Trots rivaliteten mellan de ledande rymdmakterna i utvecklingen av högkapacitetsskjutbilar kommer inom en snar framtid små och extremt små rymdfarkoster (SSC) att snabbt utvecklas. Vilka uppgifter kommer de att lösa?
Under trängselförhållanden i rymden nära jorden kan insatsen på det lilla rymdfarkosten visa sig vara mycket lovande. Och inte bara för att de är flera gånger billigare än flertonsmotorer, och deras effektivitet är inte mindre.
Monster i omloppsbana
En av de viktigaste riktningarna i utvecklingen av små rymdfarkostsystem är informationsstöd för trupper. Ryssland var det första av länderna som placerade lämplig utrustning ombord på en ultraliten rymdfarkost. 1995 stöddes denna riktning och, som de säger, välsignad av befälhavaren för de militära rymdstyrkorna (1989-1992), överste-general Vladimir Ivanov. För att genomföra planen samlades en grupp unga forskare under ledning av generalmajor Vyacheslav Fateev.
Små rymdfarkoster kan skapas inom ett universitets väggar
Foto: bmstu.ru
Vad har det lilla rymdfarkosten att göra med informationsstödet från gruppgrupper av trupper och rymdförsvar? Faktum är att varje traditionellt rymdsystem har sina fördelar och nackdelar. Det är trots allt inte utan anledning att utvecklingen av banor fortsatte med en konstant ökning av storlek och vikt - detta krävdes av utrustningen som placerades på dem. Ta optisk-elektroniska spaningsatelliter. Deras upplösning är proportionell mot linsdiametern på det inbyggda teleskopet. Optik, som ger acceptabla resultat för spaning, har en massa på tre till fem ton. Satelliter utrustade med sådan utrustning ger bra bilder. Men av ekonomiska skäl är det väldigt få sådana rymdfarkoster som skjuts upp, och de kan fysiskt inte befinna sig i rätt omlopp för att kontrollera situationen i ett godtyckligt valt område. Antingen borde det finnas många sådana spaningssatelliter, eller så måste du acceptera att kontroll från rymden på ett visst slagfält i bästa fall är möjligt två eller tre gånger om dagen. Dessutom kräver dekryptering av rymdbilder för måligenkänning som regel en stor investering av tid, vilket är oacceptabelt under krigsförhållanden.
Elektronisk intelligens ställer också allvarliga krav på transportfordonet: för att öka upplösningen måste de inbyggda mottagarna spridas så långt som möjligt, men det finns en gräns - satellitens dimensioner.
Utforskning av rymdradar, baserad på den så kallade principen för monolokalisering, har sina egna krav. Här behövs mer ström från det inbyggda strömförsörjningssystemet, vilket ökar belastningen. Dessutom ger ett sådant system endast en observationsvinkel och det är lätt att lura det genom att använda falska mål i form av de enklaste hörnreflektorerna.
Gör plats för "barn"!
Det visar sig att med traditionella metoder för rymdspaning kan en rymdfarkost inte vara liten per definition. Det betyder att det är dags att anta andra metoder. På forumet Army -2015 ägnades de åt "det runda bordet" "Små rymdfarkoster - ett verktyg för att lösa problem med luftfartsförsvar."
Det första området är multispektral utforskning. Enligt Vyacheslav Fateev, med ett teleskop med en minsta diameter, kan vi, som de säger, täcka målet och ta en bild med låg upplösning. Men om vi lägger till detta ett multispektralt porträtt av målet, så får vi en högkvalitativ bild i realtid med hjälp av färddatorn. Ett optiskt spaningssystem utan ett stort teleskop visar sig vara ganska kompakt, och signalbehandlingshastigheten med moderna medel är hög. De utförda experimenten har visat lovande resultat, men de har ännu inte gjort anspråk på försvarsministeriet. Men i USA, enligt denna princip, har rymdfarkosten för informationsstöd från TACSAT -slagfältet redan skapats.
Den andra riktningen är utvecklingen av elektronisk intelligens. Med ett avstånd mellan satelliter på 10-50 kilometer ökar rymdsystemets upplösning hundratals gånger på grund av ökningen av mätbasen. Parametrarna för rymdfarkosten som krävs för dessa ändamål har beräknats. Den väger bara 100 kilo. Och ett system med tre eller fyra sådana små rymdfarkoster kommer att kunna ge duplexkommunikation på slagfältet, övervaka fordon, territorium, atmosfär … Noggrannheten för att bestämma koordinater är meter. Idag är ett sådant system mycket efterfrågat av missilstyrkor och artilleri. Men för att få en order på det måste vi återigen på allvar samarbeta med försvarsdepartementet.
När det gäller radar undersökte experter möjligheten att tredje parts radiobelysning av målet eller bestrålades från andra satelliter - som från sidan. Vad gör det?
"En satellit i klustret med en sändare bestrålar jordens yta och mål, och de lätta satelliterna som ligger bredvid den (utan sändare och kraftfulla strömförsörjningssystem) får en svarsignal", förklarar Fateev, "och bygger radiobilder av dessa mål. Dessutom får vi i klustret inte en, utan flera radiobilder samtidigt, vilket eliminerar risken för störningar och öppnar möjligheten att öppna maskerade mål."
Forskare genomförde ett experiment med målaradiobelysning med GLONASS -rymdfarkoster. Signalen var svag. Ändå syntetiserades sju radiobilder av det observerade målet med belysning från sju satelliter samtidigt. Detta har blivit en ny arbetsriktning. Av publikationerna i utländsk press att döma blev de intresserade av experimentet utomlands. Europeiska rymdorganisationen avser att upprepa det. Men oavsett vad de lyckas, här var vi de första.
Bevakar de orbitala gränserna
För informationsstöd för trupper är det viktigt att inte bara lösa problemet med operativ sammankoppling av underenheter i en militär konflikt, utan också problemet med global operativ kommunikation av avlägsna militära grupperingar (grupper av marinfartyg, luftfartsgrupper) med det centrala militära kommandot. Som inhemsk och utländsk erfarenhet visar är alla dessa problem relativt enkla och stabila för att lösas med hjälp av lågbana grupper av små rymdfarkostkommunikationer.
Ett annat viktigt informationsstöd för trupper är global kontroll över vädret i stridsoperationer och områden för omplacering av trupper. Detta ligger också inom ICA -gruppernas befogenheter. Vår och utländska erfarenhet har visat detta.
En annan riktning är förbättringen av rymdskiktet i regionen Östkazakstan. Här, enligt Vyacheslav Fateev, är den första och mest framgångsrika tillämpningen av det lilla rymdfarkosten utvecklingen av rymdkontrollsystemet (OMSS). Ett antal tvärfältssatelliter placeras i en bana. Modellering tyder på att endast åtta rymdfarkoster i stjärnbilden kommer att göra det möjligt att klargöra målet för ett nytt objekt inom en halvtimme. Nu, i markbaserade optoelektroniska och radarsystem, tar detta flera timmar.
En annan fördel med att skapa en sådan rymdklang är att vi inte har markbaserade anläggningar som skulle observera banor med en lutning på mindre än 30 grader. De är inte tillgängliga för oss, men detta system kommer att göra uppgiften lösbar.
Det är möjligt att utöka SKKP: s rymdklass också genom att skapa medel för elektronisk spaning. För att göra detta är små rymdfarkoster utrustade med elektroniska avskiljare. Som ett resultat blir det möjligt att globalt observera alla geostationära kommunikationssystem som tidigare inte var tillgängliga för kontroll.
Ett annat problem som rymdförsvaret måste lösa inom en snar framtid är kampen mot de så kallade inspektionssatelliterna. Vi vet att amerikanerna använder dem. Data publicerades om skapandet och sjösättningen i geostationär bana av två små satelliter som väger cirka 220 kilo. Målet är att kontrollera driften av deras geostationära rymdfarkoster. Dessa två fordon i omloppsrörelse rör sig dock antingen åt ena eller andra hållet i täckningsområdet för både amerikanska och våra geostationära rymdfarkoster. Det är mycket svårt att upptäcka dem från jorden, men vår SKKP kunde göra det.
Kan MCA vara ännu mindre? Det finns beräkningar: med en storlek på 0,4 meter kommer MCA: s stjärnstorlek att vara ungefär M18. Och om den är ännu mindre, blir satelliten oskiljbar från jorden, och det är praktiskt taget omöjligt att slåss med sådan "osynlighet". Vad ska man göra?
"En av de viktigaste riktningarna i utvecklingen av små rymdfarkoster är inspektion av den geostationära omloppsbanan", tror Fateev. - Om vi klarar det blir det en succé. Men för detta behöver vi våra egna inspektionssatelliter."
Det näst svåraste området är rymddetekteringssystem för hypersoniska flygplan (GZVA). Detta är ett av de farligaste och allvarligaste vapnen som flyger på medellång höjd (från 20 till 40 km och ännu högre). Det verkar, och inte en satellit, men inte heller ett flygplan. Hastigheter - över Mach 5. Inte varje radarstation kan upptäcka. Och ändå kommer det ryska rymdkontrollsystemet, som har ett litet rymdfarkoster, att kunna se sådana hypersoniska fordon. Eftersom de värmer upp till 1000 grader och skapar ett plasmafält runt dem krävs bara nio små rymdfarkoster för att "täcka" GZVA.
Slutligen är det nödvändigt att skapa en grupp för operativ kontroll av jonosfären, inklusive i cirkumpolära regionen. Detta är extremt viktigt, särskilt när man löser problem med att öka noggrannheten hos GLONASS. Fel vid bestämning av koordinaterna är fortfarande betydande idag, och 2020 måste de minskas avsevärt. Detta är också nödvändigt i samband med idrifttagning av luftfartsförsvarssystemets radaranläggningar över horisonten. Utan en djup kunskap om jonosfärens egenskaper kommer vi inte att kunna lösa problemet med att exakt bestämma koordinaterna för radarmål. Uppgiften är ganska lösbar med hjälp av en grupp av små jonosfäriska övervakningsanordningar.
Problemet med kontinuerlig strålningsövervakning i jordnära rymden tas inte heller bort från agendan.
Universellt verktyg
Som vi kan se är det nödvändigt att utveckla ett informationsstödsystem med flera satelliter för att lösa en mängd olika uppgifter, inklusive de som står inför trupperna. Detta betyder inte att var och en av de 10–12 system som diskuterats ovan kräver en separat gruppering. Det blir för dyrt. Enligt Fateev kan och bör allt detta kombineras till en gruppering, vars grund är ömsesidig radiokommunikation mellan alla närmaste små rymdfarkoster som skapar nätverket. Alla ser en granne på millimetervågskanalen och överför sin information genom honom.
Samtidigt löses den viktigaste uppgiften - skapandet av ett globalt system för överföring av information mellan alla mark- och rymdkonsumenter. Om detta uppnås kan information från alla små rymdfarkoster överföras till önskad punkt på jorden, oavsett om det är stridskontrollsignaler från en befälhavare till en underordnad eller underrättelse från andra fordon. På grund av den konstanta närvaron av ett eller tre små rymdfarkoster i konsumentens synlighetszon (centralt militärt kommando) överförs dessutom intelligensinformation i realtid var som helst.
Således löser en enda universell konstellation med flera satelliter problemen med att tillhandahålla global kommunikation, omfattande operationell spaning av operationsteatern och rymden nära jorden, full kontroll över jordens gravitationsfält (tyvärr lämnas Ryssland nu utan orbitalgeodetiska system) och väder … militärt och för fredliga ändamål. Dessutom kommer den mest intressanta civila tillämpningen att påverka var och en av oss. Det handlar om genomförandet av idén om "Space Internet". Vissa länder bygger redan sådana projekt. "Space Internet" kommer att utse Ryssland till de mest informationsutvecklade länderna.
"Det återstår att övertyga vår militära kund om effektiviteten i det föreslagna universella enda systemet för små rymdfarkoster med dubbla användningsområden", sammanfattar Fateev. - Självklart finns det problem. Det är nödvändigt att utveckla helt ny informations- och rymdteknik. Dessutom är ju mindre rymdfarkosten desto kortare livslängd. Därför kommer det att vara nödvändigt att antingen se till att banhöjden ökar eller att det lilla rymdfarkosten ersätts i tid. Dessutom är en ekonomisk bedömning av det enhetliga system som skapas nödvändig för att förstå hur fördelaktigt det kommer att vara för staten."
Vem ska formulera uppdraget?
Ett av problemen är, säger experter, att kunden, det vill säga försvarsministeriet, inte har någon erfarenhet av att skapa och använda dem. Det andra hindret är bristen på taktiska och tekniska krav för sådana små rymdfarkoster. Hittills har ingen tydligt och exakt sagt vad TK ska vara.
Naturligtvis finns det relevanta institutioner, forskningsinstitut och sammanhängande standarder.”I enlighet med den internationella klassificeringen är MCA indelade i enheter från 500 till 100 kilo, från 100 till 10 kilo, från 10 till 1 kilo, från ett kilo till 100 gram”, påminner Vladimir Letunov, generaldirektör för integrerad utveckling av Teknik NCCI. - Storleken på enheterna spelar också roll. Objekt med en diameter mindre än 10 centimeter identifieras inte med hjälp av radiostyrning, och de kan endast ses genom optik på vissa höjder."
Det finns en förståelse för att en enda plattform bör utvecklas för sådana små rymdfarkoster. Men planen har ännu inte konkretiserats. Grunderna som grupperingen bygger på är tydliga, det finns en uppsättning klassificerare, begränsningar och komponenter. Enligt Letunov kommer 90 procent av rymdfarkoster inom överskådlig framtid att vara av en liten klass, med framtiden bakom sig.
Biträdande chefsdesigner för NPO uppkallad efter Lavochkin Nikolay Klimenko förklarade att deras företag länge och målmedvetet har utfört arbete med att skapa MCA och har en motsvarande grund. Den modifierade rymdplattformen "Karat-200" skapades. Tillämpade vetenskapliga och tekniska lösningar erbjuds på grundval av detta. Ett antal försöksfordon har redan varit i rymden. Det finns projekt av andra rymdfarkoster av denna typ för att lösa tillämpade problem i militärens intresse. Försvarsdepartementet har dock ännu inte gett klartecken för produktionen.
Pulverflaskorna är tomma
Har Ryssland ett koncept för att skjuta upp och använda små rymdfarkoster? Ack … Även om för första gången ett förslag om användning av det lilla rymdfarkosten lades fram, upprepar vi, av den tidigare befälhavaren för de militära rymdstyrkorna, överste-general Vladimir Ivanov. Hans idé var att stora satelliter är för det högsta ledarskapet, MCA är för grupperingar av trupper. Det var 20 år sedan, men konceptet har aldrig genomförts. Varför?
Särskilda fall krävdes. I synnerhet planerades en rad små radarapparater under kodnamnet "Condor". De har inte utvecklats. Nu är bara ett av dessa fordon i omloppsbana. Varför fungerade det inte? Eftersom motstånd mot stora och små rymdfarkoster är kontraproduktivt och fel. De bör komplettera varandra. I fredstid behövs högpresterande enheter för att bilda referensdatabaserna. MCA löser inte detta problem. Och de stora kan. Tidigare, under en särskild period, det vill säga före kriget, enligt de befintliga kanonerna, var det tänkt att bygga upp orbitalgruppen på bekostnad av rymdfarkostammunition. Men det har inte funnits på många år, det finns helt enkelt inget att fylla på orbitalgruppen. Det ska dock finnas ammunition. För när det blir nödvändigt att mata in nödvändig data i missilruttkartorna är huvudrollen inte längre så mycket prestanda som observationsfrekvensen. Gruppens tillväxt förutsätter inte bara en ökning av antalet apparater: 20–25–30 … Ingen ekonomi tål detta. Detta innebär att mängden måste beräknas korrekt. En observationsperiod på två till tre timmar passar militäravdelningen.
Det är nödvändigt att förenkla designen så mycket som möjligt, för att minska produktkostnaderna med kommersiella erbjudanden för detta. Som erfarenheten av lokala konflikter visar är deras varaktighet från en vecka till ett år. Detta innebär att MCA: s aktiva existens måste stå i proportion till. Det viktigaste är att förhindra en situation där beredskapen för lansering kommer att säkerställas först i slutet av fientligheterna.
Men detta kräver utveckling av ett lämpligt koncept. Förberedelseperioden för lansering av sådana enheter från mottagandet av kommandot är en vecka. Enligt utvecklarnas mening är det lämpligt att:
- att skapa ett koncept för operativ uppbyggnad av den orbitala konstellationens kapacitet under en särskild period med bibehållen nyttolastkrav för denna standard (de bör vara tillämpliga på både stora och små rymdfarkoster);
- att utveckla enhetliga krav för rymdskeppstillverkningstekniken, som kommer att säkerställa snabbare utsläpp.
- att skapa enhetliga rymdplattformar med modulär arkitektur och automatiserade gränssnitt för accelererad integration i rymdsystem (så att alla utvecklare har en klar uppfattning om hur och från vad vi ska göra enheten);
- att införa ryska gränssnitt som säkerställer rymdplattformars funktion under olika förhållanden.
Slutligen vore det rätt att samla en expertgrupp, inklusive representanter för försvarsindustrins komplex och beställningsorgan, för att besluta om användningen av en sådan mångsidig gemensam gruppering av rymdfarkoster under en speciell tidsperiod.
Innan ovannämnda tillvägagångssätt har genomförts kommer inget nytt att dyka upp i Rysslands rymdbanor.
