Kljub rivalstvu vodilnih vesoljskih sil pri razvoju lansirnih nosilcev velike zmogljivosti se bodo v bližnji prihodnosti hitro razvijala majhna in ultra majhna vesoljska plovila (SSC). Katere naloge bodo rešili?
V pogojih zastojev v vesolju blizu Zemlje se lahko vložek na majhno vesoljsko plovilo izkaže za zelo obetaven. Pa ne samo zato, ker so večkrat cenejši od večtonskih motorjev, njihova učinkovitost pa ni nič manjša.
Pošasti v orbiti
Ena najpomembnejših smeri razvoja sistemov malih vesoljskih plovil je informacijska podpora vojakom. Rusija je bila prva med državami, ki so ustrezno opremo postavile na ultra majhno vesoljsko plovilo. Leta 1995 je to smer podprl in, kot pravijo, blagoslovil poveljnik vojaških vesoljskih sil (1989-1992), generalpolkovnik Vladimir Ivanov. Za izvajanje načrta se je zbrala skupina mladih znanstvenikov pod vodstvom generalmajorja Vjačeslava Fatejeva.
Majhna vesoljska plovila lahko ustvarite v stenah univerze
Fotografija: bmstu.ru
Kakšno zvezo imajo majhna vesoljska plovila z informacijsko podporo kopenskih skupin vojakov in vesoljsko obrambo? Dejstvo je, da ima vsak tradicionalni vesoljski sistem svoje prednosti in slabosti. Navsezadnje ni brez razloga, da je razvoj orbiterjev potekal s stalnim povečevanjem velikosti in teže - to je zahtevala oprema, ki je bila nameščena na njih. Vzemite optično-elektronske izvidniške satelite. Njihova ločljivost je sorazmerna s premerom leče vgrajenega teleskopa. Optika, ki daje sprejemljive rezultate za izvidništvo, ima maso od tri do pet ton. Sateliti, opremljeni s takšno opremo, proizvajajo dobre slike. Toda iz ekonomskih razlogov je izstreljenih zelo malo takšnih vesoljskih plovil in fizično ne morejo biti na pravi točki orbite, da bi nadzorovali razmere na poljubno izbranem območju. Takih izvidniških satelitov bi moralo biti veliko, ali pa se boste morali strinjati, da je nadzor iz vesolja na določenem bojišču možen v najboljšem primeru dva ali trikrat na dan. Poleg tega dešifriranje vesoljskih slik za prepoznavanje ciljev praviloma zahteva veliko vlaganje časa, kar je v pogojih vojskovanja nesprejemljivo.
Elektronska inteligenca postavlja tudi resne zahteve do nosilnega vozila: za povečanje ločljivosti je treba vgrajene sprejemnike čim bolj razširiti, vendar obstaja meja - dimenzije satelita.
Vesoljsko radarsko izvidništvo, ki temelji na tako imenovanem načelu monolokacije, ima svoje zahteve. Tukaj je potrebno več energije iz vgrajenega napajalnega sistema, kar poveča obremenitev. Poleg tega tak sistem zagotavlja le en kot opazovanja in ga je enostavno zavesti z uporabo lažnih tarč v obliki najpreprostejših kotnih odsevnikov.
Naredite prostor "otrokom"!
Izkazalo se je, da s tradicionalnimi metodami vesoljskega izvidovanja vesoljsko plovilo po definiciji ne more biti majhno. To pomeni, da je prišel čas za sprejetje drugih metod. Na forumu Army -2015 so bili posvečeni "okrogli mizi" "Mala vesoljska plovila - orodje za reševanje problemov vesoljske obrambe."
Prvo področje je multispektralno raziskovanje. Po besedah Vjačeslava Fatejeva lahko s teleskopom z minimalnim premerom, kot pravijo, pokrijemo tarčo in posnamemo sliko z nizko ločljivostjo. Če pa k temu dodamo še multispektralni portret tarče, bomo z vgrajenim računalnikom v realnem času dobili kakovostno sliko. Optični izvidniški sistem brez velikega teleskopa se izkaže za precej kompaktnega, hitrost obdelave signala s sodobnimi sredstvi pa je velika. Izvedeni poskusi so pokazali obetavne rezultate, vendar jih obrambno ministrstvo še ni uveljavilo. Toda v ZDA so na tem principu že ustvarili vesoljsko plovilo za informacijsko podporo bojišča TACSAT.
Druga smer je razvoj elektronske inteligence. Z razdaljo med sateliti 10-50 kilometrov se ločljivost vesoljskega sistema zaradi povečanja merilne baze stotinekrat poveča. Izračunani so bili parametri vesoljskega plovila, ki so potrebni za te namene. Tehta le 100 kilogramov. In sistem treh ali štirih takšnih majhnih vesoljskih plovil bo lahko zagotavljal obojestransko komunikacijo na bojišču, spremljanje vozil, ozemlja, ozračja … Natančnost določanja koordinat je v metrih. Raketne sile in topništvo danes zelo potrebujejo tak sistem. Toda, da bi dobili naročilo zanj, moramo spet resno sodelovati z obrambnim ministrstvom.
V zvezi z radarji so strokovnjaki raziskali možnost zunanje radijske osvetlitve cilja ali njegovega obsevanja z drugih satelitov - kot s strani. Kaj to naredi?
"En satelit grozda z oddajnikom obseva zemeljsko površino in cilje, lahki sateliti, ki se nahajajo poleg njega (brez oddajnikov in močnih sistemov napajanja), pa sprejmejo odzivni signal," pojasnjuje Fateev, "in gradijo radijske slike teh ciljev. Poleg tega v grozdu dobimo ne eno, ampak več radijskih slik hkrati, kar odpravlja možnost motenj in odpira možnost odpiranja zamaskiranih ciljev."
Znanstveniki so z vesoljskim plovilom GLONASS izvedli poskus o radijski osvetlitvi. Signal je bil šibek. Kljub temu je bilo z osvetlitvijo sedmih satelitov naenkrat sintetiziranih sedem radijskih slik opazovane tarče. To je postala nova smer dela. Sodeč po objavah v tujem tisku, so se za eksperiment začeli zanimati v tujini. Evropska vesoljska agencija ga namerava ponoviti. Ne glede na to, kaj jim uspe, smo tukaj prvi.
Varovanje orbitalnih meja
Za informacijsko podporo vojakov je pomembno rešiti ne le problem operativne medsebojne povezanosti podenot na območju vojaškega spopada, temveč tudi problem globalne operativne komunikacije oddaljenih vojaških združb (skupine mornariških ladij, letalske skupine) z osrednjim vojaškim poveljstvom. Kot kažejo domače in tuje izkušnje, so vsi ti problemi razmeroma preprosti in stabilni, ki jih je mogoče rešiti s pomočjo nizkih orbitnih skupin komunikacij majhnih vesoljskih plovil.
Drugo pomembno področje informacijske podpore vojakom je globalni nadzor nad vremenom na območjih bojnih operacij in območjih prerazporeditve vojakov. To je tudi v pristojnosti skupin ICA. Naše in tuje izkušnje so to pokazale.
Druga smer je izboljšanje vesoljskega ešalona regije Vzhodni Kazahstan. Tu je po besedah Vjačeslava Fatejeva prva in najuspešnejša uporaba majhnega vesoljskega plovila razvoj sistema za vesoljsko krmiljenje (OMSS). V orbito so postavljeni številni sateliti s poljem. Modeliranje kaže, da bo le osem vesoljskih plovil v ozvezdju omogočilo razjasnitev cilja katerega koli novega predmeta v pol ure. Zdaj v optoelektronskih in radarskih sistemih na kopnem to traja nekaj ur.
Druga prednost pri ustvarjanju takšnega vesoljskega ešalona je, da nimamo zemeljskih naprav, ki bi opazovale orbite z nagibom manj kot 30 stopinj. Niso nam na voljo, vendar bo ta sistem naredil nalogo rešljivo.
Vesoljski ešalon SKKP je mogoče razširiti tudi z ustvarjanjem sredstev za elektronsko izvidovanje. V ta namen so majhna vesoljska plovila opremljena z elektronskimi prestrezniki. Posledično je mogoče globalno opazovati vse geostacionarne komunikacijske sisteme, ki prej niso bili na voljo za nadzor.
Drug problem, ki ga bo morala vesoljska obramba rešiti v bližnji prihodnosti, je boj proti tako imenovanim inšpekcijskim satelitom. Vemo, da jih Američani uporabljajo. Objavljeni so bili podatki o ustvarjanju in izstrelitvi v geostacionarno orbito dveh majhnih satelitov, ki tehtajo približno 220 kilogramov. Cilj je nadzorovati delovanje njihovega geostacionarnega vesoljskega plovila. Vendar se ti dve vozili v orbiti premikata bodisi v eno ali drugo smer v območju pokrivanja tako ameriškega kot našega geostacionarnega vesoljskega plovila. Z Zemlje jih je zelo težko opaziti, toda naši SKKP je to uspelo.
Ali je MCA lahko še manjša? Obstajajo izračuni: pri velikosti 0,4 metra bo zvezdna magnituda MCA približno M18. In če je še manjši, potem satelit postane neločljiv od Zemlje in s takšno "nevidnostjo" se je skoraj nemogoče boriti. Kaj storiti?
"Ena najpomembnejših smeri pri razvoju majhnih vesoljskih plovil je pregled geostacionarne orbite," meni Fateev. - Če nam bo uspelo, bo to uspeh. Toda za to potrebujemo lastne inšpekcijske satelite."
Naslednje najtežje področje so sistemi za odkrivanje vesolja za hiperzvočna letala (GZVA). To je eno najnevarnejših in najresnejših orožij, ki leti na srednjih višinah (od 20 do 40 km in še višje). Zdi se, in ne satelit, ne pa tudi letalo. Hitrosti - nad 5 Mach. Vsaka radarska postaja ne more zaznati. Pa vendar bo ruski sistem za nadzor vesolja, ki ima majhno vesoljsko plovilo, lahko videl takšna hiperzvočna vozila. Ker se segrejejo do 1000 stopinj in okoli njih ustvarijo plazemsko polje, je za "pokrivanje" GZVA potrebno le devet majhnih vesoljskih plovil.
Končno je treba ustanoviti skupino za operativni nadzor ionosfere, tudi v cirkumpolarni regiji. To je izredno pomembno, zlasti pri reševanju problemov povečanja natančnosti GLONASS -a. Napake pri določanju koordinat so še danes pomembne, do leta 2020 pa jih je treba znatno zmanjšati. To je potrebno tudi v povezavi z zagonom nad-obzornih radarskih objektov obrambnega sistema letalstva in vesolja. Brez poglobljenega poznavanja lastnosti ionosfere ne bomo mogli rešiti problema natančnega določanja koordinat radarskih ciljev. Naloga je s pomočjo skupine majhnih ionosferskih nadzornih naprav precej rešljiva.
Tudi problem stalnega spremljanja sevanja v bližnjem zemeljskem prostoru ni umaknjen z dnevnega reda.
Univerzalno orodje
Kot lahko vidimo, je za reševanje različnih nalog, vključno s tistimi, ki so pred četami, treba razviti večsatelitski sistem informacijske podpore. To ne pomeni, da vsak od 10–12 zgoraj obravnavanih sistemov zahteva ločeno razvrščanje v skupine. Predrago bo. Po mnenju Fatejeva je vse to mogoče in treba združiti v eno skupino, katere osnova je medsebojna radijska komunikacija med vsemi najbližjimi majhnimi vesoljskimi plovili, ki ustvarjajo omrežje. Vsak vidi soseda na milimetrskem kanalu in prek njega prenaša svoje podatke.
Hkrati se rešuje najpomembnejša naloga - oblikovanje globalnega sistema za prenos informacij med vsemi zemeljskimi in vesoljskimi porabniki. Če je to doseženo, se lahko informacije iz katerega koli majhnega vesoljskega plovila prenesejo na želeno točko na Zemlji, pa naj gre za signale bojnih kontrol od poveljnika do podrejenega ali obveščevalne podatke iz drugih vozil. Poleg tega se zaradi stalne prisotnosti enega ali treh majhnih vesoljskih plovil v vidnem območju potrošnika (centralno vojaško poveljstvo) obveščevalni podatki v realnem času prenašajo od koder koli.
Tako eno samo univerzalno večzvezdno ozvezdje rešuje probleme zagotavljanja globalnih komunikacij, celovitega operacijskega izvidovanja operacijskega prostora in bližnjega zemeljskega prostora, popolnega nadzora nad Zemljinim gravitacijskim poljem (na žalost Rusija zdaj ostaja brez orbitalnih geodetskih sistemov) in vreme … vojaško in v miroljubne namene. Poleg tega bo najbolj zanimiva civilna vloga prizadela vsakega od nas. Gre za izvajanje ideje o "vesoljskem internetu". Nekatere države takšne projekte že gradijo. "Vesoljski internet" bo nominiral Rusijo med najbolj informacijsko razvite države.
"Še vedno moramo prepričati našega vojaškega kupca v učinkovitost predlaganega univerzalnega enotnega sistema malih vesoljskih plovil z dvojno rabo," povzema Fateev. - Seveda obstajajo težave. Razviti je treba popolnoma nove informacijske in vesoljske tehnologije. Poleg tega je manjše vesoljsko plovilo krajša njegova orbitalna življenjska doba. Zato bo treba zagotoviti povečanje višine orbite ali pravočasno zamenjavo majhnega vesoljskega plovila. Poleg tega je potrebna ekonomska ocena enotnega sistema, ki se ustvarja, da bi razumeli, kako koristna bo za državo."
Kdo bo oblikoval nalogo?
Eden od problemov je, pravijo strokovnjaki, da kupec, torej ministrstvo za obrambo, nima izkušenj pri njihovem ustvarjanju in uporabi. Druga ovira je pomanjkanje taktičnih in tehničnih zahtev za tako majhno vesoljsko plovilo. Doslej nihče ni jasno in natančno povedal, kakšen naj bi bil TK.
Seveda obstajajo ustrezne institucije, raziskovalni inštituti in medsebojno povezani standardi. "V skladu z mednarodno klasifikacijo se MCA delijo na naprave od 500 do 100 kilogramov, od 100 do 10 kilogramov, od 10 do 1 kilogram, od kilograma do 100 gramov," se spominja Vladimir Letunov, generalni direktor Integriranega razvoja Tehnologije NCCI. - Pomembna je tudi velikost naprav. Predmeti s premerom manj kot 10 centimetrov se ne prepoznajo z radijskim nadzorom in jih je mogoče videti skozi optiko le na določenih višinah."
Obstaja razumevanje, da je treba za tako majhno vesoljsko plovilo razviti enotno platformo. Toda načrt še ni konkretiziran. Osnove, na katerih temelji združevanje, so jasne, obstaja nabor klasifikatorjev, omejitev in komponent. Letunov pravi, da bo v bližnji prihodnosti 90 odstotkov vesoljskih plovil majhnega razreda, prihodnost pa za njimi.
Namestnik glavnega oblikovalca NPO po Lavochkin Nikolay Klimenko je pojasnil, da je njihovo podjetje dolgo in namensko izvajalo delo pri ustvarjanju MCA in ima ustrezno podlago. Nastala je spremenjena vesoljska platforma "Karat-200". Na njegovi podlagi so ponujene uporabne znanstvene in tehnične rešitve. Številna eksperimentalna vozila so že bila v vesolju. Obstajajo projekti drugih vesoljskih plovil te vrste za reševanje uporabnih problemov v interesu vojske. Vendar obrambno ministrstvo še ni dalo rok za proizvodnjo.
Bučke s praškom so prazne
Ali ima Rusija koncept lansiranja in uporabe majhnih vesoljskih plovil? Žal … Čeprav je prvič predlagal predlog uporabe male vesoljske ladje, ponavljamo, nekdanji poveljnik vojaških vesoljskih sil, generalpolkovnik Vladimir Ivanov. Njegova zamisel je bila, da so veliki sateliti namenjeni najvišjemu vodstvu, MCA pa skupinam vojakov. Bilo je pred 20 leti, vendar koncept ni bil nikoli uresničen. Zakaj?
Potrebni so bili posebni primeri. Predvsem je bila načrtovana vrsta majhnih radarskih aparatov pod kodnim imenom "Condor". Niso bili razviti. Zdaj je v orbiti le eno od teh vozil. Zakaj ni delovalo? Ker je nasprotovanje velikim in majhnim vesoljskim plovilom kontraproduktivno in napačno. Morali bi se dopolnjevati. V mirnem času so za oblikovanje referenčnih baz podatkov potrebne zmogljive naprave. MCA ne reši tega problema. In veliki lahko. Prej, v posebnem obdobju, torej pred vojno, je bilo po obstoječih kanonih predvideno, da se orbitalna skupina zgradi na račun streliva vesoljskih plovil. Toda že več let ne obstaja, preprosto ni ničesar, kar bi dopolnilo orbitalno skupino. Vendar bi moralo biti strelivo. Ker ko bo potrebno vnesti potrebne podatke v zemljevide poti projektilov, glavna vloga ni več toliko zmogljivost kot pogostost opazovanja. Rast skupine ne predvideva le povečanja števila aparatov: 20–25–30 … Tega ne more vzdržati nobeno gospodarstvo. To pomeni, da je treba količino natančno izračunati. Opazovalno obdobje dveh do treh ur bo ustrezalo vojaškemu oddelku.
Oblikovanje je treba čim bolj poenostaviti, za znižanje stroškov izdelkov pa za to uporabiti komercialne ponudbe. Kot kažejo izkušnje lokalnih konfliktov, njihovo trajanje traja od enega tedna do enega leta. To pomeni, da mora biti obdobje aktivnega obstoja MCA sorazmerno. Glavna stvar je preprečiti situacijo, ko bo pripravljenost za izstrelitev zagotovljena šele do konca sovražnosti.
Toda to zahteva razvoj ustreznega koncepta. Pripravljalno obdobje za zagon takšnih naprav od prejema ukaza je teden dni. Po mnenju razvijalcev bi bilo priporočljivo:
- ustvariti koncept operativne izgradnje zmogljivosti orbitalnega ozvezdja v posebnem obdobju, hkrati pa ohraniti zahteve glede nosilnosti za ta standard (veljati bi morale za velika in majhna vesoljska plovila);
- razviti enotne zahteve za tehnologijo izdelave vesoljskih plovil, ki bo zagotovila njihovo pospešeno sproščanje;
- ustvariti enotne vesoljske platforme z modularno arhitekturo in avtomatiziranimi vmesniki za pospešeno integracijo v vesoljske sisteme (tako da imajo vsi razvijalci jasno predstavo o tem, kako in iz česa bomo izdelali napravo);
- uvesti ruske vmesnike, ki bodo zagotavljali delovanje vesoljskih platform v različnih pogojih.
Nazadnje bi bilo prav, da se zbere strokovna skupnost, vključno s predstavniki kompleksa obrambne industrije in naročniki, da se odloči o uporabi takšne večnamenske skupne skupine vesoljskih plovil v posebnem časovnem obdobju.
Dokler omenjeni pristopi ne bodo uveljavljeni, se v ruskih vesoljskih orbitah ne bo pojavilo nič novega.
