Male svemirske letjelice mogu učiniti više
Uprkos rivalstvu vodećih svemirskih sila u razvoju lansirnih vozila velikog kapaciteta, u bliskoj budućnosti će se male i ultra male svemirske letjelice (SSC) brzo razvijati. Koje će zadatke riješiti?
U uvjetima zagušenja u svemiru blizu Zemlje, ulog na malim svemirskim letjelicama mogao bi se pokazati vrlo obećavajućim. I ne samo zato što su nekoliko puta jeftiniji od višetonskih motora, a njihova učinkovitost nije manja.
Čudovišta u orbiti
Jedan od najvažnijih pravaca u razvoju malih svemirskih sistema je informacijska podrška trupama. Rusija je prva od zemalja koja je postavila odgovarajuću opremu na ultra-mali svemirski brod. Ovaj pravac je 1995. godine podržao i, kako kažu, blagoslovio komandant Vojno-svemirskih snaga (1989-1992), general-pukovnik Vladimir Ivanov. Kako bi proveli plan, okupila se grupa mladih naučnika pod vodstvom general -majora Vjačeslava Fatejeva.
Male svemirske letjelice mogu se stvoriti unutar zidova univerziteta
Fotografija: bmstu.ru
Kakve veze imaju male svemirske letjelice s informacijskom podrškom kopnenih snaga i vazduhoplovnom odbranom? Činjenica je da svaki tradicionalni svemirski sistem 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 rezolucija je proporcionalna promjeru objektiva 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 i oni fizički ne mogu biti na pravoj točki orbite za kontrolu situacije u proizvoljno odabranom području. Ili bi trebalo biti mnogo takvih izviđačkih 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 ciljeva zahtijeva, u pravilu, veliko ulaganje vremena, što je neprihvatljivo u ratnim uvjetima.
Elektronička obavještajna služba također postavlja ozbiljne zahtjeve prema vozilu -nosaču: da bi se povećala rezolucija, prijemnici na brodu moraju biti rašireni što je više moguće, ali postoji ograničenje - dimenzije satelita.
Svemirsko radarsko izviđanje, zasnovano na takozvanom principu monolokacije, ima svoje zahtjeve. Ovdje je potrebno više energije iz ugrađenog sistema napajanja, što povećava opterećenje. Osim toga, takav sustav pruža samo jedan kut promatranja i lako ga je prevariti upotrebom lažnih meta u obliku najjednostavnijih kutnih reflektora.
Učinite mjesto "djeci"!
Ispostavilo se da s tradicionalnim metodama svemirskog izviđanja svemirska letjelica ne može biti mala po definiciji. To znači da je došlo vrijeme za usvajanje drugih metoda. Na forumu Army -2015 bili su posvećeni "okruglom stolu" "Male svemirske letjelice - alat za rješavanje problema odbrane vazduhoplovstva."
Prvo područje je multispektralno istraživanje. Prema riječima Vjačeslava Fatejeva, teleskopom minimalnog promjera možemo, kako kažu, pokriti metu i snimiti sliku niske rezolucije. Ali ako ovome dodamo multispektralni portret mete, tada ćemo pomoću ugrađenog računara dobiti sliku visoke kvalitete u stvarnom vremenu. Optički izviđački sistem bez velikog teleskopa pokazuje se kao prilično kompaktan, a brzina obrade signala savremenim sredstvima je velika. Izvedeni eksperimenti pokazali su obećavajuće rezultate, ali Ministarstvo obrane ih još nije tvrdilo. Ali u SAD -u su na ovom principu već stvorene svemirske letjelice za informacijsku podršku bojnog polja TACSAT.
Drugi smjer je razvoj elektroničke inteligencije. S udaljenošću između satelita 10-50 kilometara, rezolucija svemirskog sistema povećava se stotine puta zbog povećanja baze mjerenja. Izračunati su parametri svemirske letjelice potrebni za ove svrhe. Težak je samo 100 kilograma. A sistem od tri ili četiri takve male svemirske letjelice moći će omogućiti dupleksnu komunikaciju na bojnom polju, nadgledati vozila, teritorij, atmosferu … Tačnost određivanja koordinata je u metrima. Danas je takav sustav u velikoj potražnji raketnih snaga i topništva. No, da bismo dobili narudžbu za to, moramo ponovno ozbiljno surađivati s Ministarstvom obrane.
Što se tiče radara, stručnjaci su istraživali mogućnost radijskog osvjetljenja mete trećih strana ili zračenja s drugih satelita - kao sa strane. Šta radi?
"Jedan satelit klastera s odašiljačem zrači Zemljinu površinu i ciljeve, a lagani sateliti koji se nalaze pored njega (bez odašiljača i moćnih sistema napajanja) primaju signal odziva", objašnjava Fateev, "i grade radio snimke ovih ciljeva. Štoviše, u klasteru dobivamo ne jednu, već nekoliko radio snimaka odjednom, što eliminira mogućnost smetnji i otvara mogućnost otvaranja maskiranih ciljeva."
Naučnici su izveli eksperiment na radijskom osvjetljenju mete pomoću svemirske letjelice GLONASS. Signal je bio slab. Ipak, sedam radio snimaka promatrane mete sintetizirano je uz osvjetljenje sa sedam satelita odjednom. Ovo je postao novi smjer rada. Sudeći prema publikacijama u stranoj štampi, zainteresovali su se za eksperiment u inostranstvu. Evropska svemirska agencija namjerava to ponoviti. Ali bez obzira na to u čemu su uspjeli, ovdje smo bili prvi.
Čuvanje orbitalnih granica
Za informacijsku podršku trupa važno je riješiti ne samo problem operativnog međusobnog povezivanja podjedinica u području vojnog sukoba, već i problem globalne operativne komunikacije udaljenih vojnih grupa (grupe mornaričkih brodova, zrakoplovne grupacije) sa centralnom vojnom komandom. Kao što pokazuje domaće i strano iskustvo, svi su ovi problemi relativno jednostavni i stabilni za rješavanje uz pomoć nisko-orbitnih grupacija komunikacija malih svemirskih letjelica.
Još jedno važno područje informacijske podrške trupama je globalna kontrola vremena u područjima borbenih operacija i područjima preraspodjele trupa. Ovo je također u nadležnosti grupacija ICA. 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 svemirske letjelice razvoj sistema 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 optoelektronskim i radarskim sistemima na zemlji ovo traje nekoliko sati.
Još jedna prednost u stvaranju takvog svemirskog ešalona je to što nemamo zemaljske objekte koji bi posmatrali orbite sa nagibom manjim od 30 stepeni. Oni nam nisu dostupni, ali ovaj sistem će učiniti zadatak rješivim.
Svemirski ešalon SKKP -a moguće je proširiti i stvaranjem sredstava za elektronsko izviđanje. Za to su male svemirske letjelice opremljene elektroničkim presretačima. Kao rezultat toga, postaje moguće globalno promatrati sve geostacionarne komunikacijske sisteme koji su prije bili nedostupni za kontrolu.
Drugi problem koji će vazduhoplovna odbrana 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 težine oko 220 kilograma. Cilj je kontrolirati rad njihovih geostacionarnih svemirskih letjelica. Međutim, ova dva vozila u orbiti kreću se u jednom ili drugom smjeru u području pokrivanja i američkih i naših geostacionarnih svemirskih letjelica. Vrlo ih je teško uočiti sa Zemlje, ali naš SKKP je to uspio.
Može li MCA biti još manji? Postoje proračuni: s veličinom od 0,4 metara, zvjezdana veličina MCA -e bit će približno M18. A ako je još manji, tada se satelit ne može razlikovati od Zemlje, i praktično je nemoguće boriti se s takvom "nevidljivošću". Šta učiniti?
"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 sistemi za otkrivanje svemira za hipersonične avione (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 avion. Brzine - preko 5 maha. Nije svaka radarska stanica sposobna otkriti. Pa ipak, ruski sistem upravljanja svemirom, koji ima malu svemirsku letjelicu, moći će vidjeti takva hipersonična vozila. Budući da se zagrijavaju do 1000 stupnjeva i stvaraju plazma polje oko sebe, potrebno je samo devet malih svemirskih letjelica da "pokriju" GZVA -u.
Konačno, potrebno je stvoriti grupu za operativnu kontrolu ionosfere, uključujući i cirkumpolarno područje. Ovo je izuzetno važno, posebno pri rješavanju problema povećanja tačnosti 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 sistema zračno-kosmičke obrane. Bez dubokog poznavanja svojstava jonosfere nećemo moći riješiti problem preciznog određivanja koordinata radarskih ciljeva. Zadatak je prilično rješiv uz pomoć grupiranja malih uređaja za nadzor jonosfere.
Problem kontinuiranog monitoringa zračenja u svemiru blizu zemlje nije uklonjen sa dnevnog reda.
Univerzalni alat
Kao što vidimo, kako bi se riješili različiti zadaci, uključujući i one koji se nalaze pred trupama, potrebno je razviti multi-satelitski sistem informacijske podrške. To ne znači da svaki od 10–12 gorenavedenih sistema zahtijeva zasebno grupiranje. To će biti preskupo. Prema Fateevu, sve se to može i treba spojiti u jednu grupu, čija je osnova međusobna radio komunikacija između svih najbližih malih svemirskih letjelica koje stvaraju mrežu. Svako vidi susjeda na kanalu milimetarskog talasa i prenosi njegove informacije preko njega.
Istovremeno se rješava najvažniji zadatak - stvaranje globalnog sistema za prijenos informacija između bilo kojeg zemaljskog i svemirskog potrošača. Ako se to postigne, tada se informacije s bilo koje male svemirske 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 stalnog prisustva jedne ili tri male svemirske letjelice u zoni vidljivosti potrošača (centralna vojna komanda), obavještajne informacije prenose se u stvarnom vremenu s bilo kojeg mjesta.
Dakle, jedno univerzalno višezvučno sazviježđe rješava probleme pružanja globalnih komunikacija, sveobuhvatnog operativnog izviđanja pozornice operacija i svemira blizu zemlje, potpune kontrole Zemljinog gravitacijskog polja (nažalost, Rusija je sada ostala bez orbitalnih geodetskih sistema) i vremenske … vojne, i u mirnodopske svrhe. Štoviše, najzanimljivija građanska prijava utjecat će na svakoga od nas. Riječ je o implementaciji ideje "svemirskog interneta". Neke zemlje već grade takve projekte. "Svemirski internet" nominirat će Rusiju među informacijski najrazvijenije zemlje.
"Ostaje uvjeriti našeg vojnog kupca u efikasnost predloženog univerzalnog jedinstvenog sistema 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 svemirske letjelice. Osim toga, potrebna je ekonomska procjena jedinstvenog sistema koji se stvara kako bi se razumjelo koliko će to biti korisno za državu."
Ko će formulisati projektni zadatak?
Jedan od problema je, kažu stručnjaci, što kupac, odnosno Ministarstvo odbrane, nema iskustva u njihovom stvaranju i korištenju. Druga prepreka je nedostatak taktičkih i tehničkih zahtjeva za tako male svemirske letjelice. Do sada niko nije jasno i precizno rekao šta bi trebalo da bude TK.
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 Technologies NCCI. - Veličina uređaja je takođe 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 svemirske letjelice trebalo razviti jedinstvenu platformu. No, plan još nije konkretiziran. Osnove na kojima se gradi grupisanje su jasne, postoji skup klasifikatora, ograničenja i komponenti. Prema Letunovu, u doglednoj budućnosti 90 posto svemirskih letjelica bit će male klase, a budućnost je iza njih.
Zamjenik glavnog projektanta NPO -a po Lavochkin Nikolay Klimenko objasnio je da je njihova kompanija dugo i ciljano radila na stvaranju MCA -e i da ima odgovarajuću osnovu. Nastala je modifikovana svemirska platforma "Karat-200". Na njegovoj osnovi nude se primijenjena naučna i tehnička rješenja. Nekoliko eksperimentalnih vozila već je bilo 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.
Boce sa prahom su prazne
Ima li Rusija koncept lansiranja i korištenja malih svemirskih letjelica? Avaj … Iako je prvi put prijedlog za upotrebu male svemirske letjelice iznio, ponavljamo, bivši zapovjednik Vojno-svemirskih snaga, general-pukovnik Vladimir Ivanov. Njegova ideja je bila da su veliki sateliti za najviše rukovodstvo, a MCA za grupacije 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". Oni nisu razvijeni. Sada je samo jedno od ovih vozila u orbiti. Zašto nije uspjelo? Jer suprotstavljanje velikih i malih svemirskih 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 da se orbitalna grupa izgradi na račun municije svemirskih letjelica. Ali ne postoji već mnogo godina, jednostavno nema ničega što bi nadopunilo orbitalnu grupu. Međutim, municije bi trebalo biti. Jer kad postane potrebno unijeti potrebne podatke u karte rute projektila, glavna uloga više nije toliko performanse koliko učestalost promatranja. Rast grupiranja ne pretpostavlja samo povećanje broja uređaja: 20–25–30 … Nijedna ekonomija to ne može izdržati. To znači da se količina mora točno izračunati. Period posmatranja od dva do tri sata odgovara 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 sedmice do godine. 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. Period pripreme za lansiranje takvih uređaja od prijema komande je sedmica. Prema mišljenju programera, bilo bi preporučljivo:
- stvoriti koncept operativne izgradnje sposobnosti orbitalnog sazviježđa u posebnom periodu uz održavanje zahtjeva korisnog opterećenja za ovaj standard (trebali bi se primjenjivati i na velike i na male svemirske letjelice);
- razviti jedinstvene zahtjeve za tehnologiju proizvodnje svemirskih letjelica, koji će osigurati njihovo ubrzano oslobađanje;
- stvaranje jedinstvenih svemirskih platformi sa modularnom arhitekturom i automatizovanim interfejsima za ubrzanu integraciju u svemirske sisteme (tako da svi programeri imaju 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 odbrambene industrije i naručitelja, kako bi odlučili o upotrebi takve višenamjenske zajedničke grupe svemirskih letjelica u posebnom vremenskom periodu.
Dok se gore navedeni pristupi ne primijene, ništa se novo neće pojaviti u svemirskim orbitama Rusije.
