În ciuda rivalității marilor puteri spațiale în dezvoltarea vehiculelor de lansare de mare capacitate, în viitorul apropiat, navele spațiale mici și ultra-mici (SSC) se vor dezvolta rapid. Ce sarcini vor rezolva?
În condiții de aglomerație în spațiul apropiat de Pământ, miza pe nava spațială mică se poate dovedi foarte promițătoare. Și nu numai pentru că sunt de câteva ori mai ieftine decât motoarele de mai multe tone, iar eficiența lor nu este mai mică.
Monștri pe orbită
Una dintre cele mai importante direcții în dezvoltarea sistemelor de nave spațiale mici este suportul informațional pentru trupe. Rusia a fost prima dintre țările care au plasat echipamentul adecvat la bordul unei nave spațiale ultra-mici. În 1995, această direcție a fost susținută și, după cum se spune, binecuvântată de comandantul forțelor spațiale militare (1989-1992), colonelul general Vladimir Ivanov. Pentru a pune în aplicare planul, un grup de tineri oameni de știință s-au adunat sub conducerea generalului maior Vyacheslav Fateev.
Vase spațiale mici pot fi create în interiorul zidurilor unei universități
Foto: bmstu.ru
Ce legătură are mica navă spațială cu sprijinul informațional al grupărilor terestre de trupe și apărării aerospațiale? Faptul este că fiecare sistem spațial tradițional are argumentele pro și contra. La urma urmei, nu fără motiv dezvoltarea orbitarilor a continuat cu o creștere constantă a dimensiunii și greutății - acest lucru a fost cerut de echipamentele plasate pe ele. Luați sateliți de recunoaștere optică-electronică. Rezoluția lor este proporțională cu diametrul obiectivului telescopului de la bord. Optica, oferind rezultate acceptabile pentru recunoaștere, are o masă de trei până la cinci tone. Sateliții echipați cu astfel de echipamente produc imagini bune. Dar, din motive economice, foarte puține astfel de nave spațiale sunt lansate și fizic nu pot fi în punctul corect al orbitei pentru a controla situația într-o zonă aleasă în mod arbitrar. Fie ar trebui să existe o mulțime de astfel de sateliți de recunoaștere, fie va trebui să acceptați că controlul din spațiu pe un anumit câmp de luptă este posibil în cel mai bun caz de două sau trei ori pe zi. În plus, descifrarea imaginilor spațiale pentru recunoașterea țintelor necesită, de regulă, o investiție mare de timp, care este inacceptabilă în condiții de război.
Informația electronică solicită, de asemenea, vehiculului transportator: pentru a crește rezoluția, receptoarele de la bord trebuie să fie răspândite cât mai mult posibil, dar există o limită - dimensiunile satelitului.
Recunoașterea radar spațială, bazată pe așa-numitul principiu al monolocației, are propriile cerințe. Aici este nevoie de mai multă energie din sistemul de alimentare la bord, ceea ce crește sarcina. În plus, un astfel de sistem oferă un singur unghi de observare și este ușor de înșelat folosind ținte false sub forma celor mai simple reflectoare de colț.
Faceți loc pentru „copii”!
Se pare că, cu metodele tradiționale de recunoaștere spațială, o navă spațială nu poate fi mică prin definiție. Înseamnă că a sosit momentul să adoptăm alte metode. La forumul Armatei-2015, acestea au fost dedicate „mesei rotunde” „Vase spațiale mici - un instrument pentru rezolvarea problemelor de apărare aerospațială”.
Prima zonă este explorarea multispectrală. Potrivit lui Vyacheslav Fateev, cu un telescop cu un diametru minim, putem, după cum se spune, să acoperim ținta și să facem o fotografie cu o rezoluție mică. Dar dacă adăugăm la aceasta un portret multispectral al țintei, atunci folosind computerul de bord vom obține o imagine de înaltă calitate în timp real. Un sistem de recunoaștere optică fără un telescop mare se dovedește a fi destul de compact, iar viteza de procesare a semnalului prin mijloace moderne este mare. Experimentele efectuate au arătat rezultate promițătoare, dar nu au fost încă revendicate de Ministerul Apărării. Dar în SUA, pe acest principiu, s-a creat deja nava spațială pentru sprijinul informațional al câmpului de luptă TACSAT.
A doua direcție este dezvoltarea inteligenței electronice. Cu o distanță între sateliți de 10-50 de kilometri, rezoluția sistemului spațial crește de sute de ori datorită creșterii bazei de măsurare. S-au calculat parametrii navei spațiale necesare pentru aceste scopuri. Cântărește doar 100 de kilograme. Iar un sistem format din trei sau patru astfel de nave spațiale va putea asigura comunicații duplex pe câmpul de luptă, monitorizarea vehiculelor, teritoriului, atmosferei … Precizia determinării coordonatelor este de metri. Astăzi, un astfel de sistem este la mare căutare de către forțele de rachete și artilerie. Dar, pentru a obține o comandă pentru aceasta, trebuie din nou să lucrăm serios cu Ministerul Apărării.
În ceea ce privește radarul, experții au investigat posibilitatea iluminării radio de către terți a țintei sau iradierea acesteia de la alți sateliți - parcă din lateral. Ce face?
„Un satelit al clusterului cu un transmițător iradiază suprafața și țintele Pământului, iar sateliții ușori situați lângă acesta (fără emițătoare și sisteme puternice de alimentare) primesc un semnal de răspuns”, explică Fateev, „și construiește imagini radio ale acestor ținte. Mai mult, în cluster obținem nu una, ci mai multe imagini radio simultan, ceea ce elimină posibilitatea interferenței și deschide posibilitatea de a deschide ținte mascate."
Oamenii de știință au efectuat un experiment privind iluminarea radio-țintă folosind nava spațială GLONASS. Semnalul era slab. Cu toate acestea, șapte imagini radio ale țintei observate au fost sintetizate cu iluminare de la șapte sateliți simultan. Aceasta a devenit o nouă direcție de lucru. Judecând după publicațiile din presa străină, au devenit interesați de experimentul în străinătate. Agenția Spațială Europeană intenționează să o repete. Dar, indiferent de ce reușesc, aici am fost primii.
Păzirea granițelor orbitale
Pentru sprijinul informațional al trupelor, este important să se rezolve nu numai problema interconectării operaționale a subunităților din zona unui conflict militar, ci și problema comunicării operaționale globale a grupărilor militare la distanță (grupuri de nave navale, grupări de aviație) cu comandamentul militar central. După cum arată experiența internă și străină, toate aceste probleme sunt relativ simple și stabile pentru a fi rezolvate cu ajutorul grupărilor pe orbită mică a comunicațiilor de nave spațiale mici.
Un alt domeniu important de sprijin al informației pentru trupe este controlul global al vremii în zonele operațiunilor de luptă și zonele de redistribuire a trupelor. Acest lucru este, de asemenea, în puterea grupărilor ICA. Experiența noastră și străină a demonstrat acest lucru.
O altă direcție este îmbunătățirea eșalonului spațial al regiunii Kazahstanului de Est. Aici, potrivit lui Vyacheslav Fateev, prima și cea mai reușită aplicație a navei spațiale mici este dezvoltarea sistemului de control al spațiului (OMSS). Un număr de sateliți încrucișați sunt așezați pe orbită. Modelarea sugerează că doar opt nave spațiale din constelație vor face posibilă clarificarea țintei oricărui obiect nou în decurs de jumătate de oră. Acum, în sistemele radar și optoelectronice de la sol, acest lucru durează câteva ore.
Un alt avantaj în crearea unui astfel de eșalon spațial este că nu avem facilități la sol care să observe orbite cu o înclinație mai mică de 30 de grade. Nu sunt disponibile pentru noi, dar acest sistem va face sarcina rezolvabilă.
Este posibilă extinderea eșalonului spațial al SKKP și prin crearea mijloacelor de recunoaștere electronică. Pentru a face acest lucru, navele spațiale mici sunt echipate cu interceptori electronici. Ca urmare, devine posibilă observarea la nivel global a tuturor sistemelor de comunicații geostaționare care anterior nu erau disponibile pentru control.
O altă problemă pe care apărarea aerospațială va trebui să o rezolve în viitorul apropiat este lupta împotriva așa-numiților sateliți de inspecție. Știm că americanii le folosesc. Au fost publicate date privind crearea și lansarea pe orbita geostaționară a doi sateliți mici cu o greutate de aproximativ 220 de kilograme. Scopul este de a controla funcționarea navelor lor spațiale geostaționare. Cu toate acestea, aceste două vehicule pe orbită se deplasează fie într-o direcție, fie în cealaltă, în zona de acoperire a navei spațiale americane și geostationare. Este foarte dificil să îi reperăm de pe Pământ, dar SKKP-ul nostru a reușit să o facă.
MCA ar putea fi și mai mic? Există calcule: cu o dimensiune de 0,4 metri, magnitudinea stelară a MCA va fi de aproximativ M18. Și dacă este chiar mai mic, atunci satelitul devine indistinct de Pământ și este practic imposibil să lupți cu o astfel de „invizibilitate”. Ce sa fac?
„Una dintre cele mai importante direcții în dezvoltarea navelor spațiale mici este inspecția orbitei geostaționare”, crede Fateev. - Dacă o putem face, va fi un succes. Dar pentru aceasta avem nevoie de proprii noștri sateliți de inspecție."
Următoarea zonă cea mai dificilă este sistemele de detectare a spațiului pentru aeronavele hipersonice (GZVA). Aceasta este una dintre cele mai periculoase și serioase arme care zboară la altitudini medii (de la 20 la 40 km și chiar mai sus). Se pare, și nu un satelit, dar nici un avion. Viteze - peste Mach 5. Nu fiecare stație radar este capabilă să detecteze. Și totuși, sistemul rusesc de control spațial, care are o navă spațială mică, va putea vedea astfel de vehicule hipersonice. Deoarece se încălzesc până la 1000 de grade și creează un câmp plasmatic în jurul lor, sunt necesare doar nouă nave spațiale mici pentru a „acoperi” GZVA.
În cele din urmă, este necesar să se creeze un grup pentru controlul operațional al ionosferei, inclusiv în regiunea circumpolară. Acest lucru este extrem de important, mai ales atunci când se rezolvă probleme de creștere a preciziei GLONASS. Erorile la determinarea coordonatelor sunt și astăzi semnificative, iar până în 2020 trebuie reduse semnificativ. Acest lucru este necesar și în legătură cu punerea în funcțiune a instalațiilor radar peste orizont ale sistemului de apărare aerospațială. Fără o cunoaștere profundă a proprietăților ionosferei, nu vom putea rezolva problema determinării corecte a coordonatelor țintelor radar. Sarcina este destul de rezolvabilă cu ajutorul unui grup de dispozitive mici de monitorizare ionosferică.
Nici problema monitorizării continue a radiațiilor în spațiul apropiat de pământ nu este eliminată de pe ordinea de zi.
Instrument universal
După cum putem vedea, pentru a rezolva o varietate de sarcini, inclusiv a celor cu care se confruntă trupele, este necesar să se dezvolte un sistem de suport informațional multi-satelit. Aceasta nu înseamnă că fiecare dintre cele 10-12 sisteme discutate mai sus necesită o grupare separată. Va fi prea scump. Potrivit lui Fateev, toate acestea pot și trebuie combinate într-o singură grupare, a cărei bază este comunicarea radio reciprocă între toate cele mai apropiate nave spațiale mici care creează rețeaua. Toată lumea vede un vecin pe canalul de unde milimetrice și îi transmite informațiile prin el.
În același timp, cea mai importantă sarcină este rezolvată - crearea unui sistem global de transmitere a informațiilor între orice consumator de la sol și spațiu. Dacă se realizează acest lucru, atunci informațiile de la orice navă spațială mică pot fi transmise la punctul dorit de pe Pământ, fie că este vorba de semnale de control de luptă de la un comandant la un subaltern sau de informații de la alte vehicule. Mai mult, datorită prezenței constante a uneia sau a trei nave spațiale mici în zona de vizibilitate a consumatorului (comandament militar central), informațiile de informații sunt transmise în timp real de oriunde.
Astfel, o singură constelație universală multi-satelit rezolvă problemele furnizării de comunicații globale, recunoașterea operațională cuprinzătoare a teatrului de operații și a spațiului din apropierea Pământului, controlul complet al câmpului gravitațional al Pământului (din păcate, Rusia rămâne acum fără sisteme geodezice orbitale) și vreme … militară și în scopuri pașnice. Mai mult, cea mai interesantă aplicație civilă ne va afecta pe fiecare dintre noi. Este vorba despre implementarea ideii „Spațiului Internet”. Unele țări construiesc deja astfel de proiecte. „Internetul spațial” va nominaliza Rusia printre cele mai informaționale țări dezvoltate.
„Rămâne să ne convingem clienții militari de eficiența sistemului unic universal propus de nave spațiale cu dublă utilizare”, rezumă Fateev. - Desigur, există probleme. Este necesar să se dezvolte tehnologii informaționale și spațiale complet noi. În plus, cu cât sonda spațială este mai mică, cu atât viața orbitală este mai scurtă. Prin urmare, va fi necesar să se prevadă fie o creștere a înălțimii orbitei, fie o înlocuire în timp util a navei spațiale mici. În plus, este necesară o evaluare economică a sistemului unificat care este creat pentru a înțelege cât de benefic va fi pentru stat."
Cine va formula termenii de referință?
Una dintre probleme este, spun experții, că clientul, adică Ministerul Apărării, nu are experiență în crearea și utilizarea acestora. Al doilea obstacol este lipsa cerințelor tactice și tehnice pentru astfel de nave spațiale mici. Până acum, nimeni nu a spus clar și precis ce ar trebui să fie TK.
Desigur, există instituții relevante, institute de cercetare și standarde interdependente. „În conformitate cu clasificarea internațională, MCA sunt împărțite în dispozitive de la 500 la 100 de kilograme, de la 100 la 10 kilograme, de la 10 la 1 kilogram, de la un kilogram la 100 de grame”, își amintește Vladimir Letunov, Director General pentru Dezvoltarea Integrată a Tehnologii NCCI. - Contează și dimensiunea dispozitivelor. Obiectele cu un diametru mai mic de 10 centimetri nu sunt identificate prin intermediul radiocomandului și pot fi văzute prin optică doar la anumite înălțimi."
Există o înțelegere că ar trebui dezvoltată o singură platformă pentru astfel de nave spațiale mici. Dar planul nu a fost încă concretizat. Bazele pe care este construită gruparea sunt clare, există un set de clasificatori, restricții și componente. Potrivit lui Letunov, în viitorul previzibil, 90% din navele spațiale vor fi de o clasă mică, cu viitorul în spatele lor.
Proiectant șef adjunct al NPO numit după Lavochkin Nikolay Klimenko a explicat că compania lor a desfășurat mult timp și în mod intenționat lucrări la crearea MCA și are o bază corespunzătoare. A fost creată platforma spațială modificată „Karat-200”. Soluțiile științifice și tehnice aplicate sunt oferite pe baza sa. O serie de vehicule experimentale au fost deja în spațiu. Există proiecte ale altor nave spațiale de acest tip pentru rezolvarea problemelor aplicate în interesul militarilor. Cu toate acestea, Ministerul Apărării nu a dat încă acordul pentru producție.
Baloanele de pulbere sunt goale
Are Rusia un concept pentru lansarea și utilizarea navelor spațiale mici? Din păcate … Deși pentru prima dată a fost prezentată o propunere de utilizare a navei spațiale mici, repetăm, de către fostul comandant al Forțelor Spațiale Militare, generalul colonel Vladimir Ivanov. Ideea lui a fost că sateliții mari sunt pentru conducerea superioară, MCA este pentru grupări de trupe. A fost acum 20 de ani, dar conceptul nu a fost niciodată implementat. De ce?
Au fost necesare cazuri specifice. În special, o serie de aparate radar mici a fost planificată sub numele de cod „Condor”. Nu au fost dezvoltate. Acum doar unul dintre aceste vehicule se află pe orbită. De ce nu a funcționat? Pentru că opunerea navelor spațiale mari și mici este contraproductivă și greșită. Acestea ar trebui să se completeze reciproc. În timp de pace, sunt necesare dispozitive performante pentru a forma bazele de date de referință. MCA nu rezolvă această problemă. Și cei mari pot. Mai devreme, într-o perioadă specială, adică înainte de război, conform canoanelor existente, se preconiza construirea grupului orbital în detrimentul muniției navei spațiale. Dar nu a existat de mulți ani, pur și simplu nu există nimic care să completeze grupul orbital. Cu toate acestea, ar trebui să existe muniție. Deoarece atunci când devine necesar să se introducă datele necesare în hărțile rutei de rachete, rolul principal nu mai este atât de performantă cât frecvența de observare. Creșterea grupării presupune nu doar o creștere a numărului de aparate: 20–25–30 … Nici o economie nu poate rezista acestui lucru. Aceasta înseamnă că cantitatea trebuie calculată cu exactitate. O perioadă de observare de două până la trei ore se va potrivi departamentului militar.
Este necesar să simplificați cât mai mult designul, să reduceți costul produselor, folosind oferte comerciale în acest sens. După cum arată experiența conflictelor locale, durata lor este de la o săptămână la un an. Aceasta înseamnă că perioada de existență activă a MCA trebuie să fie proporțională. Principalul lucru este de a preveni o situație în care pregătirea pentru lansare va fi asigurată numai până la sfârșitul ostilităților.
Dar acest lucru necesită dezvoltarea unui concept adecvat. Perioada de pregătire pentru lansarea unor astfel de dispozitive de la primirea comenzii este de o săptămână. În opinia dezvoltatorilor, ar fi indicat să:
- să creeze un concept de acumulare operațională a capacităților constelației orbitale într-o perioadă specială, menținând în același timp cerințele privind sarcina utilă pentru acest standard (acestea ar trebui să fie aplicabile atât navelor spațiale mari, cât și celor mici);
- să dezvolte cerințe unificate pentru tehnologia de fabricație a navelor spațiale, care să asigure eliberarea lor accelerată;
- să creeze platforme spațiale unificate cu arhitectură modulară și interfețe automate pentru integrarea accelerată în sistemele spațiale (astfel încât toți dezvoltatorii să aibă o idee clară despre cum și din ce vom face dispozitivul);
- să introducă interfețe rusești care să asigure funcționarea platformelor spațiale în diferite condiții.
În cele din urmă, ar fi corect să adunăm o comunitate de experți, incluzând reprezentanți ai complexului industriei de apărare și ai organismelor de comandă, pentru a decide cu privire la utilizarea unei astfel de grupări comune multifuncționale de nave spațiale într-o perioadă specială de timp.
Până la implementarea abordărilor menționate mai sus, nimic nou nu va apărea pe orbitele spațiale ale Rusiei.
