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先進超高周波（AEHF ）は、米国宇宙軍が運用する通信衛星群です。米国軍、英国軍、カナダ軍、オランダ軍、オーストラリア国防軍の安全な通信を中継するために使用されます。[ 3 ]このシステムは、静止軌道上の6つの衛星で構成されています。最後の衛星は2020年3月26日に打ち上げられました。AEHFは、旧式のMilstarシステムと下位互換性があり、それを置き換えるもので、 44GHzアップリンク（超高周波（EHF）バンド）と20GHzダウンリンク（超高周波（SHF）バンド）で動作します。[ 4 ] AEHFシステムは、優先度の高い軍事地上、海上、航空資産向けに、生存性、グローバル性、安全性、保護性、妨害耐性を備えた通信を提供する統合軍通信システムです。
AEHF衛星は、地球に向けて多数の狭いスポットビームを照射し、ユーザーとの間で通信を中継します。衛星間の相互リンクにより、地上局を経由せずに直接通信を中継することが可能です。これらの衛星は、妨害電波に強く、傍受される可能性が低い通信を実現するように設計されています。周波数ホッピング無線技術に加え、放射パターンを調整して妨害電波源を遮断できるフェーズドアレイアンテナを搭載しています。
AEHFは、既存のMilstar低データレート信号と中データレート信号を統合し、それぞれ75～2400ビット/秒と4.8 キロビット/秒～1.544 メガビット/秒のデータレートを提供します。また、最大8.192 メガビット/秒のデータレートを可能にする新しい信号も統合されています。[ 5 ]完成時には、AEHFシステムの宇宙セグメントは6つの衛星で構成され、北緯65度から南緯65度までの地球表面をカバーします。[ 6 ] [ 7 ]北極圏では、拡張極地システムがAEHFの補助として機能し、EHFカバレッジを提供します。[ 8 ]
AEHF衛星の設計および開発に関する最初の契約は、 2001年11月にロッキード・マーティン・スペース・システムズとノースロップ・グラマン・スペース・テクノロジーに授与され、プログラムのシステム開発および実証フェーズを対象としていました。契約には、3つの衛星の製造と打ち上げ[ 9 ]、およびミッションコントロールセグメントの製造が含まれていました。契約は、宇宙ミサイルシステムセンターのMILSATCOMプログラムオフィスによって管理されました。ミルスターシステムと同様に、AEHFはシュリーバー宇宙軍基地に所在する第4宇宙作戦飛行隊とヴァンデンバーグ宇宙軍基地の第148宇宙作戦飛行隊によって運用されています。
これは、以前のミルスター衛星のAEHF間の「相互リンク」を拡張したものであり、地上局への攻撃に対する脆弱性を大幅に低減している。赤道上空の静止衛星であるため、高緯度地域での極域カバーに最適化された追加システムによる補完が依然として必要となる。
2009年4月の国防総省予算要求において、ロバート・ゲイツ国防長官は、設計段階にあった変革型衛星通信システム（TSCS）計画を中止し、代わりにAEHF（Advanced Energy High Force）の容量を増強する計画だと述べた。AEHF衛星1基あたりの費用は、打ち上げ費用を除いて8億5000万ドルである。
AEHF以前は、米国と同盟国の軍事衛星通信システムは、次の3つのカテゴリーのいずれかに分類されていました。[ 10 ]
しかし、AEHFは、広帯域防衛衛星通信システム（DSCS）と保護されたMILSTARという前身システムの役割を統合しつつ、両者の帯域幅を拡大しています。地理空間衛星や信号情報衛星など、極めて高いデータレートの宇宙センサーには、依然として専用の衛星通信が必要となりますが、それらのダウンリンクデータは通常、専用の受信機に送られ、より小さなデータ量に処理されます。処理されたデータはAEHFを経由して伝送されます。
AEHF衛星は、進化型使い捨てロケット（EELV）計画に基づき、アトラスVロケットを使用して宇宙に打ち上げられます。打ち上げ時のペイロード重量は約9,000kg （20,000ポンド）ですが、適切な軌道に到達するために推進剤を消費した後、重量は約6,168kg （13,598ポンド）になります。衛星は静止軌道（GEO）で運用され、打ち上げ後、軌道調整によって安定した静止位置に到達するまでには100日以上かかります。
アップリンクとクロスリンクは超高周波（EHF）を使用し、ダウンリンクは極超短波（SHF）を使用します。使用される周波数の多様性、およびセキュリティのためにダウンリンクを高精度に集束させる必要性から、図に示すような様々なアンテナが必要となります。
フェーズドアレイ技術は通信衛星においては比較的新しい技術だが、ジンバル式モーター駆動アンテナに必要な機械的な動きを排除することで信頼性を向上させる。
低利得の地球カバレッジアンテナは、各衛星のフットプリントでカバーされる地球の 3 分の 1 の範囲内のどこにでも情報を送信します。フェーズドアレイアンテナは超高利得の地球カバレッジを提供し、小型携帯端末や潜水艦を含むすべてのユーザーが世界中で予定外のアクセスを可能にします。6 基の中解像度カバレッジアンテナ (MRCA) は、指向性の高い「スポット」カバレッジであり、最大 24 のターゲットをカバーするために時分割できます。2 基の高解像度カバレッジエリアアンテナは、ビーム内ジャミングが存在する状況下での運用を可能にします。ヌリングアンテナは、電子攻撃から真の信号を識別するのに役立つ電子防御の一部です。[ 11 ]
既存の衛星とのもう一つの違いは、ほとんどの高出力軍事用SHF/EHFアプリケーションで使用されている進行波管ではなく、固体送信機を使用している点です。進行波管は出力電力が固定されていますが、新しいデバイスでは送信電力を可変できるため、傍受される可能性を低減し、全体的な電力効率を向上させることができます。
ペイロード飛行ソフトウェアには、25個のオンボードプロセッサ上で同時に実行される約50万行のリアルタイム分散組み込みコードが含まれています。[ 12 ]
AEHFは、75ビット/秒から8メガビット/秒までの速度で個別のデジタルデータストリームを提供します。[ 5 ]これには、MILSTARの低データレート（LDR）と中データレート（MDR）に加え、潜水艦向けの実際にはかなり遅い高データレート（HDR）も含まれます。より高速なリンクは、拡張データレート（XDR）と呼ばれます。
地上端末は数多く存在するが、空中端末は先進型見通し外端末（FAB-T）プロジェクトの一部となっている。その他の地上局としては、単一チャネル妨害対策携帯型端末（SCAMP）、セキュアモバイル妨害対策信頼性戦術端末（SMART-T）、および潜水艦高速データレート（Sub HDR）システムなどがある。
ボーイングを主契約者、L-3コミュニケーションズとロックウェルコリンズを主要下請け業者として、最初のFAB-T（インクリメント1）が2009年2月にB-2スピリット航空機用に納入されました。B-52、RC-135、E-4、E-6航空機を含む他の航空機への搭載も計画されています。その他の設置は、固定式および可搬式の指揮所に行われます。指揮所端末と陸軍シングルチャンネル対妨害携帯端末を使用して、従来の通信との相互運用に成功しました。[ 13 ]
最初の衛星であるUSA-214は、 2010年8月14日にケープカナベラル空軍基地（CCAFS）の宇宙発射複合施設41からアトラスV 531ロケットによって打ち上げに成功した。これは予定より4年遅れてのことで、2000年に契約が締結された時点では、最初の打ち上げは2006年に行われる予定だった。[ 14 ]このプログラムは、国家安全保障局（NSA）が打ち上げスケジュールに間に合うようにペイロード請負業者に重要な暗号化機器を納入しなかったため、2004年10月に再編成された。[ 15 ]
アトラスVロケットは、衛星を近地点275km 、遠地点50,000km、軌道傾斜角22.1°の超同期遠地点遷移軌道に投入することに成功した。 [ 16 ]
IHIが提供した衛星機の液体アポジエンジン（LAE）は、2回の試みの後、軌道上昇に失敗した。[ 17 ]この問題を解決するために、LAEエンジンの燃焼中に姿勢制御を目的としていた、エアロジェット・ロケットダインが提供した小型のリアクションエンジンアセンブリスラスタを12回噴射して、近地点高度を4700 kmまで上げた。[ 16 ]この高度から、太陽電池パネルを展開し、エアロジェット・ロケットダインが提供した0.27ニュートンホールスラスタを使用して、9か月かけて運用軌道まで軌道を上昇させた。このスラスタは、効率は高いが推力は低い電気推進の一種である。HCTマニューバの開始高度が低かったため、当初の予定よりもはるかに時間がかかった。これにより、2番目と3番目の衛星機のLAEが分析されたため、プログラムの遅延につながった。
2011年7月に発表された米国会計検査院（GAO）の報告書によると、液体アポジエンジンの燃料ラインの詰まりは、製造工程中に誤ってライン内に残された布片が原因である可能性が最も高いとされています。[ 18 ]これが故障の主な原因と考えられていますが、米国国防総省の選定調達報告書では、燃料充填手順と満たされていない熱制御要件も影響した可能性があると付け加えています。[ 19 ]残りの衛星は、GAO報告書の発表の1か月前に飛行準備完了と宣言されました。[ 20 ]
最初のAEHF衛星と同様に、2番目のAEHF-2も531構成で飛行するアトラスVで打ち上げられました。ケープカナベラルのスペース・ローンチ・コンプレックス41からの打ち上げは2012年5月4日に行われました。[ 21 ] 3ヶ月の軌道修正の後、適切な位置に到達し、試験手順が開始されました。AEHF-2のチェックアウト完了は2012年11月14日に発表され、2026年までの14年間の運用期間の運用のため、第14空軍に制御が引き継がれました。[ 22 ]
3番目のAEHF衛星は、2013年9月18日午前8時10分（UTC）にケープカナベラルから打ち上げられた。[ 23 ]衛星打ち上げの2時間のウィンドウは午前7時4分（UTC）に始まり[ 24 ]、天候による雲や高高度の風が打ち上げ基準を満たすほど十分に晴れるとすぐに打ち上げが行われた。[ 23 ]
4番目のAEHF衛星は、2018年10月17日午前4時15分（UTC）に、ユナイテッド・ローンチ・アライアンス（ULA）が運用するアトラスV 551ロケットを使用してケープカナベラルから打ち上げられた。[ 25 ]
5番目のAEHF衛星は、2019年8月8日、アトラスV 551ロケットを使用してケープカナベラルから10:13 UTCに打ち上げられた。[ 26 ] TDO-1と呼ばれる副ペイロードがAEHF-5衛星とともに軌道に投入された。[ 27 ]
6番目のAEHF衛星は、2020年3月26日20時18分（UTC）にケープカナベラル宇宙軍基地（CCSFS）SLC-41からアトラスV 551ロケットで打ち上げられた。これは、新しい軍事組織が設立されて以来、米国宇宙軍のミッションとしては初めての打ち上げだった。[ 28 ] [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ]
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