Tetra-5任务太空部队正在研究如何为在轨卫星加油

admin 2023年7月9日11:34:32评论42 views字数 8695阅读28分59秒阅读模式

Orion Space Solutions 赢得在轨卫星加油 SSC Tetra-5 OTA

Tetra-5任务太空部队正在研究如何为在轨卫星加油

据太空新闻网2022年8月16日报道,猎户座空间公司(Orion Space)被美太空部队选定开发三颗小型卫星,用于地球静止轨道上的在轨服务演示。合同价值4450万美元,用于Tetra-5任务,该项目旨在帮助太空部队弄清楚如何利用商业技术来检查太空中的物体,并为距地球300公里处执行关键任务且更换昂贵的地球静止卫星提供服务。

猎户座太空公司将与多家分包商合作,包括赫拉系统公司(Hera Systems)、博兹·艾伦·汉密尔顿公司(Booz Allen Hamilton)和Scout Space公司。猎户座太空公司表示,此次任务的卫星大小约为两个随身行李包,预计在五年内交付。合同由美国太空部队的太空企业联盟(SpEC)授予,包括航天器和有效载荷设计、组装、集成、测试和地面支持。

Tetra-5卫星将配备用于交会和近距离操作的传感器,以及用于加油的对接接口。卫星上必须安装加油口,并可选择使用Orbit Fab公司或诺斯罗普·格鲁曼公司(Northrop Grumman)开发的接口。

Orbit Fab 加油服务架构的渲染图包括不同轨道上的推进剂仓库,以及将燃料从这些仓库运送到客户航天器的航天飞机。

空间系统司令部为 Tetra-5 其他交易协议选择 Orion 空间解决方案 加利福尼亚州埃尔塞贡多 – 空间系统司令部与空军研究实验室 (AFRL) 合作,为 Tetra-5 其他交易协议 (OTA) 选择 Orion 空间解决方案 ),7 月 22 日。Tetra-5 计划将展示多智能体自主交会、邻近操作和对接(RPOD)以及在轨服务。如果所有选择权均获执行,Tetra-5 合同的价值为 4,450 万美元。

Tetra 项目办公室提供与运营相关的测试资产,开发和推进技术、策略和程序 (TTP),成熟和过渡技术,并演示运营概念 (CONOPS)。

通过利用太空企业联盟 (SpEC),“Tetra 项目办公室能够获得创新的解决方案来满足 Tetra-5 的挑战性要求和任务,”创新和原型设计高级物资负责人 Joseph Roth 上校说道。“AFRL 与 Tetra 项目办公室的合作使我们能够测试新技术,以便 USSF 能够加速任务行动。”

Tetra-5 计划是由最多三个原型航天器组成的星座,用于展示在轨加油的关键检查和对接能力以及下一代自主协作技术,以提供全面的局部区域感知。Tetra-5 飞行器在地球静止轨道 (GEO) +300 公里处的任务寿命至少为两年。此外,部署太空能力的需要要求能够通过在轨加油来“无遗憾地机动”。

“Tetra-5 正在与我们的 AFRL 队友一起检查自动化协作方面的作战概念,以实现无遗憾的机动,”创新发展部门物资负责人戴夫·桑帕扬 (Dave Sampayan) 中校说道。“Tetra-5 正在成熟和开发技术、战术和程序,以发展太空作战,例如美国空军首次在轨流体传输加油演示。”

Tetra-5任务太空部队正在研究如何为在轨卫星加油

随着太空架构探索更多数量的小型卫星,自主操作的作用变得更加明显。增加卫星自主权可以减轻操作员的负担并加速任务运行,使卫星能够在没有监护人参与的情况下相互协调。协作、自主、可操纵和可加油的小型卫星将实现支持联合作战人员的新太空能力。

太空系统司令部总部位于加利福尼亚州埃尔塞贡多的洛杉矶空军基地,是美国太空军的野战司令部,负责快速开发、获取、装备、部署和维持致命和弹性太空能力。SSC任务能力领域包括发射捕获和操作、通信和定位、导航和授时(PNT)、空间感知、战斗管理指挥、控制和通信(BMC3)以及空间域感知和战斗力。

Tetra 5A、5B 和 5C是 Orion Space Solutions 和 Hera Systems 为美国太空部队建造的军用微型卫星,用于开发三颗小型卫星,用于在地球静止轨道上演示在轨服务。

该实验旨在演示小型卫星的在轨加油和“非合作驻留空间物体”的快速检查。Tetra-5计划将开发和部署由最多三个原型航天器组成的星座,以展示在轨加油的关键检查和对接能力,以及使用下一代自主协作技术来提供全面的局部区域感知。根据与 Orion Space Solutions 签署的协议,Hera Systems 将为 Tetra-5 星座提供先进的航天器、任务独特软件以及相关的数字孪生支持,该星座将在地球静止轨道 (GEO) 运行。

Hera Systems 提供的每颗 Tetra 5 卫星都将配备政府提供的传感器和加油口,用于交会和邻近操作与对接 (RPOD),支持加油和快速检查操作。Hera Systems 还将提供数字孪生功能,以增强自主星座运行的测试和验证。

一项名为 Tetra-5 的耗资 5000 万美元的实验将寻求在地球静止轨道上演示小型卫星的在轨加油。华盛顿——美国太空部队计划在 2025 年向地球静止轨道发射三颗小型卫星,这些卫星将尝试与一艘推进剂油轮对接,以便在太空中为它们加油。

美国太空系统司令部创新和原型设计主管约瑟夫罗斯上校上周在科罗拉多斯普林斯的太空研讨会上表示,这个想法是“测试加油基础设施的各个部分”。

这项耗资 5000 万美元的名为 Tetra-5 的实验由太空部队的太空企业联盟运营。该项目的投标本月早些时候结束。

罗斯说,Tetra-5 的目标是帮助太空部队弄清楚如何利用商业空间服务技术来延长在轨卫星的寿命,特别是执行关键任务且更换成本高昂的地球静止航天器。

拥有为卫星加油的商业选择也可能对国家安全具有重要意义。例如,美国军方通常会避免操纵卫星,因为它会消耗宝贵的燃料。

“如果我们能够将燃料作为一种服务获得,我们就不必在轨道上建立基础设施,我们可以专注于保护卫星,”罗斯说。

Tetra-5 实验中的三颗卫星中的每一颗都将配备用于交会和接近操作的传感器,以及用于加油的对接接口。投标人必须在卫星上安装加油口,并且可以选择使用 Orbit Fab 或诺斯罗普·格鲁曼公司开发的接口。

Orbit Fab 是一家寻求在太空提供加油服务的初创公司,它开发了 RAFTI 端口(可快速连接的流体传输接口),最近赢得了一份太空部队合同,将其与军用卫星集成。诺斯罗普·格鲁曼公司的卫星服务子公司SpaceLogistics开发了一个不同的端口,称为被动加油模块。

“通过卫星的在轨加油,我们可以通过补充燃料供应来延长卫星的使用寿命,同时还可以实现更小的燃料箱和更少的推进器使用限制,”行业提案征集说。

太空企业联盟计划选择一个主承包商来开发三颗卫星——Tetra-5A、Tetra-5B 和 Tetra-5C。该实验旨在展示小型卫星的在轨加油和“非合作常驻太空物体”的快速检查。Tetra-5 实验只是太空部队利用商业服务进行在轨卫星服务的更大努力的一部分。

“维修、机动、加油,这些都是我们正在探索的未来事物,”布里格说。确保进入太空的计划执行官斯蒂芬·珀迪将军。

他说,珀迪的办公室负责监督国家安全太空发射业务,但随着时间的推移,将扩展到与在轨服务相关的新兴活动。

“我对整个组织的愿景是被称为‘太空空中机动指挥部’,”珀迪说。“在轨维修和机动是太空部队的核心理论。我们从来没有真正分配过实际的项目资金,”他说,但一旦五角大楼正式批准这些服务的要求,这种情况可能会改变。

卫星服务和加油是多年来一直在谈论的能力,但现在该行业开始制定标准以使硬件 可互操作,这是实现这一愿景的关键,布里格说。蒂姆·塞巴将军,太空作战管理指挥、控制和通信项目执行官。

“第一步的一部分是达到可以使用的标准,这样我们就有能力将加油器插入卫星,我们可以将其设计到整个系统中,”塞巴上周在太空研讨会上告诉记者。

他说,太空企业联盟在 Tetra-5 上的工作是在做出采购决定之前需要完成的早期原型设计。

国防创新单位招标 国防创新部 (DIU) 是国防部的一个组织,旨在将商业技术引入军事计划,它也对卫星加油感兴趣。

“国防部寻求商业解决方案来进行响应性的太空加油,” 4 月 18 日结束的DIU 招标说。

“随着太空行动扩展到低地球轨道之外,机动是商业、民用和国家安全太空行动中使用的一项关键能力,”DIU 说。

征求建议书指出,传统军用卫星的设计目的是多年独立和自给自足。因此,它们各自携带的燃料量是固定的。“未来的太空系统需要能够毫无遗憾地进行机动。因此,这些航天器必须是可维修的,并且可以随时获得跨越许多轨道的不同类型的商品化燃料。”

DIU 对在航天器之间传输燃料以及实现机动以便及时获取正确燃料的技术感兴趣。“解决方案可能包括:接口、燃料库和相关系统,使不同航天器之间能够自主运行。”

太空部队正在使用数字孪生计划一项名为Tetra 5的实验,为轨道上的卫星加油。“这是一个需要交付数字孪生和物理系统的案例,”罗伯逊说。

美国太空部队计划在2025年向地球同步轨道发射三颗小型卫星,这些卫星将试图与推进剂加油机对接,以便在太空中加油。加油服务架构由不同轨道上的推进剂库和航天飞机组成,这些航天飞机将从这些仓库向客户航天器输送燃料。

这个想法是“测试加油基础设施的一部分”,美国太空系统司令部创新和原型设计主任约瑟夫罗斯上校上周在科罗拉多斯普林斯举行的太空研讨会上告诉太空新闻。

这项耗资5000万美元的实验名为Tetra-5,由太空部队的太空企业联盟负责。该项目的投标已于本月早些时候结束。

罗斯说,Tetra-5的目标是帮助太空部队弄清楚如何利用商业太空服务技术来延长轨道卫星的寿命,特别是执行关键任务且更换成本高昂的地球同步航天器。

“如果我们能够获得燃料即服务,我们就不必在轨道上建造基础设施,我们可以专注于保护卫星,”罗斯说。

Tetra-5实验中的三颗卫星中的每一颗都将具有用于会合和接近操作的传感器,以及用于加油的对接接口。投标人必须在卫星上安装加油口,并可以选择使用Orbit Fab或诺斯罗普格鲁曼公司开发的接口。

Orbit Fab是一家寻求在太空提供加油服务的初创公司,开发了RAFTI端口(可快速连接的流体传输接口),并于最近赢得了太空部队的合同,将其与军用卫星集成。诺斯罗普·格鲁曼公司的卫星服务子公司SpaceLogistics开发了一个不同的港口,称为被动加油模块。

“通过卫星的在轨加油,我们可以通过补充燃料供应来延长卫星的使用寿命,同时还可以实现更小的燃料箱和更少的推进器使用限制,”行业提案征集说。

太空企业联盟计划选择一个主承包商来开发三颗卫星 - Tetra-5A,Tetra-5B和Tetra-5C。该实验旨在演示小型卫星的在轨加油和“不合作的常驻空间物体”的快速检查。

空间系统司令部与空军研究实验室 (AFRL) 合作,于7 月 22 日宣布,已选择位于科罗拉多州路易斯维尔的Orion Space Solutions作为 Tetra-5 其他交易协议 (OTA) 的一部分。Tetra-5 计划将展示多代理自主交会、邻近操作和对接(RPOD)以及在轨服务。如果所有选择权均获执行,Tetra-5 合同的价值为 4,450 万美元。Tetra 项目办公室提供与运营相关的测试资产,开发和推进技术、策略和程序 (TTP),成熟和过渡技术,并演示运营概念 (CONOPS)。

通过利用太空企业联盟 (SpEC),“Tetra 项目办公室能够获得创新的解决方案来满足 Tetra-5 的挑战性要求和任务,”创新和原型设计高级物资负责人 Joseph Roth 上校说道。“AFRL 与 Tetra 项目办公室的合作使我们能够测试新技术,以便 USSF 能够加快任务行动。”

Tetra-5 计划是由最多三个原型航天器组成的星座,用于展示在轨加油的关键检查和对接能力以及下一代自主协作技术,以提供全面的局部区域感知。Tetra-5 飞行器在地球静止轨道 (GEO) +300 公里处的任务寿命至少为两年。此外,部署太空能力的需要要求能够通过在轨加油进行“无遗憾的机动”。

“Tetra-5 正在与我们的 AFRL 队友一起检查自动化协作方面的作战概念,以实现无遗憾的机动,”创新发展部门物资负责人戴夫·桑帕扬 (Dave Sampayan) 中校说道。“Tetra-5 正在成熟和开发技术、战术和程序,以发展太空作战,例如美国空军首次在轨流体传输加油演示。”

太空联合作战域,是作战!这个方面也可以从更大的背景下看,美参联会新版《太空作战条令》已明确太空是与陆、海、空类似的作战域,首次提出“太空联合作战区域”概念,重新划分太空任务能力领域。可见,在这一“太空已成作战域”的背景下,太空系统及其相关方面必然会面临“有死有伤”的情况,那么就要重新设计太空体系架构了。可以预见,一旦美“下一代太空体系架构”建设完毕,其必将在太空更加“肆无忌惮”。所以,这就是时间的赛跑,不进则退,跑得慢也是退。
看好使用小型、可大规模生产的卫星(50~500kg)和相关有效载荷软硬件.太空发展局主要征询与卫星平台、有效载荷、附件和发射概念相关的产业信息,以为构建下一代太空体系结构提供帮助。太空发展局已开发概念性功能套件,包括基于小型通信卫星的网状网络层,每个层为整个体系架构提供集成功能。
近期主要开发“传输层”近期,太空发展局的目标是开发由网状网络组成的传输层,用于低轨道通信和数据传输。该传输层将严重依赖DARPA的“黑杰克”项目,该项目拟建立带有20个卫星星座的初始传输层。太空发展局希望围绕该项目建立子星座,满足已确定的导弹防御预警、定位导航和授时替代服务等需求。这表明太空发展局正在落实2018年3月新版美国《国家太空战略》中关于“向更有弹性的太空架构转变”的要求。
注重“支持层”低轨卫星建设在操作层面,增强太空架构的弹性包括更加注重低轨星座的建设,以替代或备份以往使用单颗昂贵卫星的做法。因为当对手具备反卫星能力时,单颗卫星的侦察和通信能力再强也很难满足生存性要求。此时不如由大量卫星组成星座,并准备大量休眠的备份卫星。这样即使部分卫星被反卫星武器击毁,整个星座的效能也不会受到明显影响。同时还要大力发展快速发射和快速在轨补充能力,这也就是上述所谓的“支持层”。
“寄军于商、以商托军” 此外,太空发展局还将利用现有或计划的商业能力支持太空体系架构的全面解决方案,如支持多个有效载荷和软件应用程序的平台,以及能在多个平台上集成的有效载荷或软件。美太空探索技术公司“星链”网络计划发射11943颗卫星入轨,目前已一次性发射60颗卫星。另据GeekWire网站7月5日报道,亚马逊公司正在请求美联邦通信委员会FCC批准其名为“柯伊伯项目”的卫星宽带项目,欲在590~630公里之间的98个轨道面上部署3236颗卫星以实现全球宽带覆盖的目标。

这一点表明,美“下一代太空体系架构”设计突出“寄军于商、以商托军”的特点,商业托管军用载荷或成为其太空体系弹性发展的重要方式之一。美《国家太空战略》推行采取整个政府层面、培植良好国内和国际环境等方法实现美国在太空领域的领先地位,该方法寻求与私营部门和盟友密切合作。比如,太空探索技术公司能够为美国发射绝密军事卫星,这表明商业航天企业的强势加入打破了军事和商业领域的界限。通过这个方法实现更具弹性的太空体系结构,以增强弹性、防御能力和受损后重建的能力,是非常重要的一个方面,值得长期关注。


Space Systems Command selects Orion Space Solutions for Tetra-5 Other Transaction Agreement EL SEGUNDO, Calif. –Space Systems Command, in partnership with Air Force Research Laboratory (AFRL), has selected Orion Space Solutions for the Tetra-5 Other Transaction Agreement (OTA), July 22. Tetra-5 program will demonstrate multi-agent autonomous Rendezvous, Proximity Operations and Docking (RPOD), and on-orbit servicing. The Tetra-5 award, if all options are exercised, is valued at $44.5 million.

The Tetra Program Office provides operationally-relevant test assets, develops and advances Techniques, Tactics, and Procedures (TTPs), matures and transitions technologies, and demonstrates Concepts of Operations (CONOPS).

Through the use of the Space Enterprise Consortium (SpEC), “The Tetra Program Office was able to obtain innovative solutions to Tetra-5’s challenging requirements and mission,” said Col. Joseph Roth, Innovation and Prototyping senior materiel leader. “AFRL’s partnership with the Tetra Program Office enables us to test out new technology so the USSF can accelerate mission operations."

The Tetra-5 program is a constellation of up to three prototype spacecraft to demonstrate key inspection and docking capabilities of on-orbit refueling and next-generation autonomous collaboration techniques to provide comprehensive local area awareness. The Tetra-5 vehicles have at least a two-year mission life at Geostationary Earth Orbit (GEO) +300km.

Additionally, the need to deploy space capabilities demands the ability to ‘maneuver without regret’ through on-orbit refueling.

"Along with our AFRL teammates, Tetra-5 is checking the concept of operations in regards to automated collaboration to enable maneuver without regret," said Lt. Col. Dave Sampayan, Innovation Development Branch materiel leader. “Tetra-5 is maturing and developing Techniques, Tactics, and Procedures to evolve space operations such as the first USSF demonstration of on-orbit fluid transfer refueling.”

As space architectures explore larger numbers of smaller satellites, the role of autonomous operations becomes more pronounced. Increasing satellite autonomy reduces operator burden and accelerates mission operations, enabling satellites to coordinate with one another without a Guardian in the loop.

Cooperative, autonomous, maneuverable, and refuelable small atellites will enable new space capabilities in support of the joint warfighter.

Space Systems Command, headquartered at Los Angeles Air Force Base in El Segundo, California, is the U.S. Space Force’s field command responsible for rapidly developing, acquiring, equipping, fielding and sustaining lethal and resilient space capabilities. SSC mission capability areas include launch acquisition and operations, communications and positioning, navigation and timing (PNT), space sensing, battle management command, control and communications (BMC3), and space domain awareness & combat power. 





原文始发于微信公众号(太空安全):Tetra-5任务太空部队正在研究如何为在轨卫星加油

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