Nieuchwytni obserwatorzy
Mały statek kosmiczny może więcej
Pomimo rywalizacji czołowych potęg kosmicznych w tworzeniu rakiet nośnych o dużej pojemności, w najbliższej przyszłości będą się szybko rozwijać małe i ultramałe statki kosmiczne (SV). Jakie zadania rozwiążą?
W warunkach zatłoczenia przestrzeni w pobliżu Ziemi, postawienie na mały statek kosmiczny może być bardzo obiecujące. I to nie tylko dlatego, że są kilkakrotnie tańsze od wielotonowych kolosów, ale efektywność ich pracy nie jest mniejsza.
Potwory na orbicie
Jednym z najważniejszych kierunków rozwoju systemów ICA jest wsparcie informacyjne wojsk. Rosja była pierwszym krajem, który umieścił odpowiedni sprzęt na pokładzie bardzo małego statku kosmicznego. W 1995 r. kierunek ten został poparty i, jak mówią, pobłogosławiony przez dowódcę Wojskowych Sił Kosmicznych (1989–1992), generała pułkownika Władimira Iwanowa. W celu realizacji planu zebrała się grupa młodych naukowców pod przewodnictwem generała dywizji Wiaczesława Fatejewa.
Co ma wspólnego ICA ze wsparciem informacyjnym zgrupowań naziemnych wojsk i obrony powietrznej? Faktem jest, że każdy tradycyjny system kosmiczny ma swoje wady i zalety. W końcu nie bez powodu rozwój pojazdów orbitalnych postępował ze stałym wzrostem rozmiarów i masy – tego wymagał umieszczony na nich sprzęt. Weźmy na przykład satelity rozpoznawcze optyczno-elektroniczne. Ich rozdzielczość jest proporcjonalna do średnicy obiektywu pokładowego teleskopu. Optyka, która daje zadowalające wyniki do rozpoznania, ma masę od trzech do pięciu ton. Satelity wyposażone w taki sprzęt dają dobre zdjęcia. Jednak ze względów ekonomicznych bardzo niewiele takich statków kosmicznych jest wystrzeliwanych i nie mogą one fizycznie znajdować się na orbicie we właściwym miejscu, aby kontrolować sytuację w arbitralnie wybranym obszarze. Albo takich satelitów rozpoznawczych powinno być dużo, albo trzeba będzie pogodzić się z tym, że sterowanie z kosmosu na danym polu bitwy jest możliwe co najwyżej dwa lub trzy razy dziennie. Ponadto interpretacja obrazów kosmicznych w celu rozpoznania celu wymaga z reguły dużej inwestycji czasu, co jest nie do przyjęcia w warunkach działań wojennych.
Inteligencja elektroniczna nakłada również poważne wymagania na urządzenie nośne: aby zwiększyć rozdzielczość, odbiorniki pokładowe muszą być rozmieszczone tak daleko, jak to możliwe, ale istnieje ograniczenie - wymiary satelity.
Kosmiczny rozpoznanie radarowe, oparte na tzw. zasadzie monolokacji, ma swoje wymagania. Tutaj potrzebna jest duża pojemność pokładowego systemu zasilania, co zwiększa obciążenie. Dodatkowo taki system zapewnia tylko jeden kąt obserwacji i łatwo go oszukać przez zastosowanie wabików w postaci prostych reflektorów narożnych.
Droga do "dzieci"!
Okazuje się, że przy tradycyjnych metodach zwiadu kosmicznego statek kosmiczny z definicji nie może być mały. Czas więc przyjąć inne metody. Na forum „Armia-2015” poświęcono im „okrągły stół” „Mały statek kosmiczny – narzędzie do rozwiązywania problemów obrony powietrznej”.
Pierwszy kierunek to eksploracja multispektralna. Jak mówi Wiaczesław Fateev, teleskopem o minimalnej średnicy możemy, jak mówią, zasłonić cel i zrobić zdjęcie w niskiej rozdzielczości. Ale jeśli dodamy do tego wielospektralny portret celu, to za pomocą komputera pokładowego otrzymamy wysokiej jakości obraz w czasie rzeczywistym. System rozpoznania optycznego bez dużego teleskopu okazuje się dość kompaktowy, a szybkość przetwarzania sygnału nowoczesnymi środkami jest wysoka. Przeprowadzone eksperymenty dały obiecujące wyniki, ale nie są jeszcze poszukiwane przez Ministerstwo Obrony. Ale w USA na tej zasadzie powstał już statek kosmiczny do informacyjnego wsparcia pola bitwy TACSAT.
Drugi kierunek to rozwój inteligencji elektronicznej. Przy odległości między satelitami wynoszącej 10–50 kilometrów rozdzielczość systemu kosmicznego wzrasta setki razy ze względu na wzrost bazy pomiarowej. Obliczono parametry statku kosmicznego wymagane do tych celów. Waży tylko 100 kilogramów. A system trzech lub czterech takich małych statków kosmicznych będzie w stanie zapewnić dwustronną komunikację na polu bitwy, monitorując pojazdy, terytorium, atmosferę ... Dokładność określania współrzędnych to metry. Dziś taki system jest niezwykle poszukiwany przez siły rakietowe i artylerię. Ale żeby otrzymać na to zamówienie, znowu trzeba poważnie współpracować z Ministerstwem Obrony.
Jeśli chodzi o radar, eksperci zbadali możliwość zewnętrznego oświetlenia radiowego celu lub napromieniowania go z innych satelitów - jakby z boku. Co to daje?
„Jeden satelita gromady, który ma nadajnik, napromieniowuje powierzchnię Ziemi i cele, a znajdujące się obok niego satelity świetlne (bez nadajników i potężnych systemów zasilania) odbierają sygnał odpowiedzi”, wyjaśnia Fateev, „i budują obrazy radiowe te cele. Co więcej, w gromadzie otrzymujemy nie jeden, ale kilka obrazów radiowych jednocześnie, co eliminuje możliwość interferencji i otwiera możliwość ujawnienia zakamuflowanych celów.”
Naukowcy przeprowadzili eksperyment z docelowym oświetleniem radiowym za pomocą sondy GLONASS. Sygnał był słaby. Niemniej jednak siedem obrazów radiowych obserwowanego celu zostało zsyntetyzowanych z oświetleniem z siedmiu satelitów jednocześnie. To stało się nowym kierunkiem pracy. Sądząc po publikacjach w prasie zagranicznej, eksperymentem zainteresowały się zagraniczne kraje. Europejska Agencja Kosmiczna zamierza to powtórzyć. Ale bez względu na to, co robią, byliśmy tutaj pierwsi.
Na straży granic orbitalnych
Dla wsparcia informacyjnego wojsk ważne jest rozwiązanie nie tylko problemu operacyjnego połączenia jednostek w rejonie konfliktu zbrojnego, ale także problemu globalnej łączności operacyjnej oddalonych zgrupowań wojskowych (grup okrętów Marynarka wojenna, lotnictwo grup) z centralnym dowództwem wojskowym. Jak pokazują doświadczenia krajowe i zagraniczne, wszystkie te problemy są stosunkowo prosto i stabilnie rozwiązywane za pomocą konstelacji niskoorbitalnych małych satelitów komunikacyjnych.
Kolejnym ważnym obszarem wsparcia informacyjnego wojsk jest globalny monitoring pogody na obszarach działań bojowych i rejonach przerzutów wojsk. Jest to również w mocy frakcji ICA. Pokazały to nasze i zagraniczne doświadczenia.
Innym kierunkiem jest poprawa kosmicznego szczebla obrony powietrznej. Tutaj, według Wiaczesława Fatejewa, pierwszym i najbardziej udanym zastosowaniem ISC jest opracowanie systemu kontroli przestrzeni kosmicznej (SKKP). Na orbicie znajduje się szereg satelitów ze skrzyżowanymi polami obserwacji. Modelowanie sugeruje, że tylko osiem statków kosmicznych w konstelacji umożliwi wyjaśnienie przeznaczenia każdego nowego obiektu w ciągu pół godziny. Teraz w naziemnych systemach optoelektronicznych i radarowych zajmuje to kilka godzin.
Kolejną zaletą tworzenia takiego rzutu kosmicznego jest to, że nie mamy obiektów naziemnych, które obserwowałyby orbity o nachyleniu mniejszym niż 30 stopni. Dla nas nie są one dostępne, ale ten system sprawi, że zadanie będzie możliwe do rozwiązania.
Możliwe jest rozszerzenie kosmicznego rzutu SKKP poprzez tworzenie środków inteligencji elektronicznej. W tym celu na małym statku kosmicznym umieszcza się radiotechniczne środki przechwytujące. Dzięki temu możliwe staje się obserwowanie w planie globalnym wszystkich systemów łączności geostacjonarnej, które wcześniej były niedostępne do sterowania.
Kolejnym problemem, który Siły Obrony Powietrznej i Kosmicznej będą musiały rozwiązać w najbliższym czasie, jest walka z tzw. satelitami inspekcyjnymi. Wiemy, że Amerykanie ich używają. Opublikowano dane o stworzeniu i wystrzeleniu na orbitę geostacjonarną dwóch małych satelitów o wadze około 220 kilogramów. Celem jest kontrola działania ich geostacjonarnego statku kosmicznego. Jednak te dwa urządzenia na orbicie poruszają się w jednym lub drugim kierunku w obszarze zasięgu zarówno amerykańskiego, jak i naszego geostacjonarnego statku kosmicznego. Bardzo trudno je dostrzec z Ziemi, ale nasz SKKP był w stanie to zrobić.
Czy ICA może być jeszcze mniejszy? Istnieją obliczenia: przy wielkości 0,4 metra wielkość ICA będzie wynosić około M18. A jeśli jest jeszcze mniejszy, to satelita staje się nie do odróżnienia od Ziemi, a poradzenie sobie z taką „niewidzialnością” jest prawie niemożliwe. Co robić?
„Jednym z najważniejszych obszarów rozwoju ISC jest inspekcja orbity geostacjonarnej” – uważa Fateev. „Jeśli uda nam się to zrobić, będzie to sukces. Ale do tego potrzebujemy naszych własnych satelitów inspekcyjnych”.
Kolejnym najtrudniejszym kierunkiem są systemy kosmiczne do wykrywania samolotów hipersonicznych (HZLA). To jedna z najniebezpieczniejszych i najpoważniejszych broni, która lata na średnich wysokościach (od 20 do 40 km i nawet wyżej). Jak, a nie satelita, ale nie samolot. Prędkości - ponad 5 Maców. Nie każda stacja radarowa jest w stanie naprawić. A jednak rosyjski system kontroli kosmosu, który ma MSC, będzie w stanie zobaczyć takie naddźwiękowe pojazdy. Ponieważ nagrzewają się do 1000 stopni i tworzą wokół siebie pole plazmy, wystarczy dziewięć MCA, aby „pokryć” GZLA.
Wreszcie konieczne jest stworzenie ugrupowania kontroli operacyjnej jonosfery, w tym w regionie subpolarnym. Jest to niezwykle ważne, zwłaszcza przy rozwiązywaniu problemów poprawy dokładności GLONASS. Błędy w wyznaczaniu współrzędnych dzisiaj nadal są znaczne i do 2020 roku muszą zostać znacznie zredukowane. Jest to również konieczne w związku z uruchomieniem pozahoryzontalnych systemów radarowych systemu obrony powietrznej. Bez dogłębnej znajomości właściwości jonosfery nie będziemy w stanie rozwiązać problemu dokładnego określenia współrzędnych celów radarowych. Zadanie można całkowicie rozwiązać za pomocą grupy małych jonosferycznych urządzeń monitorujących.
Na porządku dziennym jest również problem ciągłej obserwacji promieniowania w przestrzeni bliskiej Ziemi.
Uniwersalne narzędzie
Jak widać, do rozwiązywania różnorodnych zadań, także tych stojących przed wojskami, konieczne jest opracowanie wielosatelitarnego systemu wsparcia informacyjnego. Nie oznacza to, że dla każdego z omówionych powyżej 10–12 systemów konieczne jest osobne grupowanie. Będzie za drogo. Według Fateeva wszystko to może i powinno być zjednoczone w jednym ugrupowaniu, którego podstawą jest wzajemna komunikacja radiowa między wszystkimi najbliższymi małymi satelitami, które tworzą sieć. Każdy widzi sąsiada na kanale o falach milimetrowych i przekazuje przez niego swoje informacje.
Jednocześnie rozwiązane jest najważniejsze zadanie - stworzenie globalnego systemu przesyłania informacji między dowolnymi konsumentami naziemnymi i kosmicznymi. Jeśli to zostanie osiągnięte, informacje z dowolnego małego statku kosmicznego mogą być przesyłane do pożądanego punktu na Ziemi, czy to sygnały kontroli bojowej od dowódcy do podwładnego, czy dane wywiadowcze z innych pojazdów. Co więcej, ze względu na stałą obecność jednego do trzech SSC w strefie widoczności konsumenta (centralne dowództwo wojskowe), informacje wywiadowcze są przesyłane w czasie rzeczywistym z dowolnego miejsca.
W ten sposób pojedyncza uniwersalna konstelacja wielosatelitarna rozwiązuje problemy zapewnienia globalnej komunikacji, kompleksowego rozpoznania operacyjnego operacji teatralnych i przestrzeni w pobliżu Ziemi, całkowitej kontroli pola grawitacyjnego Ziemi (niestety Rosja została teraz pozbawiona orbitalnych systemów geodezyjnych) i pogody ... Oczywiste jest, że takie możliwości będą wykorzystywane zarówno w celach militarnych, jak i pokojowych. Co więcej, najciekawsza aplikacja cywilna wpłynie na każdego z nas. Mówimy o realizacji idei „Kosmicznego Internetu”. Niektóre kraje już budują takie projekty. „Kosmiczny Internet” nominuje Rosję do grona krajów najbardziej rozwiniętych informacyjnie.
„Pozostaje przekonanie naszego klienta wojskowego o skuteczności proponowanego uniwersalnego pojedynczego systemu dwuzadaniowych małych statków kosmicznych” – podsumowuje Fateev. – Oczywiście są problemy. Niezbędny jest rozwój zupełnie nowych technologii informacyjnych i kosmicznych. Ponadto im mniejszy statek kosmiczny, tym krótsze jest jego życie na orbicie. Dlatego konieczne będzie zapewnienie albo zwiększenia wysokości orbity, albo terminowej wymiany małego statku kosmicznego. Ponadto konieczna jest ocena ekonomiczna tworzonego ujednoliconego systemu, aby zrozumieć, na ile będzie on korzystny dla państwa”.
Kto sformułuje SIWZ?
Jednym z problemów, jak twierdzą eksperci, jest to, że klient, czyli Ministerstwo Obrony, nie ma doświadczenia w ich tworzeniu i użytkowaniu. Drugą przeszkodą jest brak wymagań taktycznych i technicznych dla tak małych statków kosmicznych. Do tej pory nikt jasno i precyzyjnie nie powiedział, jaki powinien być TK.
Oczywiście istnieją odpowiednie instytuty, instytuty naukowo-badawcze, wzajemnie powiązane standardy. „Według międzynarodowej klasyfikacji małe statki kosmiczne są podzielone na urządzenia od 500 do 100 kilogramów, od 100 do 10 kilogramów, od 10 do 1 kilograma, od kilograma do 100 gramów”, wspomina Vladimir Letunov, dyrektor generalny Zintegrowanego Rozwoju Przedsiębiorstwo Badawczo-Produkcyjne Technologii. – Liczy się też wielkość urządzeń. Obiekty o średnicy mniejszej niż 10 centymetrów nie są identyfikowane za pomocą sterowania radiowego, a przez optykę można je zobaczyć tylko na określonych wysokościach.
Panuje przekonanie, że dla takich ICA należy opracować jedną platformę. Ale pomysł nie został jeszcze skonkretyzowany. Podstawy, na których zbudowane jest grupowanie, są jasne, istnieje zestaw klasyfikatorów, ograniczeń i komponentów. Według Letunova już w dającej się przewidzieć przyszłości 90 proc. statków kosmicznych będzie małej klasy, przyszłość leży od nich.
Zastępca głównego projektanta NPO im. Ławoczkin Nikołaj Klimenko wyjaśnił, że ich firma od dawna i celowo pracuje nad stworzeniem ICA i ma odpowiednie zaległości. Powstała zmodyfikowana platforma kosmiczna „Karat-200”. Na jej podstawie oferowane są zastosowane rozwiązania naukowo-techniczne. Szereg eksperymentalnych urządzeń było już w kosmosie. Istnieją projekty innych statków kosmicznych tego typu do rozwiązywania problemów stosowanych w interesie wojska. Jednak Ministerstwo Obrony nie dało jeszcze zgody na produkcję.
Butelki z proszkiem są puste
Czy Rosja ma pomysł na uruchomienie i wykorzystanie ICA? Niestety... Chociaż po raz pierwszy propozycję użycia ICA wystąpił, powtarzamy, przez byłego dowódcę Wojskowych Sił Kosmicznych, generała pułkownika Władimira Iwanowa. Jego pomysł polegał na tym, że duże satelity są dla wyższego kierownictwa, a ICA dla zgrupowań żołnierzy. To było 20 lat temu, ale koncepcja nie została jeszcze wdrożona. Czemu?
Wymagane były konkretne działania. W szczególności zaplanowano serię małych pojazdów radarowych pod warunkową nazwą „Condor”. Nie zostały opracowane. Obecnie na orbicie znajduje się tylko jedno z tych urządzeń. Dlaczego to nie zadziałało? Ponieważ opozycja dużych i małych statków kosmicznych przynosi efekt przeciwny do zamierzonego, myli się. Muszą się uzupełniać. W czasie pokoju do tworzenia referencyjnych baz danych potrzebne są wysokowydajne urządzenia. ICA nie rozwiązuje takiego problemu. Ale duże mogą. Wcześniej, w szczególnym okresie, tj. przed wojną, zgodnie z obowiązującymi kanonami przewidywano budowę grupy orbitalnej kosztem amunicji statków kosmicznych. Ale nie istnieje od wielu lat, po prostu nie ma nic do uzupełnienia ugrupowania orbitalnego. Jednak amunicja musi być. Gdy bowiem konieczne staje się wprowadzenie niezbędnych danych do map tras pocisków, główną rolę odgrywa nie tyle wydajność, ile częstotliwość obserwacji. Zwiększenie grupowania oznacza nie tylko wzrost liczby urządzeń: 20-25-30 ... Żadna ekonomia tego nie wytrzyma. Oznacza to, że ilość musi być dokładnie obliczona. Częstotliwość obserwacji w ciągu dwóch lub trzech godzin będzie odpowiadać wydziałowi wojskowemu.
Konieczne jest maksymalne uproszczenie projektu, obniżenie kosztów produktów, wykorzystując do tego oferty handlowe. Jak pokazują doświadczenia lokalnych konfliktów, ich czas trwania wynosi od tygodnia do roku. Oznacza to, że okres aktywnego istnienia OWP powinien być proporcjonalny. Najważniejsze jest, aby zapobiec sytuacji, w której gotowość do startu zapewni dopiero zakończenie działań wojennych.
Wymaga to jednak opracowania odpowiedniej koncepcji. Termin przygotowania do uruchomienia takich urządzeń od momentu otrzymania polecenia to tydzień. W opinii twórców wskazane byłoby:
-opracować koncepcję zwiększenia operacyjnych możliwości konstelacji orbitalnej w szczególnym okresie, przy zachowaniu wymagań dotyczących ładowności dla tego standardu (powinny mieć zastosowanie zarówno do dużych, jak i małych statków kosmicznych);
- opracowanie ujednoliconych wymagań dotyczących technologii produkcji statków kosmicznych, które zapewnią ich przyspieszone uwolnienie;
-tworzymy zunifikowane platformy kosmiczne o modułowej architekturze i zautomatyzowanych interfejsach do przyspieszonej integracji z systemami kosmicznymi (aby wszyscy programiści mieli jasne wyobrażenie o tym, jak iz czego zrobimy urządzenie);
- wprowadzić rosyjskie interfejsy, które zapewnią funkcjonowanie platform kosmicznych w różnych warunkach.
Wreszcie słuszne byłoby zgromadzenie środowiska eksperckiego, w tym przedstawicieli przemysłu obronnego i zamawiających, aby w określonym czasie podjąć decyzję o zastosowaniu takiej wielozadaniowej konstelacji kombinowanej statku kosmicznego.
Dopóki te podejścia nie zostaną wdrożone, na rosyjskich orbitach kosmicznych nie pojawi się nic nowego.
Pomimo rywalizacji czołowych potęg kosmicznych w tworzeniu rakiet nośnych o dużej pojemności, w najbliższej przyszłości będą się szybko rozwijać małe i ultramałe statki kosmiczne (SV). Jakie zadania rozwiążą?
W warunkach zatłoczenia przestrzeni w pobliżu Ziemi, postawienie na mały statek kosmiczny może być bardzo obiecujące. I to nie tylko dlatego, że są kilkakrotnie tańsze od wielotonowych kolosów, ale efektywność ich pracy nie jest mniejsza.
Potwory na orbicie
Jednym z najważniejszych kierunków rozwoju systemów ICA jest wsparcie informacyjne wojsk. Rosja była pierwszym krajem, który umieścił odpowiedni sprzęt na pokładzie bardzo małego statku kosmicznego. W 1995 r. kierunek ten został poparty i, jak mówią, pobłogosławiony przez dowódcę Wojskowych Sił Kosmicznych (1989–1992), generała pułkownika Władimira Iwanowa. W celu realizacji planu zebrała się grupa młodych naukowców pod przewodnictwem generała dywizji Wiaczesława Fatejewa.
Mały statek kosmiczny można również stworzyć w murach uniwersytetu
Zdjęcie: bmstu.ru
Zdjęcie: bmstu.ru
Co ma wspólnego ICA ze wsparciem informacyjnym zgrupowań naziemnych wojsk i obrony powietrznej? Faktem jest, że każdy tradycyjny system kosmiczny ma swoje wady i zalety. W końcu nie bez powodu rozwój pojazdów orbitalnych postępował ze stałym wzrostem rozmiarów i masy – tego wymagał umieszczony na nich sprzęt. Weźmy na przykład satelity rozpoznawcze optyczno-elektroniczne. Ich rozdzielczość jest proporcjonalna do średnicy obiektywu pokładowego teleskopu. Optyka, która daje zadowalające wyniki do rozpoznania, ma masę od trzech do pięciu ton. Satelity wyposażone w taki sprzęt dają dobre zdjęcia. Jednak ze względów ekonomicznych bardzo niewiele takich statków kosmicznych jest wystrzeliwanych i nie mogą one fizycznie znajdować się na orbicie we właściwym miejscu, aby kontrolować sytuację w arbitralnie wybranym obszarze. Albo takich satelitów rozpoznawczych powinno być dużo, albo trzeba będzie pogodzić się z tym, że sterowanie z kosmosu na danym polu bitwy jest możliwe co najwyżej dwa lub trzy razy dziennie. Ponadto interpretacja obrazów kosmicznych w celu rozpoznania celu wymaga z reguły dużej inwestycji czasu, co jest nie do przyjęcia w warunkach działań wojennych.
Inteligencja elektroniczna nakłada również poważne wymagania na urządzenie nośne: aby zwiększyć rozdzielczość, odbiorniki pokładowe muszą być rozmieszczone tak daleko, jak to możliwe, ale istnieje ograniczenie - wymiary satelity.
Kosmiczny rozpoznanie radarowe, oparte na tzw. zasadzie monolokacji, ma swoje wymagania. Tutaj potrzebna jest duża pojemność pokładowego systemu zasilania, co zwiększa obciążenie. Dodatkowo taki system zapewnia tylko jeden kąt obserwacji i łatwo go oszukać przez zastosowanie wabików w postaci prostych reflektorów narożnych.
Droga do "dzieci"!
Okazuje się, że przy tradycyjnych metodach zwiadu kosmicznego statek kosmiczny z definicji nie może być mały. Czas więc przyjąć inne metody. Na forum „Armia-2015” poświęcono im „okrągły stół” „Mały statek kosmiczny – narzędzie do rozwiązywania problemów obrony powietrznej”.
Pierwszy kierunek to eksploracja multispektralna. Jak mówi Wiaczesław Fateev, teleskopem o minimalnej średnicy możemy, jak mówią, zasłonić cel i zrobić zdjęcie w niskiej rozdzielczości. Ale jeśli dodamy do tego wielospektralny portret celu, to za pomocą komputera pokładowego otrzymamy wysokiej jakości obraz w czasie rzeczywistym. System rozpoznania optycznego bez dużego teleskopu okazuje się dość kompaktowy, a szybkość przetwarzania sygnału nowoczesnymi środkami jest wysoka. Przeprowadzone eksperymenty dały obiecujące wyniki, ale nie są jeszcze poszukiwane przez Ministerstwo Obrony. Ale w USA na tej zasadzie powstał już statek kosmiczny do informacyjnego wsparcia pola bitwy TACSAT.
Drugi kierunek to rozwój inteligencji elektronicznej. Przy odległości między satelitami wynoszącej 10–50 kilometrów rozdzielczość systemu kosmicznego wzrasta setki razy ze względu na wzrost bazy pomiarowej. Obliczono parametry statku kosmicznego wymagane do tych celów. Waży tylko 100 kilogramów. A system trzech lub czterech takich małych statków kosmicznych będzie w stanie zapewnić dwustronną komunikację na polu bitwy, monitorując pojazdy, terytorium, atmosferę ... Dokładność określania współrzędnych to metry. Dziś taki system jest niezwykle poszukiwany przez siły rakietowe i artylerię. Ale żeby otrzymać na to zamówienie, znowu trzeba poważnie współpracować z Ministerstwem Obrony.
Jeśli chodzi o radar, eksperci zbadali możliwość zewnętrznego oświetlenia radiowego celu lub napromieniowania go z innych satelitów - jakby z boku. Co to daje?
„Jeden satelita gromady, który ma nadajnik, napromieniowuje powierzchnię Ziemi i cele, a znajdujące się obok niego satelity świetlne (bez nadajników i potężnych systemów zasilania) odbierają sygnał odpowiedzi”, wyjaśnia Fateev, „i budują obrazy radiowe te cele. Co więcej, w gromadzie otrzymujemy nie jeden, ale kilka obrazów radiowych jednocześnie, co eliminuje możliwość interferencji i otwiera możliwość ujawnienia zakamuflowanych celów.”
Naukowcy przeprowadzili eksperyment z docelowym oświetleniem radiowym za pomocą sondy GLONASS. Sygnał był słaby. Niemniej jednak siedem obrazów radiowych obserwowanego celu zostało zsyntetyzowanych z oświetleniem z siedmiu satelitów jednocześnie. To stało się nowym kierunkiem pracy. Sądząc po publikacjach w prasie zagranicznej, eksperymentem zainteresowały się zagraniczne kraje. Europejska Agencja Kosmiczna zamierza to powtórzyć. Ale bez względu na to, co robią, byliśmy tutaj pierwsi.
Na straży granic orbitalnych
Dla wsparcia informacyjnego wojsk ważne jest rozwiązanie nie tylko problemu operacyjnego połączenia jednostek w rejonie konfliktu zbrojnego, ale także problemu globalnej łączności operacyjnej oddalonych zgrupowań wojskowych (grup okrętów Marynarka wojenna, lotnictwo grup) z centralnym dowództwem wojskowym. Jak pokazują doświadczenia krajowe i zagraniczne, wszystkie te problemy są stosunkowo prosto i stabilnie rozwiązywane za pomocą konstelacji niskoorbitalnych małych satelitów komunikacyjnych.
Kolejnym ważnym obszarem wsparcia informacyjnego wojsk jest globalny monitoring pogody na obszarach działań bojowych i rejonach przerzutów wojsk. Jest to również w mocy frakcji ICA. Pokazały to nasze i zagraniczne doświadczenia.
Innym kierunkiem jest poprawa kosmicznego szczebla obrony powietrznej. Tutaj, według Wiaczesława Fatejewa, pierwszym i najbardziej udanym zastosowaniem ISC jest opracowanie systemu kontroli przestrzeni kosmicznej (SKKP). Na orbicie znajduje się szereg satelitów ze skrzyżowanymi polami obserwacji. Modelowanie sugeruje, że tylko osiem statków kosmicznych w konstelacji umożliwi wyjaśnienie przeznaczenia każdego nowego obiektu w ciągu pół godziny. Teraz w naziemnych systemach optoelektronicznych i radarowych zajmuje to kilka godzin.
Kolejną zaletą tworzenia takiego rzutu kosmicznego jest to, że nie mamy obiektów naziemnych, które obserwowałyby orbity o nachyleniu mniejszym niż 30 stopni. Dla nas nie są one dostępne, ale ten system sprawi, że zadanie będzie możliwe do rozwiązania.
Możliwe jest rozszerzenie kosmicznego rzutu SKKP poprzez tworzenie środków inteligencji elektronicznej. W tym celu na małym statku kosmicznym umieszcza się radiotechniczne środki przechwytujące. Dzięki temu możliwe staje się obserwowanie w planie globalnym wszystkich systemów łączności geostacjonarnej, które wcześniej były niedostępne do sterowania.
Kolejnym problemem, który Siły Obrony Powietrznej i Kosmicznej będą musiały rozwiązać w najbliższym czasie, jest walka z tzw. satelitami inspekcyjnymi. Wiemy, że Amerykanie ich używają. Opublikowano dane o stworzeniu i wystrzeleniu na orbitę geostacjonarną dwóch małych satelitów o wadze około 220 kilogramów. Celem jest kontrola działania ich geostacjonarnego statku kosmicznego. Jednak te dwa urządzenia na orbicie poruszają się w jednym lub drugim kierunku w obszarze zasięgu zarówno amerykańskiego, jak i naszego geostacjonarnego statku kosmicznego. Bardzo trudno je dostrzec z Ziemi, ale nasz SKKP był w stanie to zrobić.
Czy ICA może być jeszcze mniejszy? Istnieją obliczenia: przy wielkości 0,4 metra wielkość ICA będzie wynosić około M18. A jeśli jest jeszcze mniejszy, to satelita staje się nie do odróżnienia od Ziemi, a poradzenie sobie z taką „niewidzialnością” jest prawie niemożliwe. Co robić?
„Jednym z najważniejszych obszarów rozwoju ISC jest inspekcja orbity geostacjonarnej” – uważa Fateev. „Jeśli uda nam się to zrobić, będzie to sukces. Ale do tego potrzebujemy naszych własnych satelitów inspekcyjnych”.
Kolejnym najtrudniejszym kierunkiem są systemy kosmiczne do wykrywania samolotów hipersonicznych (HZLA). To jedna z najniebezpieczniejszych i najpoważniejszych broni, która lata na średnich wysokościach (od 20 do 40 km i nawet wyżej). Jak, a nie satelita, ale nie samolot. Prędkości - ponad 5 Maców. Nie każda stacja radarowa jest w stanie naprawić. A jednak rosyjski system kontroli kosmosu, który ma MSC, będzie w stanie zobaczyć takie naddźwiękowe pojazdy. Ponieważ nagrzewają się do 1000 stopni i tworzą wokół siebie pole plazmy, wystarczy dziewięć MCA, aby „pokryć” GZLA.
Wreszcie konieczne jest stworzenie ugrupowania kontroli operacyjnej jonosfery, w tym w regionie subpolarnym. Jest to niezwykle ważne, zwłaszcza przy rozwiązywaniu problemów poprawy dokładności GLONASS. Błędy w wyznaczaniu współrzędnych dzisiaj nadal są znaczne i do 2020 roku muszą zostać znacznie zredukowane. Jest to również konieczne w związku z uruchomieniem pozahoryzontalnych systemów radarowych systemu obrony powietrznej. Bez dogłębnej znajomości właściwości jonosfery nie będziemy w stanie rozwiązać problemu dokładnego określenia współrzędnych celów radarowych. Zadanie można całkowicie rozwiązać za pomocą grupy małych jonosferycznych urządzeń monitorujących.
Na porządku dziennym jest również problem ciągłej obserwacji promieniowania w przestrzeni bliskiej Ziemi.
Uniwersalne narzędzie
Jak widać, do rozwiązywania różnorodnych zadań, także tych stojących przed wojskami, konieczne jest opracowanie wielosatelitarnego systemu wsparcia informacyjnego. Nie oznacza to, że dla każdego z omówionych powyżej 10–12 systemów konieczne jest osobne grupowanie. Będzie za drogo. Według Fateeva wszystko to może i powinno być zjednoczone w jednym ugrupowaniu, którego podstawą jest wzajemna komunikacja radiowa między wszystkimi najbliższymi małymi satelitami, które tworzą sieć. Każdy widzi sąsiada na kanale o falach milimetrowych i przekazuje przez niego swoje informacje.
Jednocześnie rozwiązane jest najważniejsze zadanie - stworzenie globalnego systemu przesyłania informacji między dowolnymi konsumentami naziemnymi i kosmicznymi. Jeśli to zostanie osiągnięte, informacje z dowolnego małego statku kosmicznego mogą być przesyłane do pożądanego punktu na Ziemi, czy to sygnały kontroli bojowej od dowódcy do podwładnego, czy dane wywiadowcze z innych pojazdów. Co więcej, ze względu na stałą obecność jednego do trzech SSC w strefie widoczności konsumenta (centralne dowództwo wojskowe), informacje wywiadowcze są przesyłane w czasie rzeczywistym z dowolnego miejsca.
W ten sposób pojedyncza uniwersalna konstelacja wielosatelitarna rozwiązuje problemy zapewnienia globalnej komunikacji, kompleksowego rozpoznania operacyjnego operacji teatralnych i przestrzeni w pobliżu Ziemi, całkowitej kontroli pola grawitacyjnego Ziemi (niestety Rosja została teraz pozbawiona orbitalnych systemów geodezyjnych) i pogody ... Oczywiste jest, że takie możliwości będą wykorzystywane zarówno w celach militarnych, jak i pokojowych. Co więcej, najciekawsza aplikacja cywilna wpłynie na każdego z nas. Mówimy o realizacji idei „Kosmicznego Internetu”. Niektóre kraje już budują takie projekty. „Kosmiczny Internet” nominuje Rosję do grona krajów najbardziej rozwiniętych informacyjnie.
„Pozostaje przekonanie naszego klienta wojskowego o skuteczności proponowanego uniwersalnego pojedynczego systemu dwuzadaniowych małych statków kosmicznych” – podsumowuje Fateev. – Oczywiście są problemy. Niezbędny jest rozwój zupełnie nowych technologii informacyjnych i kosmicznych. Ponadto im mniejszy statek kosmiczny, tym krótsze jest jego życie na orbicie. Dlatego konieczne będzie zapewnienie albo zwiększenia wysokości orbity, albo terminowej wymiany małego statku kosmicznego. Ponadto konieczna jest ocena ekonomiczna tworzonego ujednoliconego systemu, aby zrozumieć, na ile będzie on korzystny dla państwa”.
Kto sformułuje SIWZ?
Jednym z problemów, jak twierdzą eksperci, jest to, że klient, czyli Ministerstwo Obrony, nie ma doświadczenia w ich tworzeniu i użytkowaniu. Drugą przeszkodą jest brak wymagań taktycznych i technicznych dla tak małych statków kosmicznych. Do tej pory nikt jasno i precyzyjnie nie powiedział, jaki powinien być TK.
Oczywiście istnieją odpowiednie instytuty, instytuty naukowo-badawcze, wzajemnie powiązane standardy. „Według międzynarodowej klasyfikacji małe statki kosmiczne są podzielone na urządzenia od 500 do 100 kilogramów, od 100 do 10 kilogramów, od 10 do 1 kilograma, od kilograma do 100 gramów”, wspomina Vladimir Letunov, dyrektor generalny Zintegrowanego Rozwoju Przedsiębiorstwo Badawczo-Produkcyjne Technologii. – Liczy się też wielkość urządzeń. Obiekty o średnicy mniejszej niż 10 centymetrów nie są identyfikowane za pomocą sterowania radiowego, a przez optykę można je zobaczyć tylko na określonych wysokościach.
Panuje przekonanie, że dla takich ICA należy opracować jedną platformę. Ale pomysł nie został jeszcze skonkretyzowany. Podstawy, na których zbudowane jest grupowanie, są jasne, istnieje zestaw klasyfikatorów, ograniczeń i komponentów. Według Letunova już w dającej się przewidzieć przyszłości 90 proc. statków kosmicznych będzie małej klasy, przyszłość leży od nich.
Zastępca głównego projektanta NPO im. Ławoczkin Nikołaj Klimenko wyjaśnił, że ich firma od dawna i celowo pracuje nad stworzeniem ICA i ma odpowiednie zaległości. Powstała zmodyfikowana platforma kosmiczna „Karat-200”. Na jej podstawie oferowane są zastosowane rozwiązania naukowo-techniczne. Szereg eksperymentalnych urządzeń było już w kosmosie. Istnieją projekty innych statków kosmicznych tego typu do rozwiązywania problemów stosowanych w interesie wojska. Jednak Ministerstwo Obrony nie dało jeszcze zgody na produkcję.
Butelki z proszkiem są puste
Czy Rosja ma pomysł na uruchomienie i wykorzystanie ICA? Niestety... Chociaż po raz pierwszy propozycję użycia ICA wystąpił, powtarzamy, przez byłego dowódcę Wojskowych Sił Kosmicznych, generała pułkownika Władimira Iwanowa. Jego pomysł polegał na tym, że duże satelity są dla wyższego kierownictwa, a ICA dla zgrupowań żołnierzy. To było 20 lat temu, ale koncepcja nie została jeszcze wdrożona. Czemu?
Wymagane były konkretne działania. W szczególności zaplanowano serię małych pojazdów radarowych pod warunkową nazwą „Condor”. Nie zostały opracowane. Obecnie na orbicie znajduje się tylko jedno z tych urządzeń. Dlaczego to nie zadziałało? Ponieważ opozycja dużych i małych statków kosmicznych przynosi efekt przeciwny do zamierzonego, myli się. Muszą się uzupełniać. W czasie pokoju do tworzenia referencyjnych baz danych potrzebne są wysokowydajne urządzenia. ICA nie rozwiązuje takiego problemu. Ale duże mogą. Wcześniej, w szczególnym okresie, tj. przed wojną, zgodnie z obowiązującymi kanonami przewidywano budowę grupy orbitalnej kosztem amunicji statków kosmicznych. Ale nie istnieje od wielu lat, po prostu nie ma nic do uzupełnienia ugrupowania orbitalnego. Jednak amunicja musi być. Gdy bowiem konieczne staje się wprowadzenie niezbędnych danych do map tras pocisków, główną rolę odgrywa nie tyle wydajność, ile częstotliwość obserwacji. Zwiększenie grupowania oznacza nie tylko wzrost liczby urządzeń: 20-25-30 ... Żadna ekonomia tego nie wytrzyma. Oznacza to, że ilość musi być dokładnie obliczona. Częstotliwość obserwacji w ciągu dwóch lub trzech godzin będzie odpowiadać wydziałowi wojskowemu.
Konieczne jest maksymalne uproszczenie projektu, obniżenie kosztów produktów, wykorzystując do tego oferty handlowe. Jak pokazują doświadczenia lokalnych konfliktów, ich czas trwania wynosi od tygodnia do roku. Oznacza to, że okres aktywnego istnienia OWP powinien być proporcjonalny. Najważniejsze jest, aby zapobiec sytuacji, w której gotowość do startu zapewni dopiero zakończenie działań wojennych.
Wymaga to jednak opracowania odpowiedniej koncepcji. Termin przygotowania do uruchomienia takich urządzeń od momentu otrzymania polecenia to tydzień. W opinii twórców wskazane byłoby:
-opracować koncepcję zwiększenia operacyjnych możliwości konstelacji orbitalnej w szczególnym okresie, przy zachowaniu wymagań dotyczących ładowności dla tego standardu (powinny mieć zastosowanie zarówno do dużych, jak i małych statków kosmicznych);
- opracowanie ujednoliconych wymagań dotyczących technologii produkcji statków kosmicznych, które zapewnią ich przyspieszone uwolnienie;
-tworzymy zunifikowane platformy kosmiczne o modułowej architekturze i zautomatyzowanych interfejsach do przyspieszonej integracji z systemami kosmicznymi (aby wszyscy programiści mieli jasne wyobrażenie o tym, jak iz czego zrobimy urządzenie);
- wprowadzić rosyjskie interfejsy, które zapewnią funkcjonowanie platform kosmicznych w różnych warunkach.
Wreszcie słuszne byłoby zgromadzenie środowiska eksperckiego, w tym przedstawicieli przemysłu obronnego i zamawiających, aby w określonym czasie podjąć decyzję o zastosowaniu takiej wielozadaniowej konstelacji kombinowanej statku kosmicznego.
Dopóki te podejścia nie zostaną wdrożone, na rosyjskich orbitach kosmicznych nie pojawi się nic nowego.
informacja