使用する衛星が燃料の量によって大幅に制限されていると認識し始めたときだった。彼らの戦車。

の使命 静止宇宙状況認識プログラム衛星 基本的には、地球上空約 22,000 マイルの静止軌道上で近所の監視役として機能します。 GSSAP 衛星は、いわゆるランデブーおよび近接操作を実行することでこれを実行し、他の宇宙船 (米国の敵が運用する宇宙船を含む) に接近して観測し、データを提供します。

他の軍事宇宙資産と同様に、衛星は限られた量の燃料で打ち上げられ、通常、衛星がどのくらいの時間稼働できるかが決まります。これは、任務を遂行するために操縦する必要のない GPS や通信衛星には適切かもしれないが、当時宇宙軍副長官だったジョン・ショー中将は、それが宇宙軍による GSSAP などの使用方法を制限していると観察した。宇宙領域認識システム。

ショー氏がC4ISRNETに語ったところによると、宇宙軍はGSSAPオペレーターと話し合い、特定の物体の観測を優先し、それらの資産の所有者がそれらが接近していることを認識しにくくするために異なる操作を適用するよう求めていたという。

ショー氏によると、衛星にはこうした操作を実行するのに十分な燃料がなく、耐用年数が終わるまでまだ使い続けることができるとして、運営側は反発したという。

その返答は彼を心配させた。宇宙ドメインの認識は宇宙における脅威を理解する鍵となりますが、これらの衛星の制限により、そのミッションを自由に実行する能力が妨げられていました。

「私はこう思いました。“これはどれだけ私たちに制約を与えているのでしょうか？ここで私たちは、特定の目標を追う能力を放棄してしまう学習性無力感状態にどのようにして陥っているのでしょうか?」 」とショー氏は語った。彼は2023年XNUMX月に宇宙軍を退役し、XNUMX月にシエラスペースの戦略顧問グループに任命された。 「それを剥がし始めたとき、それはかなり重要なものでした。」

ショー氏は、自分の観察を宇宙軍の他のメンバーと共有し始めると、懸念が「雪だるま式」に増え始め、最終的には懸念が増大したと語った。 彼がダイナミックスペースオペレーションと呼ぶもののビジョン。新しい運用方法には、宇宙環境を検査したり、敵の脅威や破片を回避したりするために、より自由に飛行できる、より機動性の高い衛星が含まれます。

ダイナミックな宇宙運用のビジョンは、整備、移動、燃料補給などの物流技術の利用可能性にかかっており、昨年宇宙軍がこれらの能力を早急に整備するよう宇宙軍に要請したのはそのためだ。

このサービスの反応は速く、ジョイス・バルソン大佐が率いるその新しい調達オフィスは、宇宙軍が現在および将来のオペレーターのニーズにどのように応えることができるかをよりよく理解するために、机上演習を実施し、デモンストレーションを計画しています。

バルソン氏は最近記者団に対し、宇宙軍はモビリティと物流事業全体を視野に入れ、商業技術やNASAやDARPAと現在開発中の能力を活用しようとしていると語った。

DARPAは、ノースロップ・グラマンの子会社であるSpaceLogisticsと協力して、衛星の修理とアップグレードを行うための宇宙船を建造しています。 静止衛星のロボットサービス プログラム。

NASA は、Maxar Technologies と協力して、衛星の修理を行うために設計された軌道上での保守および製造車両を開発していました。しかし、 同庁は2月1日にXNUMX億ドルのプログラムを中止した コストとスケジュールの超過のため。

バルソン氏は、フロリダ州オーランドで開催されたスペースモビリティカンファレンスでの31月XNUMX日のメディアブリーフィングで、「これらの技術や我々が検討しているものはすべて、他の企業がすでに始めていることに基づいている」と語った。 「私たちは、現在行われている取り組みを再現しようとしているわけではありません。」

分析の厳密さ

宇宙軍は今後の計画を具体化するために、今後数年間の給油デモンストレーションに注目している。このサービスは昨年、25.5月にアストロスケールUS社に燃料補給宇宙船の開発で2026万ドルの契約を結んだ。目標は、XNUMX 年の実証で衛星に燃料を補給することです。

その取り組みの一環として、このサービスは国防総省の商業技術ハブである防衛イノベーションユニットとも連携している。この計画は、コロラド州に本拠を置くオービットファブが建設した燃料貯蔵庫を、インパルス・スペース社のミラと呼ばれる軌道上整備車両に設置することを目的としている。その後、デポは、宇宙船にガスを供給するオービットファブの急速取り付け可能な流体移送インターフェースを介してアストロスケールの車両に燃料を補給します。また、Tetra-5と呼ばれる空軍研究所のデモンストレーションも支援する予定だ。

宇宙軍は燃料補給以外にも、燃料タンクが空になった衛星に取り付けられるジェットパックなど、衛星に追加の推進力を提供できる他の技術にも興味を持っている。

買収チームは給油デモンストレーションを計画しており、この能力が将来の紛争における役割にどのように寄与するかをより深く理解するために追加の分析を進めている。新しい 宇宙未来コマンドは、サービスの分析精度の向上を目的としており、衛星燃料補給を最初の新たなミッションセットの1つとして検討する可能性があります。

2013年から2017年まで宇宙政策担当の国防次官補を務め、現在は独立コンサルタントを務めるダグ・ロベロ氏はC4ISRNETに対し、宇宙軍にとって正式なプログラムを採用する前に燃料補給の使用事例を研究することが重要だと語った。

「多くの議論が行われていますが、これがどのように機能するかを示す分析はあまりありません」と彼は言いました。 「運用チェーンのどこでこれが機能するのか、要件は何なのか、そのようなことを示すための本当に優れた分析は行われていません。」

ケネディ氏は、宇宙軍は宇宙領域認識システムに何らかの燃料補給能力が必要だと声高に主張しているが、同軍は他の衛星やミッションが機動力や兵站能力から恩恵を受ける可能性があることを考慮すべきだと指摘した。これには、宇宙船を別の軌道に移動させるように設計された転送ビークルが含まれます。

「GSSAPをもう少し長く続けてほしいということだけを言っているとしたら、それは動的宇宙運用とは思えません。」と彼は言いました。

「私の意見では、これはアクセスと、行く必要のあるすべての場所に到達したときに達成できる効果がすべてです。すべての体制にアクセスする必要がある」と彼は付け加えた。

信号要求

宇宙軍は燃料補給計画を策定し、燃料補給の取り組みのための分析基盤を確立しているが、年次予算提出を通じてこれらの取り組みへの資金提供をまだ要請していない。その代わりに、アストロスケールとの契約に資金を提供した30会計年度の2023万ドルを含め、サービス、モビリティ、物流のデモンストレーション、プロトタイピングの取り組みの費用を議会からのプラスアップに頼ってきた。

バルソン氏は、宇宙軍は政府特注の衛星燃料補給能力に多額の資金を投資する計画はないと述べた。このサービスはアンカーテナントになるのではなく、この分野で営利企業の先導に従うことを望んでいます。

バルソン氏は記者団に対し、「われわれは商業サービスを可能な限り最大限に活用することを検討している」と語った。 「私たちは、これらの機能を実現するために多額の政府投資を求めているわけではありません。」

同氏は、今月発表される予定の25年度予算で宇宙サービスへの取り組みに資金を要請するかどうかについては明らかにしなかった。

燃料補給機能やその他のサービスシステムを開発している企業の多くは、衛星燃料補給に関する強力な商業ビジネスケースがまだ存在していないため、短期的には宇宙軍が最も合理的な顧客であると述べている。

シエラ・スペースの軌道システムおよびサービス担当副社長エリック・ダーラー氏は、商業衛星が廃止される可能性は、燃料切れよりもペイロードの補充が必要なために廃止される可能性が高いと述べた。

企業はまた、ミッション寿命が短く、より小型で低コストで使い捨て可能な宇宙船を高度約1,200マイルの地球低軌道に打ち上げることに移行しており、燃料補給サービスの必要性はさらに減少している。

「これは、米国政府が主要なアンカーテナントであることを示し始めています」とデーラー氏はC4ISRNETに語った。

商業的なビジネスケースが実現する可能性はあるが、一部の企業は、初期の市場の形成を支援する上で軍がより大きな役割を果たす必要があると主張している。つまり、より強力な要求信号を送信することになります 一貫した資金調達と明確な要件の形で.

ノースロップ社の宇宙内給油活動を率いるローレン・スミス氏は、宇宙軍がサービス、モビリティ、物流を専門とするプログラムオフィスを設立したことは前向きな一歩だが、それだけでは十分ではないと述べた。

「予算の項目として実際に表示されることは、このテクノロジーの進歩にとって非常に重要です」とスミス氏は C4ISRNET に語った。 「もし私たちが彼らから聞いているような切迫感に応える資金が存在しないとしたら、彼らは私たちにどのくらいのスピードで取り組む必要があるのか​​ということになります。そしてそれは物事を加速し、前進させるのに役立つでしょう。」

同氏は、宇宙軍は資金や予算枠を通じてニーズを伝えることができるが、宇宙システム軍団からの明確な要件は、企業が開発中のシステムが軍特有のニーズを満たすことを保証するのにも役立つと付け加えた。

「再設計は最小限に抑えたいのです」とスミス氏は言う。 「したがって、彼らが何をしようとしているのかを最初から明確に理解できれば、より的を絞った、より効率的な対応が可能になります。」

インターフェイス標準

企業はまた、宇宙軍に対し、将来の衛星に必要となる燃料補給ポートやインターフェースの標準を確立するよう求めている。

同サービスは複数の企業と協力してこれらの衛星の標準となるインターフェースを承認しており、1月にはノースロップ社のパッシブ給油モジュールをオプションの1つとして承認すると発表した。

宇宙軍はオービットファブを含む他社のインターフェースも評価しており、バルソン氏はこのサービスがより多くのデザインをより広範囲に利用できるようにしたいと述べた。

シエラ・スペース社のデーラー氏は、燃料補給やその他のサービス機能を開発し、使用するインターフェースの互換性を確保したい企業にとって、共通の標準を確立することが重要であると述べた。

同氏は、NASA向けにドリームチェイサースペースプレーンを設計し、別の高速実証プラットフォームの2025年の打ち上げを目指しているシエラスペースにとって特に緊急性があると述べた。

「私たちが望んでいるのは、採用できる標準です。そうすれば、自分たちで採用したときに、それが使えるようになることがわかります。」と Daehler 氏は言います。 「そして、燃料補給規格のニーズから、2025年の打ち上げに向けて準備を整える必要があります。つまり、規格は今すぐ利用できる必要があるということです。」

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• 情報源： https://www.defensenews.com/battlefield-tech/space/2024/03/12/space-force-mulls-refueling-as-industry-calls-for-funding-standards/