2007년 32월, 국방고등연구계획국(Defense Advanced Research Projects Agency)은 우주선에 로봇 팔을 장착하고 이를 다른 우주선에 도킹하고 거의 XNUMX파운드의 히드라진을 연료 탱크로 옮기는 등 궤도에 있는 위성에 연료를 공급하는 능력을 시연했습니다.

임무, 궤도 특급으로 알려진DARPA 프로젝트를 주도한 Fred Kennedy에 따르면 , 는 기술 최초의 성과로 가득 차 있었습니다.

미국 임무는 최초의 우주 내 재급유 작업 시연과 함께 추적 및 이미징 센서를 사용하여 수신 위성에 부착하고 배터리 교체 또는 비행 컴퓨터 교체와 같은 유지 관리를 수행하는 기능을 선보였습니다.

Kennedy는 4월 27일 인터뷰에서 CXNUMXISRNET과의 인터뷰에서 “가장 큰 문제는 자율성이었습니다.”라고 말했습니다. "우리는 우주선에 가까이 다가가고 다양한 서비스 기능을 제공하는 일종의 푸시 버튼 접근 방식을 보여줄 수 있었습니다."

그러나 비행 4개월 후, 공군과 NASA(DARPA의 임무 파트너)는 프로그램을 중단했습니다.

공군과 NASA에 따르면 Orbital Express가 지상에서 이륙하기도 전에 취소된 우주 기반 레이더 프로그램을 지원하기 위해 고안된 이 프로젝트에는 명확한 임무 적용이 부족했습니다.

프로젝트가 종종 시대를 앞서가는 기술을 탐구하는 DARPA의 경우 결과는 특별히 놀라운 것이 아니었습니다. 케네디는 그와 그의 팀이 모자를 걸고 기관들이 그 중요성을 깨닫게 되면 그들이 보여준 급유 및 서비스 개념이 결국 다시 표면화될 것이라고 가정했다고 말했습니다.

케네디는 “우리 모두는 약간의 공백기가 있을 것이라고 생각했다고 생각한다”고 말했다. "그런 성공의 결실을 실제로 실현하기 시작하는 데 18년이 걸릴 것이라고는 누구도 예상하지 못했습니다."

이제 미래 우주 영역 인식 위성에 재충전 가능한 탱크를 장착하라는 미국 우주 사령부 관계자의 요청에 응답하여 XNUMX년 말까지, 우주군은 재급유 능력의 군사적 유용성을 탐구하고 있습니다.

2020년 우주군은 서비스, 이동성 및 물류를 핵심 역량으로 식별했습니다. 이후 이 서비스는 임무 영역에 대한 광범위한 요구 사항을 만들어냈습니다. 지난해에는 프로그램 전담 사무국을 신설했다. 단기 및 장기 개발 노력을 조정합니다. 뿐만 아니라 회사와 협력하여 재급유 능력을 입증합니다.

이러한 개념을 운용하기 위한 추진력이 쌓이면서 현직 및 전직 국방 및 업계 관계자는 Orbital Express와 같은 선구적인 임무와 해당 작업을 기반으로 하는 상업 부문의 노력으로 인해 오늘날의 과제가 반드시 기술적인 문제는 아니라고 말합니다. 대신, 우주군의 임무는 군대의 궤도 서비스 사용에 대한 명확한 비전과 자금 조달 및 단기적으로 시장을 형성할 표준 설정에 대한 역할을 모두 정의하는 것입니다.

현재 핵열추진 분야의 개척을 목표로 하는 암흑 핵분열 우주 시스템(Dark Fission Space Systems) 회사를 이끌고 있는 케네디의 관점에서 볼 때, 성공은 주로 우주군이 자신의 수사를 행동으로 뒷받침하는 데 달려 있습니다.

“말은 좋지만 우리는 정말로 움직여야 합니다.”라고 그는 말했습니다. “벌써 18년을 너무 오래 기다린 것 같아요.”

동적 공간 작업

궤도상 서비스는 위성의 수명을 연장하거나 임무 수행 방식을 변경하는 것을 목표로 하는 광범위한 기능을 의미합니다. 여기에는 재급유가 포함될 수 있지만 유지 관리, 업그레이드 또는 보조 추진원 제공이 포함될 수도 있습니다.

몇 년 전 우주군이 궤도상 서비스를 더욱 진지하게 탐색하기 시작했지만, 우주 사령부가 우주 환경을 모니터링하는 데 사용하는 위성이 연료량에 의해 심각하게 제한된다는 것을 인식하기 시작한 2022년에 그러한 방향으로의 실제 추진이 이루어졌습니다. 그들의 탱크.

사명 지구동기 우주 상황 인식 프로그램 위성 본질적으로 지구에서 약 22,000마일 떨어진 정지 궤도에서 이웃 감시 역할을 하는 것입니다. GSSAP 위성은 랑데뷰 및 근접 작전으로 알려진 작업을 수행하고 미국 적군이 운영하는 우주선을 포함하여 다른 우주선에 가까이 다가가서 관찰하고 데이터를 제공함으로써 이를 수행합니다.

다른 군사 우주 자산과 마찬가지로 위성은 제한된 양의 연료로 발사되었으며, 이는 일반적으로 작동 시간을 결정합니다. 임무를 수행하기 위해 기동할 필요가 없는 GPS나 통신 위성에는 적합할 수 있지만, 당시 우주 사령부 부사령관이었던 존 쇼(John Shaw) 중장은 우주군이 GSSAP 및 기타 기술을 사용하는 방식을 제한하고 있다고 관찰했습니다. 공간 영역 인식 시스템.

한 예로 Shaw는 C4ISRNET에 Space Command가 GSSAP 운영자와 대화하여 특정 물체에 대한 관찰의 우선 순위를 정하고 해당 자산 소유자가 접근하고 있음을 알기 어렵게 만들기 위해 다른 기동을 적용하도록 요청했다고 말했습니다.

Shaw에 따르면 운영자들은 위성에 이러한 기동을 수행할 연료가 충분하지 않으며 서비스 수명이 끝날 때까지 여전히 유용하다고 말하면서 반발했습니다.

그 반응은 그를 염려시켰다. 우주 영역 인식은 우주의 위협을 이해하는 데 핵심이며, 이러한 위성의 제한으로 인해 임무를 자유롭게 수행하는 능력이 방해를 받았습니다.

“저는 '이것이 우리를 얼마나 제약하고 있나요? 여기서 우리는 특정 목표를 추적하는 능력을 무시하는 학습된 무기력 상태에 어떻게 있습니까?' 2023년 XNUMX월 우주사령부에서 퇴임하고 지난 XNUMX월 시에라 스페이스의 전략 자문단에 임명된 쇼는 이렇게 말했다. "우리가 그것을 벗겨내기 시작했을 때, 그것은 상당히 중요했습니다."

Shaw는 자신이 관찰한 내용을 Space Command의 다른 사람들과 공유하기 시작하면서 우려가 "눈덩이처럼 불어나기" 시작했고 결국에는 그가 역동적인 우주 작전이라고 부르는 것에 대한 비전. 새로운 작전 방식에는 우주 환경을 검사하거나 적의 위협이나 잔해를 피하기 위해 더 자유롭게 이동할 수 있는 더 기동성이 뛰어난 위성이 포함됩니다.

역동적인 우주 작전에 대한 비전은 연료 보급과 같은 서비스, 이동성 및 물류 기술의 가용성에 달려 있습니다. 이것이 바로 작년에 Space Command가 우주군에 이러한 기능을 신속하게 마련할 것을 요청한 이유입니다.

공군의 반응은 빨랐으며 Joyce Bulson 대령이 이끄는 새로운 획득 사무소는 우주군이 현재와 미래에 운영자의 요구를 어떻게 충족시킬 수 있는지 더 잘 이해하기 위해 모의 훈련을 실시하고 시연을 계획해 왔습니다.

Bulson은 최근 기자들에게 우주군이 이동성 및 물류 기업을 살펴보면서 현재 NASA 및 DARPA와 함께 개발 중인 기능뿐만 아니라 상용 기술을 활용하려고 노력하고 있다고 말했습니다.

DARPA는 Northrop Grumman의 자회사인 SpaceLogistics와 협력하여 위성 수리 및 업그레이드를 수행할 우주선을 제작하고 있습니다. 지구 동기 위성의 로봇 서비스 프로그램)

NASA는 Maxar Technologies와 협력하여 위성 수리를 수행하도록 설계된 궤도 서비스 및 제조 차량을 개발하고 있었습니다. 하지만, 기관은 2월 1일에 XNUMX억 달러 규모의 프로그램을 취소했습니다. 비용 및 일정 초과로 인해.

Bulson은 31월 XNUMX일 플로리다주 올랜도에서 열린 Space Mobility Conference에서 열린 언론 브리핑에서 "우리가 보고 있는 이러한 모든 기술과 것들은 다른 사람들이 이미 시작한 일을 기반으로 합니다"라고 말했습니다. "우리는 현재 진행 중인 노력을 복제하려고 하지 않습니다."

분석적 엄격함

우주군은 향후 계획을 구체화하기 위해 향후 몇 년 동안 재급유 시연을 계획하고 있습니다. 이 서비스는 지난해 25.5월 Astroscale US에 재급유 우주선 개발을 위해 2026만 달러 규모의 계약을 체결했습니다. 목표는 XNUMX년 시연에서 차량이 위성에 연료를 공급하는 것입니다.

이러한 노력의 일환으로 이 서비스는 국방부의 상업 기술 허브인 국방혁신부(Defense Innovation Unit)와도 협력하고 있습니다. 계획은 Mira라고 불리는 Impulse Space의 궤도 서비스 차량이 콜로라도에 본사를 둔 Orbit Fab에서 건설한 연료 저장소를 호스팅하는 것입니다. 그런 다음 기지는 우주선에 가스를 공급하는 Orbit Fab의 신속 부착형 유체 전달 인터페이스를 통해 Astroscale의 차량에 연료를 공급합니다. 또한 Tetra-5라고 불리는 공군 연구소의 시연도 지원할 예정입니다.

재급유 외에도 우주군은 연료 탱크가 고갈된 위성에 부착할 수 있는 제트팩을 포함하여 위성에 추가 추진력을 제공할 수 있는 다른 기술에도 관심이 있습니다.

인수팀이 재급유 시연을 계획함에 따라, 해당 능력이 향후 분쟁에서 역할에 어떻게 기여하는지 더 잘 이해하기 위해 추가 분석을 추구하고 있습니다. 새로운 우주 선물 사령부서비스의 분석적 엄격함을 개선하기 위한 목적으로 위성 급유를 최초의 새로운 임무 세트 중 하나로 고려할 것입니다.

2013년부터 2017년까지 국방부 우주 정책 부차관보를 역임했으며 현재 독립 컨설턴트로 활동하고 있는 Doug Loverro는 C4ISRNET에 우주군이 공식 프로그램을 채택하기 전에 급유 사용 사례를 연구하는 것이 중요하다고 말했습니다.

“논의는 많이 있지만 이것이 어떻게 작동할지 보여주는 분석은 많지 않습니다.”라고 그는 말했습니다. "운영 체인의 어느 부분에서 이것이 작동하는지, 요구 사항은 무엇인지, 그러한 종류의 사항은 무엇인지 보여주기 위해 실제로 좋은 분석이 수행되지 않았습니다."

케네디는 우주 사령부가 우주 영역 인식 시스템을 위한 일종의 재급유 능력이 필요하다고 목소리를 높인 반면, 우주군은 다른 위성과 임무가 이동성과 병참 능력으로부터 이익을 얻을 수 있는 것이 무엇인지 고려해야 한다고 지적했습니다. 여기에는 우주선을 다른 궤도로 이동하도록 설계된 이동 차량이 포함됩니다.

"만약 당신이 말하고 있는 것이 GSSAP가 좀 더 오래 지속되길 바라는 것이라면 그것은 역동적인 우주 작전처럼 느껴지지 않습니다."라고 그는 말했습니다.

“내 생각에 이것은 가야 할 모든 장소에 도착했을 때 얻을 수 있는 접근성과 효과에 관한 것입니다. 모든 정권에 접근할 수 있어야 한다”고 덧붙였다.

신호 수요

우주군은 재급유 노력을 위한 획득 계획을 세우고 분석 기반을 구축하고 있지만 아직 연간 예산 제출을 통해 이러한 노력에 대한 자금 지원을 요청하지 않았습니다. 대신, Astroscale과의 계약에 자금을 지원한 30 회계연도 2023천만 달러를 포함하여 서비스, 이동성 및 물류 시연은 물론 프로토타입 제작 비용을 지불하기 위해 의회의 플러스업에 의존해 왔습니다.

Bulson은 우주군이 맞춤형 정부 위성 급유 능력에 막대한 자금을 투자할 계획이 없다고 말했습니다. 서비스는 앵커 테넌트가 되기보다는 이 분야의 상업 회사의 선도를 따르기를 원합니다.

Bulson은 기자들에게 “우리는 상용 서비스를 최대한 활용하려고 합니다.”라고 말했습니다. "우리는 이러한 기능을 구현하기 위해 상당한 정부 투자를 기대하지 않습니다."

그녀는 이번 달에 발표될 예정인 FY25 예산에서 우주 서비스 노력에 대한 자금을 요청할 것인지 여부를 확인하지 않았습니다.

재급유 기능과 기타 서비스 시스템을 개발하는 많은 회사에서는 위성 재급유에 대한 강력한 상업적 비즈니스 사례가 아직 없기 때문에 단기적으로는 우주군이 가장 논리적인 고객이라고 말합니다.

Sierra Space의 궤도 시스템 및 서비스 부사장인 Erik Daehler는 연료가 고갈되는 것보다 페이로드를 보충해야 하기 때문에 상업용 위성이 폐기될 가능성이 더 높다고 말했습니다.

기업들은 또한 더 작고, 더 저렴하고, 더 짧은 임무 수명을 가진 더 많은 일회용 우주선을 고도 약 1,200마일의 낮은 지구 궤도로 발사하는 방향으로 전환하여 재급유 서비스의 필요성을 더욱 줄였습니다.

Daehler는 C4ISRNET에 “이는 미국 정부가 주요 앵커 임차인임을 가리키기 시작합니다.”라고 말했습니다.

상업적인 비즈니스 사례가 실현될 수 있지만 일부 기업에서는 초기 시장이 형성되도록 돕는 데 군대가 더 큰 역할을 해야 한다고 말합니다. 이는 더 강력한 수요 신호를 보내는 것을 의미합니다. 일관된 자금 조달과 명확한 요구 사항의 형태로.

Northrop의 우주 재급유 노력을 이끌고 있는 Lauren Smith는 우주군이 서비스, 이동성 및 물류를 전담하는 프로그램 사무소를 설립한 것은 긍정적인 조치이지만 그것만으로는 충분하지 않다고 말했습니다.

Smith는 C4ISRNET에 “실제로 예산의 항목으로 표시되는 것을 보는 것은 이 기술이 발전하는 데 매우 중요합니다.”라고 말했습니다. “우리가 듣고 있는 긴박감을 충족할 수 있는 자금이 없다면, 우리가 얼마나 빨리 진행해야 하는지에 대한 질문이 됩니다. 그리고 이는 일을 가속화하고 추진하는 데 도움이 될 것입니다.”

그녀는 우주군이 자금 및 예산 라인을 통해 요구 사항을 전달할 수 있지만 우주 시스템 사령부(Space Systems Command)의 명확한 요구 사항은 기업이 개발 중인 시스템이 군대의 고유한 요구 사항을 충족하도록 보장하는 데 도움이 될 것이라고 덧붙였습니다.

Smith는 “재설계를 최소화하고 싶습니다.”라고 말했습니다. "그래서 우리가 그들이 원하는 것이 무엇인지 처음부터 명확하게 이해한다면 우리는 더욱 표적화되고 효율적일 수 있습니다."

인터페이스 표준

기업들은 또한 우주군에 미래 위성에 필요할 연료 보급 포트나 인터페이스에 대한 표준을 수립할 것을 요구하고 있습니다.

이 서비스는 여러 회사와 협력하여 해당 위성의 표준 역할을 할 수 있는 인터페이스를 승인했으며 1월에는 Northrop의 수동 재급유 모듈을 하나의 옵션으로 승인했다고 발표했습니다.

Space Force는 또한 Orbit Fab를 포함한 다른 회사의 인터페이스를 평가하고 있으며 Bulson은 이 서비스가 더 광범위하게 사용할 수 있는 더 많은 디자인을 만들고 싶어한다고 말했습니다.

Sierra Space의 Daehler는 연료 보급 및 기타 서비스 기능을 개발하고 사용하는 인터페이스가 호환되기를 원하는 기업에 공통 표준을 확립하는 것이 중요하다고 말했습니다.

그는 NASA를 위한 드림 체이서(Dream Chaser) 우주선을 설계하고 있으며 2025년 별도의 고속 데모 플랫폼 출시를 목표로 하고 있는 시에라 스페이스(Sierra Space)에게는 특별한 시급함이 있다고 말했습니다.

“우리는 채택할 수 있는 표준을 원할 뿐이므로 우리가 직접 채택하면 그 표준이 유용할 것이라는 것을 알 수 있습니다.”라고 Daehler는 말했습니다. "그리고 우리의 급유 표준 요구 사항에 따라 2025년 발사 준비가 필요합니다. 이는 표준이 지금 당장 제공되어야 함을 의미합니다."

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