Värdad nyttolast

En värdbaserad nyttolast är en modul ansluten till en kommersiell satellit med kommunikationskretsar som fungerar oberoende av huvudrymdfarkosten men som delar satellitens strömförsörjning och transpondrar . Konceptet har också kallats "piggybacking" eller "hichhiking".

Beskrivning

Värdbaserade nyttolaster används oftast av statliga myndigheter som vill ha kommunikationskapacitet i omloppsbana utan att behöva betala kostnaderna för att bygga och skjuta upp en hel statligt ägd satellit . Till exempel, inom USA, har försvarsdepartementet använt tre kommersiellt värdda nyttolaster sedan 2009. Att använda en värdbaserad nyttolast på en kommersiell satellit kan minska både kostnaden och tiden som krävs för att få kommunikation och annan teknologi ut i rymden.

Men eftersom vissa statliga myndigheter vill äga och kontrollera hela satellitplattformar, har värdbaserade nyttolaster inte blivit allmänt accepterade av statliga rymdplanerare, trots att en stor del av statlig satellitkommunikation går över kommersiellt ägda och drivna satelliter. Till exempel, enligt Space Commerce, går över 80 % av all amerikanska statliga och militära satellitkommunikationer via kommersiella tjänster. Värdbaserade nyttolaster ger statliga myndigheter möjligheten att äga och kontrollera en del av en satellits kapacitet. 2007 beräknade det amerikanska försvarsdepartementet att efterfrågan på satelliter under de kommande 10–13 åren skulle öka mycket snabbare än vad regeringen kunde bygga och lansera sina egna satellitsystem, vilket gör värdbaserad nyttolast på kommersiella satelliter till ett attraktivt alternativ.

Värdbaserade nyttolaster kan stödja en mängd olika uppdrag. Dessa inkluderar Space Situational Awareness (SSA) som att undvika kollisioner , skräpövervakning , kärnvapendetektering och stillbilder; och datainsamling för hyperspektral sondering , havsfärganalys, ozonkartläggning och väderspårning; såväl som kommunikation; samt forskning och utveckling.

En värdbaserad nyttolasts schema tar vanligtvis cirka 30 månader från startdatum till lansering. Denna uppskjutningstid är faktiskt en fördel jämfört med det längre uppskjutningsdatumet för typiska statliga satellitprogram. Hosted Payload ger också regeringen ett sätt att minska många risker när det gäller programfinansiering, lanseringsförseningar och operativa problem.

Från och med mars 2010 har arton kommersiella satelliter som hade kapaciteten att bära den amerikanska regeringens piggyback-nyttolaster satts i produktion, men endast en förväntas vara värd för en nyttolast eftersom regeringen ännu inte har en policy i frågan.

Rollen för värdbaserade nyttolaster i regeringen har ökat under åren. Under 2007 visar försvarsdepartementets beräknade satellitefterfrågan för de kommande 10–13 åren en ökning av satellitefterfrågan men ett gap i faktisk kapacitet. Hosted Payloads är ett potentiellt svar för att möta efterfrågan från satelliter genom deras förmåga att ge snabb och pålitlig tillgång till rymden.

I december 2010 tillkännagav mobilsatellitleverantören Inmarsat planer på att bygga tre Ka- bandsatelliter för att ge bandbredd till kommersiella militärkunder. En av Global Xpress- satelliterna, som kommer att byggas av Boeing Defence, Space & Security , kommer att bära en värdbaserad nyttolast byggd av Inmarsat. Den förväntas hyras av en kund till det amerikanska försvarsdepartementet.

Ett särskilt lovande utvecklingsområde för värdbaserad nyttolaster är jordobservationsuppdrag . Det finns otaliga miljöövervakningsuppdrag , både gamla och nya, som bör lanseras under de kommande åren.

IRIS

Ett exempel på en sådan lanserades i november 2009 kallad Intelsat 14 . Internet Routing in Space (IRIS)-programmet, enligt Intelsat , dess leverantör av fasta satelliter , var en "teknologidemonstrator"-värd nyttolast. Enligt Intelsats pressmeddelande och Steve Boutelle, Vice President, Cisco Systems Global Government Solutions Group, stöder IRIS nyttolasten nätverkstjänster för röst-, video- och datakommunikation, vilket gör det möjligt för amerikanska militära enheter och allierade styrkor att kommunicera med varandra med hjälp av Internet Protocol (IP) ) och befintlig markutrustning. I januari 2010 slutförde Cisco den första mjukvaruuppgraderingen någonsin av en IP-router ombord på en kommersiell satellit i omloppsbana.

Australian Defense Force/ILS

International Launch Services samarbetade med Intelsat för att skjuta upp Intelsat 22 -satelliten för Intelsat på en protonraket . I april 2009 tillkännagav Intelsat ett expansionsavtal för värdbaserade nyttolasttjänster med Australian Defence Force ( ADF). Intelsat 22-satelliten byggdes av Boeing Space and Intelligence Systems och lanserades under första halvåret 2012. ADF köpte återstoden av den specialiserade ultrahögfrekventa kommunikationsnyttolasten (UHF) som Intelsat integrerar i sin Intelsat 22-satellit. Intelsat 22-satelliten marknadsfördes för att ge optimal täckning för kommersiella nätverk, mobilitet och försvarsrelaterade applikationer.

Förenta staterna

Med budgetproblem som USA:s rymdprogram står inför , undersöktes värdbaserade nyttolaster 2011 som ett mer kostnadseffektivt alternativ till traditionella rymduppskjutningar i omloppsbana. Detta ledde till utveckling av kunskapsbaser för att ytterligare främja värdbaserade nyttolaster av rymdindustrin .

Ett exempel på en värdbaserad nyttolast är US Coast Guards Nationwide Automatic Identification System (NAIS) Project. Enligt Office of Space Commerce är NAIS utformad för att förbättra det nuvarande Automatic Identification System (AIS), som övervakar fartygstrafiken för medvetenhet om maritima domäner. Nyttolasten testar genomförbarheten och effektiviteten av AIS-meddelandemottagning och rapportering från rymden för fartygsspårning och andra navigeringsaktiviteter. Kustbevakningen betalade en kommersiell satellitoperatör ( Orbcomm ) för att utveckla och integrera NAIS-demonstrationsnyttolasten på en kommersiell satellit. Företaget kände en affärsmöjlighet och använde sina egna medel för att lägga till samma kapacitet till ytterligare fem satelliter. Andra kunder av en satellitbaserad AIS-datatjänst kan inkludera marinen , NOAA , försäkringsbolag och lastbilsföretag .

Det amerikanska flygvapnets Commercially Hosted Infrared Payload (CHIRP) flygdemonstrationsprogram är ett brett synfält, passiv infraröd sensor på en kommersiell GEO (SES-2) som lanserades av SES 2011. Experimentet stöder utveckling av ett infrarött sensorsystem och är avgörande för att minska teknikrisken för tredje generationens infraröda övervakningssystem (3GIRS). Flygvapnet förväntas spara kostnader genom att flyga detta uppdrag via värdnyttolast. Enligt Office of Space Commerce skulle det kosta cirka 500 miljoner dollar att lansera en dedikerad gratis flygblad för att tillfredsställa 100 % av de tekniska frågorna i samband med experimentet. Den värdbaserade nyttolasten kostade 65 miljoner dollar och borde tillgodose 80 % av de tekniska frågorna.

År 2013 valde NASA Global-scale Observations of the Limb and Disk (GOLD) som ett tillfälle för upptäcktsuppdrag. GOLD lanserades 2018 som en värdbaserad nyttolast på kommunikationssatelliten SES-14 tillverkad av Airbus Defence and Space . GOLD är en ultraviolett (FUV) avbildningsspektrometer som studerar jordens övre atmosfär.

SES :s Astra 5B- och SES-5- satelliter (lanserade i mars 2014 respektive juli 2012) bär nyttolaster för European Geostationary Navigation Overlay Service (EGNOS), ett kompletterande nätverk till GPS- och GLONASS -navigationssystemen.

Federal Aviation Administration (FAA) har använt en värdbaserad nyttolastmetod för att ställa in sina egna nyttolaster för Wide Area Augmentation System (WAAS) på en rad kommersiella geosynkrona satelliter , såsom SES-15- satelliten som lanserades i maj 2017.