Nowe technologie i możliwości. Rozwój Pentagonu w dziedzinie balonów stratosferycznych
Wystrzelenie seryjnego balonu stratosferycznego wyprodukowanego przez firmę Raven Aerostar
Armia USA dysponuje różnymi narzędziami rozpoznania i wyznaczania celów na poziomie operacyjno-strategicznym, takimi jak statki kosmiczne lub UAV. Kilka lat temu Pentagon postanowił wzmocnić ten system wywiadowczy nowymi środkami na platformach stratosferycznych. Testy wykazały już, że nowoczesna technologia umożliwia stworzenie balonu stratosferycznego o rozbudowanych funkcjach i poprawionych możliwościach rozpoznawczych. Można przypuszczać, że po niedawnym incydencie z chińskim balonem meteorologicznym prace w tym kierunku nabiorą nowego rozpędu.
Powody zainteresowania
Pentagon i inne organizacje, zarówno rządowe, jak i komercyjne, od dawna wykazują zainteresowanie platformami stratosferycznymi do umieszczania różnych urządzeń. Powody tego zainteresowania są proste i zrozumiałe: balony stratosferyczne posiadają szereg charakterystycznych cech, które dają im przewagę nad pojazdami innych klas. Jednocześnie istnieją również wady, które jednak można przezwyciężyć.
Główne zalety stratostatów są związane z wysokościami lotu. Są w stanie latać wyżej niż samoloty czy UAV, co czyni je niezwykle trudnymi celami dla systemów przeciwlotniczych – zarówno do wykrycia, jak i zniszczenia. Jednocześnie lecą znacznie niżej niż satelity, co pozwala na zmniejszenie odległości do obiektu rozpoznawczego i poprawę jakości zbieranych informacji.
Przy tym wszystkim platforma stratosferyczna jest znacznie prostsza i tańsza. lotnictwo lub orbitalne, zarówno w produkcji, jak iw eksploatacji. W szczególności umożliwia to tworzenie i uruchamianie dużych grup rozpoznawczych oraz monitorowanie dużych obszarów.
Przygotowania do wystrzelenia małego satelity stratosferycznego
Jednocześnie stratostat ma wady. Głównym jest brak możliwości aktywnego latania i manewrowania. Kierunek lotu takiego urządzenia jest określany tylko przez czynniki zewnętrzne w postaci prądów powietrza. Ponadto utworzenie windy z powodu lekkiego gazu nakłada ograniczenia na nośność, a tym samym na skład sprzętu. Podwyższenie tych parametrów wiąże się z zastosowaniem większych cylindrów, co nie zawsze jest możliwe i celowe.
Baza technologiczna
Tym samym balon stratosferyczny może być wygodnym narzędziem do rozwiązywania indywidualnych problemów, jednak pełne wykorzystanie jego potencjału wymaga pewnych nowych rozwiązań lub technologii. Pentagon reprezentowany przez agencję DARPA i inne organizacje, a także komercyjni kontrahenci już teraz szukają niezbędnych rozwiązań, a nawet wykazują ciekawe rezultaty.
Przede wszystkim proponuje się udoskonalenie balonów stratosferycznych poprzez wprowadzenie nowych materiałów i konstrukcji. Oferowane są więc różne wersje siłowników z różnych materiałów o korzystnych proporcjach objętości, masy, wytrzymałości i osiągalnej nośności. Opracowywane i ulepszane są również systemy automatycznego utrzymywania ciśnienia w locie lub w sytuacjach awaryjnych.
W ramach kilku projektów jednocześnie opracowywany jest optymalny kształt gondoli dla ładunku. Ten produkt powinien być lekki, mocny i obszerny - aby pomieścić cały wymagany sprzęt. Ponadto badane są możliwości zmniejszenia widoczności radarowej, co sprawi, że stratostat stanie się jeszcze trudniejszym celem dla obrony powietrznej. Technologie Stealth są wykorzystywane przede wszystkim w projektach dla Pentagonu.
Demonstracja zasad działania systemu ALTA
Systemy sterowania
Kierunek i prędkość lotu stratosferycznego wyznaczają prądy powietrza, ale nie wyklucza to możliwości lotu po określonej trasie. Aby to zrobić, samolot musi zmienić wysokość, przechodząc od jednego prądu do drugiego, poruszając się we właściwym kierunku. Nie pozwala to na energiczne manewry, ale znacznie rozszerza możliwości operacyjne. Taki manewr można wykonać na różne sposoby.
Ciekawe rozwiązanie zostało opracowane w ramach programu DAPRA ALTA (Adaptable Lighter Than Air), a następnie wdrożone przez Alphabet w projekcie Loon. W tym przypadku działanie balonu stratosferycznego zapewnia naziemna stacja monitorująco-kontrolna. Stacja musi zbierać dostępne informacje o warunkach pogodowych w rejonie działania balonu stratosferycznego i wyszukiwać prądy powietrza. Jeśli konieczna jest zmiana kierunku ruchu, wydaje statkowi powietrznemu polecenie przyjęcia określonej wysokości i wejścia w żądany przepływ.
Ta zasada działania została wdrożona i przetestowana w praktyce. Tak więc w połowie dekady produkty Loon zostały przetestowane, aw 2017 roku brały udział w prawdziwej akcji ratunkowej w Puerto Rico. Znajdowały się one nad obszarem katastrofy i zapewniały stałą łączność.
World View Enterprises opracowuje bardziej złożoną i wydajną technologię w oparciu o doświadczenia NASA. Jej urządzenie Strat-OAWL (Stratospheric Optical Autocovariance Wind Lidar) jest zamontowane na stratostacie i wykorzystuje laser i optykę do śledzenia ruchu mas powietrza. W związku z tym samolot samodzielnie bada warunki pogodowe i znajduje potrzebne mu prądy powietrza. Od 2019 roku Strat-OAWL jest regularnie testowany w różnych obszarach.
Zadania wywiadowcze
Według znanych danych, do końca dziesiątego roku DARPA i kontrahenci przeprowadzili wszystkie zaplanowane badania i stworzyli wymagane technologie. Pozwoliło im to przejść do etapu opracowywania obiecującego balonu stratosferycznego do wykorzystania w rozpoznaniu. Program ten został oznaczony jako COLD STAR (Cold-Dwell Stratospheric Architecture). Nie później niż 2020-21 ten projekt osiągnął testy w locie i takie działania będą kontynuowane.
Według znanych danych projekt ten przewiduje budowę balonu stratosferycznego klasycznej konstrukcji z pewnymi charakterystycznymi cechami. Tak więc, aby zmniejszyć widoczność, stosuje się eliptyczną gondolę. Na pokładzie znajduje się zestaw baterii i paneli słonecznych do ich ładowania. Opracowywany jest również rozwinięty autopilot ze sztuczną inteligencją, zdolny do kontrolowania samolotu i jego ładunku.
COLD STAR jest uważany za platformę wielozadaniową, ale według doniesień głównym ładunkiem dla niego będzie sprzęt rozpoznawczy - optyczny, podczerwony, radarowy lub radiotechniczny. Według niektórych szacunków takie urządzenia będą mogły robić zdjęcia terenu lub działać jako ostrzeżenie przed atakiem rakietowym. W szczególności proponuje się wykorzystanie licznych balonów stratosferycznych do śledzenia broni hipersonicznej potencjalnych przeciwników.
Dla Pentagonu rozwijany jest również projekt TRIPPWIRE (Tactical Responsive ISR Platforms and Payloads Watching Isolated Remote Environments). Ten balon stratosferyczny zasadniczo nie różni się od COLD STAR i powinien opierać się na tych samych technologiach. Jednocześnie wiadomo, że w ramach tego projektu zostanie stworzona i przetestowana broń palna do walki z balonami stratosferycznymi innych ludzi. Jak dokładnie proponuje się ich uderzenie, nie zostało jeszcze zgłoszone.
Niektóre próbki platform stratosferycznych, takie jak COLD STAR, trafiły do testów i prób eksploatacji w siłach zbrojnych. Można się spodziewać, że organizacje Pentagonu i ich kontrahenci są już zaangażowani w następną generację nowoczesnych balonów stratosferycznych. A przynajmniej opracowują sposoby rozwoju tego obszaru i szukają niezbędnych technologii.
zagrożenie stratosferyczne
Platformy stratosferyczne, ze wszystkimi ograniczeniami, posiadają szereg charakterystycznych zalet różnego rodzaju. Zastosowanie nowoczesnych technologii i podzespołów pozwala pełniej wykorzystać potencjał takiego sprzętu – i uczynić go ciekawszym pod względem praktycznym, m.in. na polu wojskowym.
Część możliwości i potencjału takich platform pokazał niedawno incydent z chińskim balonem stratosferycznym na niebie nad Stanami Zjednoczonymi. Urządzenie latało nad całym terytorium kraju i miało teoretyczną możliwość ostrzenia szerokiego pasa terenu, w tym kilku strategicznie ważnych obiektów. Jednocześnie stratostatu nie można było zestrzelić, dopóki nie spadł na dostępną wysokość. Wydarzenia te pokazały, że stratostat jest trudnym celem nawet dla nowoczesnego zaawansowanego systemu obrony powietrznej ze wszystkimi niezbędnymi elementami.
Ostatnie negatywne doświadczenia amerykańskie i informacje o obiecujących projektach Pentagonu prowadzą do oczywistych wniosków. Stany Zjednoczone rozumieją możliwości i wartość balonów stratosferycznych i zamierzają wykorzystywać taki sprzęt w przyszłości. W związku z tym konkurenci i rywale Waszyngtonu powinni rozważyć pojawienie się w przyszłości nowego zagrożenia i podjąć niezbędne działania.
Konieczne jest doskonalenie radarów i innych systemów szybkiego wykrywania celów stratosferycznych. Zwiększone są również wymagania dotyczące siły ognia. Jak dokładnie te zadania zostaną rozwiązane przez różne kraje, nie jest jeszcze jasne. Nie można jednak wykluczyć, że światowi liderzy w dziedzinie obrony powietrznej i przeciwrakietowej, na przykład Rosja, dysponują już wszystkimi niezbędnymi kompetencjami, technologiami, a nawet realnymi możliwościami.
Przeszłość i przyszłość
W przeszłości Pentagon i CIA aktywnie wykorzystywały zwiadowcze balony stratosferyczne i masowo wystrzeliwały je w kierunku potencjalnego wroga, ale skuteczność takiego rozpoznania okazała się niska. Potem pojawiła się wygodniejsza i bardziej użyteczna alternatywa w postaci statku kosmicznego. Od wielu lat wiodące miejsce zajmuje wywiad satelitarny.
Wiele lat później balony stratosferyczne mogły powrócić na pole inteligencji. Nowe technologie i podzespoły pozwalają im zdobyć wcześniej brakujące możliwości i radykalnie zwiększyć wydajność. Podstawowa możliwość uzyskania takich wyników została już potwierdzona w praktyce, a teraz opracowywane są projekty sprzętu do pełnej eksploatacji. Czy te samoloty podołają wszystkim zadaniom i czy będą w stanie odzyskać utracone wcześniej miejsce z satelitów, okaże się w przyszłości.
informacja