Lầu Năm Góc, trong nhiều thập kỷ, đã chi phần lớn ngân sách không gian khổng lồ của mình cho các vệ tinh địa tĩnh truyền thống.

Cơ quan Phát triển Không gian (SDA) bốn năm tuổi đang làm việc để phá vỡ khuôn mẫu với một kế hoạch đầy tham vọng nhằm xây dựng một chòm sao quỹ đạo thấp của Trái đất bằng cách dựa vào một cơ sở rộng lớn các nhà cung cấp cho các vệ tinh nhỏ được sản xuất thương mại và thiết bị đầu cuối liên lạc bằng laser.

James Faist, cố vấn ngành và cựu giám đốc nghiên cứu quốc phòng và kỹ thuật của Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ về các khả năng tiên tiến cho biết: “Việc chuyển sang sử dụng LEO phổ biến sẽ gây gián đoạn lớn đối với cách chính phủ mua sắm vệ tinh.

SDA gọi mạng lưới vệ tinh nhiều lớp của mình là Kiến trúc Không gian Chiến binh Phổ biến. Nó bao gồm Lớp vận chuyển gồm các vệ tinh liên lạc được kết nối với nhau và Lớp theo dõi gồm các vệ tinh cảm biến cảnh báo sớm và phát hiện tên lửa.

Theo mô hình hợp đồng quốc phòng truyền thống, chòm sao của SDA sẽ được trao cho một hoặc hai nhà thầu chính. Nhưng để tận dụng thị trường vệ tinh thương mại, cơ quan này đang đặt hàng vệ tinh từ nhiều nhà cung cấp và yêu cầu các nhà sản xuất làm cho tàu vũ trụ của họ có thể tương thích với nhau thông qua các liên kết quang học tuân thủ các tiêu chuẩn chung.

Faist nói: “Cấu trúc cần phải sao cho nhiều nhà cung cấp có thể kết nối với nó. “Và đó cơ bản là câu thần chú của SDA.”

Đến nay, SDA đã đặt hàng 62 vệ tinh từ York Space Systems, 56 chiếc từ SpaceX, 52 chiếc từ Northrop Grumman, 20 chiếc từ Lockheed Martin, 3 chiếc từ L10Harris Technologies, 10 chiếc từ Raytheon Technologies và 2 chiếc từ Ball Aerospace. York cho đến nay đã vận chuyển XNUMX vệ tinh, tám trong số đó được phóng lên quỹ đạo vào ngày XNUMX tháng XNUMX, cùng với hai vệ tinh từ SpaceX.

Các nhà thầu quốc phòng Lockheed Martin, Northrop Grumman và L3Harris đang xây dựng các vệ tinh của SDA bằng cách sử dụng các xe buýt thương mại từ Terran Orbital, Airbus US Space and Defense và Maxar Technologies, tương ứng. Ngược lại, SpaceX, Raytheon Technologies và Ball Aerospace đang sử dụng các thiết kế nội bộ.

Cách tiếp cận đột phá

Chris Quilty, nhà phân tích ngành và người sáng lập công ty nghiên cứu thị trường Quilty Space, cho biết: “Những gì SDA đang làm hoàn toàn khác với cách DoD đã mua phần cứng trong lịch sử.

“Khi tôi nghĩ về những hàm ý, nếu bạn có một Tầng vận chuyển hiệu quả và linh hoạt, thông lượng cao và độ trễ thấp, điều gì sẽ trở thành nhu cầu đối với một số chương trình vệ tinh địa tĩnh truyền thống vốn là nguồn sống của các số nguyên tố?” anh ấy hỏi.

Quilty nói thêm, các vệ tinh địa tĩnh lớn chắc chắn sẽ không biến mất bởi vì chính phủ muốn có một kiến ​​trúc lai. “Nhưng tôi nghĩ đây là lý do tại sao Lockheeds và Northrops lại rất tích cực theo đuổi các chương trình SDA. Đó là bởi vì nó sẽ ăn mòn rất nhiều thứ mà họ từng làm.”

Mặc dù là một cơ quan tương đối nhỏ với khoảng 200 người, SDA đã có tác động lớn đến thị trường vũ trụ quân sự. Nó đang mua các vệ tinh theo hợp đồng giá cố định và cạnh tranh lại việc mua sắm tàu ​​vũ trụ của Lớp vận chuyển và Lớp theo dõi cứ sau hai năm.

Mô hình giống như thương mại này cho phép SDA bổ sung dần dần các công nghệ mới khi chúng có sẵn, trái ngược với phương pháp truyền thống của DoD là tài trợ cho một vụ mua lại lớn trong nhiều năm.

Frank Calvelli, giám đốc điều hành mua lại cấp cao của Lực lượng Không gian cho biết: “SDA sẽ là chìa khóa để nhanh chóng cung cấp khả năng không gian cho các chiến binh của chúng tôi. “Tôi hoàn toàn ủng hộ chiến lược của họ và chúng tôi sẽ duy trì cấu trúc cũng như văn hóa của họ để họ tiếp tục phát triển nhanh và làm những gì họ làm tốt nhất.”

Quilty cho biết, bằng cách triển khai chòm sao trong các đợt vệ tinh hai năm một lần, “về cơ bản, họ đang thực hiện một quy trình phát triển xoắn ốc để đạt đến mức 'đủ tốt'” thay vì dành một thập kỷ để phát triển các công nghệ có thể đã lỗi thời vào thời điểm chúng được đưa vào sử dụng. .

Theo quy trình mua sắm thông thường của DoD, có thể mất 10 năm để đưa một vệ tinh vào hoạt động, Giám đốc SDA Derek Tournear cho biết gần đây tại Hội nghị thượng đỉnh Lực lượng Không quân của Câu lạc bộ Sĩ quan Potomac. Ông nói, với tốc độ đó, quốc gia đang xem xét tiến hành một cuộc chiến với công nghệ lạc hậu.

“Bạn phải có được những khả năng ở đó. Tournear cho biết: “Bạn sẽ không có được khả năng hoàn hảo ngay trong ngày đầu tiên. “Bạn thậm chí sẽ không có được mọi thứ mà mọi người muốn vào ngày đầu tiên. Toàn bộ ý tưởng là bạn có thứ gì đó ở đó và sau đó tiếp tục phát triển từ đó.”

Hàng trăm vệ tinh

Ban đầu được thành lập vào năm 2019 với nhiệm vụ tăng cường khả năng không gian của quân đội, SDA ban đầu vấp phải sự phản đối gay gắt từ các nhà lãnh đạo Lực lượng Không quân và sự hoài nghi trên Đồi Capitol. Cơ quan này là một phần của Văn phòng Thứ trưởng Bộ Quốc phòng về Nghiên cứu và Kỹ thuật cho đến tháng XNUMX năm ngoái khi nó được tổ chức lại dưới Lực lượng Vũ trụ Hoa Kỳ.

Quilty cho biết, nhiều người trong ngành vũ trụ cho rằng kế hoạch LEO đang phát triển nhanh chóng của SDA sẽ bị trật bánh bởi bộ máy quan liêu của DoD. “Và xin thưa, họ thực sự đã sắp xếp tương đối đúng lịch trình của mình xét về các giải thưởng hợp đồng theo đợt. Nó khá ấn tượng.”

Một tên lửa SpaceX Falcon 9 vào ngày 2 tháng 10 đã phóng 0 vệ tinh đầu tiên của SDA thuộc phần Tranche 9 của chòm sao. Một chiếc Falcon 13 khác đã được lên kế hoạch phóng thêm 0 vệ tinh Tranche 10 vào tháng 17 - 13 chiếc do Lockheed Martin chế tạo và 3 chiếc do York Space chế tạo - nhưng nhiệm vụ đã bị trì hoãn đến cuối tháng XNUMX. Lô này ban đầu bao gồm XNUMX vệ tinh nhưng đã giảm xuống còn XNUMX vì XNUMX vệ tinh của LXNUMXHarris bị chậm tiến độ. SDA dự kiến ​​sẽ tung ra chúng vào một ngày trong tương lai.

Các vệ tinh Tranche 0 là cái mà SDA gọi là “đợt nhập vai chiến binh”, cho phép người dùng quân sự thử nghiệm công nghệ và hiểu rõ hơn về khả năng của các vệ tinh LEO để theo dõi tên lửa và chuyển tiếp dữ liệu.

Các vệ tinh của Tranche 1 được dự báo sẽ phóng vào năm 2024 và 2025, bao gồm 126 vệ tinh cho Lớp vận chuyển và 35 vệ tinh cho Lớp theo dõi.

Hiện đang có các yêu cầu mở cho 172 vệ tinh cho Phần 2 của Lớp truyền tải và 54 cho Phần 2 của Lớp theo dõi.

Các đề xuất về 72 vệ tinh Tranche 2 'Beta' của Lớp vận chuyển sẽ đến hạn vào ngày 23 tháng 100 và các đề xuất về 2 vệ tinh Tranche 28 'Alpha' của Lớp vận chuyển sẽ đến hạn vào ngày 54 tháng 2. SDA cũng đã ban hành một bản dự thảo chào mời 20 vệ tinh Tranche 2 của Lớp Theo dõi, và các nhận xét là đến hạn vào ngày 2 tháng 2024. SDA có kế hoạch trao các hợp đồng Tranche XNUMX của Lớp vận chuyển vào cuối năm nay và các hợp đồng Tranche của Lớp theo dõi XNUMX vào năm XNUMX.

Tournear cho biết: “SDA tận dụng mô hình kinh doanh coi trọng tốc độ và giảm chi phí bằng cách khai thác sự phát triển thương mại để đạt được một kiến ​​trúc phổ biến và nâng cao khả năng phục hồi.

sự ủng hộ của quốc hội

Với sự ủng hộ mạnh mẽ của DoD và quốc hội, ngân sách của SDA đã tăng từ 125 triệu đô la trong năm đầu tiên lên khoảng 4.6 tỷ đô la trong yêu cầu tài trợ năm 2024 của Lầu Năm Góc, với 23 tỷ đô la bổ sung dự kiến ​​từ các năm tài chính 2025 đến 2028.

Nhà phân tích Sam Wilson thuộc Trung tâm Chiến lược và Chính sách Không gian của Tập đoàn Hàng không vũ trụ cho biết cơ quan này đã được hưởng lợi từ việc Lầu Năm Góc xoay trục sang các hệ thống theo dõi và cảnh báo tên lửa quỹ đạo thấp để đa dạng hóa cấu trúc không gian và tăng khả năng phục hồi.

“Kế hoạch cho các chương trình cảnh báo tên lửa thế hệ tiếp theo thể hiện sự thay đổi cơ bản của bộ,” Wilson đã viết trong một báo cáo Hàng không vũ trụ vào tháng Sáu.

Wilson cho biết: “Trong nhiều thập kỷ, DoD đã sử dụng một số lượng nhỏ các hệ thống trên quỹ đạo cao để cảnh báo tên lửa. Các hệ thống thế hệ tiếp theo ở các quỹ đạo thấp hơn chiếm gần 15 phần trăm toàn bộ yêu cầu ngân sách của Lực lượng Không gian vào năm 2024.

Văn phòng Ngân sách Quốc hội, trong một báo cáo được công bố vào tháng XNUMX, đã xác nhận việc Bộ Quốc phòng áp dụng kiến ​​trúc LEO.

CBO cho biết: “Một lợi thế tiềm năng đối với các chòm sao có nhiều vệ tinh là phạm vi phủ sóng và chức năng của chúng có thể giảm dần hơn so với các chòm sao nhỏ hơn. “Hơn nữa, các vệ tinh bị hư hỏng có thể được thay thế khá nhanh chóng.”

Tournear thừa nhận rằng mặc dù có các mục tiêu lịch trình tích cực, nhưng không phải mọi thứ đều diễn ra suôn sẻ. Việc triển khai các vệ tinh Tranche 0, mục tiêu ban đầu là vào cuối năm 2022, đã gặp phải những trở ngại do các vấn đề về chuỗi cung ứng và các vấn đề về hiệu suất của nhà cung cấp.

Tuy nhiên, ông vẫn tự tin rằng SDA sẽ có thể phóng các vệ tinh Tranche 1 theo nhịp hàng tháng bắt đầu từ mùa thu năm 2024.

Mục tiêu là đạt được vùng phủ sóng toàn cầu, điều mà SDA ước tính sẽ xảy ra bắt đầu từ năm 2026 khi các vệ tinh Tranche 2 đi vào quỹ đạo.

Lớp Theo dõi, Tournear cho biết, sẽ có “đủ vệ tinh để cung cấp vùng phủ sóng cho cảnh báo tên lửa và theo dõi tên lửa, đồng thời có thể cung cấp các bản cập nhật và tín hiệu cho hệ thống radar, các hệ thống trên cao khác và hệ thống vũ khí cần thiết để đối phó với các tên lửa đang lao tới.”

Trong khi đó, Lớp vận chuyển sẽ cung cấp “kết nối xương sống”. Tournear cho biết tại một diễn đàn của Hiệp hội Không gian An ninh Quốc gia, dữ liệu về các tên lửa sắp tới sẽ được truyền qua không gian thông qua các liên kết quang học và sau đó đến mặt đất thông qua các liên kết dữ liệu chiến thuật.

“Chúng tôi sẽ có thể chuyển nhiều nhận thức về tình huống và các dữ liệu khác mà trong lịch sử không được chuyển ra khỏi nhà hát [hoạt động] vì không có cách chiến thuật nào để chuyển dữ liệu đó trong thời gian thực.”

Tác động đến ngành công nghiệp laser

Chòm sao LEO của DoD cũng đã tạo ra nhu cầu thị trường cho các thiết bị đầu cuối liên lạc bằng laser. Mỗi vệ tinh sẽ có từ ba đến năm liên kết quang để chúng có thể nói chuyện với các vệ tinh, máy bay, tàu và trạm mặt đất khác.

Bằng cách yêu cầu các nhà cung cấp thiết bị đầu cuối laser tuân thủ một bộ tiêu chuẩn chung, SDA hy vọng tất cả các vệ tinh của mình có thể tương thích với nhau. Quilty nói: “Đây là một cách thông minh để SDA tận dụng ngành công nghiệp non trẻ này.

Trong chuyến thăm gần đây tới nhà cung cấp truyền thông laser Mynaric, Quilty đã chứng kiến ​​cách công ty đang thử nghiệm một trong các thiết bị đầu cuối của mình để đảm bảo rằng nó có thể truyền dữ liệu tới các thiết bị đầu cuối do các đối thủ cạnh tranh là Tesat và Skyloom sản xuất. “Họ đang xác nhận rằng họ thực sự làm việc cùng nhau, điều này thật tuyệt khi thấy.”

Quilty cho biết khái niệm sử dụng nhiều nhà cung cấp vệ tinh để xây dựng một mạng lưới quang học là một sáng tạo, mặc dù nó vẫn chưa được chứng minh. “Tôi nghĩ mọi người đang phát hiện ra nó không phải là dễ dàng. Và cuối cùng họ sẽ giải quyết được các vấn đề.”

Quilty nói: “Mọi người ngày nay đang làm việc với giả định rằng mọi thứ trong không gian sẽ được liên kết quang học và cuối cùng chúng ta sẽ đạt được điều đó.

Andrew Penn, nhà phân tích ngành và hiệu trưởng tại công ty tư vấn Oliver Wyman, lưu ý: Một sự phát triển khác cần theo dõi là liệu các nhà cung cấp thiết bị đầu cuối laser có thể đẩy mạnh sản xuất đủ nhanh để đáp ứng lịch trình của SDA hay không.

Ông nói: “Chưa có công ty nào đăng ký xây dựng các thiết bị đầu cuối này đã từng sản xuất ở quy mô này. “Họ đã thực hiện các nguyên mẫu một lần. Các nhà sản xuất uy tín nhất đã cung cấp hơn chục thiết bị đầu cuối, nhưng với SDA, chúng ta đang nói về hàng trăm, nếu không muốn nói là hàng ngàn.”

Penn cho biết SDA đã đặt ra các mục tiêu định giá mạnh mẽ, điều này chỉ có thể đạt được nếu các nhà sản xuất có thể sản xuất vệ tinh và thiết bị đầu cuối quang học một cách hiệu quả với tốc độ cao.

Cơ quan này cho biết họ muốn trả nhiều nhất là 15 triệu đô la cho mỗi vệ tinh Lớp vận chuyển và 45 triệu đến 50 triệu đô la cho mỗi vệ tinh Lớp theo dõi.

Mặc dù các vệ tinh này có giá mỗi đơn vị thấp hơn so với tàu vũ trụ quân sự truyền thống, SDA sẽ chịu áp lực phải giữ giá ở mức thấp nhất có thể để bù đắp cho số lượng lớn vệ tinh mà nó cần phóng, không chỉ để xây dựng chòm sao mà còn để tái cấp vốn cho nó, Penn chỉ ra .

Ông nói: “Giá vệ tinh riêng lẻ rẻ, nhưng bạn cần hàng trăm vệ tinh. “Họ đang nhanh chóng tiếp cận tổng mức giá của một số chùm vệ tinh lớn hơn mà họ đang cố gắng bổ sung hoặc thay thế.”

Penn cho biết thêm, nếu SDA đáp ứng được các mục tiêu của mình, thì nó thực sự sẽ là một lực lượng gây rối trong việc mua sắm vệ tinh quân sự.

Ông nói: “Nếu bạn có thể đáp ứng mục tiêu sứ mệnh tương tự bằng cách trao cho một công ty 1 tỷ đô la, hoặc 10 công ty mỗi công ty 100 triệu đô la, thì tôi phải nghĩ rằng cái sau sẽ tốt hơn cho cơ sở công nghiệp rộng lớn hơn”. “Khi tôi nhìn vào bức tranh toàn cảnh, có vẻ như họ đang mang lại rất nhiều điều tốt đẹp cho ngành.”

Dưới sự giám sát

Văn phòng Trách nhiệm giải trình Chính phủ trong báo cáo thường niên về các chương trình lớn của DoD được công bố vào tháng XNUMX cho biết cách tiếp cận của SDA “sẽ tạo điều kiện cạnh tranh cho các đợt mới và một thị trường ổn định để duy trì”.

Nhưng trước khi có thể nhận ra những lợi ích tiềm năng này, GAO cho biết, SDA phải đối mặt với những thách thức trong việc tích hợp một hệ thống phức tạp gồm nhiều nhà cung cấp và phân khúc thành một chòm sao sinh sôi nảy nở gồm hàng trăm vệ tinh.

Penn cho biết SDA “sẽ tiếp tục được xem xét kỹ lưỡng cho đến khi chúng tôi có các chòm sao hoạt động hiệu quả, bởi vì tại thời điểm này, bồi thẩm đoàn vẫn chưa kết thúc.”

“Bạn có thể đánh giá các phương thức hợp đồng, bạn có thể đánh giá tác động đối với cơ sở công nghiệp. Nhưng vào cuối ngày, họ phải thực hiện một nhiệm vụ. Chúng tôi chưa có điều đó, anh ấy nói thêm. Dựa trên những gì SDA đã làm cho đến nay, “Tôi lạc quan một cách thận trọng về những gì họ đang muốn đạt được.”

Như với bất kỳ chương trình quốc phòng lớn nào, chi phí vượt mức luôn là một mối đe dọa lờ mờ. “Nhưng tôi nghĩ hoàn toàn hợp lý khi kỳ vọng rằng họ sẽ đến gần, nếu không đạt được mục tiêu về giá, khi ngành bắt đầu sản xuất hàng loạt, giả sử các yêu cầu không thay đổi đáng kể từ đợt này sang đợt khác, và rằng họ đang thực sự loại bỏ các chuyến xe chở hàng hóa phù hợp với sửa đổi tối thiểu.”

Penn cho biết SDA có mọi động lực để mở rộng nhóm nhà cung cấp của mình, thúc đẩy sự cạnh tranh giữa các nhà cung cấp hiện tại và cung cấp “nhiều cơ hội nhất có thể cho các công ty mới”.

“Tôi nghĩ rằng kỳ vọng của SDA là sẽ có các công ty mới và đó là cách duy nhất để họ đạt được hệ sinh thái mà họ cần,” ông nói thêm.

Tournear đã nhấn mạnh rằng SDA muốn thu hút các nhà cung cấp mới và tránh trở nên phụ thuộc vào một số ít nhà cung cấp hiện tại.

Có những công ty trong thị trường vệ tinh nhỏ mà các nhà phân tích đang coi là đối thủ cạnh tranh tiềm năng cho các giải thưởng SDA trong tương lai. Chúng bao gồm Hệ thống Không gian Thiên niên kỷ của Boeing và các công ty khởi nghiệp như LeoStella và Apex.

Quilty nói: “Nếu tôi là một trong số những người đó, tôi chắc chắn sẽ theo đuổi một hợp đồng với SDA.

'Chúng tôi muốn một thị trường lành mạnh'

Tournear cho biết SDA đang nghiên cứu về việc tăng cường hàng hóa hóa và những tiến bộ trong công nghệ để nâng cao chất lượng của nó và giữ giá thấp. “Chúng tôi xem nó giống như mẫu iPhone, nơi họ chọn một mức giá mà họ nghĩ rằng thị trường sẽ chấp nhận và họ chỉ tiếp tục bổ sung các khả năng khi công nghệ trưởng thành.”

Đối với thị trường vệ tinh, “tôi vừa lo vừa hy vọng,” anh nói.

“Điều đáng lo ngại là tôi không muốn thấy nó bị hợp nhất thành một hoặc hai nhà cung cấp xe buýt chở hàng. Tôi muốn thấy một thị trường lành mạnh, đó là lý do tại sao chúng tôi mở cuộc cạnh tranh với mọi đợt và mọi lớp.”

Ông hy vọng rằng SDA có thể tiếp tục mua các vệ tinh ở mức giá ổn định nhưng “bổ sung thêm nhiều khả năng hơn”.

Tournear cho biết trong tương lai, “chúng tôi sẽ cởi mở và trung thực về kế hoạch của mình” để ngành có thể đầu tư phù hợp nếu họ muốn giành được một phần kiến ​​trúc. “Chúng tôi cần ngành công nghiệp để xem những gì chúng tôi đang làm.”

Lời khuyên của anh ấy dành cho những người mới tham gia thị trường SDA: “Đừng bỏ qua lịch trình của chúng tôi và giá mục tiêu mà chúng tôi đưa ra. Chúng tôi khá nghiêm túc về điều đó khi chúng tôi thực hiện các lựa chọn của mình.”

Bài báo này xuất hiện lần đầu trên tạp chí SpaceNews số tháng 2023 năm XNUMX.

Sản phẩm liên quan

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
• PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
• Trung tâmESG. Ô tô / Xe điện, Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
• PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
• ChartPrime. Nâng cao trò chơi giao dịch của bạn với ChartPrime. Truy cập Tại đây.
• BlockOffsets. Hiện đại hóa quyền sở hữu bù đắp môi trường. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://spacenews.com/space-development-agency-shaking-up-how-the-military-buys-satellites/