Maži erdvėlaiviai gali daugiau
Nepaisant pirmaujančių kosminių galių konkurencijos kuriant didelės talpos raketas, artimiausiu metu maži ir itin maži erdvėlaiviai (SSC) sparčiai vystysis. Kokias užduotis jie išspręs?
Esant spūstims netoli Žemės esančioje erdvėje, mažų erdvėlaivių statymas gali pasirodyti labai perspektyvus. Ir ne tik todėl, kad jie kelis kartus pigesni už kelių tonų variklius, o jų efektyvumas-ne mažesnis.
Monstrai orbitoje
Viena iš svarbiausių mažų erdvėlaivių sistemų kūrimo krypčių yra informacinė karių parama. Rusija pirmoji iš šalių įdėjo atitinkamą įrangą į itin mažą erdvėlaivį. 1995 metais šią kryptį palaikė ir, kaip sakoma, palaimino Karinių kosmoso pajėgų vadas (1989-1992) generolas pulkininkas Vladimiras Ivanovas. Norėdami įgyvendinti planą, susirinko grupė jaunų mokslininkų, kuriems vadovavo generolas majoras Viačeslavas Fatejevas.
Universiteto sienose galima sukurti mažus erdvėlaivius
Nuotrauka: bmstu.ru
Ką bendro turi nedidelis erdvėlaivis su informacine karinių sausumos grupių ir kosmoso gynybos parama? Faktas yra tas, kad kiekviena tradicinė kosmoso sistema turi savo privalumų ir trūkumų. Galų gale, ne veltui orbitų vystymasis vyko nuolat didėjant dydžiui ir svoriui - to reikalavo ant jų uždėta įranga. Paimkite optinius-elektroninius žvalgybos palydovus. Jų skiriamoji geba yra proporcinga borto teleskopo lęšio skersmeniui. Optikos, duodančios priimtinus žvalgybos rezultatus, masė yra nuo trijų iki penkių tonų. Palydovai, turintys tokią įrangą, sukuria gerus vaizdus. Tačiau dėl ekonominių priežasčių tokių erdvėlaivių paleidžiama labai mažai ir jie fiziškai negali būti tinkamoje orbitos vietoje, kad galėtų kontroliuoti situaciją savavališkai pasirinktoje zonoje. Arba turėtų būti daug tokių žvalgybinių palydovų, arba turėsite sutikti, kad valdymas iš kosmoso tam tikrame mūšio lauke yra įmanomas geriausiu atveju du ar tris kartus per dieną. Be to, norint iššifruoti erdvės vaizdus, kad būtų galima atpažinti taikinį, paprastai reikia daug laiko investuoti, o tai yra nepriimtina karo sąlygomis.
Elektroninė žvalgyba taip pat kelia rimtus reikalavimus vežėjai transporto priemonei: norint padidinti skiriamąją gebą, borto imtuvai turi būti kuo labiau paskleisti, tačiau yra riba - palydovo matmenys.
Kosminio radaro žvalgyba, pagrįsta vadinamuoju monolokacijos principu, turi savo reikalavimus. Čia reikia daugiau energijos iš borto maitinimo sistemos, o tai padidina apkrovą. Be to, tokia sistema suteikia tik vieną stebėjimo kampą ir ją lengva apgauti naudojant klaidingus taikinius paprasčiausių kampinių atšvaitų pavidalu.
Užleiskite kelią „vaikams“!
Pasirodo, kad naudojant tradicinius kosminio žvalgymo metodus erdvėlaivis negali būti mažas pagal apibrėžimą. Tai reiškia, kad atėjo laikas priimti kitus metodus. „Army -2015“forume jie buvo skirti „apvaliajam stalui“„Mažiems erdvėlaiviams - įrankiui aviacijos ir kosmoso gynybos problemoms spręsti“.
Pirmoji sritis yra daugiaspektrinis tyrimas. Pasak Viačeslavo Fatejevo, turėdami mažiausio skersmens teleskopą, mes galime, kaip sakoma, uždengti taikinį ir nufotografuoti mažą skiriamąją gebą. Bet jei prie to pridėsime daugiaspektorių taikinio portretą, tada naudodami borto kompiuterį, mes gausime aukštos kokybės vaizdą realiuoju laiku. Optinė žvalgybos sistema be didelio teleskopo pasirodo gana kompaktiška, o signalo apdorojimo greitis šiuolaikinėmis priemonėmis yra didelis. Atlikti eksperimentai parodė daug žadančius rezultatus, tačiau Gynybos ministerija jų dar nepateikė. Tačiau JAV šiuo principu jau sukurtas erdvėlaivis informacijos palaikymui TACSAT mūšio lauke.
Antroji kryptis - elektroninio intelekto plėtra. Esant 10–50 kilometrų atstumui tarp palydovų, padidėjus matavimo bazei, erdvės sistemos skiriamoji geba padidėja šimtus kartų. Šiems tikslams reikalingi erdvėlaivio parametrai buvo apskaičiuoti. Jis sveria tik 100 kilogramų. O trijų ar keturių tokių mažų erdvėlaivių sistema galės užtikrinti dvipusį ryšį mūšio lauke, stebėti transporto priemones, teritoriją, atmosferą … Koordinačių nustatymo tikslumas yra metrai. Šiandien tokia sistema yra labai paklausi raketų pajėgų ir artilerijos. Tačiau norėdami gauti užsakymą, vėl turime rimtai bendradarbiauti su Gynybos ministerija.
Kalbant apie radarus, ekspertai ištyrė galimybę trečiosios šalies radijo apšviesti taikinį arba jį apšviesti iš kitų palydovų - tarsi iš šono. Ką tai daro?
„Vienas klasterio palydovas su siųstuvu apšvitina Žemės paviršių ir taikinius, o greta esantys lengvi palydovai (be siųstuvų ir galingų maitinimo sistemų) gauna atsako signalą“, - aiškina Fatejevas, ir sukuria šių taikinių radijo vaizdus.. Be to, grupėje mes gauname ne vieną, o kelis radijo vaizdus vienu metu, o tai pašalina trukdžių galimybę ir atveria galimybę atidaryti užmaskuotus taikinius “.
Mokslininkai atliko taikinio radijo apšvietimo eksperimentą, naudodami GLONASS erdvėlaivį. Signalas buvo silpnas. Nepaisant to, septyni stebimo taikinio radijo vaizdai buvo sintezuojami iš septynių palydovų vienu metu. Tai tapo nauja darbo kryptimi. Sprendžiant iš publikacijų užsienio spaudoje, jie susidomėjo eksperimentu užsienyje. Europos kosmoso agentūra ketina tai pakartoti. Bet kad ir kas jiems pavyktų, čia mes buvome pirmieji.
Saugoti orbitos ribas
Informacinei karių paramai svarbu išspręsti ne tik karinių konfliktų zonoje esančių padalinių operatyvinio sujungimo problemą, bet ir nuotolinių karinių grupuočių (karinių jūrų laivų grupių, aviacijos grupių) visuotinio operatyvinio ryšio problemą.) su centrine karine vadovybe. Kaip rodo vidaus ir užsienio patirtis, visos šios problemos yra palyginti paprastos ir stabilios, jas galima išspręsti pasitelkus mažų orbitų mažų erdvėlaivių ryšių grupes.
Kita svarbi kariuomenės informavimo sritis yra pasaulinė oro kontrolė kovos operacijų ir karių perskirstymo srityse. Tai taip pat priklauso ICA grupuotėms. Mūsų ir užsienio patirtis tai parodė.
Kita kryptis - Rytų Kazachstano regiono kosmoso ešelono tobulinimas. Čia, pasak Viačeslavo Fatejevo, pirmasis ir sėkmingiausias mažųjų erdvėlaivių pritaikymas yra kosmoso valdymo sistemos (OMSS) sukūrimas. Į orbitą yra iškelta daugybė kelių laukų palydovų. Modeliavimas rodo, kad tik aštuoni žvaigždyno erdvėlaiviai leis per pusvalandį išsiaiškinti bet kurio naujo objekto taikinį. Dabar antžeminėse optoelektroninėse ir radarų sistemose tai trunka kelias valandas.
Kitas pranašumas kuriant tokį erdvės ešeloną yra tas, kad neturime antžeminių įrenginių, kurie stebėtų orbitas, kurių nuolydis mažesnis nei 30 laipsnių. Jie mums nepasiekiami, tačiau ši sistema padės išspręsti užduotį.
SKKP erdvės ešeloną galima išplėsti ir sukuriant elektroninio žvalgybos priemones. Tam mažuose erdvėlaiviuose yra sumontuoti elektroniniai perėmėjai. Dėl to tampa įmanoma visame pasaulyje stebėti visas geostacionarias ryšio sistemas, kurios anksčiau nebuvo prieinamos valdyti.
Kita problema, kurią artimiausioje ateityje turės išspręsti aviacijos ir kosmoso gynyba, yra kova su vadinamuoju patikrinimo palydovu. Mes žinome, kad amerikiečiai juos naudoja. Buvo paskelbti duomenys apie dviejų mažų palydovų, sveriančių apie 220 kilogramų, sukūrimą ir paleidimą į geostacionarią orbitą. Tikslas yra kontroliuoti jų geostacionarių erdvėlaivių veikimą. Tačiau šios dvi orbitoje esančios transporto priemonės juda viena kryptimi arba kita tiek Amerikos, tiek mūsų geostacionarių erdvėlaivių aprėpties zonoje. Labai sunku juos pastebėti iš Žemės, bet mūsų SKKP tai sugebėjo.
Ar MCA gali būti dar mažesnė? Yra skaičiavimų: esant 0,4 metro dydžiui, MCA žvaigždžių dydis bus maždaug M18. O jei jis dar mažesnis, tada palydovas tampa niekuo nesiskiriantis nuo Žemės, o kovoti su tokiu „nematomumu“praktiškai neįmanoma. Ką daryti?
„Viena svarbiausių mažų erdvėlaivių kūrimo krypčių yra geostacionarios orbitos tikrinimas“, - mano Fatejevas. - Jei mums tai pavyks, tai bus sėkmė. Bet tam mums reikia savo tikrinimo palydovų “.
Kita sunkiausia sritis yra hipergarsinių orlaivių erdvės aptikimo sistemos (GZVA). Tai vienas pavojingiausių ir rimčiausių ginklų, skraidantis vidutiniame aukštyje (nuo 20 iki 40 km ir dar aukščiau). Atrodo, ir ne palydovas, bet ir ne lėktuvas. Greitis - virš 5 Mach. Ne kiekviena radaro stotis gali aptikti. Ir vis dėlto Rusijos kosminio valdymo sistema, turinti nedidelį erdvėlaivį, galės matyti tokias hipergarsines transporto priemones. Kadangi jie įkaista iki 1000 laipsnių ir sukuria aplink juos plazminį lauką, GZVA „uždengti“reikia tik devynių mažų erdvėlaivių.
Galiausiai, būtina sukurti grupę, skirtą operatyvinei jonosferos kontrolei, įskaitant aplinkpolinę sritį. Tai labai svarbu, ypač sprendžiant problemas, susijusias su GLONASS tikslumo didinimu. Klaidos nustatant koordinates vis dar yra reikšmingos ir iki 2020 m. Jų turi būti gerokai sumažinta. Tai taip pat būtina, kai pradedami eksploatuoti oro erdvės gynybos sistemos radaro įrenginiai. Neturėdami gilių žinių apie jonosferos savybes, negalėsime išspręsti tikslaus radarų taikinių koordinačių nustatymo problemos. Užduotis yra gana išsprendžiama padedant mažų jonosferos stebėjimo prietaisų grupei.
Nuo darbotvarkės taip pat neišbraukta nuolatinės radiacijos stebėsenos artimoje žemėje problema.
Universalus įrankis
Kaip matome, norint išspręsti įvairias užduotis, įskaitant tas, su kuriomis susiduria kariai, būtina sukurti kelių palydovų informacijos palaikymo sistemą. Tai nereiškia, kad kiekviena iš 10–12 aukščiau aptartų sistemų reikalauja atskiro grupavimo. Tai bus per brangu. Pasak Fatejevo, visa tai galima ir reikia sujungti į vieną grupę, kurios pagrindas yra abipusis radijo ryšys tarp visų artimiausių mažų erdvėlaivių, kuriančių tinklą. Visi mato kaimyną milimetrų bangų kanale ir per jį perduoda savo informaciją.
Tuo pat metu sprendžiamas svarbiausias uždavinys - sukuriama pasaulinė informacijos perdavimo sistema tarp bet kokių žemės ir kosmoso vartotojų. Jei tai bus pasiekta, informacija iš bet kurio mažo erdvėlaivio gali būti perduota į norimą Žemės tašką, nesvarbu, ar tai būtų kovinio valdymo signalai iš vado pavaldiniui, ar žvalgyba iš kitų transporto priemonių. Be to, dėl to, kad vartotojo matomumo zonoje (centrinė karinė vadovybė) nuolat yra vienas ar trys nedideli erdvėlaiviai, žvalgybos informacija perduodama realiu laiku iš bet kurios vietos.
Taigi viena universali kelių palydovų žvaigždynas išsprendžia problemas, susijusias su pasaulinių ryšių teikimu, visapusišku operatyviniu operacijų ir artimos žemės erdvės žvalgymu, visišku Žemės traukos lauko valdymu (deja, dabar Rusija liko be orbitinių geodezinių sistemų) ir oras … karinis ir taikiems tikslams. Be to, įdomiausia civilinė paraiška paveiks kiekvieną iš mūsų. Kalbama apie „Kosminio interneto“idėjos įgyvendinimą. Kai kurios šalys tokius projektus jau kuria. „Kosminis internetas“Rusiją nominuos tarp labiausiai išsivysčiusių šalių.
„Belieka įtikinti mūsų karinį klientą siūlomos universalios vienos dvigubos paskirties mažų erdvėlaivių sistemos efektyvumu“,-reziumuoja Fatejevas. - Žinoma, yra problemų. Būtina kurti visiškai naujas informacines ir kosmoso technologijas. Be to, kuo mažesnis erdvėlaivis, tuo trumpesnis jo orbitos gyvenimas. Todėl reikės numatyti arba orbitos aukščio padidėjimą, arba laiku pakeisti mažą erdvėlaivį. Be to, ekonominis vieningos sistemos, kuri kuriama, įvertinimas yra būtinas tam, kad suprastume, kokia ji bus naudinga valstybei “.
Kas suformuluos įgaliojimus?
Viena iš problemų yra, sako ekspertai, kad užsakovas, tai yra Gynybos ministerija, neturi patirties jas kuriant ir naudojant. Antra kliūtis - taktinių ir techninių reikalavimų nebuvimas tokiems mažiems erdvėlaiviams. Iki šiol niekas aiškiai ir tiksliai nepasakė, koks turėtų būti TK.
Žinoma, yra atitinkamų institucijų, tyrimų institutų ir tarpusavyje susijusių standartų. „Pagal tarptautinę klasifikaciją MCA yra suskirstyta į prietaisus nuo 500 iki 100 kilogramų, nuo 100 iki 10 kilogramų, nuo 10 iki 1 kilogramo, nuo kilogramo iki 100 gramų“, - primena integruotos plėtros generalinis direktorius Vladimiras Letunovas. Technologijos NCCI. - Įrenginių dydis taip pat svarbus. Objektai, kurių skersmuo yra mažesnis nei 10 centimetrų, nėra identifikuojami naudojant radijo valdymą, ir jie gali būti matomi per optiką tik tam tikrame aukštyje “.
Yra supratimas, kad tokiems mažiems erdvėlaiviams turėtų būti sukurta viena platforma. Tačiau planas dar nėra sukonkretintas. Pagrindai, kuriais grindžiama grupė, yra aiškūs, yra klasifikatorių, apribojimų ir komponentų rinkinys. Pasak Letunovo, artimiausioje ateityje 90 procentų erdvėlaivių bus mažos klasės, o ateitis bus už jų.
NPO vyriausiojo dizainerio pavaduotojas Lavočkinas Nikolajus Klimenko paaiškino, kad jų įmonė ilgai ir kryptingai atliko MCA kūrimo darbus ir turi atitinkamus pagrindus. Buvo sukurta modifikuota kosminė platforma „Karat-200“. Jo pagrindu siūlomi taikomieji moksliniai ir techniniai sprendimai. Nemažai eksperimentinių transporto priemonių jau buvo kosmose. Yra kitų tokio tipo erdvėlaivių projektų, skirtų karinėms reikmėms spręsti taikomoms problemoms spręsti. Tačiau Krašto apsaugos ministerija kol kas nedavė leidimo gamybai.
Miltelių kolbos tuščios
Ar Rusija turi mažų erdvėlaivių paleidimo ir naudojimo koncepciją? Deja … Nors pirmą kartą buvo pateiktas pasiūlymas naudoti mažąjį erdvėlaivį, mes kartojame buvusio Karinių kosmoso pajėgų vado generolo pulkininko Vladimiro Ivanovo. Jo idėja buvo ta, kad dideli palydovai skirti aukščiausiajai vadovybei, o MCA - karių grupuotėms. Tai buvo prieš 20 metų, tačiau koncepcija niekada nebuvo įgyvendinta. Kodėl?
Reikėjo konkrečių atvejų. Visų pirma buvo suplanuota mažų radarų aparatų serija kodiniu pavadinimu „Condor“. Jie nebuvo sukurti. Dabar tik viena iš šių transporto priemonių yra orbitoje. Kodėl neveikė? Nes priešinimasis dideliems ir mažiems erdvėlaiviams yra neproduktyvus ir neteisingas. Jie turėtų papildyti vienas kitą. Taikos metu, norint sukurti informacines duomenų bazes, reikalingi didelio našumo įrenginiai. MCA neišsprendžia šios problemos. O didieji gali. Anksčiau, ypatingu laikotarpiu, tai yra prieš karą, pagal esamus kanonus buvo numatyta orbitinę grupę sukurti kosminių laivų šaudmenų sąskaita. Tačiau jis neegzistuoja daugelį metų, tiesiog nėra ko papildyti orbitos grupę. Tačiau šaudmenys turėtų būti. Kadangi kai reikia įvesti reikiamus duomenis į raketų maršrutų žemėlapius, pagrindinis vaidmuo yra ne tiek našumas, kiek stebėjimo dažnis. Grupės augimas suponuoja ne tik aparatų skaičiaus padidėjimą: 20–25–30 … Jokia ekonomika neatlaiko to. Tai reiškia, kad kiekis turi būti tiksliai apskaičiuotas. Karo departamentui tiks dviejų ar trijų valandų stebėjimo laikotarpis.
Būtina kiek įmanoma supaprastinti dizainą, sumažinti gaminių kainą, naudojant komercinius pasiūlymus. Kaip rodo vietinių konfliktų patirtis, jų trukmė yra nuo savaitės iki metų. Tai reiškia, kad MCA aktyvaus egzistavimo laikotarpis turi būti proporcingas. Svarbiausia yra užkirsti kelią situacijai, kai pasirengimas paleidimui bus užtikrintas tik pasibaigus karo veiksmams.
Tačiau tam reikia sukurti tinkamą koncepciją. Pasirengimo tokių prietaisų paleidimui laikotarpis nuo komandos gavimo yra savaitė. Kūrėjų nuomone, patartina:
- sukurti orbitinės žvaigždyno pajėgumų operatyvinio kaupimo koncepciją specialiu laikotarpiu, išlaikant šio standarto naudingosios apkrovos reikalavimus (jie turėtų būti taikomi tiek dideliems, tiek mažiems erdvėlaiviams);
- sukurti vieningus reikalavimus erdvėlaivių gamybos technologijai, kurie užtikrintų spartesnį jų išleidimą;
- sukurti vieningas erdvines platformas su moduline architektūra ir automatizuotomis sąsajomis, kad būtų galima greičiau integruotis į kosmoso sistemas (kad visi kūrėjai turėtų aiškų supratimą, kaip ir iš ko gaminsime įrenginį);
- pristatyti rusiškas sąsajas, kurios užtikrins kosminių platformų veikimą įvairiomis sąlygomis.
Galiausiai būtų teisinga suburti ekspertų bendruomenę, įskaitant gynybos pramonės komplekso atstovus ir užsakymo įstaigas, kad būtų nuspręsta dėl tokios daugiafunkcinės bendros erdvėlaivių grupės naudojimo per ypatingą laikotarpį.
Kol nebus įgyvendinti minėti metodai, Rusijos kosmoso orbitose neatsiras nieko naujo.
