Размещенная полезная нагрузка — это модуль, прикрепленный к коммерческому спутнику, со схемой связи , который работает независимо от основного космического корабля , но использует общий источник питания и транспондеры спутника . Эту концепцию также называют «контейнерным транспортом» или «автостопом». [1] [2]
Размещенные полезные нагрузки чаще всего используются государственными учреждениями [ кто? ] стремясь иметь возможность связи на орбите без необходимости оплачивать расходы на строительство и запуск всего государственного спутника . [ нужна ссылка ] Например, в Соединенных Штатах Министерство обороны с 2009 года использовало три коммерчески размещенных полезных груза. [3] Использование размещенного на коммерческом спутнике полезного груза может сократить как расходы, так и время, необходимые для получения средств связи и других технологий. в космос. [4]
Однако, поскольку некоторые правительственные учреждения желают владеть и контролировать целые спутниковые платформы, размещаемая полезная нагрузка не получила широкого признания среди правительственных специалистов по космическому планированию, несмотря на тот факт, что значительная часть правительственной спутниковой связи осуществляется через спутники, находящиеся в коммерческой собственности и эксплуатации. Например, по данным Space Commerce, более 80% всей правительственной и военной спутниковой связи США осуществляется через коммерческие услуги. [ нужна цитата ] Размещенные полезные нагрузки дают правительственным учреждениям [ необходимы разъяснения ] возможность владеть и контролировать часть мощности спутника. В 2007 году Министерство обороны США прогнозировало, что спрос на спутники в следующие 10–13 лет будет расти гораздо быстрее, чем правительство сможет построить и запустить свои собственные спутниковые системы, что сделает размещение полезной нагрузки на коммерческих спутниках привлекательной альтернативой. [ нужна цитата ]
Размещенные полезные нагрузки могут поддерживать различные миссии. К ним относятся космическая ситуационная осведомленность (SSA), такая как предотвращение столкновений , мониторинг мусора , обнаружение ядерного оружия и неподвижные изображения; и сбор данных для гиперспектрального зондирования , анализа цвета океана, картирования озона и отслеживания погоды; а также связь; исследования и разработки. [5]
График размещенной полезной нагрузки обычно занимает от даты начала до запуска около 30 месяцев. Такое время запуска на самом деле является преимуществом по сравнению с более длительным сроком запуска типичных правительственных спутниковых программ. Размещенная полезная нагрузка также позволяет правительству снизить многие риски, когда речь идет о финансировании программ, задержках запуска и эксплуатационных проблемах. [ нужна цитата ]
По состоянию на март 2010 года было запущено в производство восемнадцать коммерческих спутников, способных нести комбинированную полезную нагрузку правительства США, но ожидается, что только один будет размещать полезную нагрузку, поскольку у правительства еще нет политики по этому вопросу. [6]
Роль размещенных полезных нагрузок в правительстве с годами возрастает. В 2007 году прогнозируемый спрос Министерства обороны на спутники на следующие 10–13 лет показывает рост спроса на спутники, но разрыв в реальных возможностях. Размещенные полезные нагрузки — это потенциальный ответ на потребности спутников благодаря их способности обеспечивать быстрый и надежный доступ в космос. [7]
В декабре 2010 года поставщик мобильной спутниковой связи Inmarsat объявил о планах построить три спутника Ka-диапазона для обеспечения полосы пропускания коммерческим военным заказчикам. Один из спутников Global Xpress , который будет построен Boeing Defense, Space & Security , будет нести размещенную полезную нагрузку, созданную Inmarsat. Ожидается, что его арендует заказчик Министерства обороны США. [8]
Особенно многообещающей областью разработки размещенной полезной нагрузки являются миссии по наблюдению за Землей . Существует бесчисленное множество миссий по экологическому мониторингу , как старых, так и новых, которые должны быть запущены в ближайшие годы. [ нужна цитата ]
Пример такого спутника был запущен в ноябре 2009 года под названием Intelsat 14 . Программа « Интернет -маршрутизация в космосе» (IRIS), по словам Intelsat , ее поставщика фиксированных спутников , была «демонстратором технологий», размещаемой на хосте полезной нагрузки. Согласно пресс-релизу Intelsat и вице-президенту Cisco Systems Global Government Solutions Group Стиву Бутеллу, полезная нагрузка IRIS поддерживает сетевые услуги для передачи голоса, видео и данных, позволяя военным подразделениям США и союзным силам общаться друг с другом с использованием интернет-протокола (IP). ) и существующее наземное оборудование. В январе 2010 года Cisco завершила первое в истории обновление программного обеспечения IP-маршрутизатора на борту коммерческого спутника, находящегося на орбите.
Компания International Launch Services объединилась с Intelsat для запуска спутника Intelsat 22 для Intelsat на ракете «Протон» . В апреле 2009 года Intelsat объявила о соглашении о расширении услуг размещения полезной нагрузки с Силами обороны Австралии (ADF). Спутник Intelsat 22 был построен компанией Boeing Space and Intelligence Systems и запущен в первой половине 2012 года. [9] ADF приобрела оставшуюся часть специализированной полезной нагрузки сверхвысокой частоты (УВЧ), которую Intelsat интегрирует в свой спутник Intelsat 22. спутник. Спутник Intelsat 22 был создан для обеспечения оптимального покрытия коммерческих сетей, мобильных приложений и приложений, связанных с обороной.
Поскольку космическая программа США сталкивается с бюджетными проблемами , в 2011 году размещаемая полезная нагрузка рассматривалась как более экономически эффективная альтернатива традиционным космическим запускам на орбиту. [10] Это привело к развитию баз знаний для дальнейшего продвижения размещаемой полезной нагрузки в космической отрасли .
Примером размещаемой полезной нагрузки является проект Национальной автоматической системы идентификации (NAIS) Береговой охраны США . По данным Управления космической коммерции, NAIS предназначена для улучшения существующей системы автоматической идентификации (AIS), которая отслеживает движение судов на предмет осведомленности о морской сфере. Полезная нагрузка проверяет возможность и эффективность приема сообщений AIS и отчетов из космоса для отслеживания кораблей и других навигационных действий. Береговая охрана заплатила коммерческому спутниковому оператору ( Orbcomm ) за разработку и интеграцию демонстрационной полезной нагрузки NAIS на один коммерческий спутник. Почувствовав возможность для бизнеса, компания использовала собственные средства, чтобы добавить такие же возможности к пяти дополнительным спутникам. Другими клиентами спутниковой службы данных AIS могут быть ВМФ , NOAA , страховые фирмы и автотранспортные компании.
Программа летной демонстрации коммерческой инфракрасной полезной нагрузки (CHIRP) ВВС США представляет собой пассивный инфракрасный датчик с широким полем обзора на коммерческой GEO ( SES-2 ), запущенный SES в 2011 году. Эксперимент поддерживает разработку системы инфракрасных датчиков и имеет важное значение для снижения технологического риска для системы инфракрасного наблюдения третьего поколения (3GIRS). [11] Ожидается, что ВВС сэкономят средства, выполняя эту миссию с помощью размещенной полезной нагрузки. По данным Управления космической коммерции, запуск специального бесплатного флаера, отвечающего на 100% технических вопросов, связанных с экспериментом, обойдется примерно в 500 миллионов долларов. Размещенная полезная нагрузка в итоге обошлась в 65 миллионов долларов и должна удовлетворить 80% технических вопросов. [12]
В 2013 году НАСА выбрало глобальные наблюдения за конечностями и дисками (GOLD) в качестве исследовательской миссии возможностей. GOLD был запущен в 2018 году в качестве полезной нагрузки на спутнике связи SES-14 производства Airbus Defence and Space . GOLD — это спектрометр для формирования изображений в дальнем ультрафиолете (FUV), который изучает верхние слои атмосферы Земли. [13] [14]
Спутники SES Astra 5B и SES-5 (запущенные в марте 2014 г. и июле 2012 г. соответственно) несут полезную нагрузку Европейской геостационарной навигационной службы (EGNOS), дополнительной сети к навигационным системам GPS и ГЛОНАСС . [15] [16] [17]
Федеральное управление гражданской авиации (ФАУ) применило подход к размещенной полезной нагрузке для установки собственной полезной нагрузки системы глобального расширения (WAAS) на ряде коммерческих геосинхронных спутников , таких как спутник SES-15, запущенный в мае 2017 года. [18] [19 ] ]