Noi tehnologii și oportunități. Evoluții ale Pentagonului în domeniul baloanelor stratosferice
Lansarea balonului stratosferic în serie produs de Raven Aerostar
Forțele armate americane au la dispoziție o varietate de mijloace operaționale-strategice de recunoaștere și țintire, cum ar fi nave spațiale sau UAV. În urmă cu câțiva ani, Pentagonul a decis să consolideze acest sistem de recunoaștere cu noi mijloace pe platformele stratosferice. Testele au arătat deja că tehnologiile moderne fac posibilă crearea unui balon stratosferic cu funcții extinse și capacități de recunoaștere îmbunătățite. Se poate presupune că, după incidentul recent cu balonul meteo chinezesc, lucrările în această direcție vor primi un nou impuls.
Motive de interes
Pentagonul și alte organizații, atât guvernamentale, cât și comerciale, sunt de mult interesate de platformele stratosferice pentru a găzdui diverse echipamente. Motivele acestui interes sunt simple și de înțeles: baloanele stratosferice au o serie de trăsături caracteristice care le oferă avantaje față de echipamentele altor clase. În același timp, există și dezavantaje, care, totuși, pot fi depășite.
Principalele avantaje ale baloanelor stratosferice sunt legate de altitudinile de zbor. Ele sunt capabile să zboare mai sus decât aeronavele sau UAV-urile, făcându-le o țintă extrem de dificilă atât pentru detectarea, cât și pentru distrugerea sistemelor antiaeriene. În același timp, zboară semnificativ mai jos decât sateliții, ceea ce face posibilă reducerea distanței până la obiectul de recunoaștere și îmbunătățirea calității informațiilor colectate.
Cu toate acestea, platforma stratosferică este mult mai simplă și mai ieftină aviaţie sau orbital, atât în producție, cât și în exploatare. În special, acest lucru face posibilă crearea și lansarea de grupuri mari de recunoaștere și monitorizarea unor zone mari.
Pregătirea pentru lansarea micului balon stratosferic SkySat
În același timp, balonul stratosferic are dezavantaje. Principala este lipsa capacității de a zbura și de a manevra în mod activ. Direcția de zbor a unui astfel de dispozitiv este determinată numai de factori externi sub formă de curenți de aer. În plus, crearea forței de ridicare din cauza gazului ușor impune restricții asupra capacității de transport și, în consecință, a compoziției echipamentului. O creștere a acestor parametri este asociată cu utilizarea de cilindri mai mari, ceea ce nu este întotdeauna posibil sau recomandabil.
Baza tehnologica
Astfel, un balon stratosferic poate fi un instrument convenabil pentru rezolvarea problemelor individuale, dar pentru a-și folosi pe deplin potențialul, sunt necesare anumite dezvoltări sau tehnologii noi. Pentagonul, reprezentat de DARPA și alte organizații, precum și contractori comerciali, caută deja soluțiile necesare și chiar demonstrează rezultate interesante.
În primul rând, se propune îmbunătățirea baloanelor stratosferice prin introducerea de noi materiale și design. Astfel, sunt oferite diferite opțiuni pentru cilindri din diverse materiale cu rapoarte favorabile de volum, greutate, rezistență și capacitate de încărcare realizabilă. De asemenea, sunt dezvoltate și îmbunătățite sisteme pentru menținerea automată a presiunii în zbor sau în situații de urgență.
În cadrul mai multor proiecte simultan, se studiază proiectarea optimă a nacelei pentru sarcina utilă. Acest produs trebuie să fie ușor, durabil și voluminos pentru a găzdui toate echipamentele necesare. În plus, sunt explorate posibilități de reducere a semnăturii radar, ceea ce va face din balonul stratosferic o țintă și mai dificilă pentru apărarea aeriană. Tehnologiile stealth sunt utilizate în principal în proiecte pentru Pentagon.
Demonstrarea principiilor sistemului ALTA
Sisteme de control
Direcția și viteza de zbor a balonului stratosferic sunt determinate de curenții de aer, dar acest lucru nu exclude posibilitatea de zbor de-a lungul unei anumite rute. Pentru a face acest lucru, aeronava trebuie să schimbe altitudinea, deplasându-se de la un curent la altul, deplasându-se în direcția dorită. Acest lucru nu permite manevre viguroase, dar extinde semnificativ capacitățile operaționale. Această manevră poate fi realizată în diferite moduri.
O soluție interesantă a fost dezvoltată în cadrul programului DAPRA ALTA (Adaptable Lighter Than Air) și apoi implementată de Alphabet în proiectul Loon. În acest caz, funcționarea balonului stratosferic este asigurată de o stație de monitorizare și control la sol. Stația trebuie să culeagă informații disponibile despre condițiile meteorologice din zona în care funcționează balonul stratosferic și să caute curenți de aer. Dacă este necesar să se schimbe direcția de mișcare, acesta dă aeronavei comanda de a lua o anumită altitudine și de a intra în fluxul dorit.
Acest principiu de funcționare a fost implementat și testat în practică. Așadar, la mijlocul deceniului, produsele Loon au fost testate, iar în 2017 au fost implicate într-o adevărată operațiune de salvare în Puerto Rico. Erau situate deasupra zonei dezastrelor și asigurau o comunicare constantă.
O tehnologie mai complexă și mai eficientă este dezvoltată de World View Enterprises pe baza experienței NASA. Dispozitivul său Strat-OAWL (Stratospheric Optical Autocovariance Wind Lidar) este instalat pe un balon stratosferic și folosește laser și optică pentru a urmări mișcările maselor de aer. În consecință, aeronava studiază în mod independent condițiile meteorologice și găsește curenții de aer de care are nevoie. Din 2019, produsul Strat-OAWL a fost testat în mod regulat în diferite domenii.
Sarcini de inteligență
Conform datelor cunoscute, până la sfârșitul anilor 2020, DARPA și contractorii finalizaseră toate cercetările planificate și creaseră tehnologiile necesare. Acest lucru le-a permis să treacă la stadiul de dezvoltare a unui balon stratosferic promițător pentru utilizare în explorare. Acest program a fost desemnat COLD STAR (Arhitectura Stratosferică de Durată lungă acoperită). Nu mai târziu de 21-XNUMX. acest proiect a ajuns la teste de zbor, iar astfel de activități vor continua.
Conform datelor cunoscute, acest proiect presupune construirea unui balon stratosferic de design clasic cu unele caracteristici caracteristice. Astfel, pentru a reduce vizibilitatea, se folosește o gondolă eliptică. La bord se afla un set de baterii si panouri solare pentru reincarcarea acestora. De asemenea, este dezvoltat un pilot automat avansat cu inteligență artificială, capabil să controleze aeronava și sarcina țintă.
COLD STAR este considerată o platformă multifuncțională, dar se raportează că sarcina sa utilă principală va fi echipamente de recunoaștere - optice, infraroșu, radar sau radio-tehnice. Potrivit unor estimări, astfel de dispozitive vor fi capabile să supravegheze zona sau să acționeze ca mijloc de avertizare cu privire la un atac cu rachete. În special, numeroase baloane stratosferice sunt propuse a fi utilizate pentru a urmări armele hipersonice ale potențialilor adversari.
Proiectul TRIPPWIRE (Tactical Responsive ISR Platforms and Payloads Watching Isolated Remote Environments) este de asemenea dezvoltat pentru Pentagon. Acest balon stratosferic nu este fundamental diferit de COLD STAR și ar trebui construit pe aceleași tehnologii. Se știe că în cadrul acestui proiect vor fi create și testate arme de foc pentru combaterea baloanelor stratosferice străine. Nu a fost încă anunțat cum anume se propune să le lovească.
Câteva exemple de platforme stratosferice, cum ar fi COLD STAR, au ajuns la testare și operațiuni de probă în forțele armate. Ne putem aștepta ca organizațiile Pentagonului și contractorii lor să lucreze deja la următoarea generație de baloane stratosferice avansate. Sau, cel puțin, lucrează la modalități de dezvoltare a acestui domeniu și caută tehnologiile necesare.
Amenințare stratosferică
Platformele stratosferice, în ciuda tuturor limitărilor, au o serie de avantaje caracteristice de diferite tipuri. Utilizarea tehnologiilor și componentelor moderne face posibilă realizarea mai deplină a potențialului unui astfel de echipament - și să-l facă mai interesant din punct de vedere al aplicării practice, inclusiv. în sfera militară.
Unele dintre capacitățile și potențialul unor astfel de platforme au fost demonstrate recent de incidentul cu un balon stratosferic chinezesc pe cerul de deasupra Statelor Unite. Dispozitivul a zburat pe întreg teritoriul țării și a avut capacitatea teoretică de a fotografia o zonă largă de teren, inclusiv câteva obiecte importante din punct de vedere strategic. În același timp, balonul stratosferic nu a putut fi doborât până nu a căzut la o înălțime accesibilă. Aceste evenimente au arătat că balonul stratosferic este o țintă dificilă chiar și pentru un sistem de apărare aeriană modern, dezvoltat, cu toate componentele necesare.
Experiența americană negativă recentă și informațiile despre proiecte promițătoare ale Pentagonului duc la concluzii evidente. Statele Unite înțeleg capabilitățile și valoarea baloanelor stratosferice și intenționează să folosească o astfel de tehnologie în viitor. În consecință, concurenții și rivalii de la Washington ar trebui să ia în considerare viitoarea apariție a unei noi amenințări și să ia măsurile necesare.
Este necesară îmbunătățirea radarului și a altor sisteme pentru detectarea în timp util a țintelor stratosferice. Există, de asemenea, cerințe crescute pentru armele de foc. Cum exact aceste sarcini vor fi rezolvate de diferite țări nu este încă clar. Cu toate acestea, nu poate fi exclus ca liderii mondiali în domeniul apărării aeriene și al apărării antirachetă, de exemplu Rusia, să aibă deja toate competențele, tehnologiile sau chiar capabilitățile reale necesare.
Trecut și viitor
În trecut, Pentagonul și CIA au folosit în mod activ baloanele stratosfere de recunoaștere și le-au lansat în masă către un potențial inamic, dar eficiența unei astfel de recunoașteri s-a dovedit a fi scăzută. Apoi a apărut o alternativă mai convenabilă și mai utilă sub forma unei nave spațiale. De mulți ani, recunoașterea prin satelit a ocupat un loc de frunte.
Mulți ani mai târziu, baloanele stratosferice au avut ocazia să revină în domeniul explorării. Noile tehnologii și componente le permit să obțină capabilități lipsă anterior și să crească dramatic eficiența. Posibilitatea fundamentală de a obține astfel de rezultate a fost deja confirmată de practică, iar acum sunt dezvoltate proiecte de echipamente pentru funcționare completă. În viitor, se va ști dacă aceste aeronave vor face față tuturor sarcinilor atribuite și dacă vor fi capabile să recâștige spațiul pierdut anterior de la sateliți.
informații