Curățători orbitali
„Cine deține spațiul, el deține lumea”.
Această frază, rostită de președintele american Lyndon B. Johnson la începutul anilor 60 ai secolului XX, este mai relevantă ca niciodată în timpul nostru.
În prezent, sateliții Pământului artificial (AES) joacă un rol crucial în recunoașterea optică și radar, precum și în furnizarea de comunicații digitale globale. În articolele anterioare, am luat în considerare utilizarea echipamentelor de recunoaștere spațială pentru detectarea portavioanelor și a grupurilor de lovitură a navelor (AUG / KUG)și utilizarea tehnologiilor civile pentru a reduce radical costul sateliților pentru recunoașterea radar activă.
Să facem o mică digresiune la subiectul sateliților de recunoaștere. Într-un articol publicat recent Perspective pentru sistemele radar pe nanosateliți se ia în considerare posibilitatea de a crea constelații de sateliti de teledetecție bazate pe sateliți de dimensiuni mici - cubesats, cu stații radar care funcționează în modul de sinteză a diafragmei.
Mai mult, doar receptoarele pot fi instalate în sateliții de recunoaștere înșiși, iar sursele existente sunt folosite ca emițători. În special, transmițătorii sistemelor de comunicații prin satelit pot acționa ca surse. În același timp, cu cât sunt mai multe receptoare de satelit, cu atât se poate lucra cu radiația de putere mai mică, deoarece semnalul de la mai multe receptoare va fi integrat, ceea ce va crește raportul semnal-zgomot de un număr adecvat de ori.
Această posibilitate ne readuce la proiectul de internet global Starlink al SpaceX. Având în vedere numărul de sateliți Starlink, aceștia pot fi folosiți ca parte activă a unei rețele de sateliți de recunoaștere pentru sondarea radarului Pământului. În plus, nu este deloc exclus ca SpaseX însuși să preia ulterior acest proiect ca parte a unui proiect StarEye condiționat implementat în interesul utilizatorilor militari și/sau civili.
Pe termen lung, acestea se vor dezvolta sisteme orbitale spațiu-suprafață capabile să lanseze lovituri împotriva țintelor protejate staționare de la sol, îngropate, iar mai târziu pe ținte mobile pe uscat, pe apă și în aer.
Conceptul platformei de impact orbital
Nu mai puțin interesantă și mult mai periculoasă este desfășurarea sisteme orbitale de apărare antirachetă, potențial capabile să intercepteze mii de focoase.
După cum am menționat în articolul anterior, Sarcina de apărare antirachetă este în multe privințe similară cu sarcina de a distruge navele spațiale inamice. Iar soluția sa cu ajutorul antirachetelor este ineficientă din punct de vedere cost/eficacitate.
Cu toate acestea, există și alte modalități de a distruge navele spațiale inamice - aceasta este utilizarea arme clasa spatiu-spatiu.
experiență sovietică
Spre deosebire de Statele Unite, care consideră antirachetele drept o armă prioritară, Uniunea Sovietică s-a bazat pe sateliții de luptă.
De la începutul anilor 60 ai secolului XX, forțele de apărare aeriană (Air Defense) ale URSS au început să dezvolte programul „Satellite Fighter” (IS). Și deja în 1963, primul satelit de manevră din lume a fost lansat în spațiu - nava spațială (SC) „Flight-1”. Și în 1964, nava spațială Polet-2 a fost trimisă în spațiu.
KA "Poliot-1"
Nava spațială din seria Poljot ar putea schimba înălțimea și înclinarea orbitei pe o gamă largă. Teoretic, alimentarea cu combustibil le-a permis să zboare chiar și pe Lună.
Îndrumarea navei spațiale din seria Poljot către sateliții artificiali inamici a fost efectuată de la punctul de control de la sol și control de măsurare, în funcție de datele radarului și punctelor de observare optică. IS-ul în sine a fost echipat și cu un cap de orientare radar (RL GOS).
Din 1973, sistemul IP a fost acceptat pentru operare de probă. Interceptarea sateliților inamici ar putea fi efectuată la altitudini de la 100 la 1 de kilometri.
Sateliții au fost modernizați de atunci. A fost adăugat un cap de orientare în infraroșu (căutător IR). Sateliții au fost lansați pe orbită de vehiculele de lansare (LV) „Cyclone”. Sistemul anti-satelit avansat a primit denumirea „IS-M”. În total, până în 1982, 20 de avioane de luptă satelit și un număr comparabil de sateliți țintă au fost lansate pe orbită.
Nava spațială în serie a sistemului IS-M
Tema „luptătoarelor prin satelit” nu a fost abandonată nici în Rusia. Periodic, apar informații despre „inspectori-sateliți” – nave spațiale capabile să manevreze activ în spațiu, apropiindu-se de sateliții artificiali ai inamicului pentru „inspecție”. Astfel de sateliți inspectori includ navele spațiale Cosmos-2491 și Cosmos-2504 lansate în 2013 și, respectiv, 2015.
Mai nouă este nava spațială „Cosmos-2519”. Se presupune că nava spațială Cosmos-2519 poate fi realizată pe platforma Karat-200 (dezvoltată de NPO Lavochkin), capabilă să opereze pe orbite - până la geostaționare.
Imagine a satelitului de pe platforma „Karat-200”
În iulie 2020, agenția de știri Interfax a anunțat testarea cu succes a unui alt satelit inspector. Și în ianuarie 2020, satelitul inspector rus Cosmos-2543 s-a apropiat de satelitul american de recunoaștere la o distanță de aproximativ 150 de kilometri. După aceea, satelitul american și-a ajustat orbita.
Sarcinile rezolvate pe orbită de „inspectorii-sateliți” sunt clasificate. Se presupune că pot citi informații de la sateliții inamici, pot bloca semnale sau pot interfera în alt mod cu munca lor. Și, în sfârșit, însăși probabilitatea unei manevre active pe orbită sugerează posibilitatea distrugerii navei spațiale inamice prin lovire - autodistrugerea „satelitului inspectorului”.
Analogii străini
Sisteme similare sunt create de „partenerii” noștri - Statele Unite și China.
Statele Unite au lansat doi mici sateliți MiTEX în 2006 pentru întâlniri ascunse cu obiecte aflate pe orbită geostaționară.
Imagine a unui satelit MiTEX cu un accelerator
În China, au fost efectuate experimente pentru a întâlni sateliți și a testa un braț robotizat pe vehiculele Chuang Xin 3 (CX-3), Shiyan 7 (SY-7) și Shijian 15 (SJ-15). Oficial, scopul acestor nave spațiale este de a curăța resturile spațiale.
Chuang Xin 3 (CX-3) și Shiyan 7 (SY-7)
În 2010, două nave spațiale chinezești SJ-6F și SJ-12 s-au ciocnit în mod deliberat una cu cealaltă. Cu o mare probabilitate, acesta a fost un test pentru posibilitatea utilizării lor ca armă spațiu-spațiu.
Cu toate acestea, toate proiectele de stat au o trăsătură distinctivă - produsele create în cadrul lor sunt extrem de scumpe. Având în vedere că grupările promițătoare de informații și comunicații pot fi construite pe baza unor soluții comerciale mult mai ieftine, această abordare este inacceptabilă.
Dacă un satelit ucigaș costă mai mult decât satelitul sau nava spațială pe care o lovește, atunci restaurarea constelației de satelit va fi mai ieftină decât distrugerea acesteia.
Una dintre opțiunile pentru rezolvarea acestei probleme este utilizarea navelor spațiale comerciale concepute să deorbiteze resturile spațiale pentru a distruge sateliții inamici.
Teoretic, problema curățării resturilor spațiale în sine poate deveni relevantă din cauza creșterii rapide a numărului de sateliți pe orbite joase, precum și a eșecului neplanificat al acestora cu pierderea posibilității de deorbitare forțată și/sau distrugere în mici. fragmente.
Vizualizarea creșterii cantității de resturi pe orbită din 1957 până în 2015.
spatiu liber
Agenția Spațială Europeană (ESA) colaborează cu startup-ul ClearSpace pentru a proiecta patru membre robotizate pentru a curăța resturile spațiale.
Este planificat ca, ca parte a primei misiuni de testare, nava spațială ClearSpace-1 să deorbiteze o etapă petrecută la 600-800 km altitudine a vehiculului de lansare Vega, cântărind aproximativ 100 de kilograme.
Schema de funcționare a navei spațiale ClearSpace-1
Prezentare ClearSpace-1
Nava spațială ClearSpace-1 va surprinde scena uzată cu brațe robotizate, după care va arde cu ea în atmosferă. În viitor, sunt planificate misiuni mai complexe, în care ClearSpace-1 va încerca să captureze și să distrugă mai multe fragmente de resturi spațiale deodată.
Eliminați DEBRIS
În proiectul britanic RemoveDEBRIS, dezvoltat de Surrey Satellite Technology și Universitatea din Surrey, captarea deșeurilor spațiale este planificată să fie efectuată cu o plasă sau un harpon capabil să pătrundă în corpul navei spațiale.
Conceptul muncii navei spațiale RemoveDEBRIS
În 2018, RemoveDEBRIS a demonstrat capacitatea de a folosi rețeaua pentru a captura obiecte. Și în 2019, o lovitură de probă a fost trasă cu un harpon la un simulator de țintă. Nava spațială RemoveDEBRIS a fost desfășurată de la Stația Spațială Internațională (ISS).
Se presupune că nava spațială RemoveDEBRIS va fi capabilă să colecteze secvenţial mai multe obiecte și să le dezorbiteze, arzând cu ele în atmosferă.
Astroscale Holdings Inc.
Compania japoneză Astroscale Holdings Inc., fondată în 2013, dezvoltă un proiect pentru un satelit de manevră pentru curățarea resturilor spațiale.
Prima lansare experimentală ar trebui să fie efectuată de vehiculul de lansare Soyuz de la Cosmodromul Baikonur în martie 2021. Un satelit experimentat de la Astroscale Holdings Inc., care măsoară 110x60 centimetri și cântărește 175 de kilograme, va trebui să colecteze imitații de resturi, apoi să intre în atmosfera Pământului și să ardă cu ele.
AES de la Astroscale Holdings Inc.
Din navele spațiale civile, deși nu comerciale, putem aminti sondele japoneze Hayabusa-1 și Hayabusa-2.
Aceste nave spațiale nu sunt destinate curățării resturilor spațiale, ci pentru apropierea asteroizilor, aterizarea unui modul controlat pe aceștia, extragerea solului și livrarea ulterioară a acestuia pe Pământ.
De asemenea, trebuie remarcat faptul că nava spațială Hayabusa-2 a fost echipată cu modulul Small Carry-on Impactor (SCI), care, de fapt, este o muniție care funcționează pe principiul „miezului de șoc”. În esență, Japonia a testat arme convenționale în spațiu - în viitor, „nucleul de lovitură” poate fi folosit în scopuri militare.
Imaginea unei nave spațiale de tip Hayabusa
Modul SCI și imaginea unui atac de asteroizi de către un miez de impact
Constatări
Subiectele despre navele spațiale comerciale dezvoltate pentru a deorbita resturile spațiale nu se limitează la proiectele de mai sus.
Există mult mai multe startup-uri și proiecte în acest domeniu.
Există proiecte similare în Rusia. Cu toate acestea, acestea sunt dezvoltate de structurile de stat - Corporația de Stat „Roscosmos”, SA „Sisteme Spațiale Ruse”. Deci, nu vă puteți aștepta la prețuri mici de la ei. În cel mai bun caz, evoluțiile asupra lor vor fi solicitate în sateliții promițători „Cosmos”.
Infografice pe satelitul rusesc pentru procesarea și eliminarea resturilor spațiale - planurile, desigur, sunt grandioase.
La fel ca și în cazul sateliților de comunicații Starlink și al sateliților de teledetecție ai Pământului de la Capella Space, se poate aștepta ca proiectele de curățare orbitală să fie, de asemenea, de interes pentru armată.
De fapt, ca parte a creării de curățare orbitale, toate tehnologiile sunt dezvoltate pentru a rezolva sarcinile de lovire a navelor spațiale și a sateliților inamice, inclusiv:
- detectarea tintei;
- ieșire către nava ei spațială;
- manevrarea si apropierea tinta;
- bombardarea țintei (capturare);
- distrugerea țintei prin străpungere sau arcuire de pe orbită.
În consecință, vehiculele comerciale pentru curățarea resturilor spațiale sau pentru manevrarea sondelor de cercetare pot fi bine folosite ca arme anti-sateliți.
Rămâne problema prețului.
În general, dacă vorbim despre dezorbita resturilor spațiale, și nu despre utilizarea lor secundară (prin procesare pe orbită sau prin coborârea la sol în compartimentul de marfă al unei navete), atunci aceste întreprinderi nu vor aduce profit. Puteți obține un grant, îl puteți stăpâni construind o navă spațială pentru a colecta resturi de pe orbită, dar este puțin probabil să fie comercializat - sunt puțini altruiști în Occident. În sine, sarcina de curățare a orbitei este puțin probabil să fie plătită sistematic de agențiile spațiale - de exemplu, comenzi unice.
Dar armata poate fi interesată de cele mai interesante proiecte. Și după puțină rafinare, obțineți arme anti-sateliți eficiente și ieftine. Dezvoltarea, testarea și chiar desfășurarea lor pot fi efectuate sub sloganul curățării orbitei de resturile spațiale.
Dar, de fapt, va fi organizată desfășurarea de arme spațiu-spațiu?
informații