Små rumfartøjer kan mere
På trods af rivaliseringen mellem de førende rummagter i udviklingen af højtydende affyringsbiler vil der i den nærmeste fremtid hurtigt udvikle sig små og ultrasmå rumfartøjer (SSC). Hvilke opgaver vil de løse?
Under overbelastningsforhold i rummet nær jorden kan indsatsen på det lille rumfartøj vise sig at være meget lovende. Og ikke kun fordi de er flere gange billigere end multi-ton motorer, og deres effektivitet er ikke mindre.
Monstre i kredsløb
En af de vigtigste retninger i udviklingen af små rumfartøjssystemer er informationsstøtte til tropper. Rusland var det første af landene til at placere det passende udstyr om bord på et ultrasmå rumfartøj. I 1995 blev denne retning understøttet og, som man siger, velsignet af chefen for de militære rumstyrker (1989-1992), oberstgeneral Vladimir Ivanov. For at gennemføre planen samledes en gruppe unge forskere under ledelse af generalmajor Vyacheslav Fateev.
Små rumfartøjer kan skabes inden for et universitets vægge
Foto: bmstu.ru
Hvad har det lille rumskib at gøre med informationsstøtte fra jordstyrker og luftfartsforsvar? Faktum er, at hvert traditionelt rumsystem har sine fordele og ulemper. Det er trods alt ikke uden grund, at udviklingen af kredsløb foregik med en konstant stigning i størrelse og vægt - dette var påkrævet af det udstyr, der blev placeret på dem. Tag optisk-elektroniske rekognosceringssatellitter. Deres opløsning er proportional med objektivdiameteren på det indbyggede teleskop. Optik, der giver acceptable resultater for rekognoscering, har en masse på tre til fem tons. Satellitter udstyret med sådant udstyr producerer gode billeder. Men af økonomiske årsager bliver meget få sådanne rumfartøjer opsendt, og de kan fysisk ikke være på det rigtige sted i kredsløbet for at kontrollere situationen i et vilkårligt valgt område. Enten skal der være mange sådanne rekognosceringssatellitter, eller også bliver du nødt til at acceptere, at kontrol fra rummet på en bestemt slagmark i bedste fald er mulig to eller tre gange om dagen. Desuden kræver dekryptering af rumbilleder til målgenkendelse som regel en stor investering af tid, hvilket er uacceptabelt under krigsførelsesforhold.
Elektronisk intelligens stiller også alvorlige krav til transportkøretøjet: For at øge opløsningen skal de indbyggede modtagere spredes så langt som muligt, men der er en grænse - satellitens dimensioner.
Rumradar-rekognoscering, baseret på det såkaldte princip om monolokalisering, har sine egne krav. Her er der brug for mere strøm fra det indbyggede strømforsyningssystem, hvilket øger belastningen. Derudover giver et sådant system kun en observationsvinkel, og det er let at bedrage det ved at bruge falske mål i form af de enkleste hjørnereflektorer.
Gør plads til "børn"!
Det viser sig, at med traditionelle metoder til rumopdagelse kan et rumfartøj ikke pr. Definition være lille. Det betyder, at tiden er inde til at anvende andre metoder. På forummet Army -2015 var de dedikeret til det "runde bord" "Små rumfartøjer - et værktøj til at løse problemer med luftfartsforsvar."
Det første område er multispektral efterforskning. Ifølge Vyacheslav Fateev kan vi med et teleskop med en minimumsdiameter, som man siger, dække målet og tage et billede med en lav opløsning. Men hvis vi tilføjer dette til et multispektralt portræt af målet, får vi ved hjælp af kørecomputeren et billede af høj kvalitet i realtid. Et optisk rekognosceringssystem uden et stort teleskop viser sig at være ret kompakt, og signalbehandlingshastigheden med moderne midler er høj. De udførte forsøg har vist lovende resultater, men de er endnu ikke blevet gjort krav på af forsvarsministeriet. Men i USA, efter dette princip, er rumfartøjet til informationsunderstøttelse af TACSAT slagmarken allerede blevet oprettet.
Den anden retning er udviklingen af elektronisk intelligens. Med en afstand mellem satellitter på 10-50 kilometer stiger rumsystemets opløsning flere hundrede gange på grund af stigningen i målebasen. De parametre for rumfartøjet, der kræves til disse formål, er blevet beregnet. Den vejer kun 100 kilo. Og et system med tre eller fire sådanne små rumfartøjer vil kunne levere dupleks kommunikation på slagmarken, overvåge køretøjer, territorium, atmosfære … Nøjagtigheden af bestemmelse af koordinater er meter. I dag er et sådant system meget efterspurgt af missilstyrker og artilleri. Men for at få en ordre på det skal vi igen seriøst arbejde med Forsvarsministeriet.
Med hensyn til radar undersøgte eksperter muligheden for tredjeparts radiobelysning af målet eller bestråling af det fra andre satellitter - som fra siden. Hvad gør den?
“Én satellit i klyngen med en sender bestråler Jordens overflade og mål, og letvægtsatellitterne ved siden af den (uden sendere og kraftfulde strømforsyningssystemer) modtager et responssignal,” forklarer Fateev, “og bygger radiobilleder af disse mål. Desuden får vi i klyngen ikke et, men flere radiobilleder på én gang, hvilket eliminerer muligheden for interferens og åbner muligheden for at åbne maskerede mål."
Forskere gennemførte et eksperiment med måleradiobelysning ved hjælp af GLONASS -rumfartøjer. Signalet var svagt. Ikke desto mindre blev syv radiobilleder af det observerede mål syntetiseret med belysning fra syv satellitter på én gang. Dette er blevet en ny arbejdsretning. At dømme efter publikationer i den udenlandske presse blev de interesserede i eksperimentet i udlandet. Det Europæiske Rumorganisation agter at gentage det. Men uanset hvad de lykkes, her var vi de første.
Bevogtning af banegrænserne
Til informationsunderstøttelse af tropper er det vigtigt at løse ikke kun problemet med operationel sammenkobling af underenheder inden for en militær konflikt, men også problemet med global operationel kommunikation af fjerntliggende militære grupperinger (grupper af flådeskibe, luftfartsgrupper) med den centrale militære kommando. Som den indenlandske og udenlandske erfaring viser, er alle disse problemer relativt enkle og stabile, der skal løses ved hjælp af lav-kredsløb-grupper af små rumfartøjskommunikationer.
Et andet vigtigt informationsstøtteområde for tropper er global kontrol med vejret i områder med kampoperationer og områder med omplacering af tropper. Dette er også inden for ICA -gruppernes magt. Det har vores og udenlandske erfaring vist.
En anden retning er forbedringen af rummet i den østlige kasakhstanregion. Her, ifølge Vyacheslav Fateev, er den første og mest vellykkede anvendelse af det lille rumskib udviklingen af rumstyringssystemet (OMSS). Et antal cross-field satellitter er placeret i kredsløb. Modellering tyder på, at kun otte rumfartøjer i stjernebilledet vil gøre det muligt at afklare målet for ethvert nyt objekt inden for en halv time. Nu, i jordbaserede optoelektroniske og radarsystemer, tager dette flere timer.
En anden fordel ved at skabe en sådan rumklang er, at vi ikke har jordbaserede faciliteter, der kan observere baner med en hældning på mindre end 30 grader. De er ikke tilgængelige for os, men dette system vil gøre opgaven løsbar.
Det er muligt at udvide SKKP's rumligion også ved at skabe midler til elektronisk rekognoscering. For at gøre dette er små rumfartøjer udstyret med elektroniske interceptorer. Som et resultat bliver det muligt globalt at observere alle geostationære kommunikationssystemer, der tidligere ikke var tilgængelige for kontrol.
Et andet problem, som luftfartsforsvaret skal løse i den nærmeste fremtid, er kampen mod de såkaldte inspektionssatellitter. Vi ved, at amerikanerne bruger dem. Der blev offentliggjort data om oprettelsen og lanceringen i geostationær bane af to små satellitter, der vejer omkring 220 kg. Målet er at kontrollere driften af deres geostationære rumfartøjer. Disse to køretøjer i kredsløb bevæger sig imidlertid enten i den ene eller den anden retning i dækningsområdet for både amerikanske og vores geostationære rumfartøjer. Det er meget svært at få øje på dem fra Jorden, men vores SKKP var i stand til at gøre det.
Kan MCA være endnu mindre? Der er beregninger: med en størrelse på 0,4 meter vil stjernens størrelse på MCA være cirka M18. Og hvis den er endnu mindre, så bliver satellitten umulig at skelne fra Jorden, og det er praktisk talt umuligt at kæmpe med sådan "usynlighed". Hvad skal man gøre?
"En af de vigtigste retninger i udviklingen af små rumfartøjer er inspektion af den geostationære bane," mener Fateev. - Hvis vi kan gøre det, bliver det en succes. Men til dette har vi brug for vores egne inspektionssatellitter."
Det næste vanskeligste område er rumdetekteringssystemer til hypersoniske fly (GZVA). Dette er et af de farligste og mest alvorlige våben, der flyver i mellemhøjder (fra 20 til 40 km og endnu højere). Det ser ud til, og ikke en satellit, men heller ikke et fly. Hastigheder - over Mach 5. Ikke alle radarstationer er i stand til at registrere. Og alligevel vil det russiske rumstyringssystem, som har et lille rumfartøj, kunne se sådanne hypersoniske køretøjer. Da de varmer op til 1000 grader og skaber et plasmafelt omkring dem, kræves der kun ni små rumfartøjer til at "dække" GZVA.
Endelig er det nødvendigt at oprette en gruppe til operationel kontrol af ionosfæren, herunder i den cirkumpolare region. Dette er ekstremt vigtigt, især når man løser problemer med at øge nøjagtigheden af GLONASS. Fejl ved bestemmelse af koordinaterne er stadig betydelige i dag, og inden 2020 skal de reduceres betydeligt. Dette er også nødvendigt i forbindelse med idriftsættelse af luftfartsforsvarssystemets radarfaciliteter over horisonten. Uden en dyb viden om ionosfærens egenskaber vil vi ikke være i stand til at løse problemet med nøjagtig bestemmelse af koordinaterne for radarmål. Opgaven er ganske løselig ved hjælp af en gruppering af små ionosfæriske overvågningsenheder.
Problemet med kontinuerlig strålingsovervågning i nærjordisk rum er heller ikke fjernet fra dagsordenen.
Universal værktøj
Som vi kan se, er det nødvendigt at udvikle et multisatellit informationsstøttesystem for at løse en række opgaver, herunder de der står over for tropperne. Dette betyder ikke, at hvert af de 10-12 systemer, der er diskuteret ovenfor, kræver en separat gruppering. Det bliver for dyrt. Ifølge Fateev kan og bør alt dette kombineres til en gruppe, hvis grundlag er gensidig radiokommunikation mellem alle de nærmeste små rumfartøjer, der skaber netværket. Alle ser en nabo på millimeterbølge-kanalen og sender sine oplysninger gennem ham.
Samtidig løses den vigtigste opgave - oprettelsen af et globalt system til overførsel af information mellem enhver jord- og rumforbruger. Hvis dette opnås, kan information fra ethvert lille rumfartøj overføres til det ønskede punkt på Jorden, uanset om det er kampstyringssignaler fra en kommandør til en underordnet eller efterretning fra andre køretøjer. På grund af den konstante tilstedeværelse af et eller tre små rumfartøjer i forbrugerens synlighedszone (central militær kommando) overføres intelligensinformation i realtid hvor som helst.
Således løser en enkelt universel multisatellitkonstellation problemerne med at levere global kommunikation, omfattende operationel rekognoscering af operationsteatret og nærjordisk rum, fuld kontrol over Jordens gravitationsfelt (desværre står Rusland nu uden geodetiske orbitalsystemer) og vejr … militær og til fredelige formål. Desuden vil den mest interessante civile anvendelse påvirke hver enkelt af os. Det handler om implementeringen af ideen om "Space Internet". Nogle lande bygger allerede sådanne projekter. "Space Internet" vil udpege Rusland til de mest informationsudviklede lande.
"Det er fortsat med at overbevise vores militære kunde om effektiviteten af det foreslåede universelle enkelt system med små rumfartøjer med dobbelt anvendelse," opsummerer Fateev. - Selvfølgelig er der problemer. Det er nødvendigt at udvikle helt nye informations- og rumteknologier. Desuden er jo mindre rumfartøjet, jo kortere er dets orbitalliv. Derfor vil det være nødvendigt at sørge for enten en stigning i kredsløbshøjden eller en rettidig udskiftning af det lille rumfartøj. Derudover er en økonomisk vurdering af det forenede system, der er ved at blive skabt, nødvendig for at forstå, hvor fordelagtigt det vil være for staten."
Hvem formulerer kommissoriet?
Et af problemerne er, siger eksperter, at kunden, det vil sige Forsvarsministeriet, ikke har erfaring med at oprette og bruge dem. Den anden hindring er manglen på taktiske og tekniske krav til sådanne små rumfartøjer. Indtil videre har ingen klart og præcist sagt, hvad TK skal være.
Selvfølgelig er der relevante institutioner, forskningsinstitutter og indbyrdes forbundne standarder. "I overensstemmelse med den internationale klassificering er MCA opdelt i enheder fra 500 til 100 kilo, fra 100 til 10 kilo, fra 10 til 1 kilo, fra et kilo til 100 gram," minder Vladimir Letunov, generaldirektør for integreret udvikling af Teknologier NCCI. - Størrelsen på enhederne har også betydning. Objekter med en diameter på mindre end 10 centimeter identificeres ikke ved hjælp af radiostyring, og de kan kun ses gennem optik i bestemte højder."
Der er en forståelse for, at der bør udvikles en enkelt platform til sådanne små rumfartøjer. Men planen er endnu ikke konkretiseret. Baserne, som grupperingen er bygget på, er klare, der er et sæt klassifikatorer, begrænsninger og komponenter. Ifølge Letunov vil 90 procent af rumfartøjer i en overskuelig fremtid være af en lille klasse, med fremtiden bag sig.
Vicechefdesigner for NPO opkaldt efter Lavochkin Nikolay Klimenko forklarede, at deres virksomhed længe og målrettet har udført arbejde med oprettelsen af MCA og har et tilsvarende grundlag. Den modificerede rumplatform "Karat-200" blev oprettet. Anvendte videnskabelige og tekniske løsninger tilbydes på baggrund heraf. En række forsøgskøretøjer har allerede været i rummet. Der er projekter af andre rumfartøjer af denne type til løsning af anvendte problemer i militærets interesse. Forsvarsministeriet har dog endnu ikke givet klarsignal til produktionen.
Pulverkolberne er tomme
Har Rusland et koncept til opsendelse og brug af små rumfartøjer? Ak … Selvom der for første gang blev fremsat et forslag til brug af det lille rumfartøj, gentager vi af den tidligere chef for de militære rumstyrker, oberstgeneral Vladimir Ivanov. Hans idé var, at store satellitter er til den øverste ledelse, MCA er til grupperinger af tropper. Det var for 20 år siden, men konceptet er aldrig blevet implementeret. Hvorfor?
Særlige tilfælde var påkrævet. Især var en række små radarapparater planlagt under kodenavnet "Condor". De er ikke udviklet. Nu er kun et af disse køretøjer i kredsløb. Hvorfor virkede det ikke? Fordi modsætning til store og små rumfartøjer er kontraproduktivt og forkert. De skal supplere hinanden. I fredstid er der brug for højtydende enheder til at danne referencedatabaser. MCA løser ikke dette problem. Og de store kan. Tidligere, i en særlig periode, det vil sige før krigen, ifølge de eksisterende kanoner, var det påtænkt at bygge orbitalgruppen op på bekostning af rumfartøjsammunition. Men den har ikke eksisteret i mange år, der er simpelthen ikke noget at genopfylde orbitalgruppen. Der skal dog være ammunition. For når det bliver nødvendigt at indtaste de nødvendige data i missilrutekortene, er hovedrollen ikke længere så meget ydeevne som observationsfrekvensen. Gruppens vækst forudsætter ikke bare en stigning i antallet af apparater: 20–25–30 … Ingen økonomi kan modstå dette. Det betyder, at mængden skal beregnes nøjagtigt. En observationsperiode på to til tre timer passer til den militære afdeling.
Det er nødvendigt at forenkle designet så meget som muligt for at reducere produktomkostningerne ved hjælp af kommercielle tilbud til dette. Som oplevelsen af lokale konflikter viser, er deres varighed fra en uge til et år. Det betyder, at MCA's aktive eksistensperiode skal stå i rimeligt forhold. Det vigtigste er at forhindre en situation, hvor beredskab til lancering først vil blive sikret ved afslutningen af fjendtlighederne.
Men dette kræver udvikling af et passende koncept. Forberedelsesperioden for lancering af sådanne enheder fra modtagelsen af kommandoen er en uge. Efter udviklernes mening ville det være tilrådeligt at:
- at skabe et koncept for operationel opbygning af orbitalkonstellationens kapaciteter i en særlig periode, samtidig med at kravene til nyttelast for denne standard opretholdes (de bør være gældende for både store og små rumfartøjer)
- at udvikle fælles krav til teknologien til rumfartøjsfremstilling, som vil sikre deres hurtige frigivelse
- at skabe forenede rumplatforme med modulær arkitektur og automatiserede grænseflader til accelereret integration i rumsystemer (så alle udviklere har en klar idé om, hvordan og ud fra hvad vi vil lave enheden);
- at indføre russiske grænseflader, der skal sikre, at rumplatforme fungerer under forskellige forhold.
Endelig ville det være rigtigt at samle et ekspertfællesskab, herunder repræsentanter for forsvarsindustriens kompleks og bestillingsorganer, for at tage stilling til brugen af en sådan multifunktionel fælles gruppering af rumfartøjer i en særlig periode.
Indtil de førnævnte tilgange er implementeret, vil der ikke dukke noget nyt op i Ruslands rumbaner.
