stringtranslate.com

Расширенные сверхвысокие частоты

Advanced Extremely High Frequency ( AEHF ) — это созвездие спутников связи, эксплуатируемых Космическими силами США . Они используются для ретрансляции защищенных сообщений для Вооруженных сил США , Вооруженных сил Великобритании , Вооруженных сил Канады , Вооруженных сил Нидерландов и Сил обороны Австралии . [3] Система состоит из шести спутников на геостационарных орбитах . Последний спутник был запущен 26 марта 2020 года. AEHF обратно совместима со старой системой Milstar и заменяет ее и будет работать на частоте восходящей линии связи 44 ГГц ( диапазон крайне высоких частот (КВЧ)) и нисходящей линии связи 20 ГГц ( диапазон сверхвысоких частот (СВЧ)). [4] Система AEHF представляет собой систему совместной службы связи, которая обеспечивает живучую, глобальную, защищенную и помехоустойчивую связь для высокоприоритетных военных наземных, морских и воздушных активов.

Обзор

Спутники AEHF используют множество узких точечных лучей, направленных на Землю, для передачи сообщений пользователям и от них. Перекрестные связи между спутниками позволяют им передавать сообщения напрямую, а не через наземную станцию . Спутники разработаны для обеспечения помехоустойчивой связи с низкой вероятностью перехвата. Они включают в себя технологию радиопередачи со скачкообразной перестройкой частоты , а также фазированные антенные решетки, которые могут адаптировать свои диаграммы направленности для блокировки потенциальных источников помех .

AEHF включает существующие сигналы Milstar с низкой и средней скоростью передачи данных, обеспечивая 75–2400 бит/с и 4,8 кбит/с–1,544 Мбит/с соответственно. Он также включает новый сигнал, позволяющий передавать данные со скоростью до 8,192 Мбит/с. [5] После завершения космический сегмент системы AEHF будет состоять из шести спутников, что обеспечит покрытие поверхности Земли между широтами 65° северной широты и 65° южной широты. [6] [7] Для северных полярных регионов расширенная полярная система действует как дополнение к AEHF для обеспечения покрытия EHF. [8]

Первоначальный контракт на проектирование и разработку спутников AEHF был заключен с Lockheed Martin Space Systems и Northrop Grumman Space Technology в ноябре 2001 года и охватывал этап разработки и демонстрации системы. Контракт включал строительство и запуск [9] трех спутников, а также строительство сегмента управления полетами. Контракт управлялся Программным офисом MILSATCOM Центра космических и ракетных систем . Как и система Milstar, AEHF эксплуатируется 4-й эскадрильей космических операций , расположенной на базе космических сил Шривер , и 148-й эскадрильей космических операций на авиабазе Ванденберг .

Он расширяет «перекрестные связи» между AEHF более ранних спутников Milstar, что делает его гораздо менее уязвимым для атак на наземные станции. Как геосинхронный спутник над экватором , он все еще нуждается в дополнении дополнительными системами, оптимизированными для полярного покрытия в высоких широтах.

В бюджетном запросе Министерства обороны в апреле 2009 года министр обороны Роберт Гейтс заявил, что планирует отменить Transformational Satellite Communications System , которая все еще находится на стадии проектирования, в пользу дополнительных возможностей AEHF. Стоимость отдельных спутников AEHF, за исключением расходов на запуск, составляет 850 миллионов долларов США.

Полосы

До AEHF военные спутниковые системы связи США и их союзников делились на три категории: [10]

Однако AEHF объединяет роль широкополосной системы оборонной спутниковой связи (DSCS) и защищенных предшественников MILSTAR , увеличивая пропускную способность по сравнению с обеими. По-прежнему будет необходима специализированная спутниковая связь для сверхскоростных космических датчиков, таких как геопространственные и разведывательные спутники, но их передаваемые данные обычно будут поступать на специализированный приемник и обрабатываться в меньшие объемы; обработанные данные будут проходить через AEHF.

Запуск и позиционирование

Спутники AEHF отправляются в космос с помощью усовершенствованного одноразового носителя (EELV). Вес полезной нагрузки при запуске составляет приблизительно 9000 кг (20 000 фунтов); к тому времени, когда он израсходует топливо для достижения надлежащей орбиты, его вес составит приблизительно 6168 кг (13 598 фунтов). Спутники будут работать на геосинхронной орбите (GEO); для корректировки орбиты до достижения стабильного геоположения после запуска потребуется более 100 дней.

Электроника

Uplinks и crosslinks находятся на крайне высокой частоте (КВЧ), в то время как downlinks используют сверхвысокую частоту (СВЧ). Разнообразие используемых частот, а также желание иметь узконаправленные downlinks для безопасности, требуют ряда антенн, показанных на рисунке:

Технология фазированной решетки является новой для спутников связи, но она повышает надежность за счет устранения механического движения, необходимого для антенн с шарнирным подвесом и электроприводом.

Антенны с низким коэффициентом усиления покрытия Земли отправляют информацию в любую точку на треть Земли, покрытую каждым спутником. Фазированные антенные решетки обеспечивают сверхвысокое усиление покрытия Земли, что позволяет всем пользователям, включая небольшие портативные терминалы и подводные лодки, получать незапланированный доступ по всему миру. Шесть антенн со средним разрешением покрытия (MRCA) обеспечивают высоконаправленное «точечное» покрытие; они могут быть разделены по времени для покрытия до 24 целей. Две антенны с высоким разрешением покрытия позволяют работать в условиях помех в луче; антенны обнуления являются частью электронной защиты, которая помогает отличать истинные сигналы от электронной атаки. [11]

Еще одним отличием от существующих спутников является использование твердотельных передатчиков вместо ламп бегущей волны, используемых в большинстве мощных военных СВЧ/КВЧ-приложений. ЛБВ имеют фиксированную выходную мощность; более новые устройства позволяют изменять передаваемую мощность, как для снижения вероятности перехвата, так и для общей энергоэффективности. [ необходима цитата ]

Программное обеспечение полета полезной нагрузки содержит около 500 000 строк распределенного встроенного кода реального времени, который одновременно выполняется на 25 бортовых процессорах. [12]

Услуги

AEHF обеспечивает отдельные цифровые потоки данных со скоростями от 75 бит/сек до 8 мегабит/сек. [5] Они включают и выходят за рамки низкой скорости передачи данных (LDR) и средней скорости передачи данных (MDR) MILSTAR, а также фактически довольно медленной высокой скорости передачи данных (HDR) для подводных лодок. Более быстрые соединения обозначаются как расширенные скорости передачи данных (XDR).

Хотя существует ряд наземных терминалов, бортовой терминал является частью проекта Family of Advanced Beyond Line-of-Sight-Terminal (FAB-T). Другие наземные станции включают Single-Channel Anti-jam Man-Portable Terminal (SCAMP), Secure Mobile Anti-jam Reliable Tactical Terminal ( SMART-T ) и Submarine High Data Rate (Sub HDR) system.

С Boeing в качестве генерального подрядчика и L-3 Communications и Rockwell Collins в качестве основных субподрядчиков, первая FAB-T (Increment 1) была поставлена ​​для использования на самолете B-2 Spirit в феврале 2009 года. Планируется также использовать ее на других самолетах, включая самолеты B-52, RC-135, E-4 и E-6. Другие установки будут установлены на стационарных и переносных командных пунктах. Она успешно взаимодействовала с устаревшими системами связи, используя командный терминал и армейский одноканальный противопомеховый переносной терминал [13]

Спутники

AEHF-1 (США-214)

Первый спутник, USA-214, был успешно запущен ракетой -носителем Atlas V 531 14 августа 2010 года с космодрома 41 на станции ВВС на мысе Канаверал (CCAFS). Это произошло на четыре года позже графика; когда контракт был заключен в 2000 году, первый запуск должен был состояться в 2006 году. [14] Программа была реструктурирована в октябре 2004 года, когда Агентство национальной безопасности (АНБ) не поставило ключевое криптографическое оборудование подрядчику по полезной нагрузке вовремя, чтобы уложиться в график запуска. [15]

Успешный запуск

Ракета -носитель Atlas V успешно вывела спутник на сверхсинхронно-апогейную переходную орбиту с перигеем 275 км, апогеем 50 000 км и наклонением 22,1°. [16]

Отказ ударного двигателя и восстановление с помощью двигателей Холла

Жидкостный апогейный двигатель (LAE) спутникового аппарата , предоставленный IHI, не смог поднять орбиту после двух попыток. [17] Чтобы решить эту проблему, высота перигея была поднята до 4700 км с помощью двенадцати включений меньших реактивных двигателей Aerojet Rocketdyne , изначально предназначенных для управления ориентацией во время работы двигателя LAE. [16] С этой высоты были развернуты солнечные панели , и орбита была поднята до рабочей орбиты в течение девяти месяцев с использованием двигателей 0,27 Ньютона Холла , также предоставленных Aerojet Rocketdyne, формы электрического движения , которая является высокоэффективной, но малой тягой. Это заняло гораздо больше времени, чем изначально предполагалось, из-за более низкой начальной высоты для маневров HCT. Это привело к задержкам программы, поскольку анализировались второй и третий LAE спутникового аппарата.

В отчете Счетной палаты США (GAO), опубликованном в июле 2011 года, говорится, что засорение топливопровода в жидкостном двигателе апогея, скорее всего, было вызвано куском ткани, случайно оставленным в трубопроводе во время производственного процесса. [18] Хотя это, как полагают, было основной причиной сбоя, в отчете Министерства обороны США о выборочных закупках говорится, что процедуры загрузки топлива и невыполнение требований по терморегулированию также могли способствовать этому. [19] Остальные спутники были объявлены готовыми к полету за месяц до публикации отчета GAO. [20]

AEHF-2 (США-235)

Как и первый спутник AEHF, второй (AEHF-2) был запущен на ракете Atlas V в конфигурации 531. Запуск с космодрома 41 на мысе Канаверал состоялся 4 мая 2012 года. [21] После трех месяцев маневрирования он достиг своего надлежащего положения, и были начаты процедуры испытаний. Завершение проверки AEHF-2 было объявлено 14 ноября 2012 года, и управление было передано 14-й воздушной армии для операций на ожидаемый 14-летний срок службы до 2026 года. [22]

AEHF-3 (США-246)

Третий спутник AEHF был запущен с мыса Канаверал 18 сентября 2013 года в 08:10 UTC. [23] Двухчасовое окно для запуска спутника открылось в 07:04 UTC [24], и запуск состоялся, как только облачность, связанная с погодой, и высотные ветры рассеялись в достаточной степени, чтобы соответствовать критериям запуска. [23]

AEHF-4 (США-288)

Четвертый спутник AEHF был запущен 17 октября 2018 года с мыса Канаверал в 04:15 UTC с помощью ракеты Atlas V 551, эксплуатируемой United Launch Alliance (ULA). [25]

AEHF-5 (США-292)

Пятый спутник AEHF был запущен 8 августа 2019 года с мыса Канаверал в 10:13 UTC с помощью ракеты Atlas V 551. [26] Вторичная полезная нагрузка под названием TDO-1 сопровождала спутник AEHF-5 на орбите. [27]

AEHF-6 (США-298)

Шестой спутник AEHF был запущен 26 марта 2020 года в 20:18 UTC ракетой Atlas V 551 с Космической станции на мысе Канаверал (CCSFS), SLC-41 . Это был первый запуск миссии Космических сил США с момента создания новой военной службы. [28] [29] [30] [31]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "AEHF достигает начальной оперативной готовности". База ВВС Лос-Анджелеса. 30 июля 2015 г. Получено 4 января 2018 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  2. ^ "Запуск двух американских военных спутников отложен на следующий год". Spaceflight Now. 2 августа 2017 г. Получено 4 января 2018 г.
  3. ^ "AEHF-5 готов к запуску". Авиабаза Лос-Анджелеса . Получено 12 августа 2019 г.
  4. ^ "Northrop Grumman AEHF" . Получено 15 июня 2011 г.
  5. ^ ab "Advanced EHF Payloads (AEHF)". Northrop Grumman. Архивировано из оригинала 23 марта 2010 года . Получено 11 ноября 2009 года .
  6. ^ Уайт, Эндрю. «USMC следит за улучшением систем и процедур связи в Арктике». Информационная группа Джейн. Более того, капитан Хилл предупредил, что группировка спутниковой связи Advanced Extremely High Frequency (AEHF) Космического командования ВВС США может оказаться неэффективной выше 65-й параллели северной широты [...]
  7. ^ "Lockheed Martin". Архивировано из оригинала 11 октября 2007 года . Получено 12 сентября 2007 года .
  8. ^ «Улучшенная полярная система».
  9. ^ Лорелл, Майк (январь 2015 г.). «Темы экстремального роста затрат из шести основных программ закупок ВВС США для обороны». Research Gate . Получено 7 апреля 2019 г.
  10. ↑ Elfers G, Miller SB (зима 2002 г.), «Будущие военные спутниковые системы связи США», Aerospace Corporation Crosslink , архивировано из оригинала 20 января 2012 г. , извлечено 17 августа 2018 г.
  11. ^ «Гибкие антенны помогают воинам», AFCEA Signal , июль 2005 г.
  12. ^ "Northrop Grumman квалифицирует программное обеспечение Extended Data Rate Software для усовершенствованного военного спутника связи EHF". Northrop Grumman Space Technology. 26 ноября 2007 г. Архивировано из оригинала 13 апреля 2009 г. Получено 28 апреля 2020 г.
  13. ^ "Бомбардировщик B-2 получает первый терминал спутниковой связи FAB-T", Deagel , 2 февраля 2009 г.
  14. ^ Роберт С. Дадни (октябрь 2012 г.). «Game Changers in Space» (PDF) . Журнал ВВС . Получено 8 апреля 2023 г. .
  15. ^ GAO-07-406SP Defense Acquisitions: Assessments of Selected Weapon Programs, Счетная палата США, 30 марта 2007 г., архивировано из оригинала 23 мая 2011 г. , извлечено 16 декабря 2011 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  16. ^ Джастин Рэй, SPACEFLIGHT NOW, Эпическое восхождение спутника ВВС должно скоро завершиться 9 октября 2011 г. (дата обращения: 14 декабря 2011 г.)
  17. ^ "Главный двигатель, вероятно, не виноват в неполадках AEHF 1". Архивировано из оригинала 23 октября 2010 года . Получено 19 октября 2010 года .
  18. ↑ Рэй, Джастин (9 октября 2011 г.). «Эпическое восхождение спутника ВВС должно скоро закончиться». Spaceflight Now . Получено 7 апреля 2019 г.
  19. ^ "Министерство обороны, AEHF Selected Acquisition Report, 31 декабря 2010 г." (PDF) . www.esd.whs.mil . Архивировано из оригинала (PDF) 26 марта 2020 г. . Получено 26 марта 2020 г. . Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  20. ^ Кларк, Стивен (14 июня 2011 г.). "ВВС компенсируют расходы на спасение застрявшего спутника AEHF" . Получено 15 июня 2011 г.
  21. ^ "Spaceflightnow Mission Status Center". Архивировано из оригинала 2 мая 2012 года . Получено 2 мая 2012 года .
  22. ^ "Центр статуса миссии Spaceflightnow". Spaceflight Now . Получено 28 ноября 2012 г.
  23. ^ ab Halvorsen, Todd (18 сентября 2013 г.). «Atlas V оживает со спутником ВВС на борту». Florida Today . Получено 18 сентября 2013 г.
  24. ^ Atlas V для запуска AEHF-3Архивировано 2 октября 2013 г. на Wayback Machine United Launch Alliance, дата обращения 17 сентября 2013 г.
  25. ^ «Protected Military Satellite Communication project marks successful launch out of Cape Canaveral». The Maple Leaf. 23 ноября 2018 г. Архивировано из оригинала 24 декабря 2019 г.
  26. ^ "Atlas V AEHF-5 United Launch Alliance". ULA . Получено 10 июня 2019 .
  27. ↑ Стивен Кларк (26 марта 2020 г.). «Первый запуск Космических сил запланирован на четверг». spaceflightnow.com . Получено 8 апреля 2023 г. .
  28. ^ Хил, Ребекка (26 марта 2020 г.). «Космические силы запускают первую миссию». The Hill . Получено 28 марта 2020 г. .
  29. ^ Данн, Марсия (26 марта 2020 г.). «Космические силы запускают свою первую миссию с мерами предосторожности против вирусов». Associated Press . Получено 28 марта 2020 г.
  30. ^ Эрвин, Сандра (26 марта 2020 г.). «ULA's Atlas 5 запускает спутник связи AEHF-6 в своей первой миссии для Космических сил США». SpaceNews . Получено 28 марта 2020 г. .
  31. ^ Брэд Берган (26 марта 2020 г.). «Впервые Космические силы США выходят на орбиту на ракете Atlas 5». Интересная инженерия . Получено 28 апреля 2020 г.

На момент редактирования эта статья использует контент из "Advanced Extremely High Frequency (satellite)" , который лицензирован таким образом, что позволяет повторное использование в соответствии с Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported License , но не в соответствии с GFDL . Все соответствующие условия должны быть соблюдены.

Внешние ссылки