Rachete reutilizabile: o soluție rentabilă pentru atac global rapid
O revoluție în crearea de nave spațiale reutilizabile
La începutul secolului XXI, a avut loc o revoluție în explorarea spațiului. În liniște, aproape neobservată, fără proiecte naționale de mai multe miliarde de dolari precum programul de explorare lunară sau programul navetei spațiale pentru crearea de nave spațiale reutilizabile. Desigur, vorbim despre nave spațiale comerciale reutilizabile și, în primul rând, despre rachetele reutilizabile ale companiei SpaceX a lui Elon Musk.
Decolarea „dinozaurului” dintr-o epocă trecută – Naveta spațială și aterizarea sincronă a propulsoarelor reutilizabile ale navei spațiale Falcon Heavy
Aterizare sincronă a amplificatoarelor reutilizabile ale navei spațiale Falcon Heavy
Cu toate acestea, el nu se va odihni mult timp pe lauri; alte companii private, inclusiv cele chineze, îi răsufla pe gât. De exemplu, pe 10 august 2019, compania chineză LinkSpace a lansat o rachetă RLV, care a decolat la o înălțime de 300 de metri și a revenit singură la rampa de lansare după 50 de secunde. În 2020, este planificată lansarea rachetei RLV-T16, care va putea atinge o altitudine de 150 de kilometri. Companiile private plănuiesc să construiască nave spațiale reutilizabile pentru toate gamele de încărcături posibile - de la câteva sute de kilograme la zeci sau sute de tone.
Rocket Lab intenționează să returneze prima etapă a vehiculului ultra-ușor de lansare Electron, cu o capacitate de încărcare utilă de 250 de kilograme, pe orbită de referință joasă (LEO), iar SpaceX intenționează să pună pe orbită lansarea rachetei sale BFR, cu o sarcină utilă. capacitate de 100 de tone în LEO, la fel de banal ca un zbor de avion de linie
Utilizarea pe scară largă a navelor spațiale reutilizabile, capabile să fie reutilizate de până la 100 de ori și de până la 10 ori fără reparații, va reduce semnificativ costul lansării unei sarcini utile pe orbită, ceea ce, la rândul său, va stimula dezvoltarea pieței spațiale comerciale.
Nu există nicio îndoială că abilitatea de a lansa o sarcină utilă pe orbită la un cost mai mic va fi, de asemenea, de interes pentru armată. În primul rând, aceștia vor fi sateliți tradiționali de recunoaștere și comunicații, a căror nevoie este în continuă creștere, ținând cont de creșterea flotei de vehicule aeriene fără pilot (UAV) cu rază lungă de acțiune, care sunt controlate prin sateliți.
În viitor, posibilitatea lansării unei sarcini utile la un cost minim poate duce la apariția platforme de lovitură orbitală spațiu-suprafață.
Conceptul platformei de lovitură orbitală „Wands of God”.
Cu toate acestea, rachetele comerciale reutilizabile pot avea și alte aplicații militare.
Glisați focoase hipersonice
Din 2003, Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), împreună cu US Air Force, în cadrul programului Prompt Global Strike, dezvoltă focosul ghidat Falcon HTV-2 (Hypersonic Test Vehicle - experimental guided headhead), proiectat pentru zboruri cu viteză hipersonică. Armata SUA dezvoltă un proiect similar AHW (Advanced Hypersonic Weapon - un hipersonic promițător armă).
Aspectul estimat al unității de luptă Falcon HTV-2
Proiectele Falcon HTV-2 și AHW au un aspect similar - un focos planant care nu este echipat cu un motor este lansat la o altitudine dată de un vehicul de lansare, apoi se separă și alunecă cu viteză hipersonică către țintă. Raza de zbor estimată a focoaselor ar trebui să fie de 6000-7600 de kilometri, cu o viteză de zbor de 17-22 Mach (5,8-7,5 km/s). Astfel, ținând cont de timpul necesar pentru ca racheta să atingă înălțimea lansării focoasei, timpul de lovire a țintei va fi de aproximativ 20-30 de minute.
Profilul de zbor propus pentru Falcon HTV-2
Pentru lansarea focoaselor Falcon HTV-2, se plănuiește utilizarea vehiculelor de lansare Minotaur-IV (LV) sau a rachetelor balistice intercontinentale LGM-30G Minuteman-III (ICBM). O rachetă STARS cu combustibil solid în trei trepte a fost folosită pentru a testa unitățile hipersonice AHW.
Un proiect similar a fost implementat în Rusia - un focos ghidat hipersonic ca parte a complexului Avangard, lansat de ICBM UR-100N UTTH. În acest domeniu, Rusia este înaintea Statelor Unite - este planificată să pună în funcțiune complexul Avangard în 2019. Viteza de zbor a focosului ar trebui să fie de aproximativ 27 M (9 km/s), intervalul de zbor ar trebui să fie intercontinental. În același timp, există o diferență fundamentală - focosul rusesc este echipat cu un focos nuclear, în timp ce Statele Unite iau în considerare utilizarea focoaselor hipersonice non-nucleare. Un focos non-nuclear impune pretenții sporite cu privire la acuratețea ghidării focoaselor.
Apariția așteptată a focosului hipersonic rus al complexului Avangard
Teste și prezentare a sistemului de rachete Avangard
O soluție alternativă sunt rachetele hipersonice lansate din aeronave strategice aviaţie, precum americanul X-51 Waverider sau rusul 3M22 Zircon. Rachetele X-51 și 3M22 au o flexibilitate mai mare de utilizare în comparație cu focoasele hipersonice lansate de vehiculele de lansare și, posibil, costuri mai mici. Cu toate acestea, raza și viteza lor sunt semnificativ mai mici decât cele ale focoaselor planante - aproximativ 500-2000 km și, respectiv, 5-8 M (1,7-2,7 km/s). Viteza și raza de zbor mai scăzute nu vor permite un timp de reacție comparabil cu cel oferit de vehiculele cu alunecare hipersonică. Când se efectuează o lovitură la o rază de 6000-7000 sau mai mult, timpul total de zbor al bombardierului și al rachetei hipersonice va fi de aproximativ cinci ore, în timp ce o lovitură cu un focos de alunecare hipersonic poate fi lansată în decurs de o jumătate de oră, ceea ce poate fi critic. pentru unele misiuni.
Rachetă hipersonică americană X-51 Waverider
Rachetă hipersonică rusă 3M22 „Zircon”
Comparația de mai sus nu indică o respingere a unuia sau altuia tip de armă, ci arată doar nișa de utilizare a fiecăruia dintre ele. În această „diviziune a muncii”, unităților de planare hipersonică li se atribuie sarcina de a lovi ținte cu prioritate înaltă - posturi de comandă, centre de luare a deciziilor etc.
Lovitură globală rapidă și teroare VIP
Articolul Forțe convenționale strategice: transportători și arme s-a luat în considerare instalarea focoaselor hipersonice pe ICBM, a căror durată de viață se apropie de sfârșit. Această decizie este complet justificată și este ceea ce este considerată de forțele armate americane ca parte a programului Prompt Global Strike.
Programul BSU în sine provoacă, de asemenea, scepticism în rândul multora; din anumite motive, este întotdeauna în contrast cu armele nucleare. De fapt, nu are niciun efect asupra scutului nuclear. Deși în tratatul START-3 echipamentele de luptă nenucleare sunt luate în calcul pe bază de egalitate cu armele nucleare, ceea ce teoretic ar putea duce la o scădere a numărului de focoase nucleare în Statele Unite, de fapt, de îndată ce programul BGU este dezvoltat și numărul focoaselor începe să crească, tratatul START-3 va fi deja în vigoare, iar dacă nu, atunci Statele Unite se vor retrage din el cu aceeași ușurință cu care au părăsit Tratatul ABM și Tratatul INF, la în același timp, dând vina pe Rusia pentru asta.
O altă obiecție este că utilizarea fondurilor BSU va declanșa al treilea război mondial. Trebuie înțeles că Statele Unite nu intenționează în niciun caz să folosească arme BGU împotriva Rusiei la nivelul actual de dezvoltare a forțelor armate. Și împotriva Chinei. Dar țări precum Iran sau Venezuela ar putea deveni foarte bine o țintă pentru BSU, care va primi prima lovitură de decapitare.
Articolul Armă convențională strategică. Deteriora Sarcina armelor strategice convenționale este formulată astfel: provocând daune inamicului care îi reduce semnificativ capacitățile organizatorice, industriale și militare de la o distanță care minimizează sau elimină probabilitatea unei coliziuni directe de luptă cu forțele armate ale inamicului. La aceasta putem adauga - cât mai repede posibil.
Resursele materiale cheltuite pe fondurile BSU vor fi rambursate de o sută de ori prin economisirea forțelor și a resurselor forțelor cu destinație generală. În unele cazuri, de exemplu, în cazul lichidării conducerii inamicului, un conflict militar se poate termina înainte de a începe. Statele Unite ar putea foarte bine să implementeze un astfel de scenariu, de exemplu, în Venezuela. Folosind mijloacele BSU, eliminați actualul președinte, organizând în același timp o altă revoluție „culoare”, și nu rezervoare, avioanele și navele nu vor ajuta la evitarea unui astfel de scenariu.
Pe baza celor de mai sus, se poate trage încă o concluzie - armele Quick Global Strike sau armele convenționale strategice sunt un mijloc ideal pentru terorismul VIP, adică eliminarea fizică a conducerii de vârf a inamicului.
Nicio altă armă nu are asemenea capacități. Simpla prezență a acestui tip de lovitură globală promptă sau a armelor convenționale strategice, în serviciu, va forța conducerea inamicului să se comporte cu prudență atunci când ia decizii militare, politice și economice sau îi va forța să trăiască sub amenințarea unei distrugeri iminente.
În unele cazuri, un ICBM poate să nu fie cel mai optim transportator pentru focoase de alunecare hipersonice și nici cel mai ieftin. Există și alte suporturi mai eficiente pentru focoase hipersonice planante?
Rachetă reutilizabilă ca purtător de focoase hipersonice
Cel mai eficient și mai ieftin mijloc de a livra focoase ar putea fi promițătoare rachete reutilizabile bazate pe produse comerciale.
Pe baza informațiilor deschise postate pe internet, înălțimea de aruncare a focoaselor hipersonice ar trebui să fie de aproximativ 100 de kilometri. Masa estimată a blogurilor de luptă hipersonică Falcon HTV-2 ar trebui să fie de 1100-1800 kg.
Sarcina utilă a rachetei Falcon-9 lansată în LEO (200 km) este de 13-16 tone. Masa totală a celei de-a doua etape a celei mai recente versiuni a Falcon-9 este de 111 tone, a doua etapă se separă de prima la o altitudine de aproximativ 70 km. Prima etapă a lui Falcon 9 este planificată să fie folosită de până la 10 ori, iar cu întreținere după fiecare 10 zboruri, poate fi folosită de până la 100 de ori.
Vehicul de lansare Falcon-9 și aterizarea primei etape
Se poate presupune că prima etapă a vehiculului de lansare Falcon-9 este suficientă pentru a lansa focoase hipersonice. Refuzul celei de-a doua etape cu o greutate de 111 tone va face posibil lansarea a aproximativ 100 focoase hipersonice cu o greutate de 10-1100 kg fiecare la o altitudine de 1800 km.
Pe baza tehnologiilor implementate în rachetele comerciale, pot fi create alte vehicule mici de lansare reutilizabile sub sarcini date, asigurând lansarea unuia sau două focoase hipersonice, urmată de aterizarea transportorului și reutilizarea lui repetată.
Dacă vorbim despre creșterea încărcăturii de luptă, nu putem să nu ne amintim planurile SpaceX de a construi o rachetă BFR în două etape complet reutilizabilă, cu capacitatea sa de a lansa o sarcină utilă cântărind până la 100 de tone în LEO. Se discută deja pe internet. posibilitatea de a promite utilizarea BFR ca bombardier orbital pentru lovirea cu tije de wolfram controlate.
Conceptul unui vehicul de lansare super-greu complet reutilizabil BFR
Dacă facem o analogie cu utilizarea primei etape a vehiculului de lansare Falcon-9, atunci prima etapă a vehiculului de lansare BFR - Super Heavy va putea transporta 55-85 de focoase hipersonice.
Pe de o parte, dezvoltarea BFR nu a fost încă finalizată, așa că este oarecum prematur să vorbim despre utilizarea sa militară. Pe de altă parte, Elon Musk este hotărât să finalizeze construcția acestei rachete. Conform planurilor SpaceX, ar trebui să înlocuiască toate rachetele folosite de companie, inclusiv vehiculul de lansare Falcon-9.
Se pune întrebarea: de ce ar trebui să se piardă o astfel de dezvoltare promițătoare? Compania SpaceX ar putea foarte bine să adapteze prima etapă a Falcon-9 sau pur și simplu să vândă armatei toate evoluțiile acestei rachete, concentrându-se complet pe BFR. Armata, la rândul ei, va primi o platformă unică reutilizabilă pentru lansarea focoaselor hipersonice de planare sau a altor încărcături utile.
Bazarea
Problema cu rachetele reutilizabile este că, spre deosebire de bombardiere, nu le puteți ateriza pe un aerodrom, cu toate acestea, există destule opțiuni pentru plasarea unor astfel de arme.
Dacă un vehicul de lansare cu focoase hipersonice planante este desfășurat în partea de sud a Statelor Unite (portul spațial Cape Canaveral este luat ca exemplu), aproape toată America Latină se va afla în zona afectată. Dacă sunt desfășurate în Alaska, cea mai mare parte a Rusiei, China și toată Coreea de Nord se vor afla în zona afectată. Aceasta este cu condiția ca raza de zbor a focoaselor să fie de 6000-7000 de kilometri și să nu fie intercontinentală, precum cea a complexului Avangard.
Interval de distrugere condiționată la desfășurarea vehiculelor de lansare cu focoase hipersonice de alunecare în partea de sud a SUA
Interval de angajare condiționată la desfășurarea vehiculelor de lansare cu focoase hipersonice de alunecare în Alaska
Pentru a desfășura vehicule de lansare cu focoase hipersonice glisante în Europa sau Asia, Statele Unite pot folosi teritoriul sateliților săi. Este puțin probabil ca Polonia, România sau Japonia să îndrăznească să-și refuze stăpânul lor un lucru atât de mic.
În plus, având în vedere că companiile militare private (PMC) se înarmează deja cu avioane de luptă, nu ne putem abține să nu ne imaginăm un scenariu în care locurile de lansare pentru vehicule de lansare cu focoase hipersonice de planare vor fi închiriate de către PMC și furnizate forțelor armate americane la data de cerere pe bază comercială.
Și, în sfârșit, nu putem exclude varianta creării unor platforme de lansare în larg similare proiectului comercial Sea Launch. Caracteristicile de greutate și dimensiune ale vehiculului de lansare Falcon-9 sunt comparabile cu cele ale vehiculului de lansare Zenit-3SL, așa că nu ar trebui să existe probleme.
Port spațial plutitor pentru lansarea rachetelor Zenit-3SL
Având în vedere că va trebui lansată doar prima etapă cu o sarcină de luptă, cosmodromul plutitor poate găzdui cu ușurință două vehicule de lansare cu zece focoase hipersonice planante pe fiecare. Când un cosmodrom plutitor este plasat în Marea Mediterană, aproape toată Africa, Golful Persic, Pakistan, o parte a Asiei Centrale, China și cea mai mare parte a teritoriului Federației Ruse intră în zona afectată. Aterizarea vehiculului de lansare poate fi efectuată pe platforme existente offshore ASDS (Autonomous spaceport drone ship), utilizate pentru aterizarea primei etape a vehiculului de lansare Falcon-9, sau pe nave/platforme similare dezvoltate pe baza acestora.
Navă spațială autonomă fără pilot ASDS și diagrama de aterizare a primei etape a vehiculului de lansare Falcon-9
Interval de distrugere condiționată atunci când plasați un vehicul de lansare cu focoase hipersonice glisante pe un port spațial plutitor din Marea Mediterană
Se poate întreba: dacă Rusia sau China, ca puteri nucleare, nu sunt considerate o țintă pentru BGU, atunci de ce se indică faptul că teritoriul lor se află în zona afectată? Răspunsul este simplu, BSU este un factor care va trebui să fie luat în considerare. Dacă desfășurarea lansatoarelor Mk-41 în Europa a provocat atât de mult zgomot, atunci ce se va întâmpla când un spațial plutitor cu un vehicul de lansare cu focoase hipersonice planante va apărea în Marea Mediterană...
Partea financiară a problemei
Costul primei etape a unui vehicul de lansare este de 60-70% din costul total al acestuia. Costul de lansare declarat pentru Falcon-9 este de 60-80 de milioane de dolari, deci costul primei etape va fi de 36-56 de milioane de dolari. Chiar și luând în considerare utilizarea de zece ori a primei etape a lui Falcon-9, costul lansării va fi de 3,6-5,6 milioane de dolari, costul combustibilului va fi de aproximativ 500 de mii de dolari pentru lansare. Astfel, pentru 10 blocuri, costul livrării va fi de aproximativ 400-600 de mii de dolari pe bloc (fără a lua în calcul costul blocului în sine). Cu o durată de viață a primei etape a Falcon-9 de 100 de lansări, costul fiecărei lansări va scădea cu aproape un ordin de mărime. Desigur, este necesar să se țină cont de alte costuri - întreținere, reparații, transport etc., dar alte sisteme de arme nu vin fără costuri suplimentare. De exemplu, o oră de zbor a unui B-2 costă mai mult de 150 de mii de dolari, iar dacă atinge o rază de 7000 km, timpul total de zbor va fi de 10 ore de zbor, adică. un zbor va costa 1,5 milioane de dolari.
Ce avem?
Aparent, în ceea ce privește armele hipersonice, în general, și în ceea ce privește focoasele hipersonice, în special, suntem înaintea celorlalți.
Dar avem probleme serioase cu vehiculele de lansare reutilizabile, sau mai degrabă nu există probleme, deoarece nu există vehicule de lansare reutilizabile în sine. Dar există proiecte, inclusiv interesante, dintre care unele pot fi adaptate pentru uz militar. Poate, așa cum se întâmplă adesea în țara noastră, acest lucru va da viață modificărilor lor civile. Cu toate acestea, vom vorbi despre asta în următorul articol.
informații