Til tross for rivaliseringen mellom de ledende rommaktene i utviklingen av høykapasitets lanseringskjøretøyer, vil det i nær fremtid utvikle seg små og ultra-små romfartøyer (SSC) raskt. Hvilke oppgaver vil de løse?
Under overbelastningsforhold i rommet nær jorden kan innsatsen på det lille romfartøyet vise seg å være veldig lovende. Og ikke bare fordi de er flere ganger billigere enn flertonsmotorer, og effektiviteten er ikke mindre.
Monstre i bane
En av de viktigste retningene i utviklingen av små romfartøyer er informasjonsstøtte for tropper. Russland var det første av landene som plasserte passende utstyr ombord på et ultrasmå romfartøy. I 1995 ble denne retningen støttet og, som de sier, velsignet av sjefen for de militære romstyrkene (1989-1992), oberstgeneral Vladimir Ivanov. For å gjennomføre planen samlet en gruppe unge forskere seg under ledelse av generalmajor Vyacheslav Fateev.
Små romfartøy kan lages innenfor veggene på et universitet
Foto: bmstu.ru
Hva har det lille romfartøyet å gjøre med informasjonsstøtte fra bakkegrupperinger av tropper og luftfartsforsvar? Faktum er at hvert tradisjonelt romsystem har sine fordeler og ulemper. Tross alt er det ikke uten grunn at utviklingen av baner fortsatte med en konstant økning i størrelse og vekt - dette var nødvendig av utstyret som ble plassert på dem. Ta optisk-elektroniske rekognoseringssatellitter. Oppløsningen er proporsjonal med objektivdiameteren til det innebygde teleskopet. Optikk, som gir akseptable resultater for rekognosering, har en masse på tre til fem tonn. Satellitter utstyrt med slikt utstyr gir gode bilder. Men av økonomiske årsaker er det svært få slike romfartøyer som blir skutt opp, og de kan fysisk ikke være på rett punkt i bane for å kontrollere situasjonen i et vilkårlig valgt område. Enten burde det være mange slike rekognoseringssatellitter, eller så må du godta at kontroll fra verdensrommet på en bestemt slagmark i beste fall er mulig to eller tre ganger om dagen. I tillegg krever dekryptering av plassbilder for målgjenkjenning som regel en stor investering av tid, noe som er uakseptabelt under krigføring.
Elektronisk etterretning stiller også alvorlige krav til transportkjøretøyet: For å øke oppløsningen må mottakerne om bord spres så langt som mulig, men det er en grense - satellittens dimensjoner.
Romradar-rekognosering, basert på det såkalte prinsippet om monolokalisering, har sine egne krav. Her trengs det mer strøm fra det innebygde strømforsyningssystemet, noe som øker belastningen. I tillegg gir et slikt system bare én observasjonsvinkel, og det er lett å lure det ved å bruke falske mål i form av de enkleste hjørnereflektorene.
Gjør plass for "barn"!
Det viser seg at med tradisjonelle metoder for romoppdagelse kan et romfartøy per definisjon ikke være lite. Det betyr at tiden er inne for å ta i bruk andre metoder. På forumet Army -2015 ble de dedikert til det "runde bordet" "Små romfartøy - et verktøy for å løse problemer med luftfartsforsvar."
Det første området er multispektral leting. Ifølge Vyacheslav Fateev, med et teleskop med en minimumsdiameter, kan vi, som de sier, dekke målet og ta et bilde med lav oppløsning. Men hvis vi legger til dette et multispektralt portrett av målet, vil vi ved hjelp av kjørecomputeren få et bilde av høy kvalitet i sanntid. Et optisk rekognoseringssystem uten et stort teleskop viser seg å være ganske kompakt, og signalbehandlingshastigheten med moderne midler er høy. Eksperimentene som ble utført har vist lovende resultater, men de har ikke blitt påstått av Forsvarsdepartementet ennå. Men i USA, på dette prinsippet, er romfartøyet for informasjonsstøtte fra TACSAT slagmark allerede opprettet.
Den andre retningen er utviklingen av elektronisk intelligens. Med en avstand mellom satellitter på 10-50 kilometer, øker oppløsningen til romsystemet hundrevis av ganger på grunn av økningen i målebasen. Parametrene til romfartøyet som kreves for disse formålene er beregnet. Den veier bare 100 kilo. Og et system med tre eller fire slike små romfartøyer vil kunne gi tosidig kommunikasjon på slagmarken, overvåke kjøretøyer, territorium, atmosfære … Nøyaktigheten til å bestemme koordinater er meter. I dag er et slikt system etterspurt av missilstyrker og artilleri. Men for å få en ordre på det, må vi igjen jobbe seriøst med Forsvarsdepartementet.
Når det gjelder radar, undersøkte eksperter muligheten for tredjeparts radiobelysning av målet eller bestråler det fra andre satellitter - som fra siden. Hva gjør den?
"En satellitt i klyngen med en sender bestråler jordens overflate og mål, og lettsatellittene som ligger ved siden av den (uten sendere og kraftige strømforsyningssystemer) mottar et responssignal," forklarer Fateev, "og bygger radiobilder av disse målene. I klyngen får vi dessuten ikke ett, men flere radiobilder samtidig, noe som eliminerer muligheten for interferens og åpner muligheten for å åpne maskerte mål."
Forskere utførte et eksperiment på måleradiobelysning ved bruk av GLONASS -romfartøy. Signalet var svakt. Likevel ble syv radiobilder av det observerte målet syntetisert med belysning fra syv satellitter samtidig. Dette har blitt en ny arbeidsretning. Etter publikasjonene i utenlandsk presse å dømme, ble de interessert i eksperimentet i utlandet. European Space Agency har til hensikt å gjenta det. Men uansett hva de lykkes med, her var vi de første.
Vokter de orbitale grensene
For informasjonsstøtte til tropper er det viktig å ikke bare løse problemet med operativ sammenkobling av underenheter i området en militær konflikt, men også problemet med global operativ kommunikasjon av eksterne militære grupperinger (grupper av marinefartøyer, luftfartsgrupper) med den sentrale militære kommandoen. Som den innenlandske og utenlandske erfaringen viser, er alle disse problemene relativt enkle og stabile som kan løses ved hjelp av lavbane-grupperinger av små romfartøykommunikasjoner.
Et annet viktig informasjonsstøtteområde for tropper er global kontroll over været i kampoperasjoner og områder for omplassering av tropper. Dette er også innenfor ICA -gruppens makt. Vår og utenlandske erfaring har vist dette.
En annen retning er forbedringen av romhylsen i Øst -Kasakhstan -regionen. Her, ifølge Vyacheslav Fateev, er den første og mest vellykkede applikasjonen av det lille romfartøyet utviklingen av romkontrollsystemet (OMSS). En rekke kryssfelt-satellitter er plassert i bane. Modellering antyder at bare åtte romskip i stjernebildet vil gjøre det mulig å avklare målet for et nytt objekt innen en halv time. Nå, i bakkebaserte optoelektroniske og radarsystemer, tar dette flere timer.
En annen fordel ved å lage et slikt mellomrom er at vi ikke har bakkebaserte fasiliteter som vil observere baner med en helling på mindre enn 30 grader. De er ikke tilgjengelige for oss, men dette systemet vil gjøre oppgaven løsbar.
Det er mulig å utvide SKKPs romhylle også ved å lage midler for elektronisk rekognosering. For å gjøre dette er små romfartøy utstyrt med elektroniske avskjærere. Som et resultat blir det mulig å observere alle geostasjonære kommunikasjonssystemer globalt som tidligere ikke var tilgjengelige for kontroll.
Et annet problem som luftfartsforsvaret må løse i nær fremtid er kampen mot de såkalte inspeksjonssatellittene. Vi vet at amerikanerne bruker dem. Data ble publisert om opprettelsen og lanseringen i geostasjonær bane av to små satellitter som veier omtrent 220 kilo. Målet er å kontrollere driften av deres geostasjonære romfartøy. Imidlertid beveger disse to kjøretøyene i bane seg enten i den ene eller den andre retningen i dekningsområdet til både amerikanske og våre geostasjonære romfartøyer. Det er veldig vanskelig å få øye på dem fra Jorden, men vår SKKP klarte det.
Kan MCA være enda mindre? Det er beregninger: med en størrelse på 0,4 meter vil stjernestørrelsen til MCA være omtrent M18. Og hvis den er enda mindre, blir satellitten umulig å skille fra jorden, og det er praktisk talt umulig å kjempe med en slik "usynlighet". Hva å gjøre?
"En av de viktigste retningene i utviklingen av små romfartøyer er inspeksjon av den geostasjonære bane," mener Fateev. - Hvis vi klarer det, blir det en suksess. Men for dette trenger vi våre egne inspeksjonssatellitter."
Det neste vanskeligste området er romdeteksjonssystemer for hypersoniske fly (GZVA). Dette er et av de farligste og mest alvorlige våpnene som flyr i middels høyde (fra 20 til 40 km og enda høyere). Det virker, og ikke en satellitt, men heller ikke et fly. Hastigheter - over Mach 5. Ikke alle radarstasjoner er i stand til å oppdage. Og likevel vil det russiske romkontrollsystemet, som har et lite romfartøy, kunne se slike hypersoniske kjøretøyer. Siden de varmer opp til 1000 grader og lager et plasmafelt rundt dem, er det bare ni små romfartøy som kreves for å "dekke" GZVA.
Til slutt er det nødvendig å opprette en gruppe for operativ kontroll av ionosfæren, inkludert i den sirkumpolare regionen. Dette er ekstremt viktig, spesielt når du løser problemer med å øke nøyaktigheten til GLONASS. Feil ved bestemmelse av koordinatene er fortsatt betydelige i dag, og innen 2020 må de reduseres betydelig. Dette er også nødvendig i forbindelse med igangkjøring av radaranlegg over horisonten i luftfartsforsvarssystemet. Uten dyp kunnskap om egenskapene til ionosfæren, vil vi ikke være i stand til å løse problemet med å nøyaktig bestemme koordinatene til radarmål. Oppgaven er ganske løsbar ved hjelp av en gruppering av små ionosfæriske overvåkingsenheter.
Problemet med kontinuerlig strålingsovervåking i nærjordiske rom er heller ikke fjernet fra dagsordenen.
Universelt verktøy
Som vi kan se, for å løse en rekke oppgaver, inkludert de som står overfor troppene, er det nødvendig å utvikle et multisatellittinformasjonsstøttesystem. Dette betyr ikke at hvert av de 10–12 systemene som er omtalt ovenfor krever en egen gruppering. Det blir for dyrt. I følge Fateev kan og bør alt dette kombineres til en gruppe, som er gjensidig radiokommunikasjon mellom alle de nærmeste små romfartøyene som oppretter nettverket. Alle ser en nabo på millimeterbølge-kanalen og overfører informasjonen hans gjennom ham.
Samtidig blir den viktigste oppgaven løst - opprettelsen av et globalt system for overføring av informasjon mellom alle forbrukere på jord og rom. Hvis dette er oppnådd, kan informasjon fra ethvert lite romfartøy overføres til ønsket punkt på jorden, enten det er kampstyringssignaler fra en kommandør til en underordnet eller etterretning fra andre kjøretøyer. På grunn av den konstante tilstedeværelsen av ett eller tre små romfartøyer i forbrukerens synlighetssone (sentral militær kommando), overføres etterretningsinformasjon i sanntid hvor som helst.
Dermed løser en enkelt universell fler-satellittkonstellasjon problemene med å tilby global kommunikasjon, omfattende operasjonell rekognosering av operasjonsteater og rom nær jorden, full kontroll over jordens gravitasjonsfelt (dessverre står Russland nå uten geodetiske systemer) og vær … militært, og for fredelige formål. Dessuten vil den mest interessante sivile applikasjonen påvirke hver enkelt av oss. Det handler om implementering av ideen om "Space Internet". Noen land bygger allerede slike prosjekter. "Space Internet" vil nominere Russland blant de mest informasjonsutviklede landene.
"Det gjenstår å overbevise vår militære kunde om effektiviteten til det foreslåtte universelle enkeltsystemet for små rom med dobbel bruk," oppsummerer Fateev. - Selvfølgelig er det problemer. Det er nødvendig å utvikle helt ny informasjon og romteknologi. I tillegg, jo mindre romfartøyet er, desto kortere er orbitallivet. Derfor vil det være nødvendig å sørge for enten en økning i banehøyden eller en rettidig utskifting av det lille romfartøyet. I tillegg er en økonomisk vurdering av det enhetlige systemet som opprettes nødvendig for å forstå hvor fordelaktig det vil være for staten."
Hvem skal formulere mandatet?
Et av problemene er, sier eksperter, at kunden, det vil si Forsvarsdepartementet, ikke har erfaring med å lage og bruke dem. Den andre hindringen er mangelen på taktiske og tekniske krav til slike små romfartøyer. Så langt har ingen klart og presist sagt hva TK skal være.
Selvfølgelig er det relevante institusjoner, forskningsinstitutter og sammenhengende standarder. "I henhold til den internasjonale klassifiseringen er MCA delt inn i enheter fra 500 til 100 kilo, fra 100 til 10 kilo, fra 10 til 1 kilo, fra et kilo til 100 gram," minnes Vladimir Letunov, generaldirektør for Integrated Development of Teknologier NCCI. - Størrelsen på enhetene har også betydning. Objekter med en diameter på mindre enn 10 centimeter identifiseres ikke ved hjelp av radiokontroll, og de kan bare sees gjennom optikk i visse høyder."
Det er en forståelse for at en enkelt plattform bør utvikles for slike små romfartøyer. Men planen er ennå ikke konkretisert. Grunnlaget som gruppen er bygd på er tydelige, det er et sett med klassifiseringer, begrensninger og komponenter. Ifølge Letunov vil 90 prosent av romfartøyene i overskuelig fremtid være av en liten klasse, med fremtiden bak seg.
Nestleder for NPO oppkalt etter Lavochkin Nikolay Klimenko forklarte at deres selskap lenge og målrettet har utført arbeid med etableringen av MCA og har et tilsvarende grunnarbeid. Den modifiserte romplattformen "Karat-200" ble opprettet. Anvendte vitenskapelige og tekniske løsninger tilbys på grunnlag av dette. En rekke eksperimentelle kjøretøyer har allerede vært i verdensrommet. Det er prosjekter av andre romfartøyer av denne typen for å løse anvendte problemer av hensyn til militæret. Forsvarsdepartementet har imidlertid ennå ikke gitt klarsignal for produksjon.
Pulverflaskene er tomme
Har Russland et konsept for oppskyting og bruk av små romfartøyer? Ak … Selv om det for første gang ble fremmet et forslag om bruk av det lille romfartøyet, gjentar vi, av den tidligere sjefen for de militære romstyrkene, oberstgeneral Vladimir Ivanov. Hans idé var at store satellitter er for toppledelsen, MCA er for gruppering av tropper. Det var 20 år siden, men konseptet har aldri blitt implementert. Hvorfor?
Spesifikke saker var påkrevd. Spesielt ble en rekke små radarapparater planlagt under kodenavnet "Condor". De er ikke utviklet. Nå er bare ett av disse kjøretøyene i bane. Hvorfor fungerte det ikke? Fordi det å motsette seg store og små romfartøyer er kontraproduktivt og feil. De bør utfylle hverandre. I fredstid er det nødvendig med høyytelsesenheter for å danne referansedatabaser. MCA løser ikke dette problemet. Og de store kan. Tidligere, i en spesiell periode, det vil si før krigen, ifølge de eksisterende kanonene, ble det tenkt å bygge opp orbitalgruppen på bekostning av romfartøyammunisjon. Men den har ikke eksistert på mange år, det er rett og slett ingenting å fylle opp orbitalgruppen. Imidlertid bør det være ammunisjon. Fordi når det blir nødvendig å legge inn de nødvendige dataene i missilrutekartene, er ikke hovedrollen lenger så mye ytelse som observasjonsfrekvensen. Veksten i gruppering forutsetter ikke bare en økning i antall apparater: 20–25–30 … Ingen økonomi tåler dette. Dette betyr at mengden må beregnes nøyaktig. En observasjonstid på to til tre timer vil passe militæravdelingen.
Det er nødvendig å forenkle designet så mye som mulig, for å redusere kostnadene for produkter, ved å bruke kommersielle tilbud for dette. Som opplevelsen av lokale konflikter viser, er varigheten fra en uke til et år. Dette betyr at perioden med aktiv eksistens av MCA må stå i forhold til. Det viktigste er å forhindre en situasjon der beredskap for lansering bare vil bli sikret ved slutten av fiendtlighetene.
Men dette krever utvikling av et passende konsept. Forberedelsesperioden for lansering av slike enheter fra mottak av kommandoen er en uke. Etter utviklernes mening vil det være tilrådelig å:
- å lage et konsept for operasjonell oppbygging av orbitalkonstellasjonens evner i en spesiell periode, samtidig som nyttelastkravene til denne standarden opprettholdes (de bør gjelde både store og små romfartøyer);
- å utvikle enhetlige krav til teknologien for romfartøyproduksjon, som vil sikre en raskere frigjøring;
- å lage enhetlige romplattformer med modulær arkitektur og automatiserte grensesnitt for akselerert integrering i romsystemer (slik at alle utviklere har en klar ide om hvordan og fra hva vi skal lage enheten);
- å introdusere russiske grensesnitt som skal sikre at romplattformer fungerer under forskjellige forhold.
Til slutt ville det være riktig å samle et ekspertsamfunn, inkludert representanter for forsvarsindustriens kompleks og bestillingsorganer, for å avgjøre bruken av en slik flerbruks felles gruppering av romfartøyer i en spesiell tidsperiode.
Inntil de nevnte tilnærmingene er implementert, vil det ikke dukke opp noe nytt i Russlands rombaner.
