Znajdź lotniskowiec: Zwiad kosmiczny
Nie tak dawno temu Alexander Timokhin w swoich cudownych artykułach Wojna morska dla początkujących. Sprowadzamy lotniskowiec „do strajku” и Wojna morska dla początkujących. Problem z oznaczeniem celu szczegółowo rozważał problem poszukiwania lotniskowców i grup uderzeniowych marynarki wojennej (AUG i KUG), a także celowania w nie bronią rakietową.
Jeśli mówimy o czasach ZSRR i obecnych możliwościach wywiadowczych marynarki wojennej flota (Marynarka Wojenna) Federacji Rosyjskiej sytuacja jest naprawdę dość smutna, a użycie rakiety broń z dużym zasięgiem może być niezwykle trudne. Można to jednak powiedzieć nie tylko o marynarce wojennej, ale także o zdolnościach wywiadowczych sił zbrojnych Federacji Rosyjskiej jako całości. Brak samolotów wczesnego ostrzegania (AWACS), radarowych, elektronicznych i optoelektronicznych samolotów rozpoznawczych (analogi amerykańskich Boeingów E-8 JSTARS), całkowity brak ciężkich bezzałogowych statków powietrznych (BSP), niewystarczająca ilość i jakość satelitów rozpoznawczych i satelity komunikacyjne, zaostrzone po nałożeniu sankcji z powodu braku krajowej bazy elementów.
Jednak wywiad i łączność są podstawą nowoczesnej armii i bez nich nie może być mowy o jakiejkolwiek konfrontacji z nowoczesnym, zaawansowanym technologicznie przeciwnikiem. Na podstawie tej tezy zastanówmy się, jakie systemy kosmiczne można skutecznie wykorzystać do wykrywania i śledzenia AUG i CUG.
satelity rozpoznawcze
System globalnego satelitarnego rozpoznania przestrzeni morskiej i wyznaczania celów (MKRTS) „Legenda” stworzony w ZSRR obejmował satelity pasywnego wywiadu elektronicznego US-P i aktywnego wywiadu radarowego US-A.
Obrazy satelitów US-A (na górze) i US-P (na dole) ze składu MKCK „Legenda”
W swoim artykule Alexander Timokhin mówi o raczej niskiej wydajności Legend MKCK i dość łatwo to wyjaśnić. Według danych zaczerpniętych z serwisu navy-korabel.livejournal.com, w różnych okresach działania Legend MKCK (od 1975 do 2008) na orbicie znajdowało się od 0 (!) do 6 pracujących satelitów:
„Największą liczbę statków kosmicznych Legends (sześć) można było zaobserwować na orbicie tylko raz w ciągu 20 dni na trzecim etapie (w okresie 04.12.1990 - 24.12.1990), co stanowi 0,2% całkowitego czasu działania systemu ICRC. Grupa składająca się z pięciu statków kosmicznych pracowała na 5 „zmianach” o łącznym czasie trwania 175 dni. (1,5%). Dalej (w kierunku zmniejszania się liczby CA) rośnie: cztery CA - 15 odcinków, 1201 dni. (10%); trzy - 30 „zmian”, 1447 dni. (12%); dwie - 38 „zmian”, 2485 dni. (21%); jeden - 32 odcinki, 4821 dni. (40%). Wreszcie żaden - 12 przedziałów czasowych, 1858 dni. (15% ogółu i 24% drugiego okresu).
Ponadto „Legend” nigdy nie funkcjonował w standardzie (cztery US-A i trzy US-P), a liczba US-A na orbicie nigdy nie przekraczała dwóch. Oczywiście trzy lub więcej US-P było w stanie zapewnić codzienne bezprzewodowe badanie Oceanu Światowego, ale bez US-A otrzymane od nich dane straciły na wiarygodności.
Ponadto „Legend” nigdy nie funkcjonował w standardzie (cztery US-A i trzy US-P), a liczba US-A na orbicie nigdy nie przekraczała dwóch. Oczywiście trzy lub więcej US-P było w stanie zapewnić codzienne bezprzewodowe badanie Oceanu Światowego, ale bez US-A otrzymane od nich dane straciły na wiarygodności.
Oczywiste jest, że w tej formie system Legend ICRC fizycznie nie byłby w stanie zapewnić Marynarce Wojennej ZSRR / Rosji wiarygodnych informacji wywiadowczych na temat AUG i KUG wroga. Głównym tego powodem jest niezwykle krótki czas życia satelitów na orbicie – średnio 67 dni dla US-A i 418 dni dla US-P. Nawet Elon Musk nie będzie mógł co dwa miesiące wypuszczać przez satelitę z elektrowni atomowej…
Zamiast Legend ICRC uruchamiany jest system rozpoznania kosmicznego Liana, w skład którego wchodzą satelity typu Lotos-S (14F145) i Pion-NKS (14F139). Satelity „Lotos-S” są przeznaczone do pasywnej inteligencji elektronicznej, a „Pion-NKS” do aktywnej inteligencji radarowej. Rozdzielczość Pion-NKS wynosi około trzech metrów, co umożliwia wykrywanie statków wykonanych przy użyciu technologii redukcji niewidzialności.
Obraz i układ satelity Pion-NKS do aktywnego rozpoznania radarowego, wchodzącego w skład systemu Liana
Biorąc pod uwagę opóźnienia w uruchamianiu satelitów systemu Liana, a także bieżące problemy z aktywnym okresem eksploatacji rosyjskich satelitów, można przypuszczać, że efektywność systemu Liana będzie daleka od pożądanej. Ponadto orbita satelitów systemu Liana znajduje się na wysokości około 500-1000 km. W związku z tym mogą zostać zniszczone przez pociski SM-3 Block IIA ze strefą zniszczenia do 1500 km. Rakiety SM-3 i nośniki do ich wystrzelenia są dostępne w USA w znacznych ilościach, a koszt rakiety SM-3 jest najprawdopodobniej niższy niż satelitów Lotos-S czy Pion-NKS, w połączeniu z kosztem umieszczenia ich w orbita.
Czy wynika z tego, że systemy rozpoznania satelitarnego są nieskuteczne w poszukiwaniu AUG i KUG? W żadnym wypadku. Z tego tylko wynika, że jednym z priorytetowych obszarów rozwoju rosyjskiego przemysłu powinien być rozwój podzespołów elektronicznych w ogóle, aw szczególności elektroniki „kosmicznej”. Trwają prace w tym kierunku. W szczególności, STC Modul otrzymał 400 mln rubli na stworzenie i uruchomienie produkcji chipów przeznaczonych do wykorzystania w statkach kosmicznych nowej generacji. Zainteresowanych tym tematem można polecić lekturę historia rozwój mikroprocesorów kosmicznych w dwóch częściach: Часть 1 и Часть 2.
Jaki więc statek kosmiczny (SC) może najskuteczniej wyszukiwać AUG i KUG? Istnieje kilka możliwych opcji.
konserwatywna decyzja
Najbardziej konserwatywnym sposobem rozwoju jest kontynuacja doskonalenia satelitów rozpoznawczych linii MKRTS „Legenda” - „Liana”. Oznacza to stworzenie wystarczająco dużych satelitów znajdujących się na orbitach rzędu 500-1000 km. Taki system będzie skuteczny, jeśli spełnionych zostanie kilka warunków:
- tworzenie sztucznych satelitów Ziemi (AES) o okresie aktywnego istnienia co najmniej 10-15 lat;
- wystrzelenie odpowiedniej ich liczby na orbitę ziemską (wymagana liczba zależy od charakterystyki sprzętu rozpoznawczego zainstalowanego na satelicie);
- wyposażenie satelitów rozpoznawczych w aktywne systemy obrony przed bronią przeciwsatelitarną, przede wszystkim klasy „ziemia-kosmos”.
Punkt pierwszy implikuje stworzenie niezawodnej bazy elementów zdolnej do funkcjonowania w próżni (w pomieszczeniach bezciśnieniowych). Realizacja drugiego punktu w dużej mierze zależy nie tylko od kosztu samych satelitów, ale także od obniżenia kosztów ich wyniesienia na orbitę, co implikuje konieczność opracowania pojazdów nośnych wielokrotnego użytku (LV).
Trzeci punkt (wyposażenie satelitów rozpoznawczych w aktywne systemy obrony przeciwsatelitarnej) może obejmować coś w rodzaju czołgowego systemu aktywnej obrony (KAZ), który zapewnia pokonanie nadlatujących głowic przeciwrakietowych z elementami kinetycznymi, oślepiającymi optoelektronicznymi głowicami samonaprowadzającymi (GOS) za pomocą promieniowanie laserowe oraz uwalnianie kurtyn dymnych i aerozolowych, pułapek na podczerwień i radarów. Możliwość zastosowania nadmuchiwane wabiki z najprostszym blokiem do utrzymywania orientacji i symulowania wydajności.
Jeśli zapewnienie kinetycznego zniszczenia głowic pocisków przeciwrakietowych jest dość trudne (wymagane są odpowiednie systemy naprowadzania), to równie dobrze można zastosować środki wyrzucania wabików i kurtyn ochronnych.
konstelacja satelity
Alternatywną opcją jest umieszczenie dużej liczby małych satelitów z czujnikami wielospektralnymi na pokładzie na niskiej orbicie odniesienia (LEO), tworząc rozproszoną sieć czujników. Jest mało prawdopodobne, że będziemy tutaj pierwsi. Po zdobyciu doświadczenia w rozmieszczaniu ogromnych klastrów satelitów komunikacyjnych Starlink firmy SpaceX, Stany Zjednoczone z dużym prawdopodobieństwem wykorzystają otrzymane zaległości do stworzenia dużych sieci satelitów rozpoznawczych na niskiej orbicie, „wygrywając liczbami, a nie umiejętnościami”.
Na dzień 24 października 2020 r. na orbitę wystrzelono 893 satelity Starlink, zdeorbitowano 45 satelitów, a planowane jest wyniesienie łącznie od 12 000 do 42 000 satelitów
Co da ogromna liczba satelitów rozpoznawczych o niskiej orbicie? Globalny przegląd planety „klasyczna” flota nawodna и mobilne naziemne systemy rakietowe (PGRK) strategicznych sił jądrowych (SNF) praktycznie nie ma szans na uniknięcie wykrycia. Ponadto taka zwiadowcza sieć satelitarna jest prawie niemożliwa do natychmiastowego wyłączenia. Kompaktowe satelity są trudniejsze do zniszczenia, a antyrakiety będą droższe niż satelity, które niszczą.
W przypadku awarii części satelitów, jeden przewoźnik może umieścić na orbicie jednocześnie kilkadziesiąt małych satelitów, aby nadrobić straty. Co więcej, jeśli „duże” rakiety nośne mogą być wystrzeliwane tylko z portów kosmicznych (które są dość wrażliwymi celami w przypadku wojny), to małe satelity o wadze 100-200 kilogramów mogą być wystrzeliwane na orbitę. ultralekkie pojazdy nośne. Można je umieszczać na ruchomych platformach startowych lub stacjonarnych, ale bez konieczności wdrażania skomplikowanej i uciążliwej infrastruktury - czegoś w rodzaju "jump spaceports". Takie pociski mogą w razie potrzeby szybko wystrzelić satelitę zwiadowczego tak szybko, jak to możliwe po otrzymaniu żądania.
Projekt ultralekkiej metanowej rakiety nośnej „Aniva” rosyjskiej firmy Lin Industrial
Ponieważ przeciwnik nie ma informacji o czasie startu i orbicie, na którą satelita zostanie wystrzelony, „nagłe” wystrzelenie satelity rozpoznawczego na orbitę wywoła efekt niepewności, utrudniający maskowanie AUG i KUG przez unikanie napotkania pola widzenia satelity rozpoznawczego.
Nawiasem mówiąc, krótka żywotność satelitów ICRT „Legenda”, powodująca ich niewystarczającą liczbę na orbicie, doprowadziła do decyzji o wstępnej produkcji satelitów rozpoznawczych USA-A, US-P i Cyclone-2 oraz przechowywaniu ich. W celu zapewnienia możliwości szybkiego wyniesienia na orbitę w ciągu 24 godzin od momentu podjęcia decyzji o ich wystrzeleniu.
„Możliwość operacyjnego rozmieszczenia satelitów systemu MKCK „Legenda” została potwierdzona podczas sparowanego startu 15 i 17 maja 1974 r. I przetestowana podczas wojny o Falklandy, na początku której (02.04.1982 - 14.06.1982) /29.04.1982) na orbicie nie było satelitów systemu, jednak 01.06.1982 - XNUMX wystrzelono dwa US-A i jeden US-P.
Rosja nie ma jeszcze kompetencji do tworzenia i umieszczania na orbicie satelitów, których jest w setkach i tysiącach. I nikt ich nie ma, poza SpaceX. Co wcale nie jest powodem, by spocząć na laurach (biorąc pod uwagę nasze ogólne opóźnienie w bazie elementów i tworzeniu pojazdów nośnych wielokrotnego użytku).
Jednocześnie otwarcie mówi się już o planach Ameryki stworzenia ogromnej sieci małych satelitów. W szczególności Stany Zjednoczone i Japonia planują wspólnie stworzyć konstelację niskoorbitalnych satelitów wykrywających dla systemu obrony przeciwrakietowej (ABM). W ramach tego programu Amerykanie planują wystrzelenie około tysiąca satelitów na orbitę o wysokości od 300 do 1000 kilometrów. Uruchomienie pierwszych 30 satelitów eksperymentalnych planowane jest na 2022 rok.
Biuro Zaawansowanych Projektów Badawczych DARPA pracuje nad projektem Blackjack, który zakłada jednoczesne wystrzelenie 20 małych satelitów działających w ramach jednej konstelacji. Każdy satelita będzie pełnił określoną funkcję – od ostrzegania przed atakiem rakietowym po zapewnienie łączności. Satelita Blackjack o masie 1500 kg ma być wystrzeliwany w grupach co sześć dni za pomocą wysuwanej rakiety nośnej.
Grupy obiecujących małych satelitów powinny funkcjonować jako zespół, wspólnie rozwiązując zadania rozpoznania, nawigacji i łączności
Amerykańska Agencja Rozwoju Kosmicznego (SDA), również zaangażowana w projekt Blackjack, rozwija projekt New Space Architecture. W ramach tego planowane jest wyniesienie na orbitę konstelacji satelitów, która rozwiązuje problemy informacyjne w interesie obrony przeciwrakietowej i obejmuje seryjnie produkowane satelity o masie od 50 do 500 kg.
Programy te nie odnoszą się bezpośrednio do sposobów wykrywania AUG i KUG, ale mogą służyć jako podstawa do tworzenia takich systemów. Lub nawet uzyskać taką funkcjonalność w procesie rozwoju.
Manewrowanie statkiem kosmicznym
Innym sposobem wykrywania i śledzenia AUG i KUG może być manewrowanie statkiem kosmicznym. Z kolei manewrujące statki kosmiczne mogą być dwojakiego rodzaju:
- satelity wyposażone w silniki do korekcji orbity, oraz
- manewrujący statek kosmiczny wielokrotnego użytku wystrzeliwany z Ziemi i okresowo lądujący w celu konserwacji i tankowania silników.
Rosja ma kompetencje zarówno w zakresie tworzenia silników jonowych, jak i satelitów manewrujących, z których część (tzw.
Rosyjski silnik jonowy ID-200 KR
Teoretycznie umożliwia to wyposażenie systemów Liana ICRT w układy napędowe. Możliwość operacyjnej zmiany orbity satelity znacznie skomplikuje zadanie AUG i KUG unikania przecinania się z polem widzenia latających satelitów. Pojęcie „martwych” stref również ulegnie zatarciu. Ponadto zdolność do aktywnego manewrowania w połączeniu z obecnością aktywnych systemów ochronnych pozwoli satelitom uniknąć trafienia bronią przeciwsatelitarną.
Zdolność satelitów rozpoznawczych do manewrowania i zmiany orbity nie pozwoli AUG i KUG uniknąć wykrycia ze względu na planowane unikanie spotkania z polem widzenia latających satelitów i wykorzystywanie „martwych stref” ich widzenia
Wadą satelitów manewrowych jest ograniczona ilość paliwa na pokładzie. W przypadku, gdy planujemy cykl życia satelity rzędu 10-15 lat, wówczas będzie on mógł przeprowadzać regulacje niezwykle rzadko. Wyjściem z tej sytuacji mogłoby być stworzenie wyspecjalizowanych tankowców statków kosmicznych. Biorąc pod uwagę doświadczenie Federacji Rosyjskiej w tworzeniu satelitów manewrujących i automatycznym dokowaniu statków kosmicznych, zadanie to jest całkiem możliwe do rozwiązania.
Jeśli chodzi o drugą opcję (manewrowanie statkami kosmicznymi wielokrotnego użytku), to niestety nasze kompetencje w zakresie ich tworzenia mogą zostać w dużej mierze utracone. Minęło zbyt wiele czasu od automatycznego lotu Burana iw ogóle projekty pojazdów nośnych i statków kosmicznych wielokrotnego użytku są na początkowym etapie rozwoju.
Statek kosmiczny „Buran” po raz pierwszy na świecie przeprowadził w pełni automatyczne poziome lądowanie na lotnisku – Rosja nie może już tworzyć statku kosmicznego typu „Buran”
Projekt w pełni wielokrotnego użytku rakiety nośnej „Korona” firmy Makeeva SRC, podobnie jak inne projekty rosyjskich statków kosmicznych wielokrotnego użytku, znajduje się na etapie zdjęć i układów
Jednocześnie Stany Zjednoczone dysponują obecnie co najmniej jednym statkiem kosmicznym, na bazie którego można stworzyć orbitalny pojazd rozpoznawczy. Jest to bezzałogowy statek kosmiczny Boeing X-37B, którego koncepcja jest podobna do promów kosmicznych Space Shuttle i Buran.
Boeinga X-37B
Boeing X-37B jest w stanie wystrzelić na orbitę i delikatnie opuścić 900 kg ładunku na Ziemię. Maksymalny czas przebywania na orbicie to 780 dni. Posiada również zdolność do intensywnego manewrowania i zmiany orbity w zakresie od 200 do 750 kilometrów. Możliwość wyniesienia Boeinga X-37B na orbitę rakietą nośną Falcon 9 z pierwszym stopniem wielokrotnego użytku pozwala w przyszłości znacznie obniżyć koszty wyniesienia go na orbitę.
Projekcje Boeinga X-37B
W tej chwili USA twierdzą, że X-37B jest używany tylko do eksperymentów i badań. Rosja i Chiny podejrzewają jednak, że X-37B mógłby zostać wykorzystany do celów wojskowych (m.in. jako przechwytywacz kosmiczny). Jeśli na Boeing X-37B zostanie umieszczony sprzęt rozpoznawczy, może on skutecznie prowadzić rozpoznanie w interesie wszystkich rodzajów sił zbrojnych USA. Uzupełnienie istniejących satelitów rozpoznawczych w obszarach zagrożonych lub wymiana ich w przypadku awarii.
Oddział Sierra Nevada Corporation prywatnej firmy SpaceDev tworzy statek kosmiczny wielokrotnego użytku Dream Chaser (Running for a Dream), opracowany na podstawie radzieckiego projektu eksperymentalnego statku kosmicznego wielokrotnego użytku BOR-4. Ogólna koncepcja startu i lądowania statku kosmicznego Dream Chaser jest porównywalna z koncepcją bezzałogowego samolotu kosmicznego X-37B. Planowane są zarówno wersje załogowe, jak i cargo.
Prototypowa załogowa wersja statku kosmicznego wielokrotnego użytku Dream Chaser
Wersja cargo Dream Chaser Cargo System (DCCS) powinna być w stanie wystrzelić 5 ton ładunku na orbitę i zwrócić 1750 kg na Ziemię. Jeżeli więc przyjmiemy, że masa sprzętu rozpoznawczego i dodatkowych zbiorników paliwa wyniesie 1,7 tony, to kolejne 4,3 tony będzie przeznaczone na paliwo, co pozwoli rozpoznawczej wersji Dream Chaser Cargo System na wykonywanie intensywnych manewrów i korekty orbity dla długo. Pierwsze uruchomienie Dream Chaser Cargo System planowane jest na 2021 rok.
Zdjęcie wersji ładunkowej statku kosmicznego Dream Chaser wielokrotnego użytku
Zarówno Boeing X-37B, jak i Dream Chaser mają profil miękkiego powrotu i lądowania. Znacząco zmniejszy to stopień przeciążenia ładunku powracającego ze stacji (w porównaniu do statku kosmicznego z pionowym lądowaniem). Co ma kluczowe znaczenie dla zaawansowanego sprzętu rozpoznawczego. W szczególności dla statku kosmicznego Dream Chaser deklaruje się przeciążenie podczas lądowania nie większe niż 1,5 G.
Dzięki dodatkowemu palnemu modułowi Shooting Star (spadająca gwiazda) ładowność Dream Chaser Cargo System można zwiększyć do 7 ton. Będzie mógł działać na orbitach, nawet wysoce eliptycznych lub geosynchronicznych.
Dream Chaser Cargo System z modułem Shooting Star
Biorąc pod uwagę potencjalne możliwości Dream Chaser Cargo System z modułem Shooting Star, Sierra Nevada Corporation zaproponowała Departamentowi Obrony USA wykorzystanie modułów Shooting Star jako „orbitalnych placówek” wywiadowczych, nawigacyjnych, kontrolnych i komunikacyjnych, a także do eksperymentów i innych misji. Nie jest jeszcze całkowicie jasne, czy moduł ma działać oddzielnie od statku kosmicznego wielokrotnego użytku Dream Chaser Cargo System, czy też będą używane razem.
Jaka jest nisza bezzałogowych statków kosmicznych wielokrotnego użytku pod kątem rozpoznania AUG i KUG?
Zwiadowcze statki kosmiczne wielokrotnego użytku nie zastąpią satelitów rozpoznawczych, ale mogą je uzupełnić w taki sposób, że zadanie ukrycia ruchu AUG i KUG stanie się znacznie bardziej skomplikowane.
odkrycia
Powstaje pytanie, na ile realistyczne i ekonomicznie uzasadnione jest rozmieszczenie dużych konstelacji satelitów do wykrywania AUG i KUG oraz kierowania w nie broni rakietowej? W końcu wielokrotnie mówiono o ogromnych kosztach systemu MKCK „Legenda” w połączeniu z jego raczej niską wydajnością?
Jeśli chodzi o MKCK "Legenda", kwestie jego wysokich kosztów i niskiej wydajności są nierozerwalnie związane z krótkim czasem aktywnego istnienia satelitów rozpoznawczych z jego składu (jak już wspomniano powyżej). A obiecujące systemy kosmiczne powinny być pozbawione tej wady.
Jeśli problemy tworzenia niezawodnych i nowoczesnych statków kosmicznych i satelitów, obiecujących pojazdów nośnych wielokrotnego użytku, załogowych i bezzałogowych statków kosmicznych nie zostaną rozwiązane w Federacji Rosyjskiej, to nie czołgi, nie uratują nas ani lotniskowce, ani myśliwce piątej generacji. Bowiem przewaga militarna w dającej się przewidzieć przyszłości będzie opierać się na możliwościach zapewnianych przez kosmiczne systemy do różnych celów.
Jednak żaden budżet wojskowy nie jest gumowy, nawet Stany Zjednoczone. A najlepszą opcją może być utworzenie jednej kosmicznej grupy rozpoznawczej, działającej w interesie wszystkich rodzajów sił zbrojnych (SZ).
Taka konstelacja może obejmować zarówno satelity, jak i orbitalny statek kosmiczny wielokrotnego użytku. Pod wieloma względami takie stowarzyszenie nie będzie miało sprzeczności i rywalizacji o zasoby, ponieważ „strefy robocze” różnych typów samolotów prawie się nie pokrywają. A jeśli tak, to znaczy, że Siły Zbrojne będą działać w ramach rozwiązania pojedynczego zadania. Na przykład w ramach wspólnego ataku sił powietrznych (Air Force) i marynarki wojennej wroga na AUG.
Kwestia interakcji międzygatunkowych jest jedną z najważniejszych. W szczególności Stany Zjednoczone zwracają na to szczególną uwagę. I na pewno przyniesie efekty. Na przykład najnowsze pociski przeciwokrętowe AGM-158C LRASM powinny być również używane z bombowców US Air Force B-1B, co implikuje konieczność ścisłej współpracy Sił Powietrznych i Marynarki Wojennej USA.
Oczywiście sama grupa rozpoznania kosmicznego nie jest jeszcze w stanie zapewnić XNUMX% prawdopodobieństwa wykrycia AUG i KUG, a także wycelowania w nie pocisków przeciwokrętowych. Ale to jest najważniejszy i najbardziej krytyczny element skuteczności bojowej sił zbrojnych w ogóle, a Marynarki Wojennej w szczególności.
O innych środkach rozpoznania i wyznaczania celów porozmawiamy w następnym artykule.
informacja