Força Espacial visando satélites GPS mais acessíveis

A Força Espacial quer que a sua próxima frota de satélites GPS seja menor, mais barata e mais resistente – e está à procura de uma combinação de empresas comerciais e de defesa para ajudar a projetar essas naves espaciais.

Quatro empresas – Sierra Space, L3Harris, Astranis e Axient, que foi recentemente adquirida pela Astrion – ganhou contratos de estudo no final de setembro para elaborar os primeiros conceitos para o programa Resilient GPS da Força Espacial, ou R-GPS. Dentro de cinco a oito meses, o serviço pretende escolher pelo menos duas empresas para finalizar seus projetos e construir protótipos. Em seguida, escolherá uma ou mais empresas para construir os primeiros oito satélites, que pretende estarem prontos para lançamento até 2028.

O programa, que deverá custar mil milhões de dólares nos próximos cinco anos, surge num contexto de preocupação crescente do Pentágono e de outros líderes governamentais sobre a vulnerabilidade do GPS. O sistema, que orienta as armas e ajuda as unidades militares a navegar, tem sido um alvo da Rússia na sua guerra com a Ucrânia, utilizando a guerra electrónica para bloquear sinais regularmente. Os usuários também relataram aumento de incidentes de falsificação, um método de manipulação de dados de GPS para confundir um receptor sobre sua localização. Isso pode ser feito usando rádios definidos por software relativamente baratos.

A Força Espacial tem como meta US$ 50 a US$ 80 milhões por satélite – uma fração dos US$ 250 milhões que custa apenas uma espaçonave GPS IIIF construída pela Lockheed Martin. Esse custo unitário mais baixo permitirá ao serviço lançar dezenas de satélites projetados para voar por cerca de cinco anos, que podem ser atualizados com novas capacidades em um ciclo regular.

A abordagem segue o modelo da estratégia da Agência de Desenvolvimento Espacial para colocar em campo grandes constelações de pequenos satélites de rastreamento de mísseis e transporte de dados e é aquela que a Força Espacial deseja aplicar a outras missões, como reconhecimento do domínio espacial. A proliferação e os custos unitários mais baixos que ajudam a viabilizá-la é o que o serviço espera que traga resiliência a estas constelações.

Para o GPS, um número maior de pequenos satélites aumentando as espaçonaves maiores que compõem a constelação atual deve tornar mais difícil para os inimigos atingirem a frota e garantir que haja uma capacidade de backup quando o fizerem, diz a Força Espacial. Os satélites terão uma gama de sinais civis, bem como código M, um sinal militar mais seguro com capacidade anti-jam.

Projetando para preços acessíveis

As empresas escolhidas para elaborar conceitos para o programa disseram ao Defense News que estão tentando equilibrar a acessibilidade com capacidades aprimoradas enquanto consideram opções de design de satélites.

Erik Daehler, vice-presidente de defesa, satélites e sistemas de naves espaciais da Sierra Space, disse que a abordagem da empresa envolve projetar naves espaciais modulares com cargas úteis que podem ser atualizadas por meio de atualizações de software em órbita ou trocadas em futuros blocos de desenvolvimento.

Esse tipo de projeto flexível, disse ele, poderia permitir à Força Espacial lançar grupos de satélites transportando diferentes cargas úteis.

“A ideia é ficar à frente da evolução do adversário e, de fato, ficar à frente dele para que não saibam o que está sendo lançado em cada satélite que colocamos”, disse Daehler.

Num programa de desenvolvimento mais tradicional, pode levar anos para adicionar novas capacidades a uma linha de produção quente de satélites mais complexos. A Sierra Space quer tornar esse processo mais contínuo, o que, segundo Daehler, deveria torná-lo mais acessível.

“Queremos fazer com que a capacidade seja uma ordem de magnitude mais barata do que a constelação existente e possa ser atualizada sempre que houver um LEAP com impactos mínimos”, disse ele.

Ao projetar o satélite para flexibilidade, a empresa também está preparada para traçar uma linha dura no que é conhecido como “aumento de requisitos” – a tendência do Departamento de Defesa ou de outros clientes de alterar os requisitos de uma forma que conduza grandes mudanças no design de um sistema.

“Não estamos redesenhando dramaticamente a plataforma para corresponder a uma carga útil”, disse Daehler. “Em vez disso, estamos dizendo que esta é a capacidade de carga útil que você pode colocar na plataforma.”

A L3Harris, um ator-chave nos programas de posicionamento, navegação e cronometragem dos EUA nos últimos 50 anos, planeja aproveitar essa experiência no design do seu R-GPS. A empresa é a principal contratada do programa experimental PNT do Laboratório de Pesquisa da Força Aérea, Navigation Technology Satellite-3, ou NTS-3, com lançamento previsto para os próximos meses.

“Estamos muito entusiasmados em ver isso entrar em órbita e começar a demonstrar os recursos avançados que vêm de nossa capacidade de aproveitar nossa herança e se transformar em algo que é novo e inovador”, Andrew Builta, vice-presidente de carga útil espacial e portfólio de constelação da empresa , disse ao Defense News. “Com o Resilient GPS, nossa intenção é casar essas duas coisas.”

A L3Harris não anunciou seus parceiros do programa, mas a Builta disse que está procurando fornecedores comerciais para coisas como seu ônibus via satélite e está procurando maneiras de manter sua programação o mais apertada possível.

“Uma das principais tarefas que temos nestas fases iniciais é avaliar o mercado do ponto de vista dos autocarros”, disse ele. “Qual é o verdadeiro cronograma para podermos sair e adquirir os materiais e passar pelos testes e todas as coisas que você precisa para poder lançar um sistema e garantir que ele funcione em órbita, em oposição a uma demonstração ou um experimentar?”

Kent Nickle, diretor executivo de soluções espaciais integradas rápidas da Astrion, disse que a empresa pretende reduzir custos desenvolvendo um satélite modular projetado para “fazer um pouco de tudo”.

Na fase inicial de estudo, a empresa de engenharia de sistemas está procurando a abordagem certa para atender aos requisitos básicos do programa e potencialmente desenvolvê-los com mais capacidade, como código M aprimorado e proteção militar regional, que fornece tecnologia anti-jam adicional.

A equipe de fornecedores de R-GPS da Astrion inclui a K2 Space, uma startup que fornecerá um barramento de satélite. A Radiance Technologies construirá a carga útil e a STC ajudará na arquitetura e integração.

Nickle, que trabalhou no empreendimento de lançamento espacial da Força Aérea por mais de 15 anos, disse que a abordagem da Força Espacial ao R-GPS torna mais fácil o envolvimento de empresas menores e não tradicionais no programa.

“Se fosse uma atitude tradicional em que o vencedor leva tudo, o governo estaria menos inclinado a assumir riscos”, disse ele. “Eles permitiram a participação de outras empresas, o que, no final, beneficia toda a indústria, mas também beneficia o governo.”

Astranis é uma daquelas empresas novas na missão PNT. Fundada em 2015, o foco da empresa é a construção de satélites pequenos e manobráveis ??para órbitas mais altas, equipando-os com capacidades de processamento digital de alto nível.

O CEO John Gedmark disse ao Defense News que quando a Força Espacial começou a solicitar ideias para o R-GPS no início deste ano, a empresa levou algum tempo para considerar se o seu ônibus de satélite existente e os elementos de sua carga útil eram adequados para a missão.

“Depois de passarmos algum tempo realmente investigando o assunto, a resposta foi sim”, disse Gedmark. “Portanto, estamos avançando nisso e vemos um enorme potencial aqui.”

A Astranis propõe sua nova linha de satélites, Nexus, para R-GPS. Já tem encomendas de clientes para mais de 10 satélites, e Gedmark disse que a empresa está a preparar as suas instalações de produção para construir “muitas dezenas” de satélites nos próximos anos. A empresa fez parceria com a Xona Space Systems para fornecer algoritmos PNT para sua carga útil.

Estabilidade de financiamento

A estratégia R-GPS da Força Espacial enfatiza a velocidade, evidenciada no seu plano de lançar os primeiros satélites dentro de quatro anos.

Em abril, a Força Aérea anunciou que usaria a autoridade do Congresso para transferir US$ 40 milhões em financiamento de outras partes do orçamento da Força Espacial para iniciar o desenvolvimento do Resilient R-GPS antes de ser aprovado como parte do ciclo orçamentário fiscal de 2025. Essas autoridades, conhecidas como início rápido, foram aprovadas na Lei de Autorização de Defesa Nacional para o ano fiscal de 2024.

Alguns no Congresso têm sido cépticos em relação ao esforço, questionando se o processo de arranque rápido é o melhor caminho. O subcomitê de defesa de dotações da Câmara propôs cortar a solicitação de orçamento do programa em sua marca do projeto de lei de gastos de defesa do AF25.

“Embora a proliferação possa oferecer algumas vantagens, não está claro como esses satélites adicionais aumentam a resiliência contra a principal ameaça de interferência ao GPS, em comparação com conceitos alternativos para sistemas de posição, navegação e cronometragem que estão sendo buscados em outras partes do Departamento de Defesa”, legisladores. disse em um relatório que acompanha o projeto de lei, divulgado em 12 de junho.

Cordell DeLaPena, oficial executivo do programa de comunicação militar e PNT do Comando de Sistemas Espaciais, disse aos repórteres no mês passado que o serviço está trabalhando com o subcomitê para resolver suas preocupações. Embora tenha havido progresso, disse ele, ainda existem várias questões em aberto, incluindo preocupações sobre se existem terminais suficientes disponíveis para suportar mais satélites GPS.

“Cada vez que falamos com o [lawmakers]movimentamos um pouco a bola”, disse ele.