Frecuencia extremadamente alta avanzada
Serie de satélites de comunicaciones militares estadounidenses

Frecuencia extremadamente alta avanzada
Impresión artística de un satélite AEHF
FabricanteLockheed Martin
Northrop Grumman
País natalEstados Unidos
OperadorFuerza Espacial de los Estados Unidos
AplicacionesComunicaciones militares
Presupuesto
AutobúsA2100M
Lanzamiento masivo6,168 kg (13,598 libras)
RégimenÓrbita geoestacionaria
Diseño de vida14 años (planificado)
Producción
EstadoOperacional
Activo
Bajo pedido0 [1]
Construido6 [2]
Lanzado6
Operacional5
Lanzamiento inaugural14 de agosto de 2010 ( USA-214 )
Último lanzamiento26 de marzo de 2020 ( USA-298 )

Advanced Extremely High Frequency ( AEHF ) es una constelación de satélites de comunicaciones operados por la Fuerza Espacial de los Estados Unidos . Se utilizan para retransmitir comunicaciones seguras para las Fuerzas Armadas de los Estados Unidos , las Fuerzas Armadas británicas , las Fuerzas Armadas canadienses , las Fuerzas Armadas de los Países Bajos y la Fuerza de Defensa de Australia . [3] El sistema consta de seis satélites en órbitas geoestacionarias . El satélite final se lanzó el 26 de marzo de 2020. AEHF es compatible con versiones anteriores y reemplaza al antiguo sistema Milstar y funcionará en un enlace ascendente de 44 GHz ( banda de frecuencia extremadamente alta (EHF)) y un enlace descendente de 20 GHz ( banda de frecuencia superalta (SHF)). [4] El sistema AEHF es un sistema de comunicaciones de servicio conjunto que proporciona comunicaciones supervivientes, globales, seguras, protegidas y resistentes a interferencias para activos militares terrestres, marítimos y aéreos de alta prioridad.

Descripción general

Los satélites AEHF utilizan muchos haces de luz estrechos dirigidos hacia la Tierra para transmitir comunicaciones hacia y desde los usuarios. Los enlaces cruzados entre los satélites les permiten transmitir comunicaciones directamente en lugar de hacerlo a través de una estación terrestre . Los satélites están diseñados para proporcionar comunicaciones resistentes a interferencias con una baja probabilidad de intercepción. Incorporan tecnología de radio con salto de frecuencia , así como antenas de matriz en fase que pueden adaptar sus patrones de radiación para bloquear posibles fuentes de interferencias .

El sistema AEHF incorpora las señales Milstar de baja y media velocidad de datos existentes, que proporcionan de 75 a 2400 bit/s y de 4,8 kbit/s a 1,544 Mbit/s respectivamente. También incorpora una nueva señal, que permite velocidades de datos de hasta 8,192 Mbit/s. [5] Cuando esté completo, el segmento espacial del sistema AEHF constará de seis satélites, que proporcionarán cobertura de la superficie de la Tierra entre las latitudes de 65° norte y 65° sur. [6] [7] Para las regiones polares del norte, el Sistema Polar Mejorado actúa como un complemento del AEHF para proporcionar cobertura EHF. [8]

El contrato inicial para el diseño y desarrollo de los satélites AEHF fue otorgado a Lockheed Martin Space Systems y Northrop Grumman Space Technology en noviembre de 2001, y cubría la fase de desarrollo y demostración del sistema del programa. El contrato cubría la construcción y el lanzamiento [9] de tres satélites, y la construcción de un segmento de control de misión. El contrato fue administrado por la Oficina del Programa MILSATCOM del Centro de Sistemas Espaciales y de Misiles . Al igual que el sistema Milstar, los AEHF son operados por el 4.º Escuadrón de Operaciones Espaciales , ubicado en la Base de la Fuerza Espacial Schriever y el 148.º Escuadrón de Operaciones Espaciales en la Base de la Fuerza Espacial Vandenberg .

Amplía los "enlaces cruzados" entre los satélites AEHF de Milstar anteriores, lo que lo hace mucho menos vulnerable a los ataques a las estaciones terrestres. Como satélite geoestacionario sobre el ecuador , aún necesita ser complementado con sistemas adicionales optimizados para la cobertura polar en altas latitudes.

En la solicitud de presupuesto del Departamento de Defensa de abril de 2009, el Secretario de Defensa Robert Gates dijo que planeaba cancelar el Sistema Transformacional de Comunicaciones por Satélite , aún en la fase de diseño, a favor de una capacidad AEHF adicional. Los satélites AEHF individuales, sin contar los gastos de lanzamiento, cuestan 850 millones de dólares.

Alzacuello

Antes del AEHF, los sistemas de comunicaciones satelitales militares de Estados Unidos y sus aliados se clasificaban en una de tres categorías: [10]

  • Banda ancha: ancho de banda máximo entre estaciones terrenas fijas y semifijas
  • Protegido: capaz de sobrevivir a la guerra electrónica y otros ataques, incluso si se sacrifica el ancho de banda
  • Banda estrecha: principalmente para uso táctico, sacrificando el ancho de banda por la simplicidad, confiabilidad y peso ligero del equipo terrestre.

Sin embargo, el AEHF combina el papel de su sistema de comunicaciones por satélite de defensa de banda ancha (DSCS) y de sus predecesores protegidos MILSTAR , a la vez que aumenta el ancho de banda de ambos. Seguirá siendo necesario contar con comunicaciones por satélite especializadas para sensores espaciales con velocidades de datos extremadamente altas, como los satélites geoespaciales y de inteligencia de señales , pero sus datos transmitidos por enlace descendente normalmente irán a un receptor especializado y se procesarán en cantidades más pequeñas; los datos procesados ​​fluirán a través del AEHF.

Lanzamiento y posicionamiento

Los satélites AEHF se envían al espacio utilizando un vehículo de lanzamiento desechable evolucionado (EELV). El peso de la carga útil en el lanzamiento es de aproximadamente 9.000 kg (20.000 lb); para cuando gasta combustible para alcanzar la órbita adecuada, su peso es de aproximadamente 6.168 kg (13.598 lb). Los satélites operarán en órbita geoestacionaria (GEO); los ajustes orbitales tardan más de 100 días en alcanzar su geoposición estable después del lanzamiento.

Electrónica

Los enlaces ascendentes y cruzados se realizan en frecuencias extremadamente altas (EHF), mientras que los enlaces descendentes utilizan frecuencias superaltas (SHF). La variedad de frecuencias utilizadas, así como el deseo de tener enlaces descendentes muy concentrados por razones de seguridad, requieren una gama de antenas, como se ve en la imagen:

  • 2 conjuntos en fase de enlace descendente SHF
  • 2 enlaces cruzados de satélite a satélite
  • 2 antenas de anulación de enlace ascendente/descendente
  • 1 matriz en fase EHF de enlace ascendente
  • Antena parabólica con cardán de 6 canales de enlace ascendente y descendente
  • 1 bocina de cobertura terrestre de enlace ascendente/descendente

La tecnología de matriz en fase es nueva en los satélites de comunicaciones, pero aumenta la confiabilidad al eliminar el movimiento mecánico requerido para las antenas cardánicas impulsadas por motor.

Las antenas de cobertura terrestre de baja ganancia envían información a cualquier lugar dentro de un tercio de la Tierra cubierto por la huella de cada satélite. Las antenas de matriz en fase proporcionan coberturas terrestres de ganancia superalta, lo que permite un acceso no programado en todo el mundo para todos los usuarios, incluidos pequeños terminales portátiles y submarinos. Las seis antenas de cobertura de resolución media (MRCA) son de cobertura "spot" altamente direccional; pueden compartirse en el tiempo para cubrir hasta 24 objetivos. Las dos antenas de área de cobertura de alta resolución permiten operaciones en presencia de interferencias en el haz; las antenas de anulación son parte de la defensa electrónica que ayuda a discriminar las señales verdaderas de los ataques electrónicos. [11]

Otro cambio con respecto a los satélites existentes es el uso de transmisores de estado sólido en lugar de los tubos de ondas viajeras que se utilizan en la mayoría de las aplicaciones militares de alta potencia SHF/EHF. Los TWT tienen una potencia de salida fija; los dispositivos más nuevos permiten variar la potencia transmitida, tanto para reducir la probabilidad de intercepción como para mejorar la eficiencia energética general. [ cita requerida ]

El software de vuelo de la carga útil contiene aproximadamente 500.000 líneas de código distribuido, integrado y en tiempo real que se ejecutan simultáneamente en 25 procesadores a bordo. [12]

Servicios

AEHF proporciona flujos de datos digitales individuales con velocidades de 75 bits/segundo a 8 megabits/segundo. [5] Estos incluyen y van más allá de la baja velocidad de datos (LDR) y la velocidad de datos media (MDR) de MILSTAR, así como la velocidad de datos alta (HDR) bastante lenta para submarinos. Los enlaces más rápidos se denominan velocidades de datos extendidas (XDR).

Si bien existen varias terminales terrestres, la terminal aerotransportada ha sido parte del proyecto de la Familia de Terminales Avanzadas Más Allá de la Línea de Vista (FAB-T). Otras estaciones terrestres incluyen la Terminal Portátil Antiinterferencias de Canal Único (SCAMP), la Terminal Táctica Segura Móvil Antiinterferencias ( SMART-T ) y el sistema Submarino de Alta Velocidad de Datos (Sub HDR).

Con Boeing como contratista principal y L-3 Communications y Rockwell Collins como subcontratistas principales, el primer FAB-T (Increment 1) fue entregado, para su uso en el avión B-2 Spirit , en febrero de 2009. Está previsto que se instale en otros aviones, incluidos los B-52, RC-135, E-4 y E-6. Otras instalaciones se instalarán en puestos de mando fijos y transportables. Interoperó con éxito con las comunicaciones tradicionales utilizando una terminal de puesto de mando y la terminal portátil antiinterferencias de canal único del ejército [13].

Satélites

AEHF-1 (Estados Unidos-214)

El primer satélite, USA-214, fue lanzado con éxito por un vehículo de lanzamiento Atlas V 531 el 14 de agosto de 2010 desde el complejo de lanzamiento espacial 41 en la estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral (CCAFS). Esto ocurrió cuatro años después de lo previsto; cuando se adjudicó el contrato en 2000, se esperaba que el primer lanzamiento se hubiera realizado en 2006. [14] El programa fue reestructurado en octubre de 2004, cuando la Agencia de Seguridad Nacional (NSA) no entregó el equipo criptográfico clave al contratista de la carga útil a tiempo para cumplir con el cronograma de lanzamiento. [15]

Lanzamiento exitoso

El vehículo de lanzamiento Atlas V colocó con éxito el satélite en una órbita de transferencia de apogeo supersincrónico con un perigeo de 275 km, un apogeo de 50.000 km y una inclinación de 22,1°. [16]

Fallo del motor de arranque y recuperación mediante propulsores de efecto Hall

El motor de apogeo líquido (LAE) del vehículo satelital proporcionado por IHI no logró elevar la órbita después de dos intentos. [17] Para resolver el problema, la altitud del perigeo se elevó a 4700 km con doce encendidos de los propulsores Reaction Engine Assembly proporcionados por Aerojet Rocketdyne , originalmente destinados al control de actitud durante las quemas del motor LAE. [16] Desde esta altitud, se desplegaron los paneles solares y la órbita se elevó hacia la órbita operacional en el transcurso de nueve meses utilizando los propulsores Hall de 0,27 Newton , también proporcionados por Aerojet Rocketdyne, una forma de propulsión eléctrica que es altamente eficiente, pero de bajo empuje. Esto tomó mucho más tiempo de lo previsto inicialmente debido a la menor altitud de inicio para las maniobras HCT. Esto provocó retrasos en el programa, ya que se analizaron los LAE del segundo y tercer vehículo satelital.

Un informe de la Oficina de Responsabilidad Gubernamental (GAO) publicado en julio de 2011 afirmó que la línea de combustible bloqueada en el motor de apogeo líquido probablemente fue causada por un trozo de tela dejado inadvertidamente en la línea durante el proceso de fabricación. [18] Si bien se cree que esta fue la causa principal de la falla, un Informe de Adquisiciones Selectas del Departamento de Defensa de los EE. UU. agrega que los procedimientos de carga de combustible y los requisitos de control térmico no cumplidos también podrían haber contribuido. [19] Los satélites restantes fueron declarados listos para volar un mes antes de la publicación del informe de la GAO. [20]

AEHF-2 (Estados Unidos-235)

Al igual que el primer satélite AEHF, el segundo (AEHF-2) fue lanzado en un Atlas V que volaba en la configuración 531. El lanzamiento desde el Space Launch Complex 41 en Cabo Cañaveral tuvo lugar el 4 de mayo de 2012. [21] Después de tres meses de maniobras, alcanzó su posición adecuada y se iniciaron los procedimientos de prueba. La finalización de la verificación del AEHF-2 se anunció el 14 de noviembre de 2012 y el control se transfirió a la 14.ª Fuerza Aérea para operaciones durante una vida útil prevista de 14 años hasta 2026. [22]

AEHF-3 (Estados Unidos-246)

El tercer satélite AEHF fue lanzado desde Cabo Cañaveral el 18 de septiembre de 2013 a las 08:10 UTC. [23] La ventana de dos horas para lanzar el satélite se abrió a las 07:04 UTC [24] y el lanzamiento se produjo tan pronto como las nubes relacionadas con el clima y los vientos de gran altitud se despejaron lo suficiente para cumplir con los criterios de lanzamiento. [23]

AEHF-4 (Estados Unidos-288)

El cuarto satélite AEHF se lanzó el 17 de octubre de 2018 desde Cabo Cañaveral a las 04:15 UTC utilizando un cohete Atlas V 551 operado por United Launch Alliance (ULA). [25]

AEHF-5 (Estados Unidos-292)

El quinto satélite AEHF se lanzó el 8 de agosto de 2019 desde Cabo Cañaveral a las 10:13 UTC utilizando un cohete Atlas V 551. [26] Una carga útil secundaria denominada TDO-1 acompañó al satélite AEHF-5 en órbita. [27]

AEHF-6 (Estados Unidos-298)

El sexto satélite AEHF fue lanzado el 26 de marzo de 2020 a las 20:18 UTC por un Atlas V 551 desde la Estación de la Fuerza Espacial de Cabo Cañaveral (CCSFS), SLC-41 . Fue el primer lanzamiento de una misión de la Fuerza Espacial de los EE. UU. desde el establecimiento del nuevo servicio militar. [28] [29] [30] [31]

Véase también

Referencias

  1. ^ "AEHF alcanza capacidad operativa inicial". Base Aérea de Los Ángeles. 30 de julio de 2015. Consultado el 4 de enero de 2018 . Dominio públicoEste artículo incorpora texto de esta fuente, que se encuentra en el dominio público .
  2. ^ "Se retrasan hasta el año próximo los lanzamientos de dos satélites militares estadounidenses". Spaceflight Now. 2 de agosto de 2017. Consultado el 4 de enero de 2018 .
  3. ^ "AEHF-5 listo para el lanzamiento". Base Aérea de Los Ángeles . Consultado el 12 de agosto de 2019 .
  4. ^ "Northrop Grumman AEHF" . Consultado el 15 de junio de 2011 .
  5. ^ ab "Advanced EHF Payloads (AEHF)". Northrop Grumman. Archivado desde el original el 23 de marzo de 2010. Consultado el 11 de noviembre de 2009 .
  6. ^ White, Andrew. "El Cuerpo de Infantería de Marina de los Estados Unidos analiza la mejora de los sistemas y procedimientos de comunicación en el Ártico". Jane's Information Group. Además, el capitán Hill advirtió que la constelación de comunicaciones por satélite de frecuencia extremadamente alta avanzada (AEHF) del Comando Espacial de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos puede resultar ineficaz por encima del paralelo 65 norte [...]
  7. ^ "Lockheed Martin". Archivado desde el original el 11 de octubre de 2007. Consultado el 12 de septiembre de 2007 .
  8. ^ "Sistema polar mejorado".
  9. ^ Lorell, Mike (enero de 2015). "Temas de crecimiento de costos extremos de seis programas de adquisiciones de defensa importantes de la Fuerza Aérea de EE. UU." Research Gate . Consultado el 7 de abril de 2019 .
  10. ^ Elfers G, Miller SB (invierno de 2002), "Future US Military Satellite Communication Systems", Aerospace Corporation Crosslink , archivado desde el original el 20 de enero de 2012 , consultado el 17 de agosto de 2018
  11. ^ "Las antenas ágiles ayudan a los guerreros", AFCEA Signal , julio de 2005
  12. ^ "Northrop Grumman certifica software de velocidad de datos extendida para satélite de comunicaciones militares EHF avanzado". Tecnología espacial de Northrop Grumman. 26 de noviembre de 2007. Archivado desde el original el 13 de abril de 2009. Consultado el 28 de abril de 2020 .
  13. ^ "El bombardero B-2 recibe la primera terminal de comunicaciones por satélite FAB-T", Deagel , 2 de febrero de 2009
  14. ^ Robert S. Dudney (octubre de 2012). «Game Changers in Space» (PDF) . Revista de la Fuerza Aérea . Consultado el 8 de abril de 2023 .
  15. ^ GAO-07-406SP Adquisiciones de defensa: evaluaciones de programas de armas seleccionados, Oficina de Responsabilidad Gubernamental de los Estados Unidos, 30 de marzo de 2007, archivado desde el original el 23 de mayo de 2011 , consultado el 16 de diciembre de 2011 Dominio públicoEste artículo incorpora texto de esta fuente, que se encuentra en el dominio público .
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  17. ^ "Probablemente el motor principal no sea el culpable del problema del AEHF 1". Archivado desde el original el 23 de octubre de 2010. Consultado el 19 de octubre de 2010 .
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  19. ^ "Departamento de Defensa, Informe de adquisiciones seleccionadas de AEHF, 31 de diciembre de 2010" (PDF) . www.esd.whs.mil . Archivado desde el original (PDF) el 26 de marzo de 2020 . Consultado el 26 de marzo de 2020 . Dominio públicoEste artículo incorpora texto de esta fuente, que se encuentra en el dominio público .
  20. ^ Clark, Stephen (14 de junio de 2011). "La Fuerza Aérea recupera los costos para salvar el satélite AEHF abandonado" . Consultado el 15 de junio de 2011 .
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  30. ^ Erwin, Sandra (26 de marzo de 2020). «El Atlas 5 de ULA lanza el satélite de comunicaciones AEHF-6 en su primera misión para la Fuerza Espacial de Estados Unidos». SpaceNews . Consultado el 28 de marzo de 2020 .
  31. ^ Brad Bergan (26 de marzo de 2020). «Por primera vez, la Fuerza Espacial de Estados Unidos se lanza a la órbita en un cohete Atlas 5». Interesting Engineering . Consultado el 28 de abril de 2020 .

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