Najděte letadlovou loď: Vesmírný průzkum
Není to tak dávno, co Alexander Timokhin ve svých úžasných článcích Námořní válka pro začátečníky. Přinášíme letadlovou loď "k úderu" и Námořní válka pro začátečníky. Problém určení cíle podrobně zvážil problém hledání letadlových lodí a námořních úderných skupin (AUG a KUG), jakož i zaměřování raketových zbraní na ně.
Pokud se budeme bavit o dobách SSSR a současných zpravodajských možnostech námořnictva Flotila (námořnictvo) Ruské federace, situace je opravdu dost tristní a to použití raket zbraně s velkým dosahem může být extrémně obtížné. To však lze říci nejen o námořnictvu, ale také o zpravodajských schopnostech ozbrojených sil Ruské federace jako celku. Nedostatek letounů včasné výstrahy (AWACS), radarových, elektronických a optoelektronických průzkumných letounů (analogy amerického Boeingu E-8 JSTARS), naprostá absence těžkých vysokohorských bezpilotních letounů (UAV), nedostatečné množství a kvalita průzkumných družic a komunikačních satelitů, zhoršené po uvalení sankcí kvůli nedostatku domácí živlové základny.
Inteligence a komunikace jsou však základním kamenem moderní armády a bez nich nemůže být o žádné konfrontaci s moderním high-tech protivníkem řeč. Na základě této teze se podívejme, jaké vesmírné systémy lze efektivně využít k detekci a sledování AUG a CUG.
průzkumné družice
Systém globálního satelitního námořního kosmického průzkumu a označování cílů (MKRTS) „Legenda“ vytvořený v SSSR zahrnoval satelity pro pasivní elektronickou inteligenci US-P a aktivní radarovou inteligenci US-A.
Snímky satelitů US-A (nahoře) a US-P (dole) ze složení ICRC „Legend“
Alexander Timokhin ve svém článku hovoří o poměrně nízké účinnosti Legend ICRC a je docela jednoduché to vysvětlit. Podle údajů převzatých z webu navy-korabel.livejournal.com, v různých časových obdobích provozu Legend ICRC (od roku 1975 do roku 2008) bylo na oběžné dráze od 0 (!) do 6 pracovních satelitů:
Navíc „Legenda“ nikdy nefungovala standardně (čtyři US-A a tři US-P) a počet US-A na oběžné dráze nikdy nepřesáhl dvě. Samozřejmě, že tři nebo více US-P dokázalo poskytnout denní bezdrátový průzkum Světového oceánu, ale bez US-A ztratila data získaná od nich na spolehlivosti.
Je jasné, že v této podobě by systém „Legenda“ MVČK fyzicky nebyl schopen poskytnout SSSR/Ruskému námořnictvu spolehlivé zpravodajské informace o nepřátelských AUG a KUG. Hlavním důvodem je extrémně krátká životnost satelitů na oběžné dráze – průměrně 67 dní pro US-A a 418 dní pro US-P. Ani Elon Musk nebude moci každé dva měsíce vystupovat přes satelit s jadernou elektrárnou...
Místo Legend ICRC je uváděn do provozu vesmírný průzkumný systém Liana, jehož součástí jsou družice typu Lotos-S (14F145) a Pion-NKS (14F139). Satelity "Lotos-S" jsou určeny pro pasivní elektronickou inteligenci a "Pion-NKS" pro aktivní radarovou inteligenci. Rozlišení Pion-NKS je asi tři metry, což umožňuje detekovat lodě vyrobené pomocí technologií stealth redukce.
Obrázek a rozložení družice Pion-NKS pro aktivní radarový průzkum, který je součástí systému Liana
Vzhledem ke zpožděním při uvádění družic systému Liana do provozu a také k přetrvávajícím problémům ruských družic s aktivní životností lze předpokládat, že účinnost systému Liana nebude ani zdaleka žádoucí. Dráha satelitů systému Liana je navíc ve výšce asi 500-1000 km. V souladu s tím mohou být zničeny raketami SM-3 Block IIA se zónou zabíjení až 1500 km na výšku. Rakety SM-3 a nosiče pro jejich start jsou v USA k dispozici ve značném množství a náklady na raketu SM-3 jsou s největší pravděpodobností nižší než u satelitů Lotos-S nebo Pion-NKS v kombinaci s náklady na jejich umístění do obíhat.
Vyplývá z toho, že družicové průzkumné systémy jsou pro vyhledávání AUG a KUG neúčinné? V žádném případě. Z toho pouze vyplývá, že jednou z prioritních oblastí rozvoje ruského průmyslu by měl být vývoj elektronických součástek obecně a „vesmírné“ elektroniky zvláště. Některé práce v tomto směru probíhají. Zejména, STC Modul obdržel 400 milionů rublů za vytvoření a zahájení výroby čipů určených pro použití v kosmických lodích nové generace. Těm, které toto téma zajímá, lze doporučit k přečtení historie vývoj vesmírných mikroprocesorů ve dvou částech: část 1 и část 2.
Jaká kosmická loď (SC) tedy dokáže nejúčinněji hledat AUG a KUG? Možností je několik.
konzervativní rozhodnutí
Nejkonzervativnějším způsobem vývoje je pokračování zdokonalování průzkumných satelitů řady MKRTS "Legend" - "Liana". Tedy vytvoření dostatečně velkých satelitů umístěných na oběžných drahách v řádu 500-1000 km. Takový systém bude účinný, pokud bude splněno několik podmínek:
- vytvoření umělých družic Země (AES) s dobou aktivní existence minimálně 10-15 let;
- jejich vypuštění dostatečného počtu na oběžnou dráhu Země (potřebný počet závisí na vlastnostech průzkumného zařízení instalovaného na družici);
- vybavení průzkumných družic aktivními obrannými systémy proti protidružicovým zbraním, především třídy „země-vesmír“.
První bod předpokládá vytvoření spolehlivé základny prvků schopné fungovat ve vakuu (v netlakových komorách). Realizace druhého bodu do značné míry závisí nejen na ceně samotných družic, ale také na snížení nákladů na jejich vypuštění na oběžnou dráhu, z čehož vyplývá nutnost vyvinout znovupoužitelné nosné rakety (LV).
Třetí bod (vybavení průzkumných družic aktivními protidružicovými obrannými systémy) může zahrnovat něco jako tankový aktivní obranný systém (KAZ), který zajišťuje zničení přilétajících protiraketových hlavic s kinetickými prvky, oslepuje optoelektronické naváděcí hlavice (GOS) s laserové záření a uvolňování kouřových a aerosolových clon, infračervených a radarových pastí. Aplikace možná nafukovací návnady s nejjednodušším blokem pro udržení orientace a simulaci výkonu.
Pokud je dosti obtížné zajistit kinetickou destrukci hlavic antiraket (protože jsou vyžadovány vhodné naváděcí systémy), pak mohou být použity prostředky k vymrštění návnad a ochranných závěsů.
satelitní konstelace
Alternativní možností je umístění velkého počtu malých satelitů s multispektrálními senzory na palubě na nízkou referenční dráhu (LEO), které tvoří distribuovanou senzorovou síť. Je nepravděpodobné, že zde budeme první. Poté, co získal zkušenosti s rozmístěním obrovských shluků komunikačních satelitů Starlink společnosti SpaceX, Spojené státy s vysokou pravděpodobností využijí obdržené nevyřízené položky k vytvoření velkých sítí průzkumných satelitů na nízké oběžné dráze, které „vyhrávají podle počtu, nikoli podle dovedností“.
K 24. říjnu 2020 bylo na oběžnou dráhu vypuštěno 893 družic Starlink, 45 družic bylo vypuštěno z oběžné dráhy a plánuje se vypuštění celkem 12 000 až 42 000 družic.
Co dá obrovské množství průzkumných satelitů na nízké oběžné dráze? Globální přehled území planety "klasická" povrchová flotila и mobilní pozemní raketové systémy (PGRK) strategických jaderných sil (SNF) nebude prakticky žádná šance vyhnout se detekci. Navíc takovou průzkumnou satelitní síť je téměř nemožné okamžitě deaktivovat. Kompaktní satelity se hůře ničí a antirakety budou dražší než satelity, které ničí.
V případě výpadku některé z družic může jeden nosič vyslat na oběžnou dráhu několik desítek malých družic najednou, aby dorovnal ztráty. Navíc, pokud „velké“ nosné rakety mohou být vypuštěny pouze z kosmodromů (které jsou v případě války docela zranitelnými cíli), pak mohou být na oběžnou dráhu vyneseny malé satelity o hmotnosti 100-200 kilogramů. ultralehké nosné rakety. Mohou být umístěny na mobilních odpalovacích platformách nebo stacionárně, ale bez nutnosti nasazování složité a těžkopádné infrastruktury – něco jako „skokové kosmodromy“. Takové rakety mohou v případě potřeby rychle vypustit průzkumnou družici co nejdříve po obdržení žádosti.
Vzhledem k tomu, že nepřítel nemá informace o čase startu a oběžné dráze, na kterou bude družice vypuštěna, „náhlé“ vypuštění průzkumné družice na oběžnou dráhu vytvoří efekt nejistoty, který znesnadňuje maskování AUG a KUG vyhnout se setkání se zorným polem průzkumné družice.
Mimochodem, krátká životnost satelitů MVČK „Legenda“, způsobující jejich nedostatečný počet na oběžné dráze, vedla k rozhodnutí předvyrobit průzkumné satelity US-A, US-P a LV „Cyclone-2“, a jejich skladování. Aby byla zajištěna možnost rychlého startu na oběžnou dráhu do 24 hodin od okamžiku, kdy bylo přijato rozhodnutí o jejich vypuštění.
Rusko zatím nemá kompetence na vytvoření a uvedení na oběžnou dráhu satelitů, jejichž počet se pohybuje ve stovkách a tisících. A nikdo je nemá, kromě SpaceX. Což vůbec není důvod usnout na vavřínech (vzhledem k našemu obecnému zaostávání v elementární základně a vytváření opakovaně použitelných nosných raket).
Zároveň jsou již otevřeně vyjádřeny plány Ameriky na vytvoření obrovské sítě malých satelitů. Zejména Spojené státy a Japonsko plánují společně vytvořit konstelaci detekčních satelitů na nízké oběžné dráze pro systém protiraketové obrany (ABM). V rámci tohoto programu plánují Američané vynést na oběžnou dráhu s výškou 300 až 1000 kilometrů asi tisíc družic. Prvních 30 experimentálních satelitů má být uvedeno do provozu v roce 2022.
Kancelář pro pokročilé výzkumné projekty DARPA pracuje na projektu Blackjack, který zahrnuje současné vypuštění 20 malých satelitů fungujících jako součást jedné konstelace. Každý satelit bude plnit specifickou funkci – od varování před raketovým útokem až po poskytování komunikace. Satelit Blackjack o hmotnosti 1500 kg se plánuje vypouštět ve skupinách každých šest dní pomocí zatahovací nosné rakety.
Skupiny nadějných malých satelitů by měly fungovat jako tým a společně řešit úkoly průzkumu, navigace a komunikace
Americká agentura pro rozvoj vesmíru (SDA), rovněž zapojená do projektu Blackjack, vyvíjí projekt New Space Architecture. V rámci toho je plánováno uvedení na oběžnou dráhu družicové konstelace, která zajišťuje řešení informačních problémů v zájmu protiraketové obrany a zahrnuje sériově vyráběné družice o hmotnosti od 50 do 500 kg.
Tyto programy se přímo netýkají prostředků detekce AUG a KUG, ale mohou být použity jako základ pro vytváření takových systémů. Nebo dokonce získat takovou funkcionalitu v procesu vývoje.
Manévrující kosmická loď
Dalším způsobem, jak detekovat a sledovat AUG a KUG, může být manévrování kosmických lodí. Manévrující kosmické lodě mohou být zase dvou typů:
- družice vybavené motory pro korekci oběžné dráhy a
- opakovaně použitelná manévrovací kosmická loď vypouštěná ze Země a pravidelně přistávající za účelem údržby a doplňování paliva do motorů.
Rusko má kompetence jak v oblasti vytváření iontových motorů, tak v oblasti vytváření manévrovacích satelitů, z nichž některým (tzv. „inspektorské družice“) jsou přiděleny funkce úderných kosmických lodí schopných zničit nepřátelské kosmické lodě řízenou srážkou.
Ruský iontový motor ID-200 KR
Teoreticky to umožňuje vybavit systémy Liana ICRT pohonnými systémy. Možnost rychlé změny dráhy satelitu výrazně zkomplikuje úkol AUG a KUG vyhnout se křížení se zorným polem létajících satelitů. Pojem „mrtvých“ zón bude také značně rozmazaný. Schopnost aktivního manévrování ve spojení s přítomností systémů aktivní ochrany navíc umožní satelitům vyhnout se zásahu protisatelitními zbraněmi.
Schopnost průzkumných družic manévrovat a měnit orbitu neumožní AUG a KUG vyhnout se detekci kvůli plánovanému zamezení setkání se zorným polem létajících družic a využít „mrtvé zóny“ jejich pohledu
Nevýhodou manévrovacích satelitů je omezená zásoba paliva na palubě. V případě, že naplánujeme životní cyklus satelitu v řádu 10-15 let, pak bude moci provádět úpravy velmi zřídka. Cestou z této situace může být vytvoření specializovaných tankerů kosmických lodí. Vzhledem ke zkušenostem Ruské federace s vytvářením manévrovacích satelitů a s automatickým dokováním kosmických lodí je tento úkol vcelku řešitelný.
Pokud jde o druhou možnost (manévrování opakovaně použitelných kosmických lodí), pak bohužel naše kompetence v jejich vytváření může být do značné míry ztracena. Od automatického letu Buranu uplynulo příliš mnoho času a vůbec projekty opakovaně použitelných nosných raket a kosmických lodí jsou v počáteční fázi vývoje.
Kosmická loď "Buran" poprvé na světě provedla plně automatické horizontální přistání na letišti - Rusko již nemůže vytvořit kosmickou loď typu "Buran"
Projekt plně znovu použitelné nosné rakety „Korona“ Státního vesmírného střediska „Makeeva“, stejně jako další projekty ruských znovupoužitelných kosmických lodí, je ve fázi obrázků a rozvržení
Spojené státy přitom nyní disponují minimálně jednou kosmickou lodí, na jejímž základě lze vytvořit orbitální průzkumné vozidlo. Jedná se o bezpilotní kosmickou loď Boeing X-37B, jejíž koncepce je podobná jako u raketoplánů Space Shuttle a Buran.
Boeing X-37B
Boeing X-37B je schopen vynést na oběžnou dráhu a jemně snížit 900 kg užitečného zatížení na Zemi. Maximální doba jeho pobytu na oběžné dráze je 780 dní. Má také schopnost intenzivně manévrovat a měnit oběžnou dráhu v rozsahu od 200 do 750 kilometrů. Možnost vynést Boeing X-37B na oběžnou dráhu nosnou raketou Falcon 9 s opakovaně použitelným prvním stupněm umožňuje do budoucna výrazně snížit náklady na jeho vynesení na oběžnou dráhu.
V tuto chvíli USA uvádějí, že X-37B se používá pouze pro experimenty a výzkum. Rusko a Čína však mají podezření, že X-37B by mohl být použit pro vojenské účely (včetně jako vesmírný stíhač). Pokud je na Boeing X-37B umístěno průzkumné zařízení, může účinně provádět průzkum v zájmu všech složek ozbrojených sil USA. Doplnění stávajících průzkumných družic v ohrožených oblastech nebo jejich výměna v případě poruchy.
Divize Sierra Nevada Corporation soukromé společnosti SpaceDev vytváří znovupoužitelnou kosmickou loď Dream Chaser (Running for a Dream), vyvinutou na základě sovětského projektu experimentální opakovaně použitelné kosmické lodi BOR-4. Celkový koncept startu a přistání sondy Dream Chaser je srovnatelný s bezpilotním kosmickým letounem X-37B. Plánuje se jak pilotovaná, tak nákladní verze.
Nákladní verze Dream Chaser Cargo System (DCCS) by měla být schopna vynést na oběžnou dráhu 5 tun užitečného nákladu a vrátit na Zemi 1750 kg. Pokud tedy předpokládáme, že hmotnost průzkumného zařízení a přídavných palivových nádrží bude 1,7 tuny, pak dalších 4,3 tuny připadne na palivo, což průzkumné verzi Dream Chaser Cargo System umožní provádět intenzivní manévrování a korekce oběžné dráhy. dlouhá doba. První spuštění systému Dream Chaser Cargo je plánováno na rok 2021.
Boeing X-37B i Dream Chaser mají měkký profil návratu a přistání. To výrazně sníží přetížení nákladu vracejícího se ze stanice (ve srovnání s kosmickou lodí s vertikálním přistáním). Což je rozhodující pro sofistikované průzkumné vybavení. Zejména u sondy Dream Chaser je deklarováno přetížení při přistání ne větší než 1,5G.
S přídavným hořlavým modulem Shooting Star (hořící hvězda) může být užitečné zatížení nákladního systému Dream Chaser zvýšeno až na 7 tun. Bude schopen operovat na oběžné dráze, až po vysoce eliptické nebo geosynchronní.
Nákladní systém Dream Chaser s modulem Shooting Star
Vzhledem k potenciálním schopnostem nákladního systému Dream Chaser s modulem Shooting Star navrhla společnost Sierra Nevada americkému ministerstvu obrany použití modulů Shooting Star jako „orbitálních základů“ pro průzkum, navigaci, řízení a komunikaci. co se týče experimentů a dalších misí. Zatím není zcela jasné, zda se uvažuje o tom, že modul bude fungovat odděleně od znovupoužitelné kosmické lodi Dream Chaser Cargo System, nebo zda budou použity společně.
Jaký je výklenek opakovaně použitelných bezpilotních kosmických lodí z hlediska průzkumu AUG a KUG?
Znovupoužitelné průzkumné kosmické lodě nenahradí průzkumné satelity, ale mohou je doplnit takovým způsobem, že se úkol skrýt pohyb AUG a KUG značně zkomplikuje.
Závěry
Nabízí se otázka, jak reálné a ekonomicky oprávněné je rozmístění velkých družicových konstelací pro detekci AUG a KUG a také zaměřování raketových zbraní na ně? Koneckonců, bylo to opakovaně řečeno o obrovských nákladech systému ICRC "Legend" ve spojení s jeho poměrně nízkou účinností?
Co se týče „Legendy“ MVČK, otázky její vysoké ceny a nízké účinnosti jsou neoddělitelně spojeny s krátkou dobou aktivní existence průzkumných družic z jejího složení (jak již bylo zmíněno výše). A slibné vesmírné systémy by měly být zbaveny tohoto nedostatku.
Pokud se v Ruské federaci nevyřeší problémy s vytvářením spolehlivých a moderních kosmických lodí a satelitů, slibných opakovaně použitelných nosných raket, pilotovaných a bezpilotních kosmických lodí, pak ne. танки, nezachrání nás ani letadlové lodě, ani stíhačky páté generace. Pro vojenskou převahu v dohledné budoucnosti bude vycházet ze schopností poskytovaných vesmírnými systémy pro různé účely.
Jakýkoli vojenský rozpočet však není gumový, dokonce ani Spojené státy. A nejlepší možností může být vytvoření jediné průzkumné vesmírné skupiny, jednající v zájmu všech druhů ozbrojených sil (AF).
Taková konstelace může zahrnovat jak satelity, tak opakovaně použitelné orbitální manévrovací kosmické lodě. V mnoha ohledech takové sdružení nebude mít rozpory a soutěže o zdroje, protože „pracovní zóny“ různých typů letadel se budou stěží překrývat. A pokud ano, znamená to, že ozbrojené síly budou jednat v rámci řešení jediného úkolu. Například v rámci společného útoku na nepřátelské AUG ze strany letectva (Air Force) a námořnictva.
Otázka mezidruhové interakce je jednou z nejdůležitějších. Zejména Spojené státy mu věnují zvláštní pozornost. A určitě to přinese výsledky. Například nejnovější protilodní střely AGM-158C LRASM by měly být použity i z bombardérů B-1B amerického letectva, z čehož vyplývá nutnost úzké spolupráce mezi letectvem a americkým námořnictvem.
Samotná vesmírná průzkumná skupina samozřejmě zatím není schopna poskytnout XNUMX% pravděpodobnost detekce AUG a KUG, stejně jako namířit na ně protilodní střely. Ale to je nejdůležitější a nejkritičtější prvek bojové účinnosti ozbrojených sil obecně, a námořnictva zvláště.
O dalších prostředcích průzkumu a určení cíle si povíme v příštím článku.
- Andrej Mitrofanov
- navy-korabel.livejournal.com, bastion-karpenko.ru, spacelin.ru, zvezdaweekly.ru, topwar.ru
informace