Observatori evazivi

3
Navele spațiale mici pot face mai mult

În ciuda rivalității dintre principalele puteri spațiale în crearea de vehicule de lansare de mare capacitate, navele spațiale mici și ultra-mice (SV) se vor dezvolta rapid în viitorul apropiat. Ce sarcini vor rezolva?

În condiții de aglomerație în spațiul apropiat Pământului, pariul pe mica navă spațială poate fi foarte promițător. Și nu numai pentru că sunt de câteva ori mai ieftine decât colosul de mai multe tone, dar eficiența muncii lor nu este mai mică.

Monștri pe orbită


Una dintre cele mai importante direcții în dezvoltarea sistemelor ICA este suportul informațional al trupelor. Rusia a fost prima țară care a plasat echipamentul corespunzător la bordul unei nave spațiale ultra-mice. În 1995, această direcție a fost susținută și, după cum se spune, binecuvântată de comandantul Forțelor Militare Spațiale (1989–1992), generalul colonel Vladimir Ivanov. Pentru a pune în aplicare planul, un grup de tineri oameni de știință s-a adunat sub conducerea generalului-maior Vyacheslav Fateev.

Observatori evazivi

O navă spațială mică poate fi creată și în interiorul zidurilor unei universități
Foto: bmstu.ru


Ce legătură are ICA cu suportul informațional al grupărilor terestre de trupe și apărarea aerospațială? Faptul este că fiecare sistem spațial tradițional are avantajele și dezavantajele sale. La urma urmei, nu fără motiv, dezvoltarea vehiculelor orbitale a continuat cu o creștere constantă a dimensiunii și greutății - acest lucru a fost cerut de echipamentul amplasat pe ele. Luați sateliți de recunoaștere optic-electronici. Rezoluția lor este proporțională cu diametrul obiectivului telescopului de la bord. Optica, care oferă rezultate acceptabile pentru recunoaștere, are o masă de trei până la cinci tone. Sateliții echipați cu astfel de echipamente produc imagini bune. Dar din motive economice, foarte puține astfel de nave spațiale sunt lansate și nu pot fi fizic în punctul potrivit al orbitei pentru a controla situația într-o zonă aleasă în mod arbitrar. Fie ar trebui să existe o mulțime de astfel de sateliți de recunoaștere, fie va trebui să acceptați că controlul din spațiu al unui anumit câmp de luptă este posibil de două sau trei ori pe zi. În plus, interpretarea imaginilor spațiale pentru recunoașterea țintei necesită, de regulă, o investiție mare de timp, ceea ce este inacceptabil în condițiile de război.

Inteligența electronică impune, de asemenea, cerințe serioase dispozitivului purtător: pentru a crește rezoluția, receptoarele de la bord trebuie să fie distanțate cât mai mult posibil, dar există o limită - dimensiunile satelitului.

Recunoașterea radar spațial, bazată pe așa-numitul principiu al monolocației, are propriile cerințe. Aici este nevoie de o capacitate mare a sistemului de alimentare la bord, ceea ce crește sarcina. În plus, un astfel de sistem oferă un singur unghi de observare și este ușor înșelat prin utilizarea momelilor sub formă de reflectoare de colț simple.

Un drum spre „copii”!

Se pare că, cu metodele tradiționale de recunoaștere a spațiului, o navă spațială nu poate fi mică prin definiție. Deci, este timpul să adoptăm alte metode. La forumul „Armata-2015” au fost dedicați „mesei rotunde” „Navă spațială mică - un instrument pentru rezolvarea problemelor de apărare aerospațială”.

Prima direcție este explorarea multispectrală. După cum spune Vyacheslav Fateev, cu un telescop cu diametrul minim, putem, după cum se spune, să acoperim ținta și să facem o fotografie cu o rezoluție scăzută. Dar dacă adăugăm la aceasta un portret multispectral al țintei, atunci cu ajutorul computerului de bord vom obține o imagine de înaltă calitate în timp real. Un sistem de recunoaștere optică fără telescop mare se dovedește a fi destul de compact, iar viteza de procesare a semnalului prin mijloace moderne este mare. Experimentele efectuate au arătat rezultate promițătoare, dar acestea nu sunt încă solicitate de Ministerul Apărării. Dar în SUA, pe acest principiu, nava spațială pentru sprijinul informațional al câmpului de luptă TACSAT a fost deja creată.

A doua direcție este dezvoltarea inteligenței electronice. Cu o distanță între sateliți de 10–50 de kilometri, rezoluția sistemului spațial crește de sute de ori datorită creșterii bazei de măsurare. Au fost calculați parametrii navei spațiale necesari în aceste scopuri. Cântărește doar 100 de kilograme. Și un sistem de trei sau patru astfel de nave spațiale mici va putea oferi comunicații duplex pe câmpul de luptă, monitorizarea vehiculelor, teritoriul, atmosfera ... Precizia determinării coordonatelor este de metri. Astăzi, un astfel de sistem este extrem de solicitat de forțele de rachete și artilerie. Dar pentru a obține o comandă pentru el, din nou, trebuie să lucrezi serios cu Ministerul Apărării.

În ceea ce privește radarul, experții au explorat posibilitatea iluminării radio de către terți a țintei sau iradierii acesteia de la alți sateliți - ca din lateral. Ce dă?

„Un satelit al clusterului, care are un transmițător, iradiază suprafața Pământului și țintele, iar sateliții ușori aflați lângă el (fără transmițătoare și sisteme puternice de alimentare cu energie) primesc un semnal de răspuns”, explică Fateev, „și construiesc imagini radio ale aceste obiective. Mai mult, într-un cluster, primim nu una, ci mai multe imagini radio deodată, ceea ce elimină posibilitatea interferențelor și deschide posibilitatea dezvăluirii țintelor camuflate.”

Oamenii de știință au efectuat un experiment privind iluminarea radio țintă folosind nava spațială GLONASS. Semnalul era slab. Cu toate acestea, șapte imagini radio ale țintei observate au fost sintetizate cu iluminarea de la șapte sateliți simultan. Aceasta a devenit o nouă linie de lucru. Judecând după publicațiile din presa străină, țările străine au devenit interesate de experiment. Agenția Spațială Europeană intenționează să o repete. Dar indiferent ce fac ei, noi am fost primii aici.

În paza granițelor orbitale


Pentru sprijinul informațional al trupelor, este important să se rezolve nu numai problema interconectării operaționale a unităților din zona unui conflict militar, ci și problema comunicațiilor operaționale globale ale grupărilor militare îndepărtate (grupuri de nave ale Marina, aviaţie grupări) cu un comandament militar central. După cum arată experiența internă și străină, toate aceste probleme sunt rezolvate relativ simplu și stabil cu ajutorul constelațiilor pe orbită joasă de sateliți de comunicații mici.

Un alt domeniu important de suport informațional pentru trupe este monitorizarea globală a vremii în zonele de operațiuni de luptă și zonele de redistribuire a trupelor. Acest lucru este, de asemenea, în puterea facțiunilor ICA. Experiența noastră și străină a demonstrat acest lucru.

O altă direcție este îmbunătățirea eșalonului spațial al apărării aerospațiale. Aici, potrivit lui Vyacheslav Fateev, prima și cea mai de succes aplicație a ISC este dezvoltarea sistemului de control al spațiului cosmic (SKKP). O serie de sateliți cu câmpuri de observare încrucișate sunt plasați pe orbită. Modelarea sugerează că doar opt nave spațiale din constelație vor face posibilă clarificarea scopului oricărui nou obiect în decurs de o jumătate de oră. Acum, în sistemele optoelectronice și radar de la sol, acest lucru durează câteva ore.

Un alt avantaj în crearea unui astfel de eșalon spațial este că nu avem facilități la sol care să observe orbite cu o înclinare mai mică de 30 de grade. Pentru noi nu sunt disponibile, dar acest sistem va face sarcina rezolvabilă.

Este posibilă extinderea eșalonului spațial al SKKP prin crearea unor mijloace de inteligență electronică. În acest scop, pe nave spațiale mici sunt amplasate instalații de interceptare radio-tehnică. Ca rezultat, devine posibil să se observe la nivel global toate sistemele de comunicații geostaționare care anterior nu erau disponibile pentru monitorizare.

O altă problemă pe care Apărarea Aerospațială va trebui să o rezolve în viitorul apropiat este lupta împotriva așa-numiților sateliți de inspecție. Știm că americanii le folosesc. Au fost publicate date despre crearea și lansarea pe orbită geostaționară a doi sateliți mici cu o greutate de aproximativ 220 de kilograme. Scopul este de a controla funcționarea navelor lor spațiale geostaționare. Cu toate acestea, aceste două dispozitive pe orbită se deplasează fie într-una, fie în cealaltă direcție în zona de acoperire atât a navei spațiale americane, cât și a navei noastre geostaționare. Este foarte greu să le observi de pe Pământ, dar SKKP-ul nostru a reușit să o facă.

Poate fi ICA și mai mic? Există calcule: cu o dimensiune de 0,4 metri, magnitudinea ICA va fi de aproximativ M18. Și dacă este și mai mic, atunci satelitul devine imposibil de distins de Pământ și este aproape imposibil să faci față unei astfel de „invizibilitate”. Ce să fac?

„Una dintre cele mai importante direcții în dezvoltarea ICA este inspecția orbitei geostaționare”, crede Fateev. „Dacă o putem face, va fi un succes. Dar pentru asta avem nevoie de propriii noștri sateliți de inspecție.”

Următoarea direcție cea mai dificilă este sistemele spațiale pentru detectarea aeronavelor hipersonice (HZLA). Aceasta este una dintre cele mai periculoase și serioase arme care zboară la altitudini medii (de la 20 la 40 km și chiar mai sus). Ca și nu un satelit, dar nu un avion. Viteze - peste 5 Machs. Nu orice stație radar este capabilă să repare. Și totuși, sistemul rusesc de control spațial, care are MSC-uri, va putea vedea astfel de vehicule hipersonice. Deoarece se încălzesc până la 1000 de grade și creează un câmp de plasmă în jurul lor, este nevoie de doar nouă MCA-uri pentru a „acoperi” GZLA.

În cele din urmă, este necesar să se creeze o grupare de control operațional al ionosferei, inclusiv în regiunea subpolară. Acest lucru este extrem de important, mai ales atunci când rezolvați problemele de îmbunătățire a preciziei GLONASS. Erorile în determinarea coordonatelor rămân astăzi semnificative, iar până în 2020 trebuie reduse semnificativ. Acest lucru este necesar și în legătură cu punerea în funcțiune a sistemelor radar peste orizont ale sistemului de apărare aerospațială. Fără o cunoaștere profundă a proprietăților ionosferei, nu vom putea rezolva problema determinării cu precizie a coordonatelor țintelor radar. Sarcina poate fi rezolvată complet cu ajutorul unei grupări de dispozitive mici de monitorizare ionosferică.

Problema monitorizării continue a radiațiilor în spațiul apropiat Pământului este, de asemenea, pe ordinea de zi.

Instrument universal

După cum putem vedea, pentru a rezolva o varietate de sarcini, inclusiv cele cu care se confruntă trupele, este necesar să se dezvolte un sistem de suport informațional multi-satelit. Acest lucru nu înseamnă că este necesară o grupare separată pentru fiecare dintre cele 10-12 sisteme discutate mai sus. Va deveni prea scump. Potrivit Fateev, toate acestea pot și ar trebui să fie unite într-o singură grupare, a cărei bază este comunicarea radio reciprocă între toți cei mai apropiați sateliți mici care creează o rețea. Toată lumea vede un vecin pe un canal de unde milimetrice și își transmite informațiile prin el.

În același timp, cea mai importantă sarcină este rezolvată - crearea unui sistem global de transmitere a informațiilor între orice consumatori terestre și spațiale. Dacă se realizează acest lucru, atunci informațiile de la orice navă spațială mică pot fi transmise către punctul dorit de pe Pământ, fie că este vorba despre semnale de control de luptă de la un comandant către un subordonat sau date de informații de la alte vehicule. Mai mult, datorită prezenței constante a una până la trei SSC-uri în zona de vizibilitate a consumatorului (comandamentul militar central), informațiile de informații sunt transmise în timp real din orice loc.

Astfel, o singură constelație universală multisatelită rezolvă problemele furnizării de comunicații globale, recunoaștere operațională cuprinzătoare a operațiunilor de teatru și spațiului apropiat de Pământ, control complet al câmpului gravitațional al Pământului (din păcate, Rusia rămâne acum fără sisteme geodezice orbitale) și vremea. ... Este evident că astfel de oportunități vor fi folosite atât în ​​scopuri militare, cât și pașnice. Mai mult, cea mai interesantă aplicație civilă ne va afecta pe fiecare dintre noi. Vorbim despre implementarea ideii de „Internet spațial”. Unele țări construiesc deja astfel de proiecte. „Internetul spațial” va nominaliza Rusia printre cele mai dezvoltate țări informaționale.

„Rămâne să ne convingem clientul militar de eficiența sistemului unic universal propus de nave spațiale mici cu scop dublu”, rezumă Fateev. – Desigur, există probleme. Este necesar să se dezvolte tehnologii informaționale și spațiale complet noi. În plus, cu cât nava spațială este mai mică, cu atât viața sa pe orbită este mai scurtă. Prin urmare, va fi necesar să se prevadă fie o creștere a înălțimii orbitei, fie o înlocuire în timp util a navei spațiale mici. În plus, este necesară o evaluare economică a sistemului unificat în curs de creare pentru a înțelege cât de benefic va fi acesta pentru stat.”

Cine va formula termenii de referință?


Una dintre probleme, spun experții, este că clientul, adică Ministerul Apărării, nu are experiență în crearea și utilizarea acestora. Al doilea obstacol este lipsa cerințelor tactice și tehnice pentru astfel de nave spațiale mici. Până acum, nimeni nu a spus clar și precis care ar trebui să fie TK.

Desigur, există institute corespunzătoare, institute de cercetare științifică, standarde interconectate. „Conform clasificării internaționale, navele spațiale mici sunt împărțite în dispozitive de la 500 la 100 de kilograme, de la 100 la 10 kilograme, de la 10 la 1 kilogram, de la un kilogram la 100 de grame”, amintește Vladimir Letunov, directorul general al dezvoltării complexe a Întreprindere de cercetare și producție de tehnologii. – Contează și dimensiunea dispozitivelor. Obiectele cu diametrul mai mic de 10 centimetri nu sunt identificate prin radiocomandă și pot fi văzute doar prin optică la anumite înălțimi.

Există o înțelegere că ar trebui dezvoltată o singură platformă pentru astfel de ICA. Dar ideea nu a fost încă concretizată. Bazele pe care se construiește gruparea sunt clare, există un set de clasificatoare, restricții și componente. Potrivit lui Letunov, deja în viitorul previzibil, 90 la sută din navele spațiale vor fi de o clasă mică, viitorul le aparține.

Proiectant-șef adjunct al NPO-le. Lavochkin, Nikolai Klimenko a explicat că compania lor a lucrat la crearea ICA de mult timp și intenționat și are un restanțe corespunzător. A fost creată o platformă spațială modificată „Karat-200”. Pe baza acesteia sunt oferite soluții științifice și tehnice aplicate. Un număr de dispozitive experimentale au fost deja în spațiu. Există proiecte ale altor nave spațiale de acest tip pentru rezolvarea problemelor aplicate în interesul armatei. Cu toate acestea, Ministerul Apărării nu a dat încă aprobarea producției.

Baloanele cu pulbere sunt goale

Are Rusia un concept pentru lansarea și utilizarea ICA? Vai... Deși pentru prima dată a fost înaintată o propunere de utilizare a ICA, repetăm, de către fostul comandant al Forțelor Militare Spațiale, generalul colonel Vladimir Ivanov. Ideea lui a fost că sateliții mari sunt pentru conducerea superioară, ICA sunt pentru grupări de trupe. A fost acum 20 de ani, dar conceptul nu a fost încă implementat. De ce?

Au fost necesare acțiuni specifice. În special, a fost planificată o serie de vehicule radar mici sub numele condiționat „Condor”. Nu au fost dezvoltate. În prezent, doar unul dintre aceste dispozitive este pe orbită. De ce nu a mers? Pentru că opoziția navelor spațiale mari și mici este contraproductivă, greșită. Ele trebuie să se completeze reciproc. În timp de pace, sunt necesare dispozitive de înaltă performanță pentru a forma baze de date de referință. ICA nu rezolvă o astfel de problemă. Dar cei mari pot. Anterior, într-o perioadă specială, adică înainte de război, conform canoanelor existente, s-a avut în vedere construirea grupului orbital în detrimentul muniției navelor spațiale. Dar nu există de mulți ani, pur și simplu nu există nimic care să reînnoiască gruparea orbitală. Totuși, trebuie să existe muniție. Pentru că atunci când devine necesară introducerea datelor necesare în diagramele rutei rachetelor, rolul principal este jucat nu atât de productivitate, cât de frecvența de observare. Creșterea grupării implică nu doar o creștere a numărului de dispozitive: 20-25-30... Nicio economie nu poate rezista la asta. Aceasta înseamnă că cantitatea trebuie calculată cu precizie. Perioada de observare de două până la trei ore se va potrivi destul de bine departamentului militar.

Este necesar să simplificați cât mai mult designul, să reduceți costul produselor, folosind oferte comerciale pentru aceasta. După cum arată experiența conflictelor locale, durata acestora este de la o săptămână la un an. Aceasta înseamnă că perioada de existență activă a ICA ar trebui să fie proporțională. Principalul lucru este de a preveni o situație în care pregătirea pentru lansare va fi asigurată numai până la sfârșitul ostilităților.

Dar acest lucru necesită dezvoltarea unui concept adecvat. Termenul de pregătire pentru lansarea unor astfel de dispozitive de la primirea unei comenzi este de o săptămână. În opinia dezvoltatorilor, ar fi recomandabil:

-crearea unui concept pentru creșterea rapidă a capacităților constelației orbitale într-o perioadă specială, menținând în același timp cerințele de sarcină utilă pentru acest standard (acestea ar trebui să fie aplicabile atât navelor spațiale mari, cât și micilor);
- să dezvolte cerințe unificate pentru tehnologia de fabricație a navelor spațiale, care să asigure eliberarea lor accelerată;
-creați platforme spațiale unificate cu o arhitectură modulară și interfețe automatizate pentru integrarea accelerată în sistemele spațiale (astfel încât toți dezvoltatorii să aibă o idee clară despre cum și din ce vom realiza dispozitivul);
-introducerea de interfețe rusești care să asigure funcționarea platformelor spațiale în diverse condiții.


În cele din urmă, ar fi corect să strângem o comunitate de experți, inclusiv reprezentanți ai industriei de apărare și autorități de comandă, pentru a decide cu privire la utilizarea unei astfel de constelații de nave spațiale combinate multifuncționale într-o perioadă specială de timp.

Până la implementarea acestor abordări, nimic nou nu va apărea pe orbitele spațiale ale Rusiei.
3 comentarii
informații
Dragă cititor, pentru a lăsa comentarii la o publicație, trebuie login.
  1. +1
    2 august 2015 09:40
    Totul este foarte rezonabil, iar perspectivele sunt bune.
    Sunt destui bani?
    O întrebare foarte dificilă cu definirea priorităților – în ce domenii ar trebui să investim în primul rând?
    1. 0
      6 august 2015 07:46
      Cred că dacă construim câțiva sateliți în valoare de sute de milioane, atunci putem construi zeci de sateliți mai puțin costisitori și mai ușori.
  2. +4
    2 august 2015 10:53
    Timp nou, provocări noi, soluții tehnice noi și doar inamicul este la fel de vechi ca lumea. Dacă toate aceste fonduri de pe ambele maluri ale oceanului ar fi fost investite în proiecte pașnice, am fi trăit mult timp pe Marte, iar mineralele centurii de asteroizi ar fi suficiente pentru toată lumea. Într-adevăr, într-un singur asteroid există mai multe metale decât a dezgropat civilizația noastră în întreaga istorie!