Пентагон десятиліттями витрачав більшу частину свого величезного космічного бюджету на традиційні геостаціонарні супутники. Агентство космічного розвитку (SDA), створене 4 роки тому, працює над тим, щоб зламати шаблон амбітного плану створення групування на низькій навколоземній орбіті, покладаючись на широку базу постачальників комерційних малих супутників і терміналів лазерного зв'язку.
«Перехід на широкомасштабну LEO є дуже руйнівним для того, як уряд закуповує супутники», — сказав Джеймс Фейст, галузевий консультант і колишній директор міністерства оборони США з оборонних досліджень та розробки передових можливостей.
SDA називає свою багаторівневу мережу супутників Proliferated Warfighter Space Architecture. Він включає транспортний рівень взаємопов'язаних супутників зв'язку і рівень спостереження супутників виявлення ракет і раннього попередження.
У відповідності до традиційної моделі оборонних контрактів угруповання SDA мало бути передане одному або двом генеральним підрядникам. Але, щоб використовувати комерційний супутниковий ринок, агентство замовляє супутники у кількох постачальників і вимагає від виробників, щоб їхні космічні апарати взаємодіяли через оптичні канали зв'язку, що відповідають загальним стандартам.
«Архітектура має бути такою, щоб до неї могли підключитися багато провайдерів», — сказав Фаїст. «І це в основному мантра SDA».
На сьогоднішній день SDA замовила 62 супутники у York Space Systems, чотири у SpaceX, 56 у Northrop Grumman, 52 у Lockheed Martin, 20 у L3Harris Technologies, сім у Raytheon Technologies і 10 у Ball Aerospace. На даний момент York доставив 10 супутників, вісім з яких виведено на орбіту 2 квітня разом із двома від SpaceX.
Оборонні підрядники Lockheed Martin, Northrop Grumman та L3Harris будують супутники SDA, використовуючи комерційні супутникові платформи від Terran Orbital, Airbus U.S. Space and Defense та Maxar Technologies. SpaceX та Raytheon Technologies використовують власні розробки. Для супутників Ball Aerospace компанія Loft Federal поставить платформу Longbow, яка базується на конструкції супутника OneWeb.
Проривний підхід
«Те, що робить SDA, повністю відрізняється від того, як Міністерство оборони історично придбавало обладнання», — сказав Кріс Куілті, галузевий аналітик та засновник компанії з дослідження ринку Quilty Space.
«Якщо у вас є ефективний і стійкий транспортний рівень, висока пропускна спроможність і низька затримка, навіщо потрібні деякі з традиційних геостаціонарних супутникових програм?», спитав він і додав, що великі геостаціонарні супутники нікуди не подінуться, тому що уряду потрібна гібридна архітектури. «Але я думаю, що саме з цієї причини Lockheed і Northrop так агресивно ганяються за програмами SDA. Це тому, що це знищить багато того, що вони робили раніше».
Незважаючи на те, що це відносно невелика агенція, в якій працює близько 200 осіб, SDA дуже вплинула на військово-космічний ринок. Він купує супутники за контрактами з фіксованою ціною та кожні два роки переглядає закупівлі космічних апаратів транспортного рівня та рівня стеження. Така комерційна модель дозволяє SDA поступово додавати нові технології в міру їхньої появи, на відміну від традиційного методу DoD, що полягає у фінансуванні одного великого придбання протягом багатьох років.
«SDA матиме ключове значення для оперативного надання космічних можливостей нашим винищувачам», — сказав старший керівник відділу закупівель Космічних сил Френк Калвеллі.
За словами Куілті, розгортаючи сузір'я у траншах супутників кожні два роки, «вони, по суті, реалізують спіральний процес розробки, спрямований на досягнення «досить хорошого» рівня», замість витрачати десятиліття на розробку технологій, які можуть застаріти на той час, коли вони будуть розгорнуті.
Згідно з звичайним процесом закупівель Міноборони, запуск супутника може зайняти 10 років, заявив нещодавно директор SDA Дерек Турнір на саміті ВПС Потомацького клубу офіцерів. Такими темпами, за його словами, нація має намір вести війну з використанням застарілих технологій.
Сотні супутників
Спочатку створена у 2019 році з мандатом на посилення космічного потенціалу збройних сил, SDA спочатку зіткнулася з рішучою протидією з боку керівництва ВПС та скептицизмом на Капітолійському пагорбі. Агентство було частиною Управління заступника міністра оборони з досліджень та розробок до жовтня минулого року, коли воно було підпорядковане Космічним силам США.
За словами Куілті, багато хто в космічній галузі очікував, що план SDA LEO, що розрісся, буде зірваний бюрократією Міністерства оборони США. «І про диво вони насправді відносно дотримуються свого графіка з погляду присудження траншу контрактів. Це дуже вражає».
Ракета SpaceX Falcon 9 2 квітня запустила перші 10 супутників SDA із частини групи Tranche 0. Інший Falcon 9 мав запустити ще 13 супутників Tranche 0 у червні — 10 зроблено Lockheed Martin і три — York Space, — але місія була відкладена до кінця серпня. Ця партія спочатку включала 17 супутників, але була скорочена до 13, оскільки чотири супутники L3Harris відстають від графіка. SDA планує запустити їх у майбутньому.
Супутники «Траншу 0» — це те, що SDA називає «warfighter immersion tranche», — це дозволить військовим користувачам експериментувати з технологією та краще зрозуміти можливості супутників LEO для відстеження ракет та передачі даних.
Прогнозується, що супутники Траншу 1 будуть запущені у 2024 та 2025 роках, включаючи 126 супутників для транспортного рівня та 35 для рівня стеження. Наразі відкрито заявки на 172 супутники для траншу 2 транспортного рівня та 54 для траншу 2 рівня відстеження.
Пропозиції щодо 72 супутників транспортного рівня Tranche 2 Beta мали бути подані 23 травня, а пропозиції щодо 100 супутників транспортного рівня Tranche 2 Alpha — 28 липня. SDA також випустила проект заявки на 54 супутники Tracking Layer Tranche 2, і коментарі мали бути представлені 20 липня. SDA планує укласти контракти другого траншу транспортного рівня наприкінці цього року та контракти другого траншу рівня відстеження у 2024 році.
«SDA отримує вигоду з бізнес-моделі, яка цінує швидкість та знижує витрати, використовуючи комерційний розвиток для досягнення поширеної архітектури та підвищення стійкості», — сказав Турнір.
Підтримка Конгресу
За сильної підтримки Міністерства оборони та Конгресу бюджет SDA зріс з 125 мільйонів доларів у перший рік до приблизно 4,6 мільярда доларів у запиті Пентагону на фінансування у 2024 році, а на період з 2025 по 2028 фінансовий рік прогнозується ще 23 мільярди доларів.
За словами аналітика Сема Вілсона з Центру космічної політики та стратегії Аерокосмічної корпорації, агентство виграло від повороту Пентагону до низькоорбітальних систем попередження та стеження за ракетами, щоб урізноманітнити космічну архітектуру та підвищити стійкість.
«Плани програм попередження про ракетний напад нового покоління є фундаментальним зрушенням у роботі відділу», — написав Вілсон у червневому звіті Aerospace. «Протягом кількох десятиліть Міністерство оборони використало невелику кількість систем на високій орбіті для попередження про ракетний напад», — сказав Вілсон. На системи наступного покоління на нижчих орбітах припадає майже 15 відсотків всього бюджету космічних сил у 2024 році.
Бюджетне управління Конгресу у звіті, опублікованому у травні, підтвердило ухвалення Міністерством оборони архітектури LEO. «Потенційна перевага сузір'їв з великою кількістю супутників полягає в тому, що їх покриття та функціональність можуть погіршуватися поступово порівняно з меншими сузір'ями», — сказали в Бюджетному управлінні. Крім того, пошкоджені супутники можуть бути замінені досить швидко.
Турнір визнав, що попри агресивні плани не все йде гладко. Розгортання супутників «Траншу 0», спочатку заплановане на кінець 2022 року, зазнало невдачі через проблеми з ланцюжком поставок та проблеми з продуктивністю постачальників. Але він впевнений, що SDA зможе запускати супутники «Траншу 1» щомісяця, починаючи з осені 2024 року. Ціль полягає в тому, щоб досягти глобального покриття, яке, за оцінками SDA, відбудеться, починаючи з 2026 року, коли супутники «Траншу 2» будуть на орбіті.
Рівень стеження, за словами Турніру, матиме «достатню кількість супутників, щоб забезпечити покриття для попередження про ракети та відстеження ракет, а також зможе надавати оновлення та сигнали для радарних систем, інших повітряних систем та систем озброєння, які необхідні для ураження наближення ракет».
Тим часом транспортний рівень забезпечуватиме «магістральний зв'язок». Дані про ракети, що наближаються, будуть передаватися через космос по оптичних каналах зв'язку, а потім на землю по тактичних каналах передачі даних, заявив Турнеар на форумі Національної космічної асоціації безпеки.
«Ми зможемо передавати багато ситуаційної обізнаності та інших даних, які історично не передаються за межі театру [операцій], тому що немає тактичного способу передавати ці дані в режимі реального часу».
Вплив на індустрію лазерного зв'язку
Угруповання Міністерства оборони США на LEO також створило ринковий попит на термінали лазерного зв'язку. Кожен супутник матиме від трьох до п'яти оптичних каналів, щоб вони могли спілкуватися з іншими супутниками, літаками, кораблями та наземними станціями. Вимагаючи від постачальників лазерних терміналів дотримання загального набору стандартів, SDA очікує, що її супутники будуть сумісні. «Це розумний спосіб для SDA використовувати цю галузь, що зароджується», — сказав Куілті.
Під час недавнього візиту до постачальника лазерного зв'язку Mynaric Куїлті став свідком того, як компанія тестувала один зі своїх терміналів, щоб переконатися, що він може передавати дані на термінали конкурентів Tesat та Skyloom. «Вони підтверджували, що дійсно працюють разом, і це досить круто». За словами Куілті, концепція використання кількох постачальників супутників для побудови оптичної мережі є інноваційною, хоча її ще належить довести. «Сьогодні всі працюють, виходячи з припущення, що все в космосі буде оптично пов'язане, і врешті-решт ми туди дістанемося», — сказав Квілті.
Ще один момент, за яким варто стежити, чи зможуть постачальники лазерних терміналів досить швидко наростити виробництво, щоб вкластися в графік SDA, зазначив Ендрю Пенн, галузевий аналітик і керівник консалтингової фірми Oliver Wyman. «Жодна з компаній, що підписалися на будівництво цих терміналів, ніколи не виробляла їх у такому масштабі», — сказав він. «Вони зробили одноразові прототипи. Найавторитетніші виробники поставили більше дюжини терміналів, але з SDA ми говоримо про сотні, якщо не тисячі».
SDA поставила перед собою агресивні цілі з ціноутворення, які можуть бути досягнуті лише в тому випадку, якщо виробники зможуть ефективно виробляти супутники та оптичні термінали з високою швидкістю, сказав Пенн. Агентство заявило, що хоче заплатити не більше 15 мільйонів доларів за супутник транспортного рівня та від 45 до 50 мільйонів доларів за кожен супутник рівня стеження.
Хоча ці супутники коштують менше, ніж традиційні військові космічні апарати, SDA буде змушена підтримувати якомога нижчі ціни, щоб компенсувати велику кількість супутників, необхідних для запуску, не тільки для створення угруповання, але й для його рекапіталізації, зазначив Пенн. «Вартість окремого супутника дешева, але вам потрібні сотні», — сказав він. «Вони швидко наближаються до загальної ціни деяких сузір'їв великих супутників, які вони намагаються збільшити або замінити».
Якщо SDA виконає свої завдання, вона справді стане руйнівною силою у закупках військових супутників, додав Пенн. «Якщо ви можете досягти тієї ж мети місії, надавши одній компанії 1 мільярд доларів або 10 компаніям по 100 мільйонів доларів кожна, я повинен думати, що останнє краще для більш широкої промислової бази», — сказав він. «Коли я дивлюся на картину загалом, мені здається, що вони приносять багато користі галузі».
Під пильною увагою
Рахункова палата уряду у своєму річному звіті про основні програми Міністерства оборони, опублікованому в червні, заявила, що підхід SDA «забезпечить конкуренцію за нові транші та стабільний ринок для підтримки». Але, на думку Рахункової палати, перш ніж реалізувати ці потенційні переваги, SDA стикається з проблемами інтеграції складної системи, що складається з декількох постачальників і сегментів, у групування, що розрослося, з сотень супутників.
Пенн сказав, що SDA «зазнаватиме ретельного аналізу доти, поки у нас не з'являться діючі оперативні сузір'я, тому що на даний момент рішення ще не винесене». Ви можете оцінити методи укладання контрактів, ви можете оцінити вплив на виробничу базу. Але врешті-решт вони повинні виконати місію. У нас поки що цього немає», — додав він. На підставі того, що SDA зробила на сьогоднішній день, «я з обережним оптимізмом дивлюся на те, чого вони хочуть досягти». Адже як і в будь-якій великій оборонній програмі, перевитрата коштів завжди є загрозою, що насувається.
Пенн сказав, що SDA має всі стимули для розширення пулу постачальників, стимулювання конкуренції між діючими постачальниками та надання «максимальних можливостей для нових компаній». «Я думаю, SDA очікує, що з'являться нові компанії, і це єдиний спосіб створити необхідну їм екосистему», — додав він.
Турнір наполягає на тому, що SDA хоче залучити нових постачальників і уникнути залежності від невеликої кількості постачальників. На ринку малих супутників є компанії, яких аналітики вважають за потенційних конкурентів майбутніх нагород SDA. До них відносяться Millennium Space Systems компанії Boeing і такі стартапи, як LeoStella і Apex. «Якби я був одним із цих хлопців, я неодмінно гнався б за контрактом SDA», — сказав Куїлті.
«Ми хочемо здорового ринку»
За словами Турніру, SDA робить ставку на зростання товаризації та розвиток технологій, щоб розширити своє сузір'я та знизити ціни. «Ми дивимося на це як на модель iPhone, де вони вибирають ціну, яку, на їхню думку, витримає ринок, і просто продовжують додавати можливості в міру розвитку технології». Що стосується супутникового ринку, «я маю і побоювання, і надії», — сказав він. «Боюсь, що я не хочу, щоб він консолідувався до одного чи двох постачальників супутникових платформ. Я хочу бачити здоровий ринок, тому ми відкриваємо конкуренцію з кожним траншем та кожним шаром».
Він сподівається, що SDA зможе продовжувати купувати супутники за стабільними цінами, але «додасть більше можливостей». У майбутньому, сказав Турнір, «ми будемо відкриті та чесні щодо наших планів», щоб промисловість могла інвестувати відповідні кошти, якщо вони хочуть виграти частину архітектури. «Нам потрібна промисловість, щоб стежити за тим, що ми робимо».
Його порада новим учасникам ринку SDA: «Не ігноруйте наші графіки та цільові ціни, які ми там встановлюємо. Ми дуже серйозно ставимося до цього, коли робимо наш вибір».
