Пентагон десятилетиями тратил большую часть своего огромного космического бюджета на традиционные геостационарные спутники. Агентство космического развития (SDA), созданное 4 года назад, работает над тем, чтобы сломать шаблон амбициозного плана по созданию группировки на низкой околоземной орбите, полагаясь на широкую базу поставщиков коммерческих малых спутников и терминалов лазерной связи.
«Переход на широкомасштабную LEO очень разрушительно для того, как правительство закупает спутники», — сказал Джеймс Фейст, отраслевой консультант и бывший директор министерства обороны США по оборонным исследованиям и разработке передовых возможностей.
SDA называет свою многоуровневую сеть спутников Proliferated Warfighter Space Architecture. Он включает в себя транспортный уровень взаимосвязанных спутников связи и уровень слежения спутников обнаружения ракет и раннего предупреждения.
В соответствии с традиционной моделью оборонных контрактов группировка SDA должна была быть передана одному или двум генеральным подрядчикам. Но чтобы использовать коммерческий спутниковый рынок, агентство заказывает спутники у нескольких поставщиков и требует от производителей, чтобы их космические аппараты взаимодействовали через оптические каналы связи, соответствующие общим стандартам.
«Архитектура должна быть такой, чтобы к ней могли подключиться многие провайдеры», — сказал Фаист. «И это в основном мантра SDA».
На сегодняшний день SDA заказала 62 спутника у York Space Systems, четыре у SpaceX, 56 у Northrop Grumman, 52 у Lockheed Martin, 20 у L3Harris Technologies, семь у Raytheon Technologies и 10 у Ball Aerospace. На данный момент York доставил 10 спутников, восемь из которых выведены на орбиту 2 апреля вместе с двумя от SpaceX.
Оборонные подрядчики Lockheed Martin, Northrop Grumman и L3Harris строят спутники SDA, используя коммерческие спутниковые платформы от Terran Orbital, Airbus U.S. Space and Defense и Maxar Technologies. SpaceX и Raytheon Technologies используют собственные разработки. Для спутников Ball Aerospace компания Loft Federal поставит платформу Longbow, основанную на конструкции спутника OneWeb.
Прорывной подход
«То, что делает SDA, полностью отличается от того, как Министерство обороны исторически приобретало оборудование», — сказал Крис Куилти, отраслевой аналитик и основатель компании по исследованию рынка Quilty Space.
«Если у вас есть эффективный и устойчивый транспортный уровень, высокая пропускная способность и низкая задержка, зачем нужны некоторые из традиционных геостационарных спутниковых программ?», спросил он и добавил, что большие геостационарные спутники никуда не денутся, потому что правительству нужна гибридная архитектура. «Но я думаю, что именно по этой причине Lockheed и Northrop так агрессивно гоняются за программами SDA. Это потому, что это уничтожит многое из того, что они делали раньше».
Несмотря на то, что это относительно небольшое агентство, в котором работает около 200 человек, SDA оказала огромное влияние на военно-космический рынок. Он покупает спутники по контрактам с фиксированной ценой и каждые два года пересматривает закупки космических аппаратов транспортного уровня и уровня слежения. Такая коммерческая модель позволяет SDA постепенно добавлять новые технологии по мере их появления, в отличие от традиционного метода DoD, заключающегося в финансировании одного крупного приобретения в течение многих лет.
«SDA будет иметь ключевое значение для оперативного предоставления космических возможностей нашим истребителям», — сказал старший руководитель отдела закупок Космических сил Фрэнк Калвелли.
По словам Куилти, развертывая созвездие в траншах спутников каждые два года, «они, по сути, реализуют спиральный процесс разработки, направленный на достижение «достаточно хорошего» уровня», вместо того, чтобы тратить десятилетие на разработку технологий, которые могут устареть к тому времени, когда они будут развернуты.
Согласно обычному процессу закупок Минобороны, запуск спутника может занять 10 лет, заявил недавно директор SDA Дерек Турнир на саммите ВВС Потомакского клуба офицеров. Такими темпами, по его словам, нация собирается вести войну с использованием устаревших технологий.
Сотни спутников
Первоначально созданная в 2019 году с мандатом на усиление космического потенциала вооруженных сил, SDA изначально столкнулась с решительным противодействием со стороны руководства ВВС и скептицизмом на Капитолийском холме. Агентство было частью Управления заместителя министра обороны по исследованиям и разработкам до октября прошлого года, когда оно было переподчинено Космическим силам США.
По словам Куилти, многие в космической отрасли ожидали, что разросшийся план SDA LEO будет сорван бюрократией Министерства обороны США. «И о чудо, они на самом деле относительно придерживаются своего графика с точки зрения присуждения транша контрактов. Это довольно впечатляет».
Ракета SpaceX Falcon 9 2 апреля запустила первые 10 спутников SDA из части группы Tranche 0. Другой Falcon 9 должен был запустить еще 13 спутников Tranche 0 в июне — 10 произведены Lockheed Martin и три — York Space, — но миссия была отложена до конца августа. Эта партия изначально включала 17 спутников, но была сокращена до 13, поскольку четыре спутника L3Harris отстают от графика. SDA планирует запустить их в будущем.
Спутники «Транша 0» — это то, что SDA называет «warfighter immersion tranche», — это позволит военным пользователям экспериментировать с технологией и лучше понять возможности спутников LEO для отслеживания ракет и передачи данных.
Прогнозируется, что спутники Транша 1 будут запущены в 2024 и 2025 годах, включая 126 спутников для транспортного уровня и 35 для уровня слежения. В настоящее время открыты заявки на 172 спутника для транша 2 транспортного уровня и 54 для транша 2 уровня отслеживания.
Предложения по 72 спутникам транспортного уровня Tranche 2 Beta должны были быть представлены 23 мая, а предложения по 100 спутникам транспортного уровня Tranche 2 Alpha — 28 июля. SDA также выпустила проект заявки на 54 спутника Tracking Layer Tranche 2, и комментарии должны были быть представлены 20 июля. SDA планирует заключить контракты второго транша транспортного уровня в конце этого года и контракты второго транша уровня отслеживания в 2024 году.
«SDA извлекает выгоду из бизнес-модели, которая ценит скорость и снижает затраты, используя коммерческое развитие для достижения распространенной архитектуры и повышения устойчивости», — сказал Турнир.
Поддержка Конгресса
При сильной поддержке Министерства обороны и Конгресса бюджет SDA вырос со 125 миллионов долларов в первый год до примерно 4,6 миллиарда долларов в запросе Пентагона на финансирование в 2024 году, а на период с 2025 по 2028 финансовый год прогнозируется еще 23 миллиарда долларов.
По словам аналитика Сэма Уилсона из Центра космической политики и стратегии Аэрокосмической корпорации, агентство выиграло от поворота Пентагона к низкоорбитальным системам предупреждения и слежения за ракетами, чтобы разнообразить космическую архитектуру и повысить устойчивость.
«Планы программ предупреждения о ракетном нападении нового поколения представляют собой фундаментальный сдвиг в работе отдела», — написал Уилсон в июньском отчете Aerospace. «В течение нескольких десятилетий Министерство обороны использовало небольшое количество систем на высокой орбите для предупреждения о ракетном нападении», — сказал Уилсон. На системы следующего поколения на более низких орбитах приходится почти 15 процентов всего бюджета космических сил в 2024 году.
Бюджетное управление Конгресса в отчете, опубликованном в мае, подтвердило принятие Министерством обороны архитектуры LEO. «Потенциальное преимущество созвездий с большим количеством спутников заключается в том, что их покрытие и функциональность могут ухудшаться более постепенно по сравнению с меньшими созвездиями», — сказали в Бюджетном управлении. «Кроме того, поврежденные спутники могут быть заменены довольно быстро».
Турнир признал, что, несмотря на агрессивные планы, не все идет гладко. Развертывание спутников «Транша 0», первоначально запланированное на конец 2022 года, потерпело неудачу из-за проблем с цепочкой поставок и проблем с производительностью поставщиков. Но он, тем не менее, уверен, что SDA сможет запускать спутники «Транша 1» ежемесячно, начиная с осени 2024 года. Цель состоит в том, чтобы достичь глобального покрытия, которое, по оценкам SDA, произойдет, начиная с 2026 года, когда спутники «Транша 2» будут находиться на орбите.
Уровень слежения, по словам Турнира, будет иметь «достаточное количество спутников, чтобы обеспечить покрытие для предупреждения о ракетах и отслеживания ракет, а также сможет предоставлять обновления и сигналы для радарных систем, других воздушных систем и систем вооружения, которые необходимы для поражения приближающихся ракет».
Тем временем транспортный уровень будет обеспечивать «магистральную связь». Данные о приближающихся ракетах будут передаваться через космос по оптическим каналам связи, а затем на землю по тактическим каналам передачи данных, заявил Турнеар на форуме Национальной космической ассоциации безопасности.
«Мы сможем передавать много ситуационной осведомленности и других данных, которые исторически не передаются за пределы театра [операций], потому что нет тактического способа передавать эти данные в режиме реального времени».
Влияние на индустрию лазерной связи
Группировка Министерства обороны США на LEO также создала рыночный спрос на терминалы лазерной связи. Каждый спутник будет иметь от трех до пяти оптических каналов, чтобы они могли общаться с другими спутниками, самолетами, кораблями и наземными станциями. Требуя от поставщиков лазерных терминалов соблюдения общего набора стандартов, SDA ожидает, что все ее спутники будут совместимы. «Это разумный способ для SDA использовать эту зарождающуюся отрасль», — сказал Куилти.
Во время недавнего визита к поставщику лазерной связи Mynaric Куилти стал свидетелем того, как компания тестировала один из своих терминалов, чтобы убедиться, что он может передавать данные на терминалы конкурентов Tesat и Skyloom. «Они подтверждали, что действительно работают вместе, и это довольно круто». По словам Куилти, концепция использования нескольких поставщиков спутников для построения оптической ячеистой сети является инновационной, хотя ее еще предстоит доказать. «Сегодня все работают, исходя из предположения, что все в космосе будет оптически связано, и в конце концов мы туда доберемся», — сказал Квилти.
Еще один момент, за которым стоит следить, — смогут ли поставщики лазерных терминалов достаточно быстро нарастить производство, чтобы уложиться в график SDA, — отметил Эндрю Пенн, отраслевой аналитик и руководитель консалтинговой фирмы Oliver Wyman. «Ни одна из компаний, подписавшихся на строительство этих терминалов, никогда не производила их в таком масштабе», — сказал он. «Они сделали одноразовые прототипы. Самые авторитетные производители поставили более дюжины терминалов, но с SDA мы говорим о сотнях, если не тысячах».
SDA поставила перед собой агрессивные цели по ценообразованию, которые могут быть достигнуты только в том случае, если производители смогут эффективно производить спутники и оптические терминалы с высокой скоростью, сказал Пенн. Агентство заявило, что хочет заплатить не более 15 миллионов долларов за спутник транспортного уровня и от 45 до 50 миллионов долларов за каждый спутник уровня слежения.
Хотя эти спутники стоят меньше, чем традиционные военные космические аппараты, SDA будет вынуждена поддерживать как можно более низкие цены, чтобы компенсировать большое количество спутников, необходимых для запуска, не только для создания группировки, но и для ее рекапитализации, указал Пенн. «Стоимость отдельного спутника дешевая, но вам нужны сотни», — сказал он. «Они быстро приближаются к общей цене некоторых созвездий более крупных спутников, которые они пытаются увеличить или заменить».
Если SDA выполнит свои задачи, она действительно станет разрушительной силой в закупках военных спутников, добавил Пенн. «Если вы можете достичь той же цели миссии, предоставив одной компании 1 миллиард долларов или 10 компаниям по 100 миллионов долларов каждая, я должен думать, что последнее лучше для более широкой промышленной базы», — сказал он. «Когда я смотрю на картину в целом, мне кажется, что они приносят много пользы отрасли».
Под пристальным вниманием
Счетная палата правительства в своем годовом отчете об основных программах Министерства обороны, опубликованном в июне, заявила, что подход SDA «обеспечит конкуренцию за новые транши и стабильный рынок для поддержки». Но, по мнению Счетной палаты, прежде чем реализовать эти потенциальные преимущества, SDA сталкивается с проблемами интеграции сложной системы, состоящей из нескольких поставщиков и сегментов, в разросшуюся группировку из сотен спутников.
Пенн сказал, что SDA «будет подвергаться тщательному анализу до тех пор, пока у нас не появятся действующие оперативные созвездия, потому что на данный момент решение еще не вынесено». «Вы можете оценить методы заключения контрактов, вы можете оценить влияние на производственную базу. Но в конце концов, они должны выполнить миссию. У нас пока этого нет», — добавил он. Основываясь на том, что SDA сделала на сегодняшний день, «я с осторожным оптимизмом смотрю на то, чего они хотят достичь». Ведь как и в любой крупной оборонной программе, перерасход средств всегда представляет собой надвигающуюся угрозу.
Пенн сказал, что у SDA есть все стимулы для расширения пула поставщиков, стимулирования конкуренции между действующими поставщиками и предоставления «максимальных возможностей для новых компаний». «Я думаю, SDA ожидает, что появятся новые компании, и это единственный способ создать необходимую им экосистему», — добавил он.
Турнир настаивает на том, что SDA хочет привлечь новых поставщиков и избежать зависимости от небольшого числа действующих поставщиков. На рынке малых спутников есть компании, которых аналитики считают потенциальными конкурентами будущих наград SDA. К ним относятся Millennium Space Systems компании Boeing и такие стартапы, как LeoStella и Apex. «Если бы я был одним из этих парней, я бы непременно гнался за контрактом SDA», — сказал Куилти.
«Мы хотим здорового рынка»
По словам Турнира, SDA делает ставку на рост товаризации и развитие технологий, чтобы расширить свое созвездие и снизить цены. «Мы смотрим на это как на модель iPhone, где они выбирают цену, которую, по их мнению, выдержит рынок, и просто продолжают добавлять возможности по мере развития технологии». Что касается спутникового рынка, «у меня есть и опасения, и надежды», — сказал он. «Боюсь, что я не хочу, чтобы он консолидировался до одного или двух поставщиков спутниковых платформ. Я хочу видеть здоровый рынок, поэтому мы открываем конкуренцию с каждым траншем и каждым слоем».
Он надеется, что SDA сможет продолжать покупать спутники по стабильным ценам, но «добавит больше возможностей». В будущем, сказал Турнир, «мы будем открыты и честны в отношении наших планов», чтобы промышленность могла инвестировать соответствующие средства, если они хотят выиграть часть архитектуры. «Нам нужна промышленность, чтобы следить за тем, что мы делаем».
Его совет новым участникам рынка SDA: «Не игнорируйте наши графики и целевые цены, которые мы там устанавливаем. Мы довольно серьезно относимся к этому, когда делаем наш выбор».
