A kis űrhajók többre képesek
Annak ellenére, hogy a vezető űrhatalmak rivalizálnak a nagy kapacitású hordozórakéták kifejlesztésében, a közeljövőben gyorsan fejlődnek a kicsi és az ultra-kicsi űrhajók (SSC). Milyen feladatokat fognak megoldani?
A Föld közeli tér torlódásai között a kis űreszközök tétje nagyon ígéretesnek bizonyulhat. És nem csak azért, mert többszörösen olcsóbbak, mint a több tonnás motorok, és a hatékonyságuk sem kevesebb.
Szörnyek a pályán
A kis űrhajórendszerek fejlesztésének egyik legfontosabb iránya a csapatok információs támogatása. Oroszország volt az első az országok közül, amely a megfelelő felszerelést egy ultra-kis űrhajó fedélzetére helyezte. 1995-ben ezt az irányt támogatta, és ahogy mondják, megáldotta a Katonai Űr Erők parancsnoka (1989-1992), Vlagyimir Ivanov ezredes. A terv megvalósításához fiatal tudósok egy csoportja gyűlt össze Vjacseszlav Fatejev vezérőrnagy vezetésével.
Kis űrhajók hozhatók létre az egyetem falai között
Fotó: bmstu.ru
Mi köze a kis űreszközöknek a csapatok szárazföldi csoportosulásainak és az űrhajózási védelemnek az információs támogatásához? A tény az, hogy minden hagyományos űrrendszernek megvannak az előnyei és hátrányai. Hiszen nem ok nélkül haladt a pályák fejlődése a méret és a tömeg állandó növekedésével - ezt követelte meg a rájuk helyezett berendezés. Vegyünk optikai-elektronikus felderítő műholdakat. Felbontásuk arányos a fedélzeti távcső lencseátmérőjével. A felderítésre elfogadható eredményeket adó optika tömege három -öt tonna. Az ilyen berendezésekkel felszerelt műholdak jó képeket produkálnak. De gazdasági okokból nagyon kevés ilyen űreszközt indítanak el, és fizikailag nem lehetnek a pálya megfelelő pontján, hogy ellenőrizzék a helyzetet egy tetszőlegesen kiválasztott területen. Vagy sok ilyen felderítő műholdnak kell lennie, vagy el kell fogadnia, hogy az űrből történő irányítás egy adott csatatéren legfeljebb napi két -három alkalommal lehetséges. Ezenkívül az űrképek megfejtése a célfelismerés érdekében általában nagy időbefektetést igényel, ami hadviselési körülmények között elfogadhatatlan.
Az elektronikus hírszerzés komoly követelményeket támaszt a hordozó járművel szemben is: a felbontás növelése érdekében a fedélzeti vevőkészülékeket a lehető legnagyobb mértékben el kell terjeszteni, de van egy határ - a műhold méretei.
Az űrradar felderítésnek, amely az úgynevezett monolocation elvén alapul, saját követelményei vannak. Itt több áramra van szükség a fedélzeti tápegységből, ami növeli a terhelést. Ezenkívül egy ilyen rendszer csak egy megfigyelési szöget biztosít, és könnyű megtéveszteni hamis célok használatával a legegyszerűbb sarokvisszaverők formájában.
Tegyen utat a "gyerekeknek"!
Kiderül, hogy az űrfelderítés hagyományos módszereivel az űrhajó nem lehet kicsi definíció szerint. Ez azt jelenti, hogy elérkezett az idő más módszerek elfogadására. A Army -2015 fórumon a "kerekasztal" "Kis űrhajó - az űrhajóvédelem problémáinak megoldására szolgáló eszköz" szenteltek.
Az első terület a multispektrális feltárás. Vjacseszlav Fatejev szerint minimális átmérőjű teleszkóppal, mint mondják, le tudjuk fedni a célpontot, és kis felbontású képet készíthetünk. De ha ehhez hozzáadjuk a célpont multispektrális portréját, akkor a fedélzeti számítógépet használva valós időben kiváló minőségű képet kapunk. Egy nagy távcső nélküli optikai felderítő rendszer meglehetősen kompaktnak bizonyul, és a modern eszközökkel végzett jelfeldolgozási sebesség magas. Az elvégzett kísérletek ígéretes eredményeket mutattak, de ezeket a Honvédelmi Minisztérium még nem állította be. De az USA -ban ezen az elven már létrehozták a TACSAT harctér információs támogatására szolgáló űrhajót.
A második irány az elektronikus intelligencia fejlesztése. A műholdak közötti távolság 10-50 kilométer, az űrrendszer felbontása több százszorosára nő a mérési bázis növekedése miatt. Kiszámították az űrhajó e célokra szükséges paramétereit. Súlya mindössze 100 kilogramm. Egy három -négy ilyen kis űrhajóból álló rendszer pedig képes lesz duplex kommunikációt biztosítani a csatatéren, figyelemmel kísérni a járműveket, a területet, a légkört … A koordináták meghatározásának pontossága méter. Ma egy ilyen rendszerre nagy szükség van a rakétaerők és a tüzérség részéről. De ahhoz, hogy parancsot kapjunk rá, ismét komolyan együtt kell dolgoznunk a Honvédelmi Minisztériummal.
A radarral kapcsolatban a szakértők megvizsgálták annak lehetőségét, hogy harmadik fél rádiófényben megvilágítsa a célpontot, vagy más műholdakról besugározza - mintha oldalról. Mit csinal?
„A klaszter egyik műholdja adóval besugározza a Föld felszínét és célpontjait, és a mellette elhelyezkedő könnyű műholdak (adók és nagy teljesítményű tápegységek nélkül) válaszjelet kapnak - magyarázza Fateev -, és rádióképeket készítenek ezekről a célokról. Sőt, a klaszterben nem egy, hanem több rádiós képet kapunk egyszerre, ami kiküszöböli az interferencia lehetőségét, és megnyitja a maszkolt célpontok megnyitásának lehetőségét."
A tudósok kísérletet végeztek a célrádió -megvilágításon GLONASS űrhajóval. A jel gyenge volt. Ennek ellenére a megfigyelt célpontról hét rádióképet szintetizáltak megvilágítással egyszerre hét műholdról. Ez a munka új irányává vált. A külföldi sajtóban megjelent publikációk alapján a külföldi kísérlet iránt érdeklődtek. Az Európai Űrügynökség meg kívánja ismételni. De nem számít, mit sikerül nekik, itt mi voltunk az elsők.
Az orbitális határok őrzése
A csapatok információs támogatása érdekében fontos megoldani nemcsak az alegységek operatív összekapcsolódásának problémáját a katonai konfliktus területén, hanem a távoli katonai csoportosulások (haditengerészeti hajók, légiközlekedési csoportosulások) globális operatív kommunikációjának problémáját is.) a központi katonai parancsnoksággal. Amint a hazai és külföldi tapasztalatok azt mutatják, mindezek a problémák viszonylag egyszerűek és stabilak, és a kis űrhajók közötti kommunikáció alacsony keringési körű csoportjainak segítségével megoldhatók.
A csapatok információs támogatásának másik fontos területe az időjárás globális ellenőrzése a harci műveletek és a csapatok átcsoportosításának területén. Ez is az ICA csoportosulásainak hatáskörébe tartozik. Saját és külföldi tapasztalataink ezt mutatták.
Egy másik irány a Kelet -Kazahsztán régió űrsorának javítása. Itt Vjacseszlav Fatejev szerint a kis űrhajó első és legsikeresebb alkalmazása az űrirányító rendszer (OMSS) fejlesztése. Számos terepen keresztüli műhold kerül pályára. A modellezés azt sugallja, hogy a csillagképben csak nyolc űrhajó teszi lehetővé az új objektumok célpontjának tisztítását fél órán belül. Most a földi optoelektronikai és radarrendszerekben ez több órát vesz igénybe.
Egy másik előnye egy ilyen űrsor létrehozásában, hogy nincsenek földi létesítményeink, amelyek 30 foknál kisebb dőlésszögű pályákat figyelnének. Nem állnak rendelkezésünkre, de ez a rendszer megoldhatóvá teszi a feladatot.
Lehetőség van az SKKP űrsorának bővítésére az elektronikus felderítés eszközeinek létrehozásával is. Ehhez a kis űrhajókat elektronikus elfogókkal szerelik fel. Ennek eredményeképpen globálisan megfigyelhetővé válik minden olyan geostacionárius kommunikációs rendszer, amely korábban nem volt elérhető az ellenőrzéshez.
Egy másik probléma, amelyet a repülőgép-védelemnek a közeljövőben meg kell oldania, az úgynevezett ellenőrző műholdak elleni küzdelem. Tudjuk, hogy az amerikaiak használják őket. Adatokat tettek közzé két körülbelül 220 kilogramm súlyú kis műhold létrehozásáról és geostacionárius pályájára bocsátásáról. A cél geostacionárius űrhajóik működésének ellenőrzése. Ez a két pályán lévő jármű azonban vagy az egyik, vagy a másik irányba mozog mind az amerikai, mind a geostacionárius űrhajónk lefedettségi területén. Nagyon nehéz felismerni őket a Földről, de az SKKP képes volt rá.
Lehet -e még kisebb az MCA? Számítások vannak: 0,4 méteres méret esetén az MCA csillag nagysága megközelítőleg M18 lesz. És ha még kisebb, akkor a műhold megkülönböztethetetlenné válik a Földtől, és gyakorlatilag lehetetlen harcolni az ilyen "láthatatlansággal". Mit kell tenni?
"A kis űrhajók fejlesztésének egyik legfontosabb iránya a geostacionárius pálya vizsgálata" - véli Fateev. - Ha meg tudjuk csinálni, akkor siker lesz. Ehhez azonban saját ellenőrző műholdakra van szükségünk."
A következő legnehezebb terület a hiperszonikus repülőgépek űrérzékelő rendszerei (GZVA). Ez az egyik legveszélyesebb és legsúlyosabb fegyver, amely közepes magasságban repül (20-40 km és még magasabb). Úgy tűnik, és nem műhold, de nem repülőgép sem. Sebesség - 5 Mach felett. Nem minden radarállomás képes észlelni. Pedig az orosz űrirányító rendszer, amelynek van egy kis űrhajója, képes lesz látni ilyen hiperszonikus járműveket. Mivel 1000 fokra melegszenek fel, és plazma mezőt hoznak létre körülöttük, mindössze kilenc kis űrhajó szükséges a GZVA „lefedéséhez”.
Végezetül létre kell hozni egy csoportot az ionoszféra működésének ellenőrzésére, beleértve a cirkópoláris régiót is. Ez rendkívül fontos, különösen a GLONASS pontosságának növelésével kapcsolatos problémák megoldásakor. A koordináták meghatározásakor még ma is jelentős hibák vannak, és 2020 -ra jelentősen csökkenteni kell őket. Erre a repülőgép-védelmi rendszer horizonton felüli radarlétesítményeinek üzembe helyezésével kapcsolatban is szükség van. Az ionoszféra tulajdonságainak mély ismerete nélkül nem tudjuk megoldani a radarcélok koordinátáinak pontos meghatározásának problémáját. A feladat meglehetősen megoldható kis ionoszférikus megfigyelő eszközök csoportosítása segítségével.
A földközeli térben végzett folyamatos sugárzásfigyelés problémája sem kerül le a napirendről.
Univerzális eszköz
Amint látjuk, sokféle feladat megoldása érdekében, beleértve a csapatokkal szemben álló feladatokat is, szükség van egy több műholdas információs támogató rendszer kifejlesztésére. Ez nem jelenti azt, hogy a fent tárgyalt 10–12 rendszer mindegyike külön csoportosítást igényel. Túl drága lesz. Fateev szerint mindezt egy csoportba lehet és kell is egyesíteni, amelynek alapja a kölcsönös rádiókommunikáció a hálózatot létrehozó összes legközelebbi kis űrhajó között. Mindenki látja a szomszédot a milliméteres hullámú csatornán, és általa továbbítja az információit.
Ezzel párhuzamosan a legfontosabb feladatot is megoldják - egy globális rendszer létrehozását az információátvitelhez bármely földi és űrfogyasztó között. Ha ezt sikerül elérni, akkor bármilyen kis űrhajóról származó információk továbbíthatók a Föld kívánt pontjára, legyen szó akár parancsnok harci vezérlőjeleiről a beosztottnak, vagy hírszerzésről más járművekről. Ezenkívül, mivel egy vagy három kis űrhajó folyamatosan jelen van a fogyasztó láthatósági zónájában (központi katonai parancsnokság), a hírszerzési információkat valós időben továbbítják bárhonnan.
Így egyetlen univerzális, több műholdból álló konstelláció megoldja a globális kommunikáció biztosításával, a műveleti színház és a földközeli tér átfogó operatív felderítésével, a Föld gravitációs mezőjének teljes ellenőrzésével kapcsolatos problémákat (sajnos Oroszország ma már orbitális geodéziai rendszerek nélkül maradt) és időjárás … katonai, és békés célokra. Sőt, a legérdekesebb civil alkalmazás mindannyiunkat érint. Az űrinternet ötletének megvalósításáról van szó. Néhány ország már épít ilyen projekteket. Az "Űrinternet" Oroszországot jelöli a leginformatívabban fejlett országok közé.
„Még meg kell győznünk katonai vásárlóinkat a kettős felhasználású kis űrhajók javasolt egyetemes egységes rendszerének hatékonyságáról”-foglalja össze Fateev. - Persze, vannak problémák. Teljesen új információs és űrtechnológiák kifejlesztésére van szükség. Ráadásul minél kisebb az űrhajó, annál rövidebb a pálya élettartama. Ezért vagy a pálya magasságának növeléséről, vagy a kis űrhajó időben történő cseréjéről kell gondoskodni. Ezenkívül a létrehozandó egységes rendszer gazdasági értékelése szükséges ahhoz, hogy megértsük, milyen előnyökkel jár az állam számára."
Ki fogja megfogalmazni a feladatmeghatározást?
A szakértők szerint az egyik probléma az, hogy a megrendelőnek, vagyis a Honvédelmi Minisztériumnak nincs tapasztalata ezek létrehozásában és használatában. A második akadály az ilyen kis űrhajókra vonatkozó taktikai és technikai követelmények hiánya. Eddig senki sem mondta világosan és pontosan, hogy mi legyen a TK.
Természetesen vannak releváns intézmények, kutatóintézetek és egymással összefüggő szabványok. „A nemzetközi besorolásnak megfelelően az MCA 500–100 kilogramm, 100–10 kilogramm, 10–1 kilogramm, kilogramm és 100 gramm közötti eszközökre oszlik” - emlékeztet Vladimir Letunov, a Technológiák NCCI. - Az eszközök mérete is számít. A 10 centiméternél kisebb átmérőjű tárgyakat rádióvezérléssel nem lehet azonosítani, és optikán keresztül csak bizonyos magasságokban láthatók."
Egy egyetértés van abban, hogy egyetlen platformot kell kifejleszteni az ilyen kis űrhajók számára. De a terv még nem konkretizálódott. A csoportosítás alapjai egyértelműek, vannak osztályozók, korlátozások és összetevők. Letunov szerint belátható időn belül az űrhajók 90 százaléka kisosztályú lesz, a jövő mögöttük áll.
Az NPO főtervező helyettese Lavocskin Nyikolaj Klimenko kifejtette, hogy cégük régóta és céltudatosan végezte az MCA létrehozását, és ennek megfelelő alapja van. Létrehozták a "Karat-200" módosított űrplatformot. Ennek alapján alkalmazott tudományos és műszaki megoldásokat kínálnak. Számos kísérleti jármű már járt az űrben. Vannak más ilyen típusú űrhajók projektjei az alkalmazott problémák megoldására a katonaság érdekében. A Honvédelmi Minisztérium azonban még nem adta meg a lehetőséget a gyártásra.
A poros lombikok üresek
Van -e Oroszországnak koncepciója kis űrhajók indítására és használatára? Jaj … Bár most először terjesztettek elő javaslatot a kis űrhajó használatára, megismételjük, a Katonai Űr haderő egykori parancsnoka, Vlagyimir Ivanov ezredes. Az ő elképzelése az volt, hogy a nagy műholdak a felső vezetésnek szólnak, az MCA a csapatok csoportjaihoz. 20 évvel ezelőtt volt, de a koncepciót soha nem hajtották végre. Miért?
Konkrét esetekre volt szükség. Különösen egy kis radar készüléket terveztek "Condor" kódnéven. Nem fejlesztették ki. E járművek közül csak egy van pályán. Miért nem sikerült? Mivel a nagy és a kis űrhajók szembeállítása kontraproduktív és helytelen. Kiegészíteniük kell egymást. Békeidőben nagy teljesítményű eszközökre van szükség a referencia-adatbázisok kialakításához. Az MCA nem oldja meg ezt a problémát. És a nagyok is képesek. Korábban, egy különleges időszakban, vagyis a háború előtt, a meglévő kánonok szerint az orbitális csoport felépítését tervezték az űrhajók lőszereinek rovására. De hosszú évek óta nem létezik, egyszerűen nincs semmi, ami feltölti az orbitális csoportot. Lőszernek azonban lennie kell. Mert amikor szükségessé válik a szükséges adatok bevitele a rakétaútvonalak térképére, a főszerep már nem annyira a teljesítmény, mint a megfigyelés gyakorisága. A csoportosulás növekedése nemcsak a készülékek számának növekedését feltételezi: 20–25–30 … Ezt egyetlen gazdaság sem bírja ki. Ez azt jelenti, hogy a mennyiséget pontosan ki kell számítani. Egy két -három órás megfigyelési időszak megfelel a katonai osztálynak.
Szükséges a tervezés lehető leegyszerűsítése, a termékek költségeinek csökkentése, ehhez kereskedelmi ajánlatokat kell használni. Amint a helyi konfliktusok tapasztalatai azt mutatják, azok időtartama egy héttől egy évig terjed. Ez azt jelenti, hogy az MCA aktív fennállásának időszakának arányosnak kell lennie. A legfontosabb az, hogy megakadályozzuk azt a helyzetet, amikor az indításra való készséget csak az ellenségeskedés végére biztosítják.
Ehhez azonban megfelelő koncepció kidolgozására van szükség. Az ilyen eszközök indításának előkészítési ideje a parancs beérkezésétől számítva egy hét. A fejlesztők véleménye szerint célszerű:
- a keringési pálya képességeinek operatív kiépítésének koncepciójának létrehozása egy különleges időszakban, miközben megtartják a szabványra vonatkozó hasznos terhelési követelményeket (ezeket alkalmazni kell mind a nagy, mind a kis űrhajókra);
- egységes követelmények kidolgozása az űrhajók gyártásának technológiájára, amelyek biztosítják azok gyorsított kibocsátását;
- egységes űrplatformok létrehozása moduláris architektúrával és automatizált interfészekkel az űrrendszerekbe történő gyorsabb integráció érdekében (hogy minden fejlesztőnek világos elképzelése legyen arról, hogyan és miből fogjuk elkészíteni az eszközt);
- olyan orosz interfészek bevezetése, amelyek biztosítják az űrplatformok működését különböző körülmények között.
Végezetül helyes lenne egy szakértői közösséget összegyűjteni, beleértve a védelmi ipar komplexumának és a megrendelő testületeknek a képviselőit, annak érdekében, hogy meghatározott időn belül dönthessenek az űreszközök ilyen többcélú közös csoportjának használatáról.
Amíg a fent említett megközelítéseket nem hajtják végre, semmi új nem fog megjelenni Oroszország űrpályáján.
