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Articulo de referencia

Frecuencia extremadamente alta avanzada

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El Sistema Avanzado de Frecuencia Extremadamente Alta ( AEHF ) es una constelación de satélites de comunicaciones operada 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 Australiana . [ 3 ] El sistema consta de seis satélites en órbitas geoestacionarias . El último satélite fue lanzado el 26 de marzo de 2020. AEHF es compatible con versiones anteriores y reemplaza al sistema Milstar anterior , y operará en un enlace ascendente de 44 GHz ( banda de frecuencia extremadamente alta (EHF)) y  un enlace descendente de 20 GHz ( banda de frecuencia súper alta (SHF)). [ 4 ] El sistema AEHF es un sistema de comunicaciones de servicio conjunto que proporciona comunicaciones resistentes, globales, seguras, protegidas y resistentes a interferencias para activos militares terrestres, marítimos y aéreos de alta prioridad.

Descripción general

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

AEHF incorpora las señales Milstar existentes de baja y media velocidad de datos, proporcionando 75–2400 bit/s y 4,8  kbit/s–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 proporcionan 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 de AEHF para proporcionar cobertura EHF. [ 8 ]

El contrato inicial para el diseño y desarrollo de los satélites AEHF se adjudicó a Lockheed Martin Space Systems y Northrop Grumman Space Technology en noviembre de 2001, y abarcó la fase de desarrollo y demostración del sistema del programa. El contrato cubrió 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 las interconexiones entre los satélites AEHF de Milstar anteriores, lo que lo hace mucho menos vulnerable a los ataques a las estaciones terrestres. Al ser un satélite geoestacionario sobre el ecuador , aún necesita complementarse con sistemas adicionales optimizados para la cobertura polar en latitudes altas.

En la solicitud de presupuesto del Departamento de Defensa de abril de 2009, el Secretario de Defensa Robert Gates declaró que planeaba cancelar el Sistema Transformacional de Comunicaciones por Satélite , que aún se encontraba en fase de diseño, para priorizar la capacidad adicional del AEHF. Cada satélite AEHF, sin incluir los gastos de lanzamiento, costaba 850 millones de dólares estadounidenses.

Alzacuello

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

  • Banda ancha: ancho de banda máximo entre estaciones terrestres 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 en aras de la simplicidad, la fiabilidad y el peso ligero de los equipos terrestres.

Sin embargo, AEHF combina las funciones de sus predecesores , el Sistema de Comunicaciones por Satélite de Defensa (DSCS) de banda ancha y el sistema MILSTAR protegido , al tiempo que aumenta el ancho de banda en 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 de bajada normalmente se enviarán a un receptor especializado y se procesarán en cantidades más pequeñas; los datos procesados ​​fluirán a través de AEHF.

Lanzamiento y posicionamiento

Los satélites AEHF se lanzan al espacio mediante un cohete Atlas V, dentro del programa de Vehículos de Lanzamiento Desechables Evolucionados (EELV). El peso de la carga útil en el momento del lanzamiento es de aproximadamente 9000 kg (20 000 lb) ; una vez consumidos los propulsores para alcanzar la órbita adecuada, su peso es de aproximadamente 6168 kg (13 598 lb) . Los satélites operarán en órbita geoestacionaria (GEO); se requieren más de 100 días para que los ajustes orbitales alcancen su posición geoestacionaria estable después del lanzamiento.    

Electrónica

Los enlaces ascendentes y cruzados operan en la frecuencia extremadamente alta (EHF), mientras que los enlaces descendentes utilizan la frecuencia súper alta (SHF). La variedad de frecuencias empleadas, así como la necesidad de contar con enlaces descendentes altamente focalizados por motivos de seguridad, requieren una gama de antenas, como se muestra en la imagen:

La tecnología de antenas de fase controlada es nueva en los satélites de comunicaciones, pero aumenta la fiabilidad al eliminar el movimiento mecánico necesario para las antenas motorizadas y con cardán.

Las antenas de cobertura terrestre de baja ganancia envían información a cualquier lugar dentro de un tercio de la Tierra cubierta por la huella de cada satélite. Las antenas de matriz en fase proporcionan coberturas terrestres de ganancia súper alta, lo que permite el acceso mundial no programado para todos los usuarios, incluyendo terminales portátiles pequeños y submarinos. Las seis antenas de cobertura de resolución media (MRCA) ofrecen una cobertura puntual altamente direccional; pueden compartirse en el tiempo para cubrir hasta 24 objetivos. Las dos antenas de área de cobertura de alta resolución permiten operar en presencia de interferencias dentro del haz; las antenas de anulación forman parte de la defensa electrónica que ayuda a discriminar las señales reales de los ataques electrónicos. [ 11 ]

Otro cambio con respecto a los satélites actuales es el uso de transmisores de estado sólido en lugar de los tubos de onda progresiva (TWT) empleados en la mayoría de las aplicaciones militares de alta potencia en las bandas SHF/EHF. Los TWT tienen una potencia de salida fija; los dispositivos más recientes permiten variar la potencia transmitida, tanto para reducir la probabilidad de interceptación como para mejorar la eficiencia energética general.

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

Servicios

AEHF proporciona flujos de datos digitales individuales con velocidades que van desde 75 bits/segundo hasta 8 megabits/segundo. [ 5 ] Estos incluyen y superan las velocidades de datos bajas (LDR) y medias (MDR) de MILSTAR, así como la velocidad de datos altas (HDR), que en realidad es bastante lenta, para submarinos. Los enlaces más rápidos se denominan velocidades de datos extendidas (XDR).

Si bien existen varios terminales terrestres, el terminal aéreo forma parte del proyecto Family of Advanced Beyond Line-of-Sight-Terminal (FAB-T). Otras estaciones terrestres incluyen el Single-Channel Antijam Man-Portable Terminal (SCAMP), el Secure Mobile Anti-jam Reliable Tactical Terminal ( SMART-T ) y el sistema Submarine High Data Rate (Sub HDR).

Con Boeing como contratista principal y L-3 Communications y Rockwell Collins como subcontratistas principales, el primer FAB-T (Incremento 1) se entregó para su uso en el avión B-2 Spirit en febrero de 2009. Está previsto su uso en otros aviones, incluidos el B-52, el RC-135, el E-4 y el E-6. Otras instalaciones se ubicarán en puestos de mando fijos y transportables. Interoperó con éxito con sistemas de comunicaciones existentes mediante una terminal de puesto de mando y la Terminal Portátil Antiinterferencias de Canal Único del Ejército, [ 13 ]

satélites

AEHF-1 (EE. UU.-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 con cuatro años de retraso; cuando se adjudicó el contrato en 2000, se esperaba que el primer lanzamiento tuviera lugar 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 supersíncrona-apogeo 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 los propulsores de efecto Hall.

El motor de apogeo líquido (LAE) del vehículo satelital, suministrado 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 más pequeños del conjunto de motor de reacción suministrados por Aerojet Rocketdyne , originalmente destinados al control de actitud durante las igniciones del motor LAE. [ 16 ] Desde esta altitud, se desplegaron los paneles solares y la órbita se elevó hacia la órbita operativa a lo largo de nueve meses utilizando los propulsores Hall de 0,27 Newton , también suministrados 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, mientras se analizaban el segundo y el tercer LAE del vehículo satelital.

Un informe de la Oficina de Responsabilidad Gubernamental (GAO, por sus siglas en inglés) publicado en julio de 2011 indicó que la obstrucción de la línea de combustible en el motor de apogeo líquido probablemente se debió a un trozo de tela que se dejó 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 Seleccionadas del Departamento de Defensa de los Estados Unidos 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 el vuelo un mes antes de la publicación del informe de la GAO. [ 20 ]

AEHF-2 (EE. UU.-235)

Al igual que el primer satélite AEHF, el segundo (AEHF-2) fue lanzado en un Atlas V en configuración 531. El lanzamiento desde el Complejo de Lanzamiento Espacial 41 en Cabo Cañaveral tuvo lugar el 4 de mayo de 2012. [ 21 ] Tras tres meses de maniobras, alcanzó su posición correcta 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 su operación, con una vida útil prevista de 14 años hasta 2026. [ 22 ]

AEHF-3 (EE. UU.-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 el lanzamiento del 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 disiparon lo suficiente como para cumplir con los criterios de lanzamiento. [ 23 ]

AEHF-4 (EE. UU.-288)

El cuarto satélite AEHF fue lanzado 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 (EE. UU.-292)

El quinto satélite AEHF fue lanzado 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 su puesta en órbita. [ 27 ]

AEHF-6 (EE. UU.-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 Espacial Internacional de Cabo Cañaveral (CCSFS), SLC-41 . Fue el primer lanzamiento de una misión de la Fuerza Espacial de EE. UU. desde el establecimiento del nuevo servicio militar. [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ "AEHF alcanza su capacidad operativa inicial" . Base de la Fuerza 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 es de dominio público .
  2. ↑ "Se retrasan hasta el próximo año 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 de la Fuerza Aérea de Los Ángeles . Consultado el 12 de agosto de 2019 .
  4. ↑ "Northrop Grumman AEHF" . Consultado el 15 de junio de 2011 .
  5. 1 2 "Cargas útiles EHF avanzadas (AEHF)" . Northrop Grumman. Archivado del original el 23 de marzo de 2010. Recuperado el 11 de noviembre de 2009 .
  6. ↑ White, Andrew. "El Cuerpo de Marines de EE. UU. busca mejorar los sistemas y procedimientos de comunicaciones 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 EE. UU. puede ser ineficaz por encima del paralelo 65° Norte [...]
  7. ↑ "Lockheed Martin" . Archivado del 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 extremo de costos en seis programas importantes de adquisición de defensa de la Fuerza Aérea de EE. UU ." Research Gate . Recuperado el 7 de abril de 2019 .
  10. ↑ Elfers G, Miller SB (invierno de 2002), "Sistemas de comunicación satelital militares estadounidenses del futuro" , Aerospace Corporation Crosslink , archivado del original el 20 de enero de 2012 , consultado el 17 de agosto de 2018.
  11. ↑ "Antenas ágiles ayudan a los guerreros" , AFCEA Signal , julio de 2005
  12. ↑ "Northrop Grumman certifica software de velocidad de datos extendida para satélite avanzado de comunicaciones militares EHF" . Northrop Grumman Space Technology. 26 de noviembre de 2007. Archivado del original el 13 de abril de 2009. Consultado el 28 de abril de 2020 .
  13. ↑ "El bombardero B-2 recibe su primer terminal de comunicaciones por satélite FAB-T" , Deagel , 2 de febrero de 2009
  14. ↑ Robert S. Dudney (octubre de 2012). "Avances revolucionarios en el espacio" (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 del original el 23 de mayo de 2011 , consultado el 16 de diciembre de 2011Dominio públicoEste artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
  16. 1 2 Justin Ray, SPACEFLIGHT NOW, El épico ascenso del satélite de la Fuerza Aérea debería terminar pronto 9 de octubre de 2011 (consultado el 14 de diciembre de 2011)
  17. ↑ "Es probable que el motor principal no sea el culpable de los problemas del AEHF 1" . Archivado del original el 23 de octubre de 2010. Consultado el 19 de octubre de 2010 .
  18. ↑ Ray, Justin (9 de octubre de 2011). "El épico ascenso del satélite de la Fuerza Aérea debería terminar pronto" . Spaceflight Now . Consultado el 7 de abril de 2019 .
  19. ↑ "Departamento de Defensa, Informe de Adquisiciones Seleccionadas de AEHF, 31 de diciembre de 2010" (PDF) . www.esd.whs.mil . Archivado del original (PDF) el 26 de marzo de 2020. Consultado el 26 de marzo de 2020 .Dominio públicoEste artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
  20. ↑ Clark, Stephen (14 de junio de 2011). "La Fuerza Aérea recupera los costos para salvar el satélite AEHF varado" . Consultado el 15 de junio de 2011 .
  21. ↑ "Centro de estado de la misión Spaceflightnow" . Archivado del original el 2 de mayo de 2012. Consultado el 2 de mayo de 2012 .
  22. ↑ "Centro de estado de la misión Spaceflightnow" . Spaceflight Now . Consultado el 28 de noviembre de 2012 .
  23. 1 2 Halvorsen, Todd (18 de septiembre de 2013). "Atlas V cobra vida con un satélite de la Fuerza Aérea a bordo" . Florida Today . Recuperado el 18 de septiembre de 2013 .
  24. ↑ El Atlas V lanzará el AEHF-3. Archivado el 2 de octubre de 2013 en Wayback Machine . United Launch Alliance, consultado el 17 de septiembre de 2013.
  25. ↑ «Proyecto de comunicaciones satelitales militares protegidas celebra un lanzamiento exitoso desde Cabo Cañaveral» . The Maple Leaf. 23 de noviembre de 2018. Archivado del original el 24 de diciembre de 2019.
  26. ↑ "Atlas V AEHF-5 United Launch Alliance" . ULA . Consultado el 10 de junio de 2019 .
  27. ↑ Stephen Clark (26 de marzo de 2020). "El primer lanzamiento de la Fuerza Espacial está programado para el jueves" . spaceflightnow.com . Consultado el 8 de abril de 2023 .
  28. ↑ Kheel, Rebecca (26 de marzo de 2020). "La Fuerza Espacial lanza su primera misión" . The Hill . Consultado el 28 de marzo de 2020 .
  29. ↑ Dunn, Marcia (26 de marzo de 2020). "La Fuerza Espacial lanza su primera misión con precauciones contra el virus" . Associated Press . Consultado el 28 de marzo de 2020 .
  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 EE . UU." . SpaceNews . Consultado el 28 de marzo de 2020 .
  31. ↑ Brad Bergan (26 de marzo de 2020). "Por primera vez, la Fuerza Espacial de EE. UU. realiza un lanzamiento a órbita con el cohete Atlas 5" . Interesting Engineering . Consultado el 28 de abril de 2020 .

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  • Lanzamiento del AEHF-1, SLC-41, CCAFS, 14 de agosto de 2010 a las 7:07 am EDT
  • Lanzamiento del AEHF-2, SLC-41, CCAFS, 4 de mayo de 2012 a las 14:42 (hora del este de EE. UU.)
  • Lanzamiento del AEHF-3, SLC-41, CCAFS, 18 de septiembre de 2013 a las 4:10 am EDT