Los diseñadores de sistemas de satélites de Northrop Grumman Corp. colaboran con los investigadores de defensa en el diseño de una carga útil de satélites de Posición, Navegación y Timing (PNT), para su instalación en una futura constelación de naves espaciales de comunicaciones y vigilancia de bajo coste.
La Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) ha adjudicado un contrato de 13,3 millones de dólares a Northrop Grumman Mission Systems, para la segunda fase del proyecto Blackjack, cuyo objetivo es poner en órbita una constelación de satélites militares pequeños, seguros y baratos, que aprovechen las modernas tecnologías de los satélites comerciales.
Las cargas útiles PNT permitirán a los futuros satélites Blackjack determinar su posición sobre la Tierra, así como en relación con los demás, además de una sincronización crucial para que las redes de satélites envíen y reciban datos precisos.
El contrato prevé que Northrop Grumman apoye la fase 2 del programa Blackjack mediante el avance de la PNT de la empresa a través de la emulación y la revisión crítica del diseño, y construya unidades de carga útil PNT destinadas a los vuelos espaciales, según DARPA.
Blackjack consta de tres fases: definición de los requisitos del bus y la carga útil; desarrollo del bus y la carga útil para una demostración en órbita de dos satélites; y demostración de un sistema de dos planos en órbita terrestre baja durante seis meses. Una futura constelación de demostración de Blackjack incluirá 20 naves espaciales en dos planos con una o más cargas útiles en cada satélite.
Con Blackjack se pretende desarrollar cargas útiles espaciales de bajo coste y buses satelitales de bajo tamaño, peso, potencia y coste (SWaP-C) con capacidades similares a las de las comunicaciones militares actuales que operan en órbita geosíncrona (GEO), pero a una fracción del coste actual.
Los satélites militares son fundamentales para la capacidad de combate, por lo que tradicionalmente, se colocan en la órbita geosincrónica para ofrecer un acceso aéreo persistente a cualquier punto del planeta. Sin embargo, en un entorno espacial cada vez más disputado, estos costosos y monolíticos sistemas son objetivos vulnerables que tardarían años en ser sustituidos si se degradan o destruyen. Además, sus largos calendarios de desarrollo dificultan o impiden responder rápidamente a las nuevas amenazas.
Con el programa Blackjack se busca desarrollar tecnologías que permitan una red troncal global de alta velocidad en LEO que permita cargas útiles militares conectadas en red, resistentes y persistentes que proporcionen capacidades infinitas de detección, señales y comunicaciones en el horizonte.
Históricamente, los satélites militares de Estados Unidos han sido diseñados a medida, con ciclos de diseño y actualización largos y costosos. Sin embargo, la evolución del espacio comercial ha dado lugar a satélites de comunicaciones de Internet de banda ancha en órbita terrestre que podrían ofrecer atractivas economías de escala.
El programa Blackjack hace hincapié en un bus comoditizado y en cargas útiles intercambiables de bajo coste, con ciclos de diseño cortos y actualizaciones tecnológicas frecuentes, basadas en una carga útil «suficientemente buena» optimizada para más de un tipo de bus.
Los buses de satélite comercializados, basados en una arquitectura abierta de control eléctrico, de software y de interfaz de red de malla, podrían proporcionar una forma de operar en la órbita terrestre baja a docenas o cientos de tipos diferentes de cargas útiles de satélites militares, dicen los funcionarios de DARPA.
El programa Blackjack tiene tres objetivos principales:
- El desarrollo de un software de autonomía a nivel de carga útil y de misión con procesadores de decisión distribuidos en órbita que puedan operar de forma autónoma con el procesamiento de datos en órbita, y realizar tareas compartidas en órbita;
- el empleo de la fabricación comercial avanzada para las cargas útiles militares y el bus de la nave espacial, incluida la fabricación de alta velocidad mediante el uso de piezas similares a las comerciales (COTS), la reducción de las pruebas de selección y aceptación de las naves espaciales individuales, y la reducción de las expectativas de vida útil de las naves espaciales; y
- la demostración de cargas útiles de satélites en LEO que funcionan a la par que los actuales sistemas GEO con la nave espacial a un coste inferior a 6 millones de dólares por satélite.
Para reducir el riesgo de integración, Blackjack desarrollará una unidad de aviónica llamada Pit Boss para cada nave espacial con procesador de alta velocidad y dispositivos de codificación que funcionarán como una red común y una interfaz eléctrica.
Cada satélite Blackjack constará de un bus comodín capaz de realizar comunicaciones globales a velocidad de banda ancha con otros nodos, una unidad de control Pit Boss y una o más cargas útiles militares que puedan operar de forma autónoma durante más de 24 horas.
El objetivo es desarrollar una constelación de entre 60 y 200 satélites que operen a altitudes de entre 310,7 millas y 807,8 millas sobre la superficie de la Tierra. Un centro de operaciones controlará todos los satélites y cargas útiles del Gobierno, y la constelación podrá funcionar sin el centro de operaciones durante 30 días. El procesamiento de los datos de la carga útil de Blackjack se realizará en órbita sin la ayuda del procesamiento de datos en tierra.
Los autobuses satelitales comoditizados basados en una arquitectura abierta de control eléctrico, de software y de interfaz de red de malla podrían proporcionar una forma de operar en la órbita terrestre baja para docenas o cientos de tipos diferentes de cargas útiles de satélites militares, dicen los funcionarios de DARPA.
Fte. Military & Aerospace
