Male letjelice mogu učiniti više
Unatoč rivalstvu vodećih svemirskih sila u razvoju lansirnih vozila velikog kapaciteta, u bliskoj budućnosti male i ultra male svemirske letjelice (SSC) brzo će se razvijati. Koje će zadatke riješiti?
U uvjetima zagušenja u svemiru blizu Zemlje, ulog na maloj svemirskoj letjelici mogao bi se pokazati vrlo obećavajućim. I ne samo zato što su nekoliko puta jeftiniji od višetonskih motora, a njihova učinkovitost nije ništa manja.
Čudovišta u orbiti
Jedan od najvažnijih pravaca u razvoju malih svemirskih sustava je informacijska podrška trupama. Rusija je prva od zemalja koja je postavila odgovarajuću opremu na ultramanju svemirsku letjelicu. Godine 1995. ovaj je smjer podržao i, kako kažu, blagoslovio zapovjednik Vojno-svemirskih snaga (1989.-1992.), General-pukovnik Vladimir Ivanov. Za provedbu plana okupila se skupina mladih znanstvenika pod vodstvom general bojnika Vjačeslava Fatejeva.
Mala svemirska letjelica može se stvoriti unutar zidova sveučilišta
Fotografija: bmstu.ru
Kakve veze mala svemirska letjelica ima s informacijskom podrškom kopnenih grupa postrojbi i zračno -svemirskom obranom? Činjenica je da svaki tradicionalni svemirski sustav ima svoje prednosti i nedostatke. Uostalom, nije bez razloga razvoj orbitera išao s stalnim povećanjem veličine i težine - to je zahtijevala oprema postavljena na njih. Uzmite optičko-elektroničke izviđačke satelite. Njihova je rezolucija proporcionalna promjeru leće ugrađenog teleskopa. Optika, koja daje prihvatljive rezultate za izviđanje, ima masu od tri do pet tona. Sateliti opremljeni takvom opremom proizvode dobre slike. No iz ekonomskih razloga vrlo je malo takvih svemirskih letjelica lansirano, a oni fizički ne mogu biti na pravoj točki orbite za kontrolu situacije u proizvoljno odabranom području. Ili bi trebalo biti puno takvih izvidničkih satelita, ili ćete morati prihvatiti da je kontrola iz svemira na određenom bojnom polju moguća u najboljem slučaju dva ili tri puta dnevno. Osim toga, dešifriranje svemirskih slika za prepoznavanje meta u pravilu zahtijeva veliko ulaganje vremena, što je neprihvatljivo u uvjetima ratovanja.
Elektronička inteligencija također postavlja ozbiljne zahtjeve prema vozilu -nosaču: da bi se povećala razlučivost, prijemnici na brodu moraju biti rašireni što je više moguće, ali postoji granica - dimenzije satelita.
Svemirsko radarsko izviđanje, temeljeno na takozvanom principu monolokacije, ima svoje zahtjeve. Ovdje je potrebno više energije iz ugrađenog sustava napajanja, što povećava opterećenje. Osim toga, takav sustav pruža samo jedan kut promatranja i lako ga je prevariti pomoću lažnih meta u obliku najjednostavnijih kutnih reflektora.
Učinite mjesto "djeci"!
Pokazalo se da s tradicionalnim metodama izviđanja svemira letjelica po definiciji ne može biti mala. To znači da je došlo vrijeme za usvajanje drugih metoda. Na forumu Army -2015 bili su posvećeni "okruglom stolu" "Mala svemirska letjelica - alat za rješavanje problema obrane zrakoplova."
Prvo područje je multispektralno istraživanje. Prema riječima Vjačeslava Fatejeva, teleskopom minimalnog promjera možemo, kako kažu, pokriti metu i snimiti sliku niske rezolucije. No dodamo li ovome multispektralni portret mete, tada ćemo pomoću ugrađenog računala dobiti sliku visoke kvalitete u stvarnom vremenu. Sustav optičkog izviđanja bez velikog teleskopa pokazuje se prilično kompaktnim, a brzina obrade signala suvremenim sredstvima velika. Provedeni pokusi pokazali su obećavajuće rezultate, no Ministarstvo obrane ih još nije tvrdilo. No u SAD -u su na tom principu već stvorene letjelice za informacijsku podršku bojišta TACSAT.
Drugi smjer je razvoj elektroničke inteligencije. S udaljenošću između satelita 10-50 kilometara, razlučivost svemirskog sustava povećava se stotine puta zbog povećanja mjerne baze. Izračunati su parametri svemirske letjelice potrebni za ove svrhe. Težak je samo 100 kilograma. A sustav od tri ili četiri takve male letjelice moći će omogućiti dvostranu komunikaciju na bojnom polju, nadzirati vozila, teritorij, atmosferu … Točnost određivanja koordinata su metri. Danas takav raketni sustav i topništvo imaju veliku potražnju. No da bismo za to dobili narudžbu, moramo ponovno ozbiljno surađivati s Ministarstvom obrane.
Što se tiče radara, stručnjaci su istraživali mogućnost radijskog osvjetljavanja cilja trećih strana ili zračenja s drugih satelita - kao sa strane. Što to radi?
"Jedan satelit klastera s odašiljačem zrači Zemljinu površinu i ciljeve, a lagani sateliti koji se nalaze pored njega (bez odašiljača i moćnih sustava napajanja) primaju signal odziva", objašnjava Fateev, "i grade radio snimke ovih ciljeva. Štoviše, u klasteru ne dobivamo jednu, već nekoliko radio snimaka odjednom, što eliminira mogućnost smetnji i otvara mogućnost otvaranja maskiranih ciljeva."
Znanstvenici su proveli eksperiment na radijskom osvjetljenju cilja pomoću letjelice GLONASS. Signal je bio slab. Ipak, sedam radio snimaka promatrane mete sintetizirano je s osvjetljenjem sa sedam satelita odjednom. Ovo je postao novi smjer rada. Sudeći prema objavama u inozemnom tisku, za pokus su se zainteresirali u inozemstvu. Europska svemirska agencija namjerava to ponoviti. No, bez obzira na to što uspjeli, ovdje smo bili prvi.
Čuvanje orbitalnih granica
Za informacijsku potporu trupa važno je riješiti ne samo problem operativnog međusobnog povezivanja podjedinica u području vojnog sukoba, već i problem globalne operativne komunikacije udaljenih vojnih skupina (skupine mornaričkih brodova, zrakoplovne skupine) sa središnjim vojnim zapovjedništvom. Kako pokazuje domaće i strano iskustvo, svi su ti problemi relativno jednostavni i stabilni za rješavanje uz pomoć nisko-orbitnih grupacija komunikacija malih svemirskih letjelica.
Drugo važno područje informacijske potpore postrojbama je globalna kontrola vremena u područjima borbenih djelovanja i područjima preraspodjele vojnika. To je također u nadležnosti ICA grupacija. Naše i strano iskustvo je to pokazalo.
Drugi smjer je poboljšanje svemirskog ešalona regije Istočni Kazahstan. Ovdje je, prema Vyacheslavu Fateevu, prva i najuspješnija primjena male letjelice razvoj sustava upravljanja svemirom (OMSS). U orbitu se nalazi niz satelita s unakrsnim poljem. Modeliranje sugerira da će samo osam svemirskih letjelica u sazviježđu omogućiti pojašnjenje cilja bilo kojeg novog objekta u roku od pola sata. Sada, u optoelektroničkim i radarskim sustavima na zemlji, to traje nekoliko sati.
Još jedna prednost u stvaranju takvog svemirskog ešalona je to što nemamo zemaljske objekte koji bi promatrali orbite s nagibom manjim od 30 stupnjeva. Oni nam nisu dostupni, ali ovaj će sustav učiniti zadatak rješivim.
Svemirski ešalon SKKP -a moguće je proširiti i stvaranjem sredstava za elektroničko izviđanje. Za to su male svemirske letjelice opremljene elektroničkim presretačima. Kao rezultat toga, postaje moguće globalno promatrati sve geostacionarne komunikacijske sustave koji su prije bili nedostupni za upravljanje.
Drugi problem koji će zrakoplovna obrana morati riješiti u bliskoj budućnosti je borba protiv takozvanih inspekcijskih satelita. Znamo da ih Amerikanci koriste. Objavljeni su podaci o stvaranju i lansiranju u geostacionarnu orbitu dva mala satelita teška oko 220 kilograma. Cilj je kontrolirati rad njihove geostacionarne letjelice. Međutim, ova dva vozila u orbiti kreću se u jednom ili drugom smjeru u području pokrivanja i američke i naše geostacionarne letjelice. Vrlo ih je teško uočiti sa Zemlje, ali naš SKKP je to uspio.
Može li MCA biti još manji? Postoje izračuni: s veličinom od 0,4 metra, zvjezdana veličina MCA -e bit će približno M18. A ako je još manji, tada se satelit ne može razlikovati od Zemlje, pa se s takvom "nevidljivošću" praktički nemoguće boriti. Što uraditi?
"Jedan od najvažnijih pravaca u razvoju malih svemirskih letjelica je pregled geostacionarne orbite", smatra Fateev. - Ako to uspijemo, to će biti uspjeh. Ali za to su nam potrebni vlastiti inspekcijski sateliti."
Sljedeće najteže područje su sustavi otkrivanja svemira za hipersonične zrakoplove (GZVA). Ovo je jedno od najopasnijih i najozbiljnijih oružja koje leti na srednjim visinama (od 20 do 40 km pa čak i više). Čini se, i nije satelit, ali ni zrakoplov. Brzine - preko 5 maha. Nije svaka radarska stanica sposobna detektirati. Pa ipak, ruski sustav upravljanja svemirom, koji ima malu svemirsku letjelicu, moći će vidjeti takva hipersonična vozila. Budući da se zagrijavaju do 1000 stupnjeva i stvaraju polje plazme oko sebe, potrebno je samo devet malih svemirskih letjelica za "pokrivanje" GZVA -e.
Konačno, potrebno je stvoriti skupinu za operativnu kontrolu ionosfere, uključujući i cirkumpolarno područje. To je iznimno važno, osobito pri rješavanju problema povećanja točnosti GLONASS -a. Pogreške u određivanju koordinata i danas su značajne, a do 2020. moraju se značajno smanjiti. To je također potrebno u vezi s puštanjem u rad radarskih objekata iznad horizonta sustava zračno-svemirske obrane. Bez dubokog poznavanja svojstava ionosfere nećemo moći riješiti problem točnog određivanja koordinata radarskih ciljeva. Zadatak je prilično rješiv uz pomoć grupiranja malih uređaja za nadzor ionosfere.
S dnevnog reda nije skinut ni problem kontinuiranog nadzora zračenja u svemiru blizu zemlje.
Univerzalni alat
Kao što vidimo, kako bi se riješili različiti zadaci, uključujući i one s kojima se suočavaju postrojbe, potrebno je razviti multi-satelitski sustav informacijske potpore. To ne znači da svaki od 10-12 gore navedenih sustava zahtijeva zasebno grupiranje. Bit će preskupo. Prema Fateevu, sve se to može i treba spojiti u jedno grupiranje, čija je osnova međusobna radio komunikacija između svih najbližih malih letjelica koje stvaraju mrežu. Svatko vidi susjeda na kanalu milimetarskog vala i preko njega prenosi svoje podatke.
Istodobno se rješava najvažniji zadatak - stvaranje globalnog sustava za prijenos informacija između svih zemaljskih i svemirskih potrošača. Ako se to postigne, tada se informacije s bilo koje male letjelice mogu prenijeti do željene točke na Zemlji, bilo da se radi o signalima borbene kontrole od zapovjednika do podređenog ili obavještajnim podacima iz drugih vozila. Štoviše, zbog stalne prisutnosti jedne ili tri male letjelice u zoni vidljivosti potrošača (središnje vojno zapovjedništvo), obavještajne informacije prenose se u stvarnom vremenu s bilo kojeg mjesta.
Dakle, jedno univerzalno višezvezdano sazviježđe rješava probleme pružanja globalnih komunikacija, sveobuhvatnog operativnog izviđanja kazališta operacija i svemira blizu zemlje, potpune kontrole Zemljinog gravitacijskog polja (nažalost, Rusija je sada ostala bez orbitalnih geodetskih sustava) i vremenske … vojne, i u mirnodopske svrhe. Štoviše, najzanimljivija građanska prijava utjecat će na svakoga od nas. Riječ je o provedbi ideje "svemirskog interneta". Neke zemlje već grade takve projekte. "Svemirski internet" nominirat će Rusiju među informacijski najrazvijenije zemlje.
"Ostaje uvjeriti našeg vojnog kupca u učinkovitost predloženog univerzalnog jedinstvenog sustava malih svemirskih letjelica dvostruke namjene", rezimira Fateev. - Naravno, postoje problemi. Potrebno je razviti potpuno nove informacijske i svemirske tehnologije. Osim toga, što je svemirska letjelica manja, kraći joj je orbitalni vijek. Stoga će biti potrebno osigurati povećanje visine orbite ili pravovremenu zamjenu male letjelice. Osim toga, potrebna je ekonomska procjena jedinstvenog sustava koji se stvara kako bi se razumjelo koliko će to biti korisno za državu."
Tko će formulirati projektni zadatak?
Jedan od problema je, kažu stručnjaci, što kupac, odnosno Ministarstvo obrane, nema iskustva u njihovom stvaranju i korištenju. Druga prepreka je nedostatak taktičkih i tehničkih zahtjeva za takve male letjelice. Do sada nitko nije jasno i precizno rekao kakva bi TK trebala biti.
Naravno, postoje relevantne institucije, istraživački instituti i međusobno povezani standardi. "U skladu s međunarodnom klasifikacijom, MCA se dijele na uređaje od 500 do 100 kilograma, od 100 do 10 kilograma, od 10 do 1 kilogram, od kilograma do 100 grama", prisjeća se Vladimir Letunov, generalni direktor Integriranog razvoja Tehnologije NCCI. - Veličina uređaja je također važna. Objekti promjera manjeg od 10 centimetara ne identificiraju se pomoću radio kontrole, a mogu se vidjeti kroz optiku samo na određenim visinama."
Postoji shvaćanje da bi za takve male letjelice trebalo razviti jedinstvenu platformu. No plan još nije konkretiziran. Osnove na kojima se gradi grupiranje su jasne, postoji skup klasifikatora, ograničenja i komponenti. Prema riječima Letunova, u dogledno vrijeme 90 posto svemirskih letjelica bit će male klase, a budućnost je iza njih.
Zamjenik glavnog projektanta NPO -a ime Lavochkin Nikolay Klimenko objasnio je da je njihova tvrtka dugo i ciljano radila na stvaranju MCA -e i da ima odgovarajuću osnovu. Nastala je izmijenjena svemirska platforma "Karat-200". Na temelju toga se nude primijenjena znanstvena i tehnička rješenja. Brojni eksperimentalni automobili već su bili u svemiru. Postoje projekti drugih svemirskih letjelica ove vrste za rješavanje primijenjenih problema u interesu vojske. Međutim, Ministarstvo obrane još nije dalo odobrenje za proizvodnju.
Tikvice s prahom su prazne
Ima li Rusija koncept lansiranja i korištenja malih svemirskih letjelica? Ajme … Iako je prvi put prijedlog korištenja male letjelice iznio, ponavljamo, bivši zapovjednik Vojno-svemirskih snaga, general-pukovnik Vladimir Ivanov. Njegova je ideja bila da su veliki sateliti za najviše vodstvo, a MCA za grupiranje trupa. Bilo je to prije 20 godina, ali koncept nikada nije proveden. Zašto?
Bili su potrebni posebni slučajevi. Konkretno, planiran je niz malih radarskih aparata pod kodnim imenom "Condor". Nisu razvijeni. Sada je samo jedno od ovih vozila u orbiti. Zašto nije uspjelo? Jer suprotstavljanje velikih i malih letjelica kontraproduktivno je i pogrešno. Trebali bi se nadopunjavati. U mirnodopsko doba potrebni su uređaji visokih performansi za formiranje referentnih baza podataka. MCA ne rješava ovaj problem. A veliki mogu. Ranije, u posebnom razdoblju, odnosno prije rata, prema postojećim kanonima, bilo je predviđeno izgraditi orbitalnu skupinu na račun streljiva svemirskih letjelica. Ali ne postoji već mnogo godina, jednostavno nema ništa za nadopunu orbitalne skupine. Međutim, streljiva bi trebalo biti. Jer kad postane potrebno unijeti potrebne podatke u karte rute projektila, glavna uloga više nije toliko performansa koliko učestalost promatranja. Rast grupiranja ne pretpostavlja samo povećanje broja uređaja: 20–25–30 … Nijedno gospodarstvo to ne može izdržati. To znači da se količina mora točno izračunati. Period promatranja od dva do tri sata odgovarat će vojnom odjelu.
Potrebno je pojednostaviti dizajn što je više moguće, smanjiti troškove proizvoda, koristeći za to komercijalne ponude. Kako pokazuje iskustvo lokalnih sukoba, njihovo trajanje je od tjedan dana do godinu dana. To znači da razdoblje aktivnog postojanja MCA mora biti razmjerno. Glavna stvar je spriječiti situaciju u kojoj će se spremnost za lansiranje osigurati tek do kraja neprijateljstava.
Ali to zahtijeva razvoj odgovarajućeg koncepta. Razdoblje pripreme za lansiranje takvih uređaja od primitka naredbe je tjedan dana. Prema mišljenju programera, bilo bi uputno:
- stvoriti koncept operativne izgradnje sposobnosti orbitalnog sazviježđa u posebnom razdoblju uz održavanje zahtjeva korisnog tereta za ovaj standard (oni bi se trebali primjenjivati i na velike i na male svemirske letjelice);
- razviti jedinstvene zahtjeve za tehnologiju proizvodnje svemirskih letjelica, koji će osigurati njihovo ubrzano oslobađanje;
- stvoriti jedinstvene svemirske platforme s modularnom arhitekturom i automatiziranim sučeljima za ubrzanu integraciju u svemirske sustave (kako bi svi programeri imali jasnu ideju o tome kako i od čega ćemo napraviti uređaj);
- uvesti ruska sučelja koja će osigurati funkcioniranje svemirskih platformi u različitim uvjetima.
Konačno, bilo bi ispravno okupiti stručnu zajednicu, uključujući predstavnike kompleksa obrambene industrije i naručitelja, kako bi odlučili o upotrebi takve višenamjenske zajedničke skupine svemirskih letjelica u posebnom vremenskom razdoblju.
Dok se gore navedeni pristupi ne provedu, ništa se novo neće pojaviti u svemirskim orbitama Rusije.
