Nanosatellitter bliver snart en del af kampsystemer sammen med droner
En rapport med en kommerciel prognose for udviklingen af verdensmarkedet for militære satellitter er blevet offentliggjort i USA. I 2012 blev dette segment af rumindustrien anslået til $ 11,8 mia. Rapportens forfattere mener, at det vil vokse med 3,9% årligt. Og i 2022 når den 17,3 milliarder dollar.
Det skal bemærkes, at langsigtede prognoser inden for astronautik altid har været adskilt mildt sagt upålidelige. Industriens udvikling er stærkt påvirket af politik og økonomi. Ofte afhænger projektfinansiering af ambitionerne i landets ledelse. Og endnu oftere - fra økonomiens tilstand. I en krise begynder de at spare på de dyreste programmer med en langsigtet returcyklus. Og den nemmeste måde at opsuge er de uklare udgifter til plads.
Men for nylig har en stærkere indflydelsesfaktor invaderet astronautikken - de hurtige ændringer i teknologiske generationer. Nu er det ikke længere muligt at strække oprettelsen af et rumfartøj (AC) i 10-15 år, hvilket var normen før. I løbet af denne tid formår enheden at blive forældet uden nogensinde at begynde at fungere. En lignende ting skete med tunge kommunikationssatellitter i slutningen af det tyvende århundrede. Fiberoptiske kommunikationslinjer, som på kort tid forvirrede hele verden, gjorde langdistancekommunikation bredt tilgængelig, billig og pålidelig. Som et resultat var snesevis af satellittranspondere ikke efterspurgte, hvilket medførte store tab.
Den hurtige ændring af teknologiske generationer har ført til udviklingen af de vigtigste tendenser inden for design og fremstilling af rumfartøjer - disse er miniaturisering, modularitet og effektivitet. Satellitter bliver mindre i størrelse og vægt, kræver mindre energi, færdiglavede elementer og samlinger bruges til design og fremstilling, hvilket i høj grad reducerer produktionstiden og omkostningerne. Og omkostningerne ved at lancere en lys satellit er billigere.
Navigation overalt
På nuværende tidspunkt er antallet af rumopskydninger i verden meget lavere end i 1970’erne og 1980’erne. Dette skyldes primært en betydelig stigning i rumfartøjets overlevelsesevne. Den normale levetid for satellitter i kredsløb er 15-20 år. Det er ikke længere påkrævet, da satellitten uundgåeligt vil blive forældet på dette tidspunkt.
Blandt militære rumfartøjer er andelen af kommunikationssatellitter 52,8%, efterretning og overvågning - 28,4%, navigationssatellitter indtager 18,8%. Men det er sektoren for navigationssatellitter, der har en støt opadgående tendens.
I øjeblikket indeholder den orbitale konstellation af amerikanske navigationssatellitter i NAVSTAR GPS -systemet 31 rumfartøjer, som alle fungerer efter hensigten. Siden 2015 er det planlagt at erstatte konstellationen med tredje generations satellitter som led i udviklingen af systemet til GPS III-niveau. Det amerikanske luftvåben planlægger at anskaffe i alt 32 GPS III -rumfartøjer.
Roskosmos forventer at nå nøjagtigheden af at bestemme koordinater med GLONASS -systemet på mindre end 10 cm i 2020, sagde departementschefen Vladimir Popovkin på et møde i den russiske regering, hvor rumprogrammet frem til 2020 blev overvejet. "I dag er målenøjagtigheden 2, 8 meter, inden 2015 når vi 1, 4 meter, i 2020 med 0, 6 meter," sagde chefen for Roscosmos og bemærkede, at "under hensyntagen til de tilføjelser, der er blevet implementeret i dag faktisk vil den være mindre end 10 centimeter nøjagtig. " Tilføjelser er jordstationer til differentiel korrektion af navigationssignalet. Samtidig bør den nuværende GLONASS-orbitalkonstellation udskiftes med næste generations rumfartøjer, hvis antal vil blive øget til 30.
Den Europæiske Union opretter sit navigationssystem sammen med European Space Agency. Det var planlagt i 2014-2016 at oprette en konstellation af 30 rumfartøjer - 27 opererer i systemet og 3 standby. På grund af den økonomiske krise kan disse planer blive udskudt i flere år.
I 2020 agter Kina at afslutte oprettelsen af det nationale satellitnavigationssystem Beidou. Systemet blev lanceret til kommerciel drift den 27. december 2012 som et regionalt positioneringssystem med en orbital konstellation af 16 satellitter. Dette gav et navigationssignal i Kina og nabolandene. I 2020 skulle 5 rumfartøjer indsættes i geostationær bane og 30 satellitter uden for den geostationære bane, hvilket gør det muligt for hele planetens område at blive dækket med et navigationssignal.
I juni 2013 agter Indien at lancere den første navigationssatellit i sit nationale system IRNSS (Indian Regional Navigation Satellite System) fra øen Sriharikota ud for den sydlige kyst i Andhra Pradesh. Lanceringen i kredsløb vil blive udført af det indiske PSLV-C22 affyringsvogn. Den anden satellit er planlagt til at blive opsendt i rummet ved udgangen af 2013. Fem flere vil blive lanceret i 2014-2015. Således vil der blive oprettet et regionalt navigationssatellitsystem, der dækker det indiske subkontinent og yderligere 1.500 km fra dets grænser med en nøjagtighed på 10 m.
Japan gik sin egen vej og skabte Quasi-Zenith Satellite System (QZSS, "Quasi-Zenith Satellite System")-et system til tidssynkronisering og differentiel korrektion af GPS-navigationssignalet til Japan. Dette regionale satellitsystem er designet til at opnå et positionssignal af højere kvalitet, når du bruger GPS. Det fungerer ikke separat. Den første Michibiki -satellit blev sendt i kredsløb i 2010. I de kommende år er det planlagt at trække yderligere tre tilbage. QZSS -signaler dækker Japan og det vestlige Stillehav.
Mobiltelefon i kredsløb
Mikroelektronik er måske det hurtigst voksende område inden for moderne teknologi. Samsung Electronics, Apple og Google er klar til at præsentere den "smarte" urcomputer bogstaveligt talt i de kommende måneder. Er det underligt, at rumfartøjer bliver mindre og mindre? Nye materialer og nanoteknologi gør rumenheder mere kompakte, lettere og mere energieffektive. Det kan overvejes, at æraen med små rumfartøjer allerede er begyndt. Afhængig af deres vægt er de nu opdelt i følgende kategorier: op til 1 kg - "pico", op til 10 kg - "nano", op til 100 kg - "mikro", op til 1000 kg - "mini". Selv for 10 år siden syntes mikrosatellitter at veje 50-60 kg at være en enestående præstation. Nu er den verdensomspændende trend nanosatellitter. Mere end 80 af dem er allerede blevet affyret i rummet.
Ligesom produktion og udvikling af ubemandede luftfartøjer (UAV'er) udføres i mange lande, der ikke engang tænkte på deres egen luftfartsindustri før, så udføres designet af nanosatellitter nu på mange universiteter, laboratorier og endda individuelle amatører. Desuden viser omkostningerne ved sådanne enheder, der er samlet på basis af færdige elementer, at være ekstremt lave. Nogle gange er grundlaget for et nanosatellit -design en almindelig mobiltelefon.
En smartphone blev sendt i kredsløb fra Indien, som blev brugt som grundlag for den eksperimentelle satellit Strand-1 inden for rammerne af Sat-Smartphone-projektet. Satellitten blev udviklet i Storbritannien i fællesskab af University of Surrey Space Center (SSC) og Surrey Satellite Technology (SSTL). Enhedens vægt er 4, 3 kg, dimensionerne er 10x10x30 cm. Ud over smartphonen indeholder enheden det sædvanlige sæt arbejdskomponenter - strømforsyning og kontrolsystemer. På det første trin vil satellitten blive styret af en standard kørecomputer, derefter bliver denne funktion fuldstændig overtaget af en smartphone.
Android -operativsystemet med en række specialdesignede applikationer giver mulighed for en række eksperimenter. ITesa -appen registrerer magnetfeltværdierne, når satellitten bevæger sig. Ved hjælp af en anden applikation tager det indbyggede kamera billeder, der vil blive overført til opslag på Facebook og Twitter. Og dette er kun en lille del af forskningsprogrammet. Missionen vil vare seks måneder. Tilbage til Jorden er ikke påtænkt. Kosmonautikken er ophørt med at være elitens lod.
Den vigtigste konklusion: militær- og rumteknologi er ikke længere lokomotivet for udviklingen af den civile industri. Tværtimod - civilvidenskabskrævende udvikling muliggør udvikling af militær rumteknologi. Indtægterne fra virksomheder, der producerer forbrugsvarer, er mange gange højere end forsvarsselskabernes indtægter. Verdens elektronikledere kan bruge milliarder af dollars på nye udviklinger. Og stærk konkurrence tvinger os til at gøre alt på kortest mulig tid.
Nanosatellitter går fremad
I 2005 smed den russiske kosmonaut Salizhan Sharipov simpelthen den første russiske nanosatellit TNS-1 ud i rummet fra den internationale rumstation. Enheden, der vejer 4,5 kg, blev oprettet på bare et år på Russian Research Institute of Space Instrumentation ved hjælp af virksomhedens penge. Hvad er egentlig en satellit? Dette er en enhed i rummet!
Den billige TNS-1 i drift viste sig at være næsten gratis. Han havde ikke brug for et Mission Control Center, enorme transceiver -antenner, telemetrianalyse og meget mere. Det kunne styres ved hjælp af en bærbar computer, der sidder på en parkbænk. Eksperimentet viste, at ved hjælp af mobilkommunikation og internettet er det muligt at styre et rumobjekt. Derudover har 10 nye udstyrssamlinger bestået flyvedesigntest. Hvis det ikke var for nanosatellitten, skulle de testes som en del af udstyret ombord på et af de fremtidige rumfartøjer. Og det er spild af tid og store risici.
TNS-1 var et stort gennembrud. Det kunne handle om at skabe taktiske rumsystemer på niveau med næsten en bataljonschef, som små taktiske droner. En billig enhed, der blev samlet i den ønskede konfiguration inden for få dage og affyret af en let raket fra et luftfartøjsfly, kunne vise kommandanten slagmarken, levere kommunikation og et automatiseret kontrolsystem til den taktiske echelon. Sådanne rumfartøjer kunne være en stor hjælp under den lokale konflikt i Sydossetien og Nordkaukasus.
Et andet vigtigt område er eliminering af konsekvenserne af naturkatastrofer og menneskeskabte katastrofer. Og også deres advarsel. Billige nanosatellitter med en gyldighedsperiode på flere måneder kan vise isforholdets tilstand i en bestemt region, registrere skovbrande og spore vandstanden under oversvømmelser. Til operationel kontrol kan nanosatellitter lanceres direkte over naturkatastrofer for at overvåge online ændringer i situationen. Og det viste sig, at RF Ministry of Emergency Situations modtog rumbilleder af Krymsk efter oversvømmelsen som velgørende hjælp fra USA.
I fremtiden bør vi forvente introduktion af nanosatellitter i kampsystemerne i verdens førende hære, primært USA. Mest sandsynligt ikke en enkelt brug, men opsendelsen af små rumfartøjer i hele sværme, som vil omfatte satellitter til forskellige formål - kommunikation, videresendelse, lyd fra jordoverfladen i forskellige bølgelængder, elektroniske modforanstaltninger, målbetegnelse osv. Dette vil markant udvide mulighederne for at føre kontaktløs krigsførelse.
Hvis miniaturisering viser sig at være en af hovedtendenserne i udviklingen af militære rumfartøjer, vil prognosen for en stigning på markedet for militære satellitter mislykkes. Tværtimod vil det falde i monetære termer. Luftfartsvirksomheder vil imidlertid forsøge ikke at gå glip af overskud og bremse små konkurrenter. I Rusland lykkedes det. Producenter af tunge satellitter har lobbyet RNII for ruminstrumentering for at forbyde rumfartøjer. Først nu er spørgsmålet om lancering af TNS-2 nanosatellitten, der var klar for otte år siden, blevet diskuteret igen.
Efterspørgslen efter tunge energiintensive rumfartøjer i baner nær jorden fortsætter med at falde. Desuden bliver brugernes jordudstyr mere og mere følsomt og økonomisk.
Tunge satellitter forbliver for det meste forbeholdt forskere. Rumteleskoper, billedudstyr i høj opløsning, automatiske stationer til planetariske undersøgelser vil fortsat blive fremstillet og lanceret i hele menneskehedens interesse.
Nationale programmer vil fokusere på billigere rumfartøjer egnet til masseproduktion og operationel brug. Eksemplet på UAV'er, der skarpt er kommet ind i de udviklede landes kampsystemer, overbeviser klart om dette. Bogstaveligt talt var et årti nok til, at UAV'er med strejke-rekognoscering kunne indtage deres plads i det amerikanske luftvåben og dets allierede. Der er ingen tvivl om, at orbitale grupperinger i 2020 vil ændre sig lige så radikalt. Sværme af pico og nanosatellitter vil dukke op.
Nu taler vi om femto-satellitter, der vejer op til 100 g. Hvis computere reduceres til størrelsen på armbåndsure, vises der snart satellitter med lignende dimensioner.
