National Security Space Launch ( NSSL ) es un programa de la Fuerza Espacial de los Estados Unidos (USSF) cuyo objetivo es garantizar el acceso al espacio a las cargas útiles del Departamento de Defensa de los Estados Unidos y otras cargas útiles del gobierno de los Estados Unidos . El programa está gestionado por la Dirección de Acceso Asegurado al Espacio (SSC/AA) del Comando de Sistemas Espaciales (SSC) de la Fuerza Espacial, [1] en colaboración con la Oficina Nacional de Reconocimiento . [2]
El programa, que comenzó en 1994 como el programa del sistema de lanzamiento de vehículos de lanzamiento desechables evolucionados , tenía como objetivo inicial hacer que los lanzamientos espaciales gubernamentales fueran más asequibles y confiables , lo que llevó al desarrollo de las familias Boeing Delta IV y Lockheed Martin Atlas V EELV. Estos siguieron siendo los principales vehículos de lanzamiento para los satélites militares estadounidenses , y luego se les unió el Falcon 9 desarrollado por SpaceX . [3] [4]
El 1 de marzo de 2019, el nombre del programa cambió de EELV a National Security Space Launch (NSSL) para reflejar mejor el creciente mercado de lanzamiento comercial y la naturaleza cambiante de los contratos de lanzamiento, incluido el potencial de vehículos de lanzamiento reutilizables. [5] [6]
El programa NSSL lanza los satélites militares más valiosos del país; los contratos para lanzar cargas útiles de menor valor, como las del Programa de Pruebas Espaciales , se otorgan utilizando diferentes metodologías. [7]
La USAF inició el programa EELV en 1994, tras muchos años de estudios financiados por el gobierno para mejorar los sistemas y la arquitectura. La intención era reemplazar a los vehículos antiguos, incluidos Delta II , Atlas II y Titan IV . Los EELV debían reducir los costos al basarse en carenados estandarizados, vehículos de núcleo líquido , etapas superiores y cohetes propulsores sólidos . También se propuso un bus de interfaz de carga útil estándar como una forma de ahorrar dinero y mejorar la eficiencia.
Reducir el costo de los lanzamientos y garantizar el acceso nacional al espacio fueron los dos objetivos principales del programa de lanzamiento espacial/EELV de la USAF. [8] Algunas de las razones por las que el acceso asegurado al espacio es una prioridad para los Estados Unidos se establecen en la Directiva Presidencial Nacional Número 40, que dice:
El acceso al espacio a través de las capacidades de transporte espacial de Estados Unidos es esencial para:
- colocar activos y capacidades críticos del Gobierno de los Estados Unidos en el espacio;
- aumentar las capacidades espaciales de manera oportuna en caso de mayores necesidades operativas o minimizar las interrupciones debidas a fallas de satélites en órbita, fallas de lanzamiento o acciones deliberadas contra activos espaciales estadounidenses;
- Apoyar los vuelos espaciales tripulados gubernamentales y comerciales.
Por lo tanto, Estados Unidos debe mantener capacidades de transporte espacial estadounidenses robustas, receptivas y resilientes para garantizar el acceso al espacio. [9]
La adquisición de los propulsores EELV para el lanzamiento espacial militar debía evolucionar para ajustarse más a la práctica comercial. [10] Las ofertas iniciales procedían de cuatro importantes contratistas de defensa: Lockheed Martin , Boeing , McDonnell Douglas y Alliant Techsystems . Cada una de las ofertas incluía una variedad de conceptos. Boeing propuso inicialmente utilizar el motor principal del transbordador espacial RS-25 . [11]
En octubre de 1998 se adjudicaron dos contratos iniciales de servicios de lanzamiento (conocidos como Buy 1). Junto con la adjudicación de dos acuerdos de desarrollo, el importe total fue de más de 3.000 millones de dólares. [12] Boeing se adjudicó un contrato para 19 de los 28 lanzamientos; Lockheed Martin se adjudicó un contrato para los otros 9. Boeing recibió 1.380 millones de dólares, y Lockheed Martin recibió 650 millones de dólares por los lanzamientos. [13] Boeing y Lockheed Martin recibieron 500 millones de dólares cada uno para la fase final de la licitación. Boeing desarrolló el Delta IV basado en núcleos de refuerzo comunes y la segunda etapa criogénica Delta , mientras que Lockheed Martin desarrolló el Atlas V basado en núcleos de refuerzo comunes y la etapa superior Centaur . [12]
En 2003, se descubrió que Boeing estaba en posesión de documentos patentados de Lockheed Martin. [14] La USAF trasladó 7 lanzamientos de Delta IV a Atlas V. [15] Para poner fin al litigio y la competencia por un mercado limitado, ambas empresas acordaron formar la empresa conjunta United Launch Alliance (ULA). [16] Cada empresa tiene una participación del 50% en ULA. [17]
Antes de 2012, la USAF estaba impulsando otro programa, el Sistema de refuerzo reutilizable y otras tecnologías de seguimiento, y hasta principios de 2012 emitió adjudicaciones de contratos para varios aspectos del mismo, [18] antes de que el programa se cancelara en octubre de 2012. [19]
En diciembre de 2012, el Departamento de Defensa anunció la reapertura del mercado de vehículos de lanzamiento de clase EELV a la competencia , al tiempo que autorizó a la USAF a proceder a una compra en bloque de "hasta" 36 cohetes de ULA. Al mismo tiempo, se iban a adquirir otros 14 cohetes de manera competitiva a partir de 2015, y los lanzamientos iniciales se realizarían en 2017. [20]
La USAF firmó un contrato en ese momento con SpaceX para dos lanzamientos en 2014 y 2015 para servir como vuelos de prueba para apoyar el proceso de certificación del Falcon 9 v1.1 y Falcon Heavy . [21] En abril de 2014, después de que se contrataron los lanzamientos, SpaceX demandó a la Fuerza Aérea de los Estados Unidos, [22] [23] argumentando que los motores RD-180 , producidos en Rusia por la NPO Energomash, propiedad del gobierno , y utilizados por el Atlas V, violaban las sanciones contra el gobierno ruso. [24] La USAF y SpaceX resolvieron la demanda en enero de 2015 abriendo más lanzamientos a licitación competitiva. [25] [26] La USAF certificó el Falcon 9 en mayo de 2015, [27] y en 2016 SpaceX ganó un contrato bajo el programa EELV para lanzar una carga útil satelital GPS Block III a MEO . [28]
La USAF comenzó el proceso de selección competitiva de los vehículos NSSL de próxima generación en 2018. Los requisitos de rendimiento anunciados incluyen: [29] [30]
Las cargas útiles de categoría A encajan dentro de una envoltura de carga útil de 4 m de diámetro , las cargas útiles de categoría B encajan dentro de una envoltura de carga útil de 5 m de diámetro y las cargas útiles de categoría C requieren una envoltura de carga útil extendida de 5 m de diámetro.
La USAF y la Fuerza Espacial de los Estados Unidos (USSF) planean utilizar los vehículos de lanzamiento NSSL de próxima generación al menos hasta 2030. [31]
Desde 2019, el Departamento de Defensa ha certificado cuatro vehículos para realizar lanzamientos NSSL: Atlas V, Delta IV Heavy, Falcon 9 y Falcon Heavy. [5] Delta IV Medium se retiró en agosto de 2019 y Delta IV Heavy se retiró en abril de 2024. Después de un proceso de licitación y competencia de dos años en 2018-2020, en agosto de 2020 la USSF seleccionó a SpaceX (F9 y FH) y al Vulcan Centaur de ULA, aún no certificado, para satisfacer los requisitos de lanzamiento militar de EE. UU. en 2022-2027. New Glenn fue considerado por primera vez en la licitación de la Fase 3 del Carril 1 de NSSL.
El Delta IV Medium voló con dos o cuatro SRB en un único núcleo de refuerzo común . [32] El DCSS tenía versiones de 4 m de diámetro y 5 m de diámetro, con carenados de carga útil de diámetro coincidente. Los CBC y DCSS del Delta IV se integraron horizontalmente antes de ser transportados a la plataforma de lanzamiento. El Delta IV Medium se retiró después del lanzamiento del satélite GPS-III el 22 de agosto de 2019. La misión utilizó un Delta IV M+(4,2) dos SRB, un DCSS de 4 m de diámetro y un carenado de carga útil, el uso final del carenado de 4 m. [33] [34]
El vehículo de lanzamiento Delta IV Heavy utilizó tres núcleos de refuerzo comunes (CBC), cada uno propulsado por un motor Pratt and Whitney Rocketdyne RS-68A, una segunda etapa criogénica Delta de 5 m (DCSS) propulsada por un RL10 y un carenado de carga útil de 5 m. Los CBC y DCSS del Delta IV se integraron horizontalmente antes de ser transportados a la plataforma de lanzamiento. [32] En 2020, ULA anunció el retiro del Delta IV después de 5 lanzamientos más. [35] El vuelo final ocurrió en abril de 2024.
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Cada vehículo de lanzamiento Atlas V se basa en un Common Core Booster propulsado por un motor NPO Energomash RD-180 con dos cámaras de combustión y una etapa superior Centaur propulsada por uno o dos motores Pratt & Whitney Rocketdyne RL10A-4-2. Se pueden añadir hasta cinco cohetes propulsores sólidos Aerojet Rocketdyne Graphite-Epoxy Motor para aumentar el rendimiento del vehículo, y hay dos diámetros de carenado de carga útil disponibles. [36]
Para la identificación de la configuración del Atlas V se utiliza una convención de nombres de tres dígitos . El primer dígito representa el diámetro del carenado de carga útil , ya sea 4,2 metros (indicado por un 4) o 5,4 metros (indicado por un 5). El segundo dígito es para el número de cohetes propulsores sólidos (0 a 5) que se utilizarán, y el tercer dígito el número de motores RL-10 en la etapa superior del Centaur (1 o 2). Como ejemplo, un Atlas V 551 tiene un carenado de carga útil de 5,4 metros, 5 SRB y 1 RL-10. [36]
En agosto de 2021, ULA anunció que Atlas V sería retirado y que se habían vendido los 29 lanzamientos restantes. [37] El último lanzamiento de NSSL ocurrió el 30 de julio de 2024. [38] A julio de 2024 [actualizar], quedan quince lanzamientos, todos para lanzamientos no pertenecientes al Departamento de Defensa.
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Las principales características del Falcon 9 en su versión Block 5 incluyen dos etapas , ambas impulsadas por LOX y RP-1 , con nueve motores Merlin 1D en la primera etapa y un motor Merlin 1D Vacuum en la segunda etapa. [39] Este lanzador cuenta con una primera etapa y carenados reutilizables, lo que reduce el coste por misión. [40]
El GPS-IIIA USA-289 fue el primer lanzamiento del Falcon 9 B5 de tipo NSSL. El lanzamiento se produjo el 23 de diciembre de 2018. [41]
El Falcon Heavy es un cohete de carga superpesada desarrollado y producido por SpaceX. Ha sido certificado para el programa NSSL después del lanzamiento del STP-2 completado el 25 de junio de 2019, como confirmó el comandante del Centro de Sistemas Espaciales y de Misiles de la Fuerza Aérea, el teniente general Thompson. [42] Aclaró: "Los certifiqué para competir el año pasado" y "uno de los requisitos detrás de la certificación es volar tres misiones". Este requisito ha sido satisfecho por el vuelo de prueba del Falcon Heavy en febrero de 2018, el Arabsat-6A en abril de 2019 y el lanzamiento del STP-2 en junio de 2019. Falcon Heavy ha sido certificado para dos órbitas de referencia de la Fase 1A y, a partir de 2019, "no está certificado para todas nuestras órbitas espaciales de seguridad nacional más estresantes", dijo Thompson. [43] La USAF está trabajando con SpaceX para madurar el diseño de su Falcon Heavy. [ necesita actualización ]
Hasta diciembre de 2023, ha realizado tres vuelos clasificados de seguridad nacional: USSF-44, [44] USSF-67, [45] y USSF-52. [46]
En 2018, se llevó a cabo una adjudicación de contrato competitivo para lanzar naves espaciales de seguridad nacional entre United Launch Alliance (ULA), Northrop Grumman Innovation Systems (NGIS), Blue Origin y SpaceX.
Se seleccionaron dos proveedores para lanzar naves espaciales a una serie de órbitas de referencia. En octubre de 2018, la USAF otorgó fondos de desarrollo a ULA, NGIS y Blue Origin para avanzar en el diseño de sus cohetes antes de una competencia posterior para la adjudicación de la construcción de los vehículos de lanzamiento. [47] SpaceX no recibió nada de esta financiación para desarrollar sus diseños, ya que tanto el Falcon 9 como el Falcon Heavy habían completado su desarrollo y ya estaban volando.
Blue Origin recibió $500 millones de financiación de la fase 1 para un mayor desarrollo de New Glenn como un posible competidor en futuros contratos. [47] A partir de 2019, Blue Origin esperaba un primer lanzamiento de New Glenn en 2021. En ese momento, no se recibió financiación de la fase 2 del gobierno de los EE. UU. después de agosto de 2020, cuando ULA Vulcan y SpaceX fueron seleccionados por la Fuerza Aérea. [48] Se considera probable que Blue Origin continúe construyendo y probando New Glenn, en parte porque ya estaban financiando el desarrollo de forma privada antes de la competencia NSSL de la Fuerza Aérea. [49]
En 2018, Northrop Grumman recibió 792 millones de dólares de financiación para la fase 1 del desarrollo de OmegA. [47] OmegA era un diseño de cohete con dos etapas sólidas principales, una etapa superior criogénica y la posibilidad de incorporar propulsores adicionales de cohetes sólidos. En 2019, NGIS había indicado que el primer vuelo se esperaba para 2021. [50] En ese momento, no se recibió financiación para la fase 2 por parte del gobierno de los EE. UU. después de agosto de 2020, cuando la Fuerza Aérea seleccionó a ULA Vulcan y SpaceX. [48] En 2020, Northrop Grumman anunció la cancelación de OmegA. [51]
La ULA recibió 967 millones de dólares de financiación de la fase 1 para un mayor desarrollo de Vulcan Centaur como posible competidor en futuros contratos. [47] El 12 de agosto de 2019, la ULA presentó a Vulcan Centaur para la fase 2 del concurso de servicios de lanzamiento de la USAF. A julio de 2024, Vulcan Centaur ha completado un vuelo de lanzamiento de certificación y queda otro por certificar por completo para lanzamientos de seguridad nacional. [52]
El 12 de agosto de 2019, al menos tres de las cuatro empresas presentaron sus ofertas finales para el concurso de servicios de lanzamiento. SpaceX presentó una oferta para los actuales Falcon 9 y Falcon Heavy , mientras que se esperaba que Blue Origin presentara una oferta para New Glenn, ULA para Vulcan Centaur y no se informó sobre el estado de la oferta de NGIS. Blue Origin también presentó una protesta previa a la adjudicación de la solicitud de propuesta argumentando que los requisitos eran ambiguos. [53] [ necesita actualización ]
El 7 de agosto de 2020, el Departamento de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos anunció los resultados de la Adquisición del Servicio de Lanzamiento de la Fase 2 del Programa de Seguridad Nacional Espacial, por un valor aproximado de 3500 millones de dólares. SpaceX y ULA fueron los dos proveedores seleccionados a través de la competencia para suministrar lanzamientos al ejército estadounidense en el período 2022-2026. [49] [48] La Fuerza Espacial de los Estados Unidos (USSF) planea entre 30 y 34 lanzamientos durante estos cinco años fiscales. Se espera que ULA se encargue del 60 por ciento de los lanzamientos, mientras que SpaceX se encargará del 40 por ciento de los lanzamientos durante el período de cinco años. [48] [49]
El tipo de contrato para los contratos de la fase 2 es nuevo para los lanzamientos de NSSL, ya que será un contrato de lanzamiento de tipo "a precio fijo firme y entrega indefinida". [54] Las adjudicaciones en agosto de 2020 son una parte importante de "la transición del programa de lanzamiento de seguridad nacional para aprovechar la innovación comercial y las inversiones privadas en vehículos de lanzamiento". [48]
En 2023, la USSF publicó un borrador de RFP para la "Fase 3" de NSSL, que cubre los cinco años fiscales 2025-2029. A diferencia de los contratos NSSL anteriores, la Fase 3 se divide en dos "líneas". La línea 1 cubre misiones menos exigentes y está estructurada para alentar a nuevos proveedores de lanzamiento. La línea 2 es más similar a la Fase 2 y requiere que cada proveedor pueda manejar todos los requisitos de NSSL. Sin embargo, la línea 2 permite hasta tres proveedores en lugar de solo los dos proveedores de la Fase 2. [55] Las propuestas debían presentarse el 15 de diciembre de 2023 y se espera que las adjudicaciones se realicen a mediados o fines de 2024. [56]
Los adjudicatarios de la Fase 3 del carril 1 fueron SpaceX, Blue Origin y ULA. Los vehículos fueron: Falcon 9 , New Glenn y Vulcan Centaur , respectivamente. [57]
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