El Pentágono, durante décadas, ha gastado la mayor parte de su enorme presupuesto espacial en satélites geoestacionarios tradicionales.

La Agencia de Desarrollo Espacial (SDA), de cuatro años de antigüedad, está trabajando para romper el molde con un ambicioso plan para construir una constelación de órbita terrestre baja confiando en una amplia base de proveedores para pequeños satélites y terminales de comunicaciones láser producidos comercialmente.

“El paso a LEO proliferado es muy perjudicial para la forma en que el gobierno adquiere satélites”, dijo James Faist, consultor de la industria y ex director de investigación e ingeniería de defensa para capacidades avanzadas del Departamento de Defensa de EE. UU.

SDA llama a su red en capas de satélites la Arquitectura espacial de combatientes proliferados. Incluye una capa de transporte de satélites de comunicaciones interconectados y una capa de seguimiento de satélites sensores de detección de misiles y alerta temprana.

Según el modelo tradicional de contratación de defensa, la constelación de SDA se habría adjudicado a uno o dos contratistas principales. Pero para aprovechar el mercado de satélites comerciales, la agencia está ordenando satélites de múltiples proveedores y exigiendo a los fabricantes que hagan que sus naves espaciales sean interoperables a través de enlaces ópticos que se adhieran a estándares comunes.

“La arquitectura debe ser tal que muchos proveedores puedan conectarse a ella”, dijo Faist. “Y ese es básicamente el mantra ASD”.

Hasta la fecha, SDA ha pedido 62 satélites a York Space Systems, cuatro a SpaceX, 56 a Northrop Grumman, 52 a Lockheed Martin, 20 a L3Harris Technologies, siete a Raytheon Technologies y 10 a Ball Aerospace. Hasta el momento, York ha entregado 10 satélites, ocho de los cuales se pusieron en órbita el 2 de abril, junto con dos de SpaceX.

Los contratistas de defensa Lockheed Martin, Northrop Grumman y L3Harris están construyendo los satélites de SDA utilizando autobuses comerciales de Terran Orbital, Airbus US Space and Defense y Maxar Technologies, respectivamente. SpaceX, Raytheon Technologies y Ball Aerospace, por el contrario, están utilizando diseños internos.

Enfoque disruptivo

“Lo que SDA está haciendo es totalmente distinto a cómo históricamente el Departamento de Defensa ha adquirido hardware”, dijo Chris Quilty, analista de la industria y fundador de la firma de investigación de mercado Quilty Space.

"Cuando pienso en las implicaciones, si tiene una capa de transporte que es eficaz y resistente, de alto rendimiento y baja latencia, ¿cuál es la necesidad de algunos de los programas de satélites geoestacionarios tradicionales que son el pan y la mantequilla de los números primos?" preguntó.

Los grandes satélites geoestacionarios, sin duda, no desaparecerán, agregó Quilty, porque el gobierno quiere una arquitectura híbrida. “Pero creo que esta es la razón por la que Lockheeds y Northrops han sido tan agresivos en la búsqueda de programas SDA. Es porque va a canibalizar mucho de lo que solían hacer”.

A pesar de ser una agencia relativamente pequeña con unas 200 personas, la SDA ha tenido un gran impacto en el mercado espacial militar. Está comprando satélites bajo contratos de precio fijo y volviendo a competir en las adquisiciones de naves espaciales de la capa de transporte y la capa de seguimiento cada dos años.

Este modelo de tipo comercial permite que SDA agregue gradualmente nuevas tecnologías a medida que estén disponibles, en contraste con el método tradicional del Departamento de Defensa de financiar una gran adquisición durante muchos años.

“SDA será clave para brindar rápidamente capacidad espacial a nuestros combatientes”, dijo Frank Calvelli, ejecutivo sénior de adquisiciones de la Fuerza Espacial. “Apoyo totalmente su estrategia y mantendremos su estructura y cultura para permitirles continuar moviéndose rápido y hacer lo que mejor saben hacer”.

Al desplegar la constelación en tramos de satélites cada dos años, dijo Quilty, "esencialmente están implementando un proceso de desarrollo en espiral para llegar a 'lo suficientemente bueno'", en lugar de pasar una década desarrollando tecnologías que pueden estar obsoletas en el momento en que se implementan. .

Siguiendo el proceso habitual de adquisición del Departamento de Defensa, puede llevar 10 años instalar un satélite, dijo recientemente el director de SDA, Derek Tournear, en la Cumbre de la Fuerza Aérea del Club de Oficiales de Potomac. A ese ritmo, dijo, la nación está buscando pelear una guerra con tecnología obsoleta.

“Tienes que conseguir las capacidades allá arriba. No obtendrá la capacidad perfecta el primer día”, dijo Tournear. “Ni siquiera vas a obtener todo lo que todos quieren el primer día. La idea general es que tienes algo allá arriba y luego continúas creciendo desde allí”.

Cientos de satélites

Establecida originalmente en 2019 con el mandato de mejorar las capacidades espaciales de las fuerzas armadas, la SDA inicialmente enfrentó una fuerte oposición de los líderes de la Fuerza Aérea y el escepticismo en el Capitolio. La agencia formó parte de la Oficina del Subsecretario de Defensa para Investigación e Ingeniería hasta octubre pasado, cuando fue realineada bajo la Fuerza Espacial de EE. UU.

Muchos en la industria espacial esperaban que la burocracia del Departamento de Defensa descarrilara el proliferado plan LEO de SDA, dijo Quilty. “Y he aquí que, en realidad, han mantenido relativamente su cronograma en términos de adjudicaciones de contratos de tramos. Es bastante impresionante.

El 9 de abril, un cohete SpaceX Falcon 2 lanzó los primeros 10 satélites de SDA de la porción Tranche 0 de la constelación. Otro Falcon 9 estaba programado para lanzar 13 satélites Tranche 0 más en junio, 10 fabricados por Lockheed Martin y tres por York Space, pero la misión se retrasó hasta fines de agosto. Este lote incluía inicialmente 17 satélites, pero se redujo a 13 porque los cuatro satélites de L3Harris están retrasados. SDA espera lanzarlos en una fecha futura.

Los satélites Tranche 0 son lo que SDA llama un "tramo de inmersión de combatientes" que permitirá a los usuarios militares experimentar con la tecnología y comprender mejor las capacidades de los satélites LEO para el seguimiento de misiles y la transmisión de datos.

Se prevé que los satélites del tramo 1 se lancen en 2024 y 2025, incluidos 126 satélites para la capa de transporte y 35 para la capa de seguimiento.

Actualmente hay licitaciones abiertas para 172 satélites para el Tramo 2 de la Capa de Transporte y 54 para el Tramo 2 de la Capa de Seguimiento.

Las propuestas para 72 satélites 'Beta' del tramo 2 de la capa de transporte vencieron el 23 de mayo, y las propuestas para 100 satélites 'Alfa' del tramo 2 de la capa de transporte vencieron el 28 de julio. vence el 54 de julio. SDA planea otorgar contratos de Tramo 2 de Capa de Transporte a finales de este año y contratos de Tramo 20 de Capa de Seguimiento en 2.

“SDA aprovecha un modelo comercial que valora la velocidad y reduce los costos al aprovechar el desarrollo comercial para lograr una arquitectura proliferada y mejorar la resiliencia”, dijo Tournear.

Respaldo del Congreso

Con un sólido respaldo del Departamento de Defensa y del Congreso, el presupuesto de SDA se ha disparado de $125 millones en su primer año a alrededor de $4.6 millones en la solicitud de financiamiento del Pentágono para 2024, con $23 mil millones adicionales proyectados desde los años fiscales 2025 hasta 2028.

La agencia se ha beneficiado del giro del Pentágono hacia los sistemas de alerta y seguimiento de misiles de órbita baja para diversificar la arquitectura espacial y aumentar la capacidad de recuperación, dijo el analista Sam Wilson del Centro de Política y Estrategia Espacial de Aerospace Corporation.

“Los planes para los programas de alerta de misiles de próxima generación representan un cambio fundamental para el departamento”, escribió Wilson en un informe aeroespacial en junio.

“Durante varias décadas, el Departamento de Defensa ha utilizado una pequeña cantidad de sistemas en órbita alta para la advertencia de misiles”, dijo Wilson. Los sistemas de próxima generación en órbitas inferiores representan casi el 15 por ciento de toda la solicitud de presupuesto de la Fuerza Espacial en 2024.

La Oficina de Presupuesto del Congreso, en un informe publicado en mayo, validó la adopción de una arquitectura LEO por parte del Departamento de Defensa.

“Una ventaja potencial para las constelaciones con muchos satélites es que su cobertura y funcionalidad podrían degradarse más gradualmente en comparación con las constelaciones más pequeñas”, dijo CBO. “Además, los satélites dañados podrían reemplazarse con bastante rapidez”.

Tournear reconoció que, a pesar de los agresivos objetivos de calendario, no todo ha ido sobre ruedas. El despliegue de los satélites Tranche 0, inicialmente previsto para finales de 2022, sufrió contratiempos debido a problemas en la cadena de suministro y problemas de rendimiento de los proveedores.

Sin embargo, confía en que SDA podrá lanzar satélites Tranche 1 con una cadencia mensual a partir del otoño de 2024.

El objetivo es lograr una cobertura global, que SDA estima que sucederá a partir de 2026 cuando los satélites Tranche 2 estén en órbita.

La capa de seguimiento, dijo Tournear, tendrá "suficientes satélites para brindar cobertura para la advertencia de misiles y el seguimiento de misiles, y podrá proporcionar actualizaciones y señales para los sistemas de radar, otros sistemas aéreos y sistemas de armas que se necesitan para atacar los misiles entrantes".

Mientras tanto, la capa de transporte proporcionará "conectividad de red troncal". Los datos sobre los misiles entrantes se transmitirían a través del espacio a través de enlaces ópticos y luego al suelo a través de enlaces de datos tácticos, dijo Tournear en un foro de la Asociación Espacial de Seguridad Nacional.

“Podremos pasar una gran cantidad de información situacional y otros datos que históricamente no se transfieren fuera del teatro [de operaciones] porque no hay una forma táctica de mover esos datos en tiempo real”.

Impacto en la industria de comunicaciones láser

La constelación LEO del Departamento de Defensa también ha creado una demanda de mercado para terminales de comunicaciones láser. Cada satélite tendrá entre tres y cinco enlaces ópticos para que puedan comunicarse con otros satélites, aviones, barcos y estaciones terrestres.

Al exigir a los proveedores de terminales láser que cumplan con un conjunto común de estándares, SDA espera que todos sus satélites sean interoperables. “Esta es una forma inteligente para que SDA aproveche esta industria naciente”, dijo Quilty.

Durante una visita reciente al proveedor de comunicaciones láser Mynaric, Quilty fue testigo de cómo la empresa estaba probando uno de sus terminales para asegurarse de que pudiera pasar datos a los terminales fabricados por los competidores Tesat y Skyloom. “Estaban validando que realmente trabajan juntos, lo cual es genial de ver”.

El concepto de usar múltiples proveedores de satélites para construir una red de malla óptica es innovador, aunque aún no se ha probado, dijo Quilty. “Creo que la gente se está dando cuenta de que no es fácil. Y eventualmente resolverán los problemas”.

“Hoy en día, todo el mundo trabaja bajo la suposición de que todo en el espacio estará conectado ópticamente y, finalmente, llegaremos allí”, dijo Quilty.

Otro desarrollo a tener en cuenta es si los proveedores de terminales láser pueden aumentar la producción lo suficientemente rápido para cumplir con el cronograma de SDA, señaló Andrew Penn, analista de la industria y director de la firma consultora Oliver Wyman.

“Ninguna de las empresas que se están inscribiendo para construir estos terminales ha fabricado nunca a esta escala”, dijo. “Han hecho prototipos únicos. Los fabricantes más establecidos han entregado más de una docena de terminales, pero con SDA estamos hablando de cientos, si no miles”.

SDA ha establecido objetivos de precios agresivos, que solo se pueden lograr si los fabricantes pueden producir satélites y terminales ópticos de manera efectiva a un ritmo alto, dijo Penn.

La agencia dijo que quiere pagar como máximo $ 15 millones por satélite de capa de transporte y $ 45 millones a $ 50 millones por cada satélite de capa de seguimiento.

Aunque estos satélites cuestan menos por unidad que las naves espaciales militares tradicionales, SDA estará bajo presión para mantener los precios lo más bajos posible para compensar la gran cantidad de satélites que necesita lanzar, no solo para construir la constelación sino para recapitalizarla, señaló Penn. .

“El precio de los satélites individuales es barato, pero se necesitan cientos”, dijo. “Se están acercando rápidamente al precio total de algunas de las constelaciones de satélites más grandes que están tratando de aumentar o reemplazar”.

Si SDA cumple con sus objetivos, de hecho será una fuerza disruptiva en las adquisiciones de satélites militares, agregó Penn.

“Si puede cumplir el mismo objetivo de la misión dando a una empresa $ 1 mil millones, oa 10 compañías $ 100 millones cada una, tengo que pensar que esto último es mejor para la base industrial más amplia”, dijo. “Cuando miro el panorama completo, ciertamente parece que están aportando mucho bien a la industria”.

Bajo escrutinio

La Oficina de Responsabilidad Gubernamental en su informe anual de los principales programas del Departamento de Defensa publicado en junio dijo que el enfoque de SDA "permitirá la competencia por nuevos tramos y un mercado estable para el sostenimiento".

Pero antes de que pueda darse cuenta de estos beneficios potenciales, dijo GAO, SDA enfrenta desafíos con la integración de un sistema complejo de múltiples proveedores y segmentos en una constelación proliferada de cientos de satélites.

Penn dijo que SDA "continuará siendo objeto de escrutinio hasta que tengamos constelaciones operativas en funcionamiento, porque en este momento, el jurado aún está deliberando".

“Puedes evaluar los métodos de contratación, puedes evaluar el impacto en la base industrial. Pero al final del día, tienen que cumplir una misión. Todavía no tenemos eso”, agregó. Según lo que SDA ha hecho hasta la fecha, "soy cautelosamente optimista sobre lo que buscan lograr".

Al igual que con cualquier programa de defensa grande, los sobrecostos son siempre una amenaza inminente. “Pero creo que es perfectamente razonable esperar que se acerquen, si no alcanzan sus objetivos de precios, cuando la industria comience a producir en masa, suponiendo que los requisitos no cambien significativamente de un tramo a otro, y que realmente estén retirando los autobuses de productos básicos. línea con modificaciones mínimas.”

Penn dijo que SDA tiene todos los incentivos para expandir su grupo de proveedores, impulsar la competencia entre los proveedores establecidos y brindar "la mayor oportunidad posible para las nuevas empresas".

“Creo que la expectativa de SDA es que habrá nuevas empresas, y esa es la única forma en que logran el ecosistema que necesitan”, agregó.

Tournear ha insistido en que SDA quiere atraer nuevos proveedores y evitar volverse dependiente de una pequeña cantidad de proveedores establecidos.

Hay empresas en el mercado de satélites pequeños que los analistas están observando como competidores potenciales para futuros premios SDA. Estos incluyen Millennium Space Systems de Boeing y nuevas empresas como LeoStella y Apex.

“Si yo fuera uno de esos muchachos, definitivamente estaría persiguiendo un contrato SDA”, dijo Quilty.

'Queremos un mercado saludable'

SDA confía en una mayor mercantilización y avances en tecnología para mejorar su constelación y mantener bajos los precios, dijo Tournear. “Lo vemos como el modelo de iPhone, donde eligen un precio que creen que el mercado soportará, y simplemente siguen agregando capacidades a medida que la tecnología madura”.

Con respecto al mercado satelital, “tengo miedos y esperanzas”, dijo.

“El temor es que no quiero ver que se consolide en uno o dos proveedores de autobuses básicos. Quiero ver un mercado saludable, por eso abrimos la competencia con cada tramo y cada capa”.

Su esperanza es que SDA pueda continuar comprando satélites a precios estables pero “agregando más capacidad”.

En el futuro, dijo Tournear, "seremos abiertos y honestos sobre cuáles son nuestros planes" para que la industria pueda invertir en consecuencia si quiere ganar una parte de la arquitectura. “Necesitamos que la industria observe lo que estamos haciendo”.

Su consejo para los nuevos participantes en el mercado SDA: “No ignoren nuestros horarios y los precios objetivo que ofrecemos. Nos lo tomamos muy en serio cuando hacemos nuestras selecciones”.

Este artículo apareció originalmente en la edición de agosto de 2023 de la revista SpaceNews.

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• Fuente: https://spacenews.com/space-development-agency-shaking-up-how-the-military-buys-satellites/