Pociski wielokrotnego użytku: ekonomiczne rozwiązanie dla szybkiego globalnego uderzenia
Rewolucja w tworzeniu statków kosmicznych wielokrotnego użytku
Na początku XXI wieku nastąpiła rewolucja w eksploracji kosmosu. Po cichu, prawie niezauważalnie, bez wielomiliardowych projektów narodowych, takich jak program eksploracji Księżyca czy program promów kosmicznych wielokrotnego użytku. Oczywiście mówimy o komercyjnych statkach kosmicznych wielokrotnego użytku, a przede wszystkim o rakietach wielokrotnego użytku firmy SpaceX Elona Muska.
Powstanie "dinozaura" minionej epoki - promu kosmicznego i synchroniczne lądowanie dopalaczy wielokrotnego użytku statku kosmicznego Falcon Heavy
Zsynchronizowane lądowanie dopalaczy wielokrotnego użytku statku kosmicznego Falcon Heavy
Nie spocznie jednak długo na laurach, na karku depczą mu inne prywatne firmy, w tym chińskie. Na przykład 10 sierpnia 2019 r. chińska firma LinkSpace wystrzeliła rakietę RLV, która po wystartowaniu na wysokość 300 metrów sama wróciła na wyrzutnię w ciągu 50 sekund. W 2020 roku planowane jest wystrzelenie rakiety RLV-T16, która będzie w stanie osiągnąć wysokość 150 kilometrów. Prywatne firmy planują budowę statków kosmicznych wielokrotnego użytku dla wszystkich zakresów możliwych obciążeń - od kilkuset kilogramów do dziesiątek lub setek ton.
Rocket Lab planuje przywrócić pierwszy etap 250-kilogramowego ultralekkiego pojazdu nośnego Electron na niską orbitę referencyjną (LEO), podczas gdy SpaceX planuje zrobić rakietę BFR o ładowności 100 ton na LEO, tak samo zwyczajną jak latanie samolot pasażerski
Powszechne stosowanie statków kosmicznych wielokrotnego użytku, które mogą być ponownie użyte do 100 razy i do 10 razy bez prac naprawczych, znacznie obniży koszty wynoszenia ładunków na orbitę, co z kolei pobudzi rozwój komercyjnego rynku kosmicznego.
Nie ma wątpliwości, że możliwość wystrzelenia ładunku na orbitę mniejszym kosztem zainteresuje również wojsko. Przede wszystkim będą to tradycyjne satelity rozpoznawcze i komunikacyjne, których zapotrzebowanie stale rośnie, biorąc pod uwagę wzrost floty bezzałogowych statków powietrznych dalekiego zasięgu (UAV), sterowanych za pośrednictwem satelitów.
W przyszłości możliwość wyprowadzenia ładunku przy minimalnych kosztach może doprowadzić do pojawienia się orbitalne platformy uderzeniowe kosmos-powierzchnia.
Koncepcja orbitalnej platformy uderzeniowej „Wands of God”
Jednak komercyjne pociski wielokrotnego użytku mogą mieć inne zastosowania wojskowe.
Szybujące głowice hipersoniczne
Od 2003 roku Agencja Zaawansowanych Projektów Badawczych Obrony (DARPA) wraz z Siłami Powietrznymi USA, w ramach programu Rapid Global Strike, opracowuje kierowaną głowicę bojową Falcon HTV-2 (Hypersonic Test Vehicle - eksperymentalną głowicę kierowaną), zaprojektowaną do loty z prędkością naddźwiękową. Armia USA opracowuje podobny projekt AHW (Advanced Hypersonic Weapon – obiecujący hipersoniczny) broń).
Szacowany wygląd głowicy bojowej Falcon HTV-2
Projekty Falcon HTV-2 i AHW mają podobny układ – szybująca głowica nie wyposażona w silnik jest wystrzeliwana na określoną wysokość przez pojazd startowy, a następnie oddzielana i szybuje do celu z prędkością hipersoniczną. Szacowany zasięg lotu głowic powinien wynosić 6000-7600 kilometrów, przy prędkości lotu 17-22 m (5,8-7,5 km/s). Zatem biorąc pod uwagę czas potrzebny na osiągnięcie przez pocisk wysokości zrzutu głowicy, czas trafienia w cel wyniesie około 20-30 minut.
Szacowany profil lotu Falcona HTV-2
Do wystrzeliwania głowic Falcon HTV-2 ma używać rakiet nośnych (LV) Minotaur-IV lub międzykontynentalnych pocisków balistycznych (ICBM) LGM-30G Minuteman-III. Do testowania hipersonicznych jednostek AHW wykorzystano trzystopniową rakietę na paliwo stałe STARS.
Podobny projekt zrealizowano w Rosji - hipersoniczna głowica kierowana w ramach kompleksu Avangard, wystrzelona przez ICBM UR-100N UTTKh. W tej dziedzinie Rosja wyprzedza Stany Zjednoczone – już w 2019 roku planowane jest oddanie do użytku kompleksu Avangard. Prędkość lotu głowicy powinna wynosić około 27 M (9 km/s), zasięg lotu jest międzykontynentalny. Jednocześnie istnieje zasadnicza różnica – rosyjska głowica jest wyposażona w głowicę nuklearną, podczas gdy Stany Zjednoczone rozważają zastosowanie głowic hipersonicznych w sprzęcie niejądrowym. Głowica niejądrowa stawia wysokie wymagania co do dokładności celowania głowic.
Domniemany wygląd rosyjskiej głowicy hipersonicznej kompleksu Avangard
Testowanie i prezentacja systemu rakietowego Avangard
Alternatywnym rozwiązaniem są pociski hipersoniczne wystrzeliwane ze strategicznych samolotów. lotnictwo, jak amerykański X-51 Waverider czy rosyjski 3M22 Zircon. Pociski X-51 i 3M22 charakteryzują się większą elastycznością rozmieszczania niż wystrzeliwane rakiety hipersoniczne i prawdopodobnie niższym kosztem. Jednak ich zasięg i prędkość są znacznie mniejsze niż głowic planistycznych – odpowiednio około 500-2000 km i 5-8 M (1,7-2,7 km/s). Niższa prędkość i zasięg lotu nie pozwolą na uzyskanie czasu reakcji porównywalnego z tym, jaki zapewniają szybujące głowice hipersoniczne. Przy uderzeniu z zakresu 6000-7000 i więcej całkowity czas lotu bombowca i pocisku naddźwiękowego wyniesie około pięciu godzin, podczas gdy szybująca głowica hipersoniczna może uderzyć w ciągu pół godziny, co może mieć krytyczne znaczenie w niektórych misjach.
Amerykański pocisk hipersoniczny X-51 Waverider
Rosyjski pocisk naddźwiękowy 3M22 Zircon
Powyższe porównanie nie oznacza odrzucenia takiego czy innego rodzaju broni, a jedynie pokazuje niszę każdego z nich. W tym „podziale pracy” naddźwiękowym jednostkom szybowcowym przypisuje się zadanie uderzania w cele o wysokim priorytecie - stanowiska dowodzenia, centra decyzyjne itp.
Szybki globalny strajk i terror VIP
Artykuł Strategiczne siły konwencjonalne: lotniskowce i broń rozważał instalację głowic naddźwiękowych na ICBM, których warunki dobiegają końca. Ta decyzja jest w pełni uzasadniona i to właśnie ta decyzja jest rozważana przez siły zbrojne USA w ramach programu Rapid Global Strike.
Sam program BSU również wywołuje u wielu sceptycyzm, z jakiegoś powodu zawsze jest przeciwny broni jądrowej. W rzeczywistości nie ma to wpływu na tarczę jądrową. Choć układ START-3 na równi z głowicami nuklearnymi liczy głowice niejądrowe, co teoretycznie mogłoby doprowadzić do zmniejszenia liczby ładunków jądrowych w Stanach Zjednoczonych, to w rzeczywistości, gdy tylko rozwinie się program BSU i liczba głowic zaczyna się zwiększać, układ START-3 już zakończy swoje działanie, a jeśli nie, to Stany Zjednoczone wyjdą z tego z taką samą łatwością, z jaką wyszły z traktatów ABM i INF, obwiniając przy tym Rosja za to.
Innym zarzutem jest to, że użycie środków BGU rozpocznie trzecią wojnę światową. Należy rozumieć, że Stany Zjednoczone w żaden sposób nie planują użycia środków BSU przeciwko Rosji na obecnym poziomie rozwoju sił zbrojnych. A także przeciwko Chinom. Ale kraje takie jak Iran czy Wenezuela mogą stać się celem BSU, który otrzyma pierwszy odcinający cios.
Artykuł Strategiczna broń konwencjonalna. Szkoda zadanie strategicznej broni konwencjonalnej jest sformułowane jako: wyrządzanie szkód przeciwnikowi, znacznie zmniejszając jego zdolności organizacyjne, przemysłowe i militarne na odległość, minimalizując lub eliminując prawdopodobieństwo bezpośredniego starcia bojowego z siłami zbrojnymi przeciwnika. Do tego można dodać - tak szybko, jak to możliwe.
Środki materialne wydane na fundusze BSU zwrócą się stokrotnie, oszczędzając siły i środki sił ogólnych. W niektórych przypadkach, na przykład w przypadku likwidacji przywództwa wroga, konflikt zbrojny może zakończyć się przed jego rozpoczęciem. Stany Zjednoczone mogą dobrze zrealizować taki scenariusz, na przykład w Wenezueli. Wyeliminuj urzędującego prezydenta z pomocą Białoruskiego Uniwersytetu Państwowego, organizując kolejną „kolorową” rewolucję i nie czołgisamoloty i statki nie pomogą uniknąć takiego scenariusza.
Na podstawie powyższego można wyciągnąć jeszcze jeden wniosek – broń Rapid Global Strike lub Strategiczna Broń Konwencjonalna to idealne narzędzie do terroru VIP, czyli fizycznej eliminacji najwyższego kierownictwa wroga.
Żadna inna broń nie ma takich możliwości. Samo posiadanie tego typu szybkiego globalnego uderzenia lub strategicznej broni konwencjonalnej zmusi przywódców wroga do ostrożności w podejmowaniu decyzji wojskowych, politycznych i ekonomicznych lub zmusi ich do życia pod groźbą nieuchronnego zniszczenia.
W niektórych przypadkach ICBM może nie być ani najbardziej optymalnym nośnikiem szybujących głowic hipersonicznych, ani najtańszym. Czy istnieją inne, bardziej efektywne nośniki dla naddźwiękowych głowic szybujących?
Rakieta wielokrotnego użytku jako nośnik głowic naddźwiękowych
Obiecujące pociski wielokrotnego użytku oparte na produktach komercyjnych mogą stać się najbardziej skutecznym i tanim sposobem rozmieszczania głowic.
Na podstawie otwartych informacji zamieszczonych w Internecie wysokość rzutu głowic hipersonicznych powinna wynosić około 100 kilometrów. Szacunkowa masa blogów walki hipersonicznej Falcon HTV-2 powinna wynosić 1100-1800 kg.
Ładowność rakiety Falcon-9, wystrzelonej na LEO (200 km), wynosi 13-16 ton. Łączna masa drugiego etapu najnowszej wersji Falcon-9 wynosi 111 ton, drugi etap oddziela się od pierwszego na wysokości około 70 km. Planuje się, że pierwszy stopień Falcona 9 zostanie użyty do 10 razy, a przy konserwacji po każdych 10 lotach może być użyty do 100 razy.
Pojazd startowy Falcon-9 i lądowanie pierwszego etapu
Można przypuszczać, że pierwszy etap rakiety Falcon-9 wystarczy do wystrzelenia głowic hipersonicznych. Odrzucenie drugiego etapu ważącego 111 ton pozwoli przypuszczalnie na wystrzelenie około 100 głowic hipersonicznych o masie 10-1100 kg każda na wysokość 1800 km.
W oparciu o technologie zaimplementowane w komercyjnej nauce rakietowej można tworzyć inne małe rakiety wielokrotnego użytku dla danych ładunków, umożliwiające wystrzelenie jednej lub dwóch głowic hipersonicznych, a następnie lądowanie rakiety nośnej i jej wielokrotne ponowne użycie.
Jeśli mówimy o zwiększeniu udźwigu bojowego, nie sposób nie przypomnieć planów SpaceX dotyczących budowy w pełni wielokrotnego użytku dwustopniowej rakiety BFR, z możliwością wystrzelenia ładunku o masie do 100 ton na LEO. Jest już dyskutowany w Internecie. możliwość obiecującego wykorzystania BFR jako bombowca orbitalnego do uderzania kontrolowanymi prętami wolframowymi.
Koncepcja w pełni wielokrotnego użytku superciężkiego pojazdu nośnego BFR
Jeśli przyjmiemy analogię z wykorzystaniem pierwszego etapu rakiety Falcon-9, to pierwszy etap rakiety BFR-Super Heavy będzie mógł wystrzelić 55-85 głowic hipersonicznych.
Z jednej strony rozwój BFR nie został jeszcze zakończony, więc nieco przedwcześnie jest mówić o jego wojskowym zastosowaniu. Z drugiej strony Elon Musk jest zdeterminowany, aby ukończyć tę rakietę. Według planów SpaceX ma zastąpić wszystkie używane przez firmę pociski, w tym rakietę Falcon-9.
Powstaje pytanie, dlaczego tak obiecujący rozwój znika? SpaceX może równie dobrze zaadaptować pierwszy stopień Falcon-9 lub po prostu sprzedać cały rozwój tego pocisku wojsku, skupiając się całkowicie na BFR. Wojsko z kolei otrzyma unikalną platformę wielokrotnego użytku do wystrzeliwania szybujących głowic hipersonicznych lub innych ładunków.
Bazowanie
Problem z pociskami wielokrotnego użytku polega na tym, że w przeciwieństwie do bombowców nie można ich wylądować na lotnisku, jednak jest wystarczająco dużo opcji na umieszczenie takiej broni.
Jeśli rakieta nośna z szybującymi głowicami hipersonicznymi zostanie rozmieszczona w południowej części Stanów Zjednoczonych (przykładem jest port kosmiczny na przylądku Canaveral), prawie cała Ameryka Łacińska znajdzie się na tym obszarze. W przypadku rozmieszczenia na Alasce większość Rosji, Chin i całej Korei Północnej znajdzie się w dotkniętym obszarze. Pod warunkiem, że zasięg głowic wyniesie 6000-7000 kilometrów i nie będzie międzykontynentalny, jak kompleks Avangard.
Zasięg warunkowego zaangażowania podczas rozmieszczania rakiet nośnych z szybującymi głowicami hipersonicznymi w południowej części Stanów Zjednoczonych
Zasięg warunkowego zaangażowania podczas rozmieszczania pojazdów nośnych z szybującymi głowicami hipersonicznymi na Alasce
Aby rozmieścić pojazdy nośne z szybującymi głowicami hipersonicznymi w Europie lub Azji, Stany Zjednoczone mogą wykorzystać terytorium swoich satelitów. Jest mało prawdopodobne, aby Polska, Rumunia czy Japonia odważyły się odmówić swojemu władcy tak małej rzeczy.
Ponadto, biorąc pod uwagę, że prywatne firmy wojskowe (PKW) są już uzbrojone w samoloty bojowe, nie sposób nie wyobrazić sobie scenariusza, w którym miejsca wystrzeliwania pojazdów nośnych z szybującymi głowicami hipersonicznymi będą wynajmowane przez PKW i przekazywane armii amerykańskiej na żądanie na żądanie. podstawa handlowa.
I wreszcie, nie można wykluczyć takiej opcji, jak stworzenie morskich platform startowych na wzór komercyjnego projektu Sea Launch. Charakterystyka masy i rozmiarów rakiety Falcon-9 jest porównywalna z charakterystyką rakiety Zenit-3SL, więc nie powinno być żadnych problemów.
Pływający port kosmiczny do wystrzeliwania rakiet "Zenit-3SL"
Biorąc pod uwagę, że do wystrzelenia potrzebny będzie tylko pierwszy stopień z ładunkiem bojowym, na pływającym porcie kosmicznym można umieścić dwa pojazdy nośne z dziesięcioma planistycznymi głowicami hipersonicznymi na każdym. Umieszczając pływający port kosmiczny na Morzu Śródziemnym, prawie cała Afryka, Zatoka Perska, Pakistan, częściowo Azja Środkowa, Chiny i większość terytorium Federacji Rosyjskiej wchodzą w obszar dotknięty chorobą. Lądowanie rakiety nośnej może odbywać się na istniejących platformach wiertniczych ASDS (ang. Autonomous spaceport drone ship) służących do lądowania pierwszego stopnia rakiety Falcon-9 lub podobnych opracowanych na ich podstawie statkach/platformach.
ASDS autonomiczny bezzałogowy statek kosmiczny i schemat lądowania pierwszego stopnia Falcon-9
Warunkowy zasięg zniszczenia podczas rozmieszczania rakiety nośnej z szybującymi głowicami hipersonicznymi na pływającym porcie kosmicznym na Morzu Śródziemnym
Można zadać pytanie: jeśli Rosja lub Chiny jako mocarstwa nuklearne nie są uważane za cel BSU, to dlaczego wskazuje się, że ich terytorium znajduje się w dotkniętym obszarze? Odpowiedź jest prosta, BSU to czynnik, który trzeba będzie wziąć pod uwagę. Skoro rozmieszczenie wyrzutni Mk-41 w Europie wywołało tyle hałasu, to co się stanie, gdy na Morzu Śródziemnym pojawi się pływający port kosmiczny z rakietą nośną z szybującymi głowicami hipersonicznymi…
Finansowa strona problemu
Koszt pierwszego etapu rakiety nośnej to 60-70% jej całkowitego kosztu. Deklarowany koszt startu Falcona-9 to odpowiednio 60-80 milionów dolarów, koszt pierwszego etapu wyniesie 36-56 milionów dolarów. Nawet biorąc pod uwagę dziesięciokrotne wykorzystanie pierwszego etapu Falcon-9, koszt produkcji wyniesie 3,6-5,6 miliona dolarów, koszt paliwa wyniesie około 500 tysięcy dolarów na start. Tak więc dla 10 bloków koszt odlewania wyniesie około 400-600 tysięcy dolarów za blok (nie licząc kosztu samego bloku). Z zasobem pierwszego etapu Falcon-9 wynoszącym 100 startów, koszt każdego startu spadnie prawie o rząd wielkości. Oczywiście należy wziąć pod uwagę również inne koszty - konserwację, naprawy, transport itp., ale inne systemy uzbrojenia nie mogą obejść się bez dodatkowych kosztów. Na przykład godzina lotu B-2 kosztuje ponad 150 7000 USD, a przy uderzeniu na odległość 10 km całkowity czas lotu wyniesie 1,5 godzin lotu, tj. jeden lot będzie kosztował XNUMX miliona dolarów.
Co my mamy?
Najwyraźniej pod względem broni hipersonicznej w ogóle, aw szczególności pod względem planowania głowic hipersonicznych, wyprzedzamy resztę.
Ale z pojazdami nośnymi wielokrotnego użytku mamy poważne problemy, a raczej nie ma problemów, ponieważ nie ma samych pojazdów nośnych wielokrotnego użytku. Ale są projekty, w tym ciekawe, a niektóre z nich mogą z powodzeniem zostać zaadaptowane do użytku wojskowego. Być może, jak to często w naszym kraju bywa, ożywi to ich cywilne modyfikacje. O tym jednak porozmawiamy w następnym artykule.
informacja