National Security Space Launch ( NSSL ) — программа Космических сил США (USSF), призванная обеспечить доступ к космосу для Министерства обороны США и других полезных нагрузок правительства США . Программой управляет Управление гарантированного доступа к космосу (SSC/AA) Командования космических систем Космических сил (SSC) [1] в партнерстве с Национальным разведывательным управлением [2] .
Начатая в 1994 году как программа запуска системы Evolved Expendable Launch Vehicle , первоначальной целью программы было сделать правительственные космические запуски более доступными и надежными , что привело к разработке семейств Boeing Delta IV и Lockheed Martin Atlas V EELV. Они оставались основными ракетами-носителями для военных спутников США , а позднее к ним присоединилась Falcon 9, разработанная SpaceX . [3] [4]
1 марта 2019 года название программы было изменено с EELV на National Security Space Launch (NSSL), чтобы лучше отражать растущий рынок коммерческих запусков и меняющийся характер контрактов на запуск, включая потенциал многоразовых ракет-носителей. [5] [6]
Программа NSSL запускает самые ценные военные спутники страны; контракты на запуск менее ценных полезных нагрузок, таких как в рамках Программы космических испытаний , заключаются с использованием других методологий. [7]
ВВС США начали программу EELV в 1994 году после многих лет финансируемых правительством исследований по улучшению систем и архитектуры. Целью было заменить устаревшие аппараты, включая Delta II , Atlas II и Titan IV . EELV должны были снизить затраты, основываясь на стандартизированных обтекателях, жидкостных аппаратах , верхних ступенях и твердотопливных ракетных ускорителях . Также была предложена стандартная шина интерфейса полезной нагрузки как способ экономии денег и повышения эффективности.
Снижение стоимости запусков и обеспечение национального доступа к космосу были двумя основными целями программы космических запусков/EELV ВВС США. [8] Некоторые из причин, по которым гарантированный доступ к космосу является приоритетом для Соединенных Штатов, изложены в Национальной президентской директиве № 40, которая гласит:
Доступ к космосу посредством космических транспортных возможностей США необходим для:
- разместить в космосе важнейшие активы и возможности правительства США;
- своевременно наращивать космические возможности в случае возросших оперативных потребностей или минимизировать сбои из-за отказов спутников на орбите, неудачных запусков или преднамеренных действий против космических объектов США;
- поддержка государственных и коммерческих пилотируемых космических полетов.
Поэтому Соединенные Штаты должны поддерживать надежные, быстро реагирующие и устойчивые возможности американской космической транспортировки, чтобы гарантировать доступ в космос. [9]
Закупка ускорителей EELV для военных космических запусков должна была развиваться, чтобы больше соответствовать коммерческой практике. [10] Первоначальные заявки поступили от четырех крупных оборонных подрядчиков: Lockheed Martin , Boeing , McDonnell Douglas и Alliant Techsystems . Каждая из заявок включала в себя различные концепции. Boeing изначально предлагал использовать главный двигатель космического челнока RS-25 . [11]
В октябре 1998 года были заключены два первоначальных контракта на пусковые услуги (известные как Buy 1). Вместе с заключением двух соглашений о разработке общая сумма составила более 3 миллиардов долларов. [12] Boeing получила контракт на 19 из 28 запусков; Lockheed Martin получила контракт на остальные 9. Boeing получила 1,38 миллиарда долларов, а Lockheed Martin получила 650 миллионов долларов за запуски. [13] Boeing и Lockheed Martin получили по 500 миллионов долларов США на заключительном этапе торгов. Boeing разработала Delta IV на основе Common Core Booster Cores и Delta Cryogenic Second Stage , в то время как Lockheed Martin разработала Atlas V на основе Common Core Boosters и верхней ступени Centaur . [12]
В 2003 году было обнаружено, что Boeing владеет документами о правах собственности от Lockheed Martin. [14] ВВС США перенесли 7 запусков с Delta IV на Atlas V. [15] Чтобы положить конец судебным разбирательствам и конкуренции за ограниченный рынок, обе компании договорились создать совместное предприятие United Launch Alliance (ULA). [16] Каждая компания имеет 50% акций ULA. [17]
До 2012 года ВВС США продвигали другую программу — многоразовую ускорительную систему и другие последующие технологии, и вплоть до начала 2012 года выдавали контракты на различные ее аспекты [18] , прежде чем программа была отменена в октябре 2012 года. [19]
В декабре 2012 года Министерство обороны объявило о повторном открытии рынка ракет-носителей класса EELV для конкуренции , одновременно разрешив ВВС США приступить к закупке блока из "до" 36 ускорителей у ULA. В то же время, еще 14 ускорителей должны были быть закуплены на конкурсной основе, начиная с 2015 года, а первые запуски должны были быть выполнены в 2017 году. [20]
В то время ВВС США подписали контракт со SpaceX на два запуска в 2014 и 2015 годах, чтобы провести проверочные полеты для поддержки процесса сертификации Falcon 9 v1.1 и Falcon Heavy . [21] В апреле 2014 года, после того как запуски были контрактованы, SpaceX подала в суд на ВВС США, [22] [23] утверждая, что двигатели РД-180 , произведенные в России государственным НПО «Энергомаш» и используемые в Atlas V, нарушают санкции против российского правительства. [24] ВВС США и SpaceX урегулировали судебный процесс в январе 2015 года, открыв больше запусков для конкурентных торгов. [25] [26] ВВС США сертифицировали Falcon 9 в мае 2015 года, [27] а в 2016 году SpaceX выиграла контракт в рамках программы EELV на запуск полезной нагрузки спутника GPS Block III на среднюю околоземную орбиту . [28]
В 2018 году ВВС США начали процесс конкурсного отбора транспортных средств NSSL следующего поколения. Объявленные требования к характеристикам включают: [29] [30]
Полезная нагрузка категории A умещается в оболочку диаметром 4 м , полезная нагрузка категории B умещается в оболочку диаметром 5 м, а полезная нагрузка категории C требует расширенной оболочки диаметром 5 м.
ВВС США и Космические силы США (USSF) планируют использовать ракеты-носители NSSL следующего поколения как минимум до 2030 года. [31]
С 2019 года Министерство обороны США сертифицировало четыре ракеты для проведения запусков NSSL: Atlas V, Delta IV Heavy, Falcon 9 и Falcon Heavy. [5] Delta IV Medium была выведена из эксплуатации в августе 2019 года, а Delta IV Heavy — в апреле 2024 года. После двухлетнего процесса подачи заявок и конкурса в 2018–2020 годах в августе 2020 года USSF выбрала SpaceX (F9 и FH) и еще не сертифицированный Vulcan Centaur от ULA для обеспечения потребностей военных США в запусках в 2022–2027 годах. New Glenn впервые рассматривалась в торгах по NSSL Phase 3 Lane 1.
Delta IV Medium летала с двумя или четырьмя SRB на одном Common Booster Core . [32] DCSS имела версии диаметром 4 м и 5 м с обтекателями полезной нагрузки соответствующего диаметра. Delta IV CBC и DCSS были интегрированы горизонтально перед транспортировкой на стартовую площадку. Delta IV Medium была выведена из эксплуатации после запуска спутника GPS-III 22 августа 2019 года . В миссии использовались Delta IV M+(4,2) с двумя SRB и DCSS диаметром 4 м и обтекателем полезной нагрузки, последнее использование обтекателя 4 м. [33] [34]
Ракета -носитель Delta IV Heavy использовала три общих ускорителя (CBC), каждый из которых приводился в действие двигателем Pratt and Whitney Rocketdyne RS-68A, криогенную вторую ступень Delta 5 м (DCSS), приводимую в действие RL10 , и обтекатель полезной нагрузки длиной 5 м. CBC и DCSS Delta IV были интегрированы горизонтально перед транспортировкой на стартовую площадку. [32] В 2020 году ULA объявила о прекращении эксплуатации Delta IV после еще 5 запусков. [35] Последний полет состоялся в апреле 2024 года.
Каждая ракета-носитель Atlas V основана на Common Core Booster, работающем на одном двигателе НПО Энергомаш РД-180 с двумя камерами сгорания, и верхней ступени Centaur, работающей на одном или двух двигателях Pratt & Whitney Rocketdyne RL10A-4-2. Для повышения производительности ракеты можно добавить до пяти твердотопливных ускорителей Aerojet Rocketdyne Graphite-Epoxy Motor, а также доступны два диаметра обтекателя полезной нагрузки. [36]
Для идентификации конфигурации Atlas V используется трехзначное обозначение . Первая цифра представляет собой диаметр обтекателя полезной нагрузки , либо 4,2 метра (обозначается как 4), либо 5,4 метра (обозначается как 5). Вторая цифра обозначает количество используемых твердотопливных ракетных ускорителей (от 0 до 5), а третья цифра — количество двигателей RL-10 на верхней ступени Centaur (1 или 2). Например, Atlas V 551 имеет обтекатель полезной нагрузки диаметром 5,4 метра, 5 SRB и 1 RL-10. [36]
В августе 2021 года ULA объявила, что программа Atlas V будет прекращена, а все 29 оставшихся запусков были проданы. [37] Последний запуск NSSL состоялся 30 июля 2024 года. [38] По состоянию на июль 2024 года [обновлять]осталось пятнадцать запусков, все из которых не являются запусками Министерства обороны США.
Главные особенности Falcon 9 в версии Block 5 включают в себя две ступени , обе с двигателями LOX и RP-1 , с девятью двигателями Merlin 1D на первой ступени и одним вакуумным двигателем Merlin 1D на второй ступени. [39] Эта пусковая установка имеет многоразовую первую ступень и обтекатели, что снижает стоимость миссии. [40]
GPS-IIIA USA-289 был первым запуском B5 Falcon 9 типа NSSL. Запуск состоялся 23 декабря 2018 года. [41]
Falcon Heavy — сверхтяжелая ракета, разработанная и произведенная SpaceX. Она была сертифицирована для программы NSSL после запуска STP-2 , завершенного 25 июня 2019 года, что подтвердил командующий Центром космических и ракетных систем ВВС генерал-лейтенант Томпсон. [42] Он пояснил: «Я сертифицировал их для участия в соревнованиях в прошлом году» и «одним из требований сертификации является выполнение трех миссий». Это требование было выполнено испытательным полетом Falcon Heavy в феврале 2018 года, Arabsat-6A в апреле 2019 года и запуском STP-2 в июне 2019 года. Falcon Heavy была сертифицирована для двух опорных орбит Фазы 1A, и по состоянию на 2019 год «она не сертифицирована для всех наших самых напряженных космических орбит национальной безопасности», — сказал Томпсон. [43] ВВС США работают со SpaceX над усовершенствованием конструкции Falcon Heavy. [ требуется обновление ]
По состоянию на декабрь 2023 года он совершил три секретных рейса национальной безопасности: USSF-44, [44] USSF-67, [45] и USSF-52. [46]
В 2018 году был проведен конкурсный отбор контракта на запуск космического корабля национальной безопасности между компаниями United Launch Alliance (ULA), Northrop Grumman Innovation Systems (NGIS), Blue Origin и SpaceX.
Для запуска космических аппаратов на ряд опорных орбит должны были быть выбраны два поставщика. В октябре 2018 года ВВС США выделили финансирование на разработку компаниям ULA, NGIS и Blue Origin для дальнейшей разработки их ракет перед последующим конкурсом на получение награды за создание ракет-носителей. [47] SpaceX не получила ни одного из этих средств на разработку своих проектов, поскольку и Falcon 9 , и Falcon Heavy завершили разработку и уже летали.
Blue Origin получила 500 миллионов долларов финансирования фазы 1 для дальнейшей разработки New Glenn в качестве потенциального конкурента в будущих контрактах. [47] По состоянию на 2019 год Blue Origin ожидала первого запуска New Glenn в 2021 году. В этом случае никакого финансирования фазы 2 от правительства США не поступало после августа 2020 года, когда ULA Vulcan и SpaceX были выбраны ВВС. [48] Считается, что Blue Origin, скорее всего, продолжит строительство и тестирование New Glenn, отчасти потому, что они уже финансировали разработку в частном порядке до конкурса ВВС NSSL. [49]
Northrop Grumman получила 792 миллиона долларов США на финансирование фазы 1 в 2018 году для разработки OmegA. [47] OmegA представляла собой конструкцию ракеты с двумя основными твердотопливными ступенями, криогенной верхней ступенью и возможностью установки дополнительных твердотопливных ускорителей. По состоянию на 2019 год NGIS заявила, что первый полет ожидается в 2021 году. [50] В этом случае финансирование фазы 2 от правительства США не поступало после августа 2020 года, когда ULA Vulcan и SpaceX были выбраны ВВС. [48] В 2020 году Northrop Grumman объявила об отмене OmegA. [51]
ULA получила $967 млн финансирования фазы 1 для дальнейшей разработки Vulcan Centaur в качестве потенциального конкурента в будущих контрактах. [47] 12 августа 2019 года ULA представила Vulcan Centaur для фазы 2 конкурса пусковых услуг ВВС США. По состоянию на июль 2024 года Vulcan Centaur завершила один сертификационный полет, а еще один остался полностью сертифицированным для запусков в интересах национальной безопасности. [52]
12 августа 2019 года по крайней мере три из четырех компаний подали свои окончательные заявки на конкурс на пусковые услуги. SpaceX подала заявку на существующие Falcon 9 и Falcon Heavy , в то время как Blue Origin, как ожидалось, подала заявку на New Glenn, ULA подала заявку на Vulcan Centaur, а статус заявки NGIS не сообщался. Blue Origin также подала предварительный протест на запрос предложения, утверждая, что требования были неоднозначными. [53] [ требуется обновление ]
Министерство ВВС США объявило результаты закупки услуг по запуску на 2-ю фазу запуска космических аппаратов Национальной безопасности на сумму около 3,5 млрд долларов США 7 августа 2020 года. SpaceX и ULA были двумя поставщиками, выбранными в ходе конкурса для обеспечения запусков для армии США в период с 2022 по 2026 год. [49] [48] Космические силы США (USSF) планируют 30–34 запуска в течение этих пяти финансовых лет. Ожидается, что ULA осуществит 60 процентов запусков, в то время как SpaceX осуществит 40 процентов запусков в течение пятилетнего периода. [48] [49]
Тип контракта для контрактов фазы 2 является новым для запусков NSSL, поскольку это будет тип контракта на запуск с «твердо фиксированной ценой и неопределенной поставкой». [54] Контракты, заключенные в августе 2020 года, являются важной частью «перехода программы запусков национальной безопасности к использованию преимуществ коммерческих инноваций и частных инвестиций в ракеты-носители». [48]
В 2023 году USSF опубликовал проект запроса предложений для «Фазы 3» NSSL, которая охватывает пять финансовых лет 2025-2029. В отличие от более ранних контрактов NSSL, Фаза 3 разделена на две «полосы». Полоса 1 охватывает менее сложные миссии и структурирована для поощрения новых поставщиков запуска. Полоса 2 больше похожа на Фазу 2 и требует, чтобы каждый поставщик был в состоянии справиться со всеми требованиями NSSL. Однако Полоса 2 допускает до трех поставщиков вместо только двух поставщиков Фазы 2. [55] Предложения должны были быть поданы 15 декабря 2023 года, а награды ожидаются в середине или конце 2024 года. [56]
Лауреатами Phase 3 Lane 1 стали SpaceX, Blue Origin и ULA. Ракеты: Falcon 9 , New Glenn и Vulcan Centaur соответственно. [57]
10 на странице 27.