In april 2007 demonstreerde het Defense Advanced Research Projects Agency het vermogen om een ​​satelliet in een baan om de aarde van brandstof te voorzien door een ruimtevaartuig uit te rusten met een robotarm, het aan een ander ruimtevaartuig te koppelen en bijna 32 pond hydrazine in de brandstoftank over te brengen.

De missie, bekend als Orbital Express, zat vol technologische primeurs, volgens Fred Kennedy, die het project voor DARPA leidde.

Naast het demonstreren van de allereerste tankoperatie in de ruimte, demonstreerde de Amerikaanse missie de mogelijkheid om volg- en beeldsensoren te gebruiken om zich aan een ontvangende satelliet te hechten en onderhoud uit te voeren, zoals het verwisselen van een batterij of het vervangen van een vluchtcomputer.

“Het grote probleem was autonomie”, vertelde Kennedy op 4 februari aan C27ISRNET. "We konden een soort drukknopaanpak laten zien om een ​​ruimtevaartuig van dichtbij te leren kennen en een verscheidenheid aan onderhoudsmogelijkheden te bieden."

Maar vier maanden nadat het van de grond kwam, trokken de luchtmacht en NASA – de missiepartners van DARPA voor de inspanning – de stekker uit het programma.

Het project, bedoeld ter ondersteuning van een in de ruimte gebaseerd radarprogramma dat werd geannuleerd voordat Orbital Express zelfs maar van de grond kwam, ontbeerde een duidelijke missietoepassing, aldus de luchtmacht en NASA.

De uitkomst was niet bijzonder verrassend voor DARPA, wiens projecten vaak technologieën onderzoeken die hun tijd ver vooruit zijn. Kennedy zei dat hij en zijn team hun hoed ophingen en ervan uitgingen dat de tank- en onderhoudsconcepten die ze demonstreerden uiteindelijk weer naar boven zouden komen als de agentschappen het belang ervan beseften.

‘Ik denk dat we allemaal dachten dat er misschien een kleine onderbreking zou zijn’, zei Kennedy. “Ik denk niet dat iemand had verwacht dat het achttien jaar zou duren voordat de vruchten van die successen echt zichtbaar zouden worden.”

Nu, in reactie op oproepen van functionarissen van het Amerikaanse ruimtevaartcommando om toekomstige bewustzijnssatellieten in het ruimtedomein uit te rusten met hervulbare tanks tegen het einde van het decenniumonderzoekt de Space Force het militaire nut van tankmogelijkheden.

De Space Force heeft in 2020 service, mobiliteit en logistiek geïdentificeerd als kerncompetenties. De dienst heeft sindsdien brede eisen gesteld aan het missiegebied. Vorig jaar is er een speciaal programmabureau opgericht om ontwikkelingsinspanningen op korte en lange termijn te coördineren en werk samen met bedrijven om tankmogelijkheden te demonstreren.

Terwijl het momentum groeit in de richting van het operationaliseren van deze concepten, zeggen huidige en voormalige defensie- en industriefunctionarissen dat dankzij baanbrekende missies als Orbital Express en inspanningen van de commerciële sector om op dat werk voort te bouwen, de uitdaging van vandaag niet noodzakelijkerwijs een technologische uitdaging is. In plaats daarvan is het de taak van de Ruimtemacht om zowel een duidelijke visie te formuleren op het gebruik door het leger van diensten in de ruimte als zijn rol bij het financieren en vaststellen van de normen die de markt op de korte termijn vorm zullen geven.

Vanuit Kennedy's perspectief, die nu leiding geeft aan het bedrijf Dark Fission Space Systems dat tot doel heeft baanbrekend werk te verrichten op het gebied van nucleaire thermische voortstuwing, zal het succes voor een groot deel afhangen van het feit dat de Space Force haar retoriek met actie zal ondersteunen.

“Woorden zijn mooi, maar we moeten echt in beweging komen”, zei hij. “Ik denk dat we al achttien jaar te lang hebben gewacht.”

Dynamische ruimteoperaties

Onderhoud in de ruimte verwijst naar een breed scala aan mogelijkheden die gericht zijn op het verlengen van de levensduur van een satelliet of het veranderen van de manier waarop deze een missie uitvoert. Dat kan het bijtanken omvatten, maar ook onderhoud, upgrades of het ter beschikking stellen van een secundaire voortstuwingsbron.

Terwijl de Space Force een paar jaar geleden serieuzer begon met het onderzoeken van diensten in de ruimte, kwam de echte impuls in die richting in 2022 toen Space Command begon te erkennen dat de satellieten die het gebruikt om de ruimteomgeving te monitoren ernstig beperkt waren door de hoeveelheid brandstof in de ruimte. hun tanks.

De missie van de Geosynchrone Space Situational Awareness Program-satellieten zal in wezen dienen als buurtwacht in een geosynchrone baan, ongeveer 22,000 kilometer boven de aarde. De GSSAP-satellieten doen dit door zogenaamde rendez-vous- en nabijheidsoperaties uit te voeren, waarbij ze dicht bij andere ruimtevaartuigen komen – inclusief die van Amerikaanse tegenstanders – om ze te observeren en er gegevens over te verstrekken.

Net als andere militaire ruimtevaartmiddelen werden de satellieten gelanceerd met een beperkte hoeveelheid brandstof, die doorgaans bepaalt hoe lang ze kunnen blijven functioneren. Hoewel dat passend kan zijn voor een GPS- of communicatiesatelliet die niet hoeft te manoeuvreren om zijn missie uit te voeren, merkte luitenant-generaal John Shaw, toenmalig plaatsvervangend hoofd van Space Command, op dat dit de manier beperkte waarop de Space Force GSSAP en andere apparaten gebruikt. bewustzijnssystemen voor het ruimtedomein.

In één geval, zo vertelde Shaw aan C4ISRNET, sprak Space Command met GSSAP-operators en vroeg hen om prioriteit te geven aan observaties van bepaalde objecten en verschillende manoeuvres toe te passen om het voor de eigenaren van die activa moeilijker te maken om te weten dat ze naderden.

Volgens Shaw hebben de operators zich teruggetrokken en zeiden dat de satellieten niet genoeg brandstof hadden om die manoeuvres uit te voeren en nog steeds bruikbaar zouden blijven tot het einde van hun levensduur.

Dat antwoord baarde hem zorgen. Bewustwording van het ruimtedomein is de sleutel tot het begrijpen van bedreigingen in de ruimte, en de beperkingen van deze satellieten belemmerden hun vermogen om die missie vrijelijk uit te voeren.

“Ik dacht: ‘Hoezeer beperkt dit ons? Hoe kunnen we hier in een staat van aangeleerde hulpeloosheid verkeren waarin we het vermogen om bepaalde doelen na te streven afschrijven?' zei Shaw, die in oktober 2023 met pensioen ging bij Space Command en in februari werd benoemd tot lid van de strategische adviesgroep van Sierra Space. "Toen we het begonnen af ​​te pellen, was het nogal belangrijk."

Toen hij zijn observaties met anderen bij Space Command begon te delen, zei Shaw dat de zorgen begonnen te ‘sneeuwballen’ en uiteindelijk uitgroeiden een visie voor wat hij dynamische ruimteoperaties noemt. De nieuwe manier van werken omvat beter manoeuvreerbare satellieten die vrijer kunnen reizen om de ruimteomgeving te inspecteren of vijandige dreigingen of puin te vermijden.

De visie voor dynamische ruimteoperaties hangt af van de beschikbaarheid van service-, mobiliteits- en logistieke technologieën, zoals tanken. Daarom heeft Space Command vorig jaar de Space Force opgeroepen om deze mogelijkheden snel te realiseren.

De reactie van de dienst was snel en het nieuwe acquisitiekantoor, onder leiding van kolonel Joyce Bulson, heeft tabletop-oefeningen uitgevoerd en demonstraties gepland om beter te begrijpen hoe de Space Force vandaag en in de toekomst aan de behoeften van operators kan voldoen.

Bulson had onlangs aan verslaggevers verteld dat de Space Force, terwijl ze de mobiliteits- en logistieke onderneming bestudeert, probeert gebruik te maken van commerciële technologie en mogelijkheden die momenteel worden ontwikkeld door NASA en DARPA.

DARPA werkt samen met SpaceLogistics, een dochteronderneming van Northrop Grumman, om een ​​ruimtevaartuig te bouwen dat satellietreparaties en -upgrades kan uitvoeren via haar Robotic onderhoud van geosynchrone satellieten programma.

NASA was in samenwerking met Maxar Technologies bezig met de ontwikkeling van een onderhouds- en productievoertuig in de ruimte, ontworpen om satellietreparaties uit te voeren. Echter, het bureau annuleerde het programma van $ 2 miljard op 1 maart vanwege kosten- en planningoverschrijdingen.

"Al deze technologieën en dingen waar we naar kijken zijn gebaseerd op wat anderen al zijn begonnen te doen", zei Bulson op 31 januari tijdens een mediabriefing op de Space Mobility Conference in Orlando, Florida. “We proberen niet de inspanningen die worden gedaan te dupliceren.”

Analytische nauwkeurigheid

De Space Force houdt de komende jaren tankdemonstraties in de gaten om haar plannen voor de toekomst vorm te geven. De dienst heeft Astroscale US vorig jaar in september een contract van $ 25.5 miljoen toegekend voor de ontwikkeling van een tankruimtevaartuig. Het doel is dat het voertuig een satelliet kan bijtanken tijdens een demonstratie in 2026.

Als onderdeel van die inspanning werkt de dienst ook samen met de Defense Innovation Unit, het commerciële technologiecentrum van het Pentagon. Het plan is dat het orbitale onderhoudsvoertuig van Impulse Space, genaamd Mira, een brandstofdepot zal huisvesten dat is gebouwd door het in Colorado gevestigde Orbit Fab. Het depot zal vervolgens het voertuig van Astroscale bijtanken via de Rapidly Attachable Fluid Transfer Interface van Orbit Fab, die gas in het ruimtevaartuig voert. Het zal ook een demonstratie van het Air Force Research Laboratory ondersteunen, genaamd Tetra-5.

Naast het tanken is de Space Force ook geïnteresseerd in andere technologieën die satellieten van extra voortstuwing kunnen voorzien, waaronder jetpacks die zich kunnen hechten aan satellieten met lege brandstoftanks.

Terwijl het acquisitieteam plannen maakt voor tankdemonstraties, voert de dienst aanvullende analyses uit om beter te begrijpen hoe de capaciteit bijdraagt ​​aan zijn rol in toekomstige conflicten. Een nieuwe Commando Ruimtetoekomst, gericht op het verbeteren van de analytische nauwkeurigheid van de dienst, zal het bijtanken van satellieten waarschijnlijk beschouwen als een van de eerste opkomende missiesets.

Doug Loverro, die van 2013 tot 2017 plaatsvervangend adjunct-secretaris van Defensie voor ruimtevaartbeleid was en nu een onafhankelijk adviseur is, vertelde C4ISRNET dat het belangrijk is dat de ruimtemacht gebruiksscenario's voor het tanken onderzoekt voordat een formeel programma wordt aangenomen.

"Er is veel discussie, maar er is niet veel analyse die laat zien hoe dit zou werken," zei hij. “Er is niet echt een goede analyse gedaan om te laten zien waar in de operationele keten dit zou werken, wat de vereisten zouden zijn en dat soort dingen.”

Kennedy merkte op dat hoewel Space Command zich uitgesproken heeft over de noodzaak van een soort van bijtankcapaciteit voor zijn ruimtedomeinbewustzijnssystemen, de dienst zou moeten overwegen welke andere satellieten en missies zouden kunnen profiteren van mobiliteits- en logistieke mogelijkheden. Dat omvat transfervoertuigen, die zijn ontworpen om ruimtevaartuigen naar verschillende banen te verplaatsen.

‘Als je alleen maar wilt zeggen dat GSSAP wat langer meegaat,’ zei hij, ‘voelt dat niet als dynamische ruimteoperaties.’

“Naar mijn mening gaat het hier allemaal om toegang en de effecten die je kunt bereiken als je eenmaal op alle plekken bent waar je heen moet. Je hebt toegang nodig tot alle regimes”, voegde hij eraan toe.

Het signaleren van de vraag

Hoewel de Ruimtemacht acquisitieplannen maakt en een analytische basis legt voor haar inspanningen om bij te tanken, moet ze nog financiering voor deze inspanningen aanvragen via de jaarlijkse begrotingsindiening. In plaats daarvan heeft het bedrijf vertrouwd op plus-ups van het Congres om te betalen voor service-, mobiliteits- en logistieke demonstraties, evenals voor prototype-inspanningen, waaronder 30 miljoen dollar in het fiscale jaar 2023 waarmee het contract met Astroscale werd gefinancierd.

Bulson zei dat de Space Force geen plannen heeft om een ​​grote hoeveelheid geld te investeren in een op maat gemaakte overheidscapaciteit voor het bijtanken van satellieten. In plaats van de ankerhuurder te zijn, wil de dienst het voorbeeld volgen van commerciële bedrijven op dit gebied.

“We willen commerciële diensten zo veel mogelijk benutten”, vertelde Bulson aan verslaggevers. “We zijn niet uit op een aanzienlijke overheidsinvestering in het benutten van deze capaciteiten.”

Ze wil niet bevestigen of de dienst financiering zal aanvragen voor inspanningen op het gebied van ruimteonderhoud in de begroting voor boekjaar 25, die naar verwachting deze maand zal worden vrijgegeven.

Veel van de bedrijven die tankmogelijkheden en andere servicesystemen ontwikkelen, zeggen dat de Space Force op de korte termijn de meest logische klant is, omdat er nog geen sterke commerciële business case bestaat voor het bijtanken via satellieten.

Erik Daehler, vice-president van orbitale systemen en diensten voor Sierra Space, zei dat het waarschijnlijker is dat een commerciële satelliet buiten gebruik wordt gesteld omdat de lading moet worden aangevuld dan dat de brandstof opraakt.

Bedrijven zijn ook overgestapt op het lanceren van kleinere, goedkopere, meer wegwerpbare ruimtevaartuigen met kortere missielevens in een lage baan om de aarde, op een hoogte van ongeveer 1,200 kilometer, waardoor de behoefte aan tankdiensten verder is verminderd.

“Dat begint erop te wijzen dat de Amerikaanse overheid de belangrijkste huurder is”, vertelde Daehler aan C4ISRNET.

Hoewel er wellicht een commerciële business case werkelijkheid wordt, zeggen sommige bedrijven dat het leger een grotere rol moet spelen bij het vormgeven van de opkomende markt. Dat betekent dat er een sterker vraagsignaal wordt afgegeven in de vorm van consistente financiering en duidelijke eisen.

Lauren Smith, die leiding geeft aan Northrop's tankinspanningen in de ruimte, zei dat de oprichting door de Space Force van een programmabureau gewijd aan service, mobiliteit en logistiek een positieve stap is, maar niet genoeg.

“Het daadwerkelijk zien verschijnen als een regelitem in een begroting is van cruciaal belang voor de vooruitgang van deze technologie”, vertelde Smith aan C4ISRNET. “Als de financiering er niet is om tegemoet te komen aan het gevoel van urgentie dat we van hen horen, is het eigenlijk de vraag hoe snel we moeten gaan. En dat zal helpen om de zaken te versnellen en vooruit te helpen.”

Ze voegde eraan toe dat hoewel de Space Force haar behoeften kan communiceren via financiering en budgetlijnen, duidelijke eisen van Space Systems Command bedrijven ook zouden helpen ervoor te zorgen dat de systemen die ze ontwikkelen zullen voldoen aan de militair-unieke behoeften van de dienst.

"Je wilt herontwerp minimaliseren", zei Smith. “En dus als we vanaf het begin een duidelijk beeld hebben van wat ze willen doen, kunnen we doelgerichter en efficiënter werken.”

Interface standaarden

Bedrijven doen ook een beroep op de Space Force om normen vast te stellen voor de tankhavens of interfaces die toekomstige satellieten nodig zullen hebben.

De dienst heeft met verschillende bedrijven samengewerkt om interfaces goed te keuren die als standaarden voor die satellieten zouden kunnen dienen, en in januari kondigde het de goedkeuring aan van Northrop's Passive Refueling Module als één optie.

De Space Force evalueert ook interfaces van andere bedrijven, waaronder Orbit Fab, en Bulson zei dat de dienst meer ontwerpen beschikbaar wil maken voor breder gebruik.

Daehler van Sierra Space zei dat het vaststellen van gemeenschappelijke normen belangrijk is voor bedrijven die tank- en andere servicemogelijkheden ontwikkelen – en ervoor willen zorgen dat de interfaces die ze gebruiken compatibel zullen zijn.

Hij zei dat er een bijzondere urgentie is voor Sierra Space, dat het Dream Chaser-ruimtevliegtuig voor NASA ontwerpt en streeft naar een lancering in 2025 van een afzonderlijk snel demonstratieplatform.

“We willen gewoon een standaard die kan worden aangenomen, zodat we, als we deze zelf adopteren, weten dat deze bruikbaar zal zijn”, aldus Daehler. “En vanuit onze standaardbehoeften op het gebied van tanken moeten we klaar zijn voor lancering in 2025. Dat betekent dat er nu meteen een standaard beschikbaar moet zijn.”

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
• PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
• Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
• Bron: https://www.defensenews.com/battlefield-tech/space/2024/03/12/space-force-mulls-refueling-as-industry-calls-for-funding-standards/