Vào tháng 2007 năm 32, Cơ quan Dự án Nghiên cứu Quốc phòng Tiên tiến đã chứng minh khả năng tiếp nhiên liệu cho một vệ tinh trên quỹ đạo - trang bị cho tàu vũ trụ một cánh tay robot, gắn nó vào một tàu vũ trụ khác và chuyển gần XNUMX pound hydrazine vào thùng nhiên liệu của nó.

Nhiệm vụ, được gọi là quỹ đạo tốc hành, chứa đầy những công nghệ đầu tiên, theo Fred Kennedy, người đứng đầu dự án cho DARPA.

Cùng với việc trình diễn hoạt động tiếp nhiên liệu trong không gian lần đầu tiên, sứ mệnh của Hoa Kỳ đã thể hiện khả năng sử dụng các cảm biến theo dõi và hình ảnh để gắn vào vệ tinh thu và thực hiện bảo trì, chẳng hạn như thay pin hoặc thay thế máy tính bay.

Kennedy nói với C4ISRNET trong một cuộc phỏng vấn ngày 27 tháng XNUMX: “Vấn đề lớn là quyền tự chủ. “Chúng tôi đã có thể thể hiện một cách tiếp cận bằng nút nhấn để tiếp cận tàu vũ trụ một cách cá nhân và cung cấp nhiều khả năng phục vụ khác nhau.”

Nhưng bốn tháng sau khi nó cất cánh, Không quân và NASA - những đối tác trong sứ mệnh của DARPA - đã rút khỏi chương trình.

Theo Không quân và NASA, dự án này, được hình thành để hỗ trợ chương trình radar trên không gian đã bị hủy bỏ trước khi Orbital Express cất cánh, thiếu ứng dụng sứ mệnh rõ ràng.

Kết quả này không có gì đáng ngạc nhiên đối với DARPA, nơi có các dự án thường khám phá những công nghệ đi trước thời đại. Kennedy cho biết ông và nhóm của mình đã gác lại công việc và cho rằng các khái niệm tiếp nhiên liệu và phục vụ mà họ đã thể hiện cuối cùng sẽ xuất hiện trở lại khi các cơ quan nhận ra tầm quan trọng của chúng.

Kennedy nói: “Tôi nghĩ tất cả chúng tôi đều nghĩ có thể sẽ có một chút gián đoạn. “Tôi không nghĩ có ai mong đợi phải mất 18 năm để thực sự bắt đầu nhận ra thành quả của những thành công đó.”

Giờ đây, để đáp lại lời kêu gọi từ các quan chức Bộ Tư lệnh Vũ trụ Hoa Kỳ về việc trang bị cho các vệ tinh nhận thức về miền không gian trong tương lai những thùng chứa có thể nạp lại vào cuối thập kỷ, Lực lượng Không gian đang khám phá tiện ích quân sự của khả năng tiếp nhiên liệu.

Lực lượng Không gian vào năm 2020 đã xác định dịch vụ, tính di động và hậu cần là năng lực cốt lõi. Kể từ đó, dịch vụ này đã đưa ra các yêu cầu rộng rãi cho khu vực truyền giáo. Năm ngoái, nó đã thành lập một văn phòng chương trình chuyên dụng phối hợp các nỗ lực phát triển ngắn hạn và dài hạn cũng như làm việc với các công ty để chứng minh khả năng tiếp nhiên liệu.

Khi động lực hướng tới việc vận hành các khái niệm này, các quan chức công nghiệp và quốc phòng hiện tại và trước đây nói rằng do các sứ mệnh tiên phong như Orbital Express và nỗ lực của khu vực thương mại nhằm phát triển công việc đó, thách thức ngày nay không nhất thiết phải là thách thức về công nghệ. Thay vào đó, nhiệm vụ của Lực lượng Không gian là xác định cả tầm nhìn rõ ràng về việc sử dụng dịch vụ trên quỹ đạo của quân đội cũng như vai trò của nó trong việc tài trợ và thiết lập các tiêu chuẩn sẽ định hình thị trường trong thời gian tới.

Theo quan điểm của Kennedy, người hiện đang lãnh đạo công ty Hệ thống không gian phân hạch tối nhằm mục đích đột phá về động cơ đẩy nhiệt hạt nhân, thành công sẽ phụ thuộc phần lớn vào Lực lượng Không gian ủng hộ lời hùng biện của mình bằng hành động.

Ông nói: “Lời nói thì hay, nhưng chúng ta thực sự cần phải hành động. “Tôi nghĩ chúng ta đã đợi 18 năm quá lâu rồi.”

Hoạt động không gian động

Dịch vụ trên quỹ đạo đề cập đến một loạt các khả năng nhằm kéo dài tuổi thọ của vệ tinh hoặc thay đổi cách nó thực hiện sứ mệnh. Điều đó có thể bao gồm việc tiếp nhiên liệu, nhưng cũng có thể liên quan đến việc bảo trì, nâng cấp hoặc cung cấp nguồn động cơ thứ cấp.

Trong khi Lực lượng Không gian bắt đầu khám phá dịch vụ trên quỹ đạo một cách nghiêm túc hơn vài năm trước, thì cú hích thực sự theo hướng đó đến vào năm 2022 khi Bộ Tư lệnh Không gian bắt đầu nhận ra các vệ tinh mà họ sử dụng để giám sát môi trường không gian bị hạn chế nghiêm trọng bởi lượng nhiên liệu trong đó. xe tăng của họ.

Nhiệm vụ của Các vệ tinh của Chương trình Nhận thức Tình huống Không gian Đồng bộ Địa lý về cơ bản là phục vụ như một người giám sát khu vực trong quỹ đạo địa không đồng bộ, cách Trái đất khoảng 22,000 dặm. Các vệ tinh GSSAP thực hiện điều này bằng cách thực hiện những gì được gọi là hoạt động điểm hẹn và hoạt động gần, đến gần các tàu vũ trụ khác – bao gồm cả những tàu do đối thủ Hoa Kỳ vận hành – để quan sát và cung cấp dữ liệu về chúng.

Giống như các tài sản không gian quân sự khác, các vệ tinh được phóng với một lượng nhiên liệu hạn chế, điều này thường quyết định thời gian chúng có thể hoạt động. Mặc dù điều đó có thể phù hợp với GPS hoặc vệ tinh liên lạc không cần phải điều động để thực hiện sứ mệnh của mình, nhưng Trung tướng John Shaw, phó chỉ huy Bộ Tư lệnh Không gian lúc đó, đã nhận thấy rằng nó đang hạn chế cách Lực lượng Không gian sử dụng GSSAP và các dịch vụ khác. hệ thống nhận thức miền không gian.

Trong một trường hợp, Shaw nói với C4ISRNET, Bộ chỉ huy Không gian đang nói chuyện với những người điều hành GSSAP, yêu cầu họ ưu tiên quan sát một số vật thể nhất định và áp dụng các thao tác khác nhau để khiến chủ sở hữu của những tài sản đó khó biết rằng họ đang đến gần.

Theo Shaw, các nhà điều hành đã phản đối, nói rằng các vệ tinh không có đủ nhiên liệu để thực hiện những thao tác đó và vẫn hữu ích cho đến hết thời gian sử dụng.

Câu trả lời đó làm anh lo lắng. Nhận thức về miền không gian là chìa khóa để hiểu các mối đe dọa trong không gian và những hạn chế trên các vệ tinh này đã cản trở khả năng tự do thực hiện sứ mệnh đó của chúng.

“Tôi đã nghĩ: 'Điều này đang hạn chế chúng ta đến mức nào? Làm thế nào chúng ta lại ở trong trạng thái bất lực học được ở đây, nơi chúng ta loại bỏ khả năng theo đuổi các mục tiêu nhất định?' ” Shaw, người đã nghỉ hưu tại Bộ chỉ huy Không gian vào tháng 2023 năm XNUMX và được bổ nhiệm vào nhóm cố vấn chiến lược của Sierra Space vào tháng XNUMX, cho biết. “Khi chúng tôi bắt đầu bóc nó ra, nó khá quan trọng.”

Khi bắt đầu chia sẻ quan sát của mình với những người khác trong Bộ chỉ huy Không gian, Shaw cho biết mối lo ngại bắt đầu “ném tuyết”, cuối cùng phát triển thành một tầm nhìn cho cái mà ông gọi là các hoạt động không gian năng động. Cách thức hoạt động mới liên quan đến các vệ tinh cơ động hơn, có thể di chuyển tự do hơn để kiểm tra môi trường không gian hoặc tránh các mối đe dọa hoặc mảnh vỡ từ đối thủ.

Tầm nhìn về các hoạt động không gian năng động phụ thuộc vào sự sẵn có của các công nghệ dịch vụ, di động và hậu cần, như tiếp nhiên liệu, đó là lý do tại sao năm ngoái Bộ Tư lệnh Không gian đã kêu gọi Lực lượng Không gian nhanh chóng triển khai các khả năng đó.

Phản hồi của dịch vụ rất nhanh và văn phòng mua lại mới của nó, do Đại tá Joyce Bulson đứng đầu, đã tiến hành các bài tập trên bàn và lên kế hoạch trình diễn để hiểu rõ hơn về cách Lực lượng Không gian có thể đáp ứng nhu cầu của người vận hành ngày nay và trong tương lai.

Bulson gần đây đã nói với các phóng viên rằng khi Lực lượng Không gian xem xét doanh nghiệp di động và hậu cần, họ đang cố gắng tận dụng công nghệ thương mại cũng như các khả năng hiện đang được phát triển với NASA và DARPA.

DARPA đang hợp tác với SpaceLogistics, một công ty con của Northrop Grumman, để chế tạo một tàu vũ trụ thực hiện việc sửa chữa và nâng cấp vệ tinh thông qua nó. Dịch vụ robot của vệ tinh địa đồng bộ chương trình.

NASA, hợp tác với Maxar Technologies, đang phát triển một phương tiện sản xuất và phục vụ trên quỹ đạo được thiết kế để thực hiện sửa chữa vệ tinh. Tuy nhiên, cơ quan này đã hủy bỏ chương trình trị giá 2 tỷ USD vào ngày 1 tháng XNUMX do chi phí và tiến độ vượt mức.

“Tất cả những công nghệ và những thứ chúng tôi đang xem xét đều dựa trên những gì những người khác đã bắt đầu thực hiện,” Bulson cho biết trong cuộc họp báo ngày 31 tháng XNUMX tại Hội nghị Di động Không gian ở Orlando, Florida. “Chúng tôi không cố gắng lặp lại những nỗ lực đang được thực hiện.”

Sự chặt chẽ trong phân tích

Lực lượng Không gian đang chú ý đến các cuộc trình diễn tiếp nhiên liệu trong vài năm tới để định hình các kế hoạch của mình trong tương lai. Năm ngoái, dịch vụ này đã trao cho Astroscale US một hợp đồng trị giá 25.5 triệu USD vào tháng 2026 để phát triển tàu vũ trụ tiếp nhiên liệu. Mục tiêu là phương tiện này sẽ tiếp nhiên liệu cho vệ tinh trong cuộc trình diễn năm XNUMX.

Là một phần trong nỗ lực đó, cơ quan này cũng đang hợp tác với Đơn vị Đổi mới Quốc phòng, trung tâm công nghệ thương mại của Lầu Năm Góc. Kế hoạch này là để phương tiện phục vụ quỹ đạo của Impulse Space, được gọi là Mira, làm nơi chứa một kho nhiên liệu do Orbit Fab có trụ sở tại Colorado xây dựng. Sau đó, kho sẽ tiếp nhiên liệu cho phương tiện của Astroscale thông qua Giao diện truyền chất lỏng có thể gắn nhanh của Orbit Fab, cung cấp khí vào tàu vũ trụ. Nó cũng sẽ hỗ trợ cuộc trình diễn của Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Không quân có tên Tetra-5.

Ngoài việc tiếp nhiên liệu, Lực lượng Không gian còn quan tâm đến các công nghệ khác có thể cung cấp thêm lực đẩy cho vệ tinh, bao gồm cả gói phản lực có thể gắn vào các vệ tinh có thùng nhiên liệu đã cạn.

Khi nhóm mua lại lên kế hoạch trình diễn tiếp nhiên liệu, cơ quan này đang tiến hành phân tích bổ sung để hiểu rõ hơn về vai trò của khả năng này đối với vai trò của nó trong các cuộc xung đột trong tương lai. Một cái mới Lệnh tương lai không gian, nhằm mục đích cải thiện tính nghiêm ngặt trong phân tích của dịch vụ, có thể sẽ coi việc tiếp nhiên liệu qua vệ tinh là một trong những nhiệm vụ mới nổi đầu tiên của nó.

Doug Loverro, người từng giữ chức phó trợ lý bộ trưởng quốc phòng về chính sách vũ trụ từ năm 2013 đến năm 2017 và hiện là nhà tư vấn độc lập, nói với C4ISRNET rằng điều quan trọng là Lực lượng Không gian phải nghiên cứu các trường hợp sử dụng để tiếp nhiên liệu trước khi áp dụng một chương trình chính thức.

Ông nói: “Có rất nhiều cuộc thảo luận, nhưng không có nhiều phân tích cho thấy điều này sẽ hoạt động như thế nào”. “Chưa có một phân tích thực sự tốt nào được thực hiện để cho thấy điều này sẽ hoạt động ở đâu trong chuỗi hoạt động, các yêu cầu là gì và những thứ đó.”

Kennedy lưu ý rằng mặc dù Bộ Tư lệnh Không gian đã lên tiếng về việc cần một số loại khả năng tiếp nhiên liệu cho các hệ thống nhận thức về miền không gian của mình, nhưng cơ quan này nên xem xét những vệ tinh và sứ mệnh nào khác có thể hưởng lợi từ khả năng di chuyển và hậu cần. Điều đó bao gồm các phương tiện vận chuyển, được thiết kế để di chuyển tàu vũ trụ đến các quỹ đạo khác nhau.

“Nếu tất cả những gì bạn nói là bạn muốn GSSAP tồn tại lâu hơn một chút,” anh ấy nói, “điều đó không giống như các hoạt động không gian năng động.”

“Theo tôi, đây hoàn toàn là vấn đề về khả năng tiếp cận và những tác động mà bạn có thể đạt được khi đến được tất cả những nơi bạn cần đến. Bạn cần được tiếp cận với tất cả các chế độ,” ông nói thêm.

Báo hiệu nhu cầu

Mặc dù Lực lượng Không gian đang lập kế hoạch mua lại và thiết lập nền tảng phân tích cho các nỗ lực tiếp nhiên liệu của mình nhưng lực lượng này vẫn chưa yêu cầu tài trợ cho những nỗ lực này thông qua việc nộp ngân sách hàng năm. Thay vào đó, nó dựa vào các khoản trợ cấp từ Quốc hội để chi trả cho các cuộc trình diễn dịch vụ, di động và hậu cần cũng như nỗ lực tạo nguyên mẫu, bao gồm 30 triệu đô la trong năm tài chính 2023 để tài trợ cho hợp đồng của họ với Astroscale.

Bulson cho biết Lực lượng Không gian không có kế hoạch đầu tư một lượng lớn kinh phí vào khả năng tiếp nhiên liệu cho vệ tinh của chính phủ. Thay vì trở thành người thuê chủ chốt, dịch vụ này muốn đi theo sự dẫn dắt của các công ty thương mại trong lĩnh vực này.

Bulson nói với các phóng viên: “Chúng tôi đang tìm cách tận dụng các dịch vụ thương mại ở mức tối đa có thể”. “Chúng tôi không mong đợi sự đầu tư đáng kể của chính phủ để phát huy những khả năng này.”

Cô ấy sẽ không xác nhận liệu dịch vụ có yêu cầu tài trợ cho các nỗ lực phục vụ không gian trong ngân sách năm tài khóa 25 hay không, dự kiến ​​sẽ được phát hành trong tháng này.

Nhiều công ty đang phát triển khả năng tiếp nhiên liệu và các hệ thống phục vụ khác nói rằng trong thời gian tới, Lực lượng Không gian là khách hàng hợp lý nhất vì chưa có trường hợp kinh doanh thương mại mạnh mẽ nào cho việc tiếp nhiên liệu qua vệ tinh.

Erik Daehler, phó chủ tịch hệ thống quỹ đạo và dịch vụ của Sierra Space, cho biết nhiều khả năng một vệ tinh thương mại sẽ ngừng hoạt động vì trọng tải của nó cần được bổ sung hơn là hết nhiên liệu.

Các công ty cũng đã chuyển sang phóng các tàu vũ trụ nhỏ hơn, chi phí thấp hơn, dùng một lần nhiều hơn với thời gian thực hiện sứ mệnh ngắn hơn vào quỹ đạo thấp của Trái đất, ở độ cao khoảng 1,200 dặm, giúp giảm hơn nữa nhu cầu về dịch vụ tiếp nhiên liệu.

Daehler nói với C4ISRNET: “Điều đó bắt đầu cho thấy chính phủ Hoa Kỳ là người thuê chủ chốt chính”.

Trong khi một trường hợp kinh doanh thương mại có thể thành hiện thực, một số doanh nghiệp cho rằng quân đội cần đóng vai trò lớn hơn trong việc giúp thị trường non trẻ hình thành. Điều đó có nghĩa là gửi tín hiệu nhu cầu mạnh hơn dưới hình thức tài trợ nhất quán và yêu cầu rõ ràng.

Lauren Smith, người đứng đầu các nỗ lực tiếp nhiên liệu trong không gian của Northrop, cho biết việc Lực lượng Không gian thành lập văn phòng chương trình chuyên phục vụ, di chuyển và hậu cần là một bước đi tích cực, nhưng vẫn chưa đủ.

Smith nói với C4ISRNET: “Trên thực tế, việc thấy nó xuất hiện dưới dạng một chi tiết đơn hàng trong ngân sách là điều cực kỳ quan trọng để công nghệ này phát triển”. “Nếu nguồn tài trợ không có ở đó để đáp ứng cảm giác cấp bách mà chúng tôi nhận được từ họ, thì vấn đề thực sự là họ cần chúng tôi đi nhanh đến mức nào. Và điều đó sẽ giúp tăng tốc và thúc đẩy mọi thứ tiến về phía trước.”

Bà nói thêm rằng mặc dù Lực lượng Không gian có thể truyền đạt nhu cầu của mình thông qua nguồn tài trợ và dòng ngân sách, nhưng các yêu cầu rõ ràng từ Bộ Tư lệnh Hệ thống Không gian cũng sẽ giúp các công ty đảm bảo các hệ thống mà họ đang phát triển sẽ đáp ứng các nhu cầu riêng của quân đội.

Smith nói: “Bạn muốn giảm thiểu việc thiết kế lại. “Và vì vậy, nếu chúng ta hiểu rõ ngay từ đầu về những gì họ đang muốn làm, thì chúng ta có thể nhắm mục tiêu rõ ràng hơn và hiệu quả hơn.”

Tiêu chuẩn giao diện

Các công ty cũng đang kêu gọi Lực lượng Không gian thiết lập các tiêu chuẩn cho các cổng hoặc giao diện tiếp nhiên liệu mà các vệ tinh trong tương lai sẽ cần.

Dịch vụ này đã làm việc với một số công ty để phê duyệt các giao diện có thể dùng làm tiêu chuẩn cho các vệ tinh đó và vào tháng 1, họ đã công bố phê duyệt Mô-đun tiếp nhiên liệu thụ động của Northrop như một tùy chọn.

Lực lượng Không gian cũng đang đánh giá các giao diện từ các công ty khác, bao gồm cả Orbit Fab, và Bulson cho biết dịch vụ này muốn cung cấp nhiều thiết kế hơn để sử dụng rộng rãi hơn.

Daehler của Sierra Space cho biết việc thiết lập các tiêu chuẩn chung là quan trọng đối với các công ty đang phát triển khả năng tiếp nhiên liệu và dịch vụ khác - đồng thời muốn đảm bảo các giao diện mà họ sử dụng sẽ tương thích.

Ông cho biết có một sự cấp bách đặc biệt đối với Sierra Space, công ty đang thiết kế tàu vũ trụ Dream Chaser cho NASA và đang hướng tới việc ra mắt một nền tảng trình diễn nhanh riêng biệt vào năm 2025.

Daehler nói: “Chúng tôi chỉ muốn một tiêu chuẩn có thể được áp dụng để khi chúng tôi tự áp dụng nó, chúng tôi biết rằng nó sẽ có thể sử dụng được”. “Và từ nhu cầu tiêu chuẩn tiếp nhiên liệu của chúng tôi, chúng tôi cần sẵn sàng ra mắt vào năm 2025. Điều đó có nghĩa là tiêu chuẩn cần phải có ngay bây giờ.”

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