Walaupun terdapat persaingan kuasa luar angkasa terkemuka dalam pembangunan kenderaan pelancar berkapasiti tinggi, dalam waktu terdekat, kapal angkasa kecil dan ultra kecil (SSC) akan berkembang dengan pesat. Tugas apa yang akan mereka selesaikan?
Dalam keadaan kesesakan di ruang Bumi dekat, tiang kapal angkasa kecil mungkin sangat menjanjikan. Dan bukan hanya kerana mereka beberapa kali lebih murah daripada enjin berbilang ton, dan kecekapannya tidak kurang.
Raksasa di orbit
Salah satu petunjuk yang paling penting dalam pengembangan sistem kapal angkasa kecil adalah sokongan maklumat untuk pasukan. Rusia adalah negara pertama yang menempatkan peralatan yang sesuai di atas kapal angkasa ultra kecil. Pada tahun 1995, arahan ini disokong dan, seperti yang mereka katakan, diberkati oleh Panglima Angkatan Angkasa Tentera (1989-1992), Kolonel Jeneral Vladimir Ivanov. Untuk melaksanakan rancangan itu, sekumpulan saintis muda berkumpul di bawah pimpinan Mejar Jeneral Vyacheslav Fateev.
Kapal angkasa kecil boleh dibuat di dinding universiti
Foto: bmstu.ru
Apa kaitan kapal angkasa kecil dengan sokongan maklumat kumpulan darat tentera dan pertahanan aeroangkasa? Faktanya ialah setiap sistem ruang tradisional mempunyai kelebihan dan kekurangan. Bagaimanapun, bukan tanpa alasan bahawa pengembangan orbit berjalan dengan peningkatan ukuran dan berat yang berterusan - ini diperlukan oleh peralatan yang diletakkan di atasnya. Ambil satelit pengintaian optik-elektronik. Resolusi mereka sebanding dengan diameter lensa teleskop onboard. Optik, memberikan hasil yang dapat diterima untuk pengintaian, mempunyai jisim tiga hingga lima tan. Satelit yang dilengkapi dengan peralatan tersebut menghasilkan gambar yang baik. Tetapi atas alasan ekonomi, sangat sedikit kapal angkasa seperti itu dilancarkan, dan secara fizikal mereka tidak dapat berada di tempat yang tepat untuk mengorbit keadaan di kawasan yang dipilih secara sewenang-wenangnya. Sama ada mesti ada banyak satelit pengintaian seperti itu, atau anda harus menerima bahawa kawalan dari angkasa di medan perang tertentu mungkin paling baik dua atau tiga kali sehari. Di samping itu, menguraikan imej ruang untuk pengiktirafan sasaran memerlukan, sebagai peraturan, pelaburan masa yang besar, yang tidak dapat diterima dalam keadaan peperangan.
Kecerdasan elektronik juga membuat tuntutan serius pada kenderaan pengangkut: untuk meningkatkan resolusi, penerima onboard harus tersebar sejauh mungkin, tetapi ada had - dimensi satelit.
Pengintaian radar ruang angkasa, berdasarkan prinsip monolokasi yang disebut, mempunyai keperluan tersendiri. Di sini, lebih banyak kuasa diperlukan dari sistem bekalan kuasa on-board, yang meningkatkan beban. Di samping itu, sistem seperti ini hanya menyediakan satu sudut pemerhatian dan mudah untuk menipu dengan menggunakan sasaran palsu dalam bentuk reflektor sudut paling mudah.
Buat jalan untuk "anak-anak"!
Ternyata dengan kaedah pengintaian ruang tradisional kapal angkasa tidak dapat ditentukan secara kecil-kecilan. Ini bermaksud sudah tiba masanya untuk menggunakan kaedah lain. Pada forum Army-2015, mereka dikhaskan untuk "meja bulat" "Kapal angkasa kecil - alat untuk menyelesaikan masalah pertahanan aeroangkasa."
Kawasan pertama adalah penerokaan multispektral. Menurut Vyacheslav Fateev, dengan teleskop dengan diameter minimum, kita dapat, seperti yang mereka katakan, menutup target dan mengambil gambar dengan resolusi rendah. Tetapi jika kita menambah potret sasaran multispektral ini, maka dengan menggunakan komputer on-board kita akan mendapat gambar berkualiti tinggi dalam masa nyata. Sistem pengintaian optik tanpa teleskop besar ternyata cukup padat, dan kelajuan pemprosesan isyarat dengan kaedah moden tinggi. Eksperimen yang dijalankan menunjukkan hasil yang menjanjikan, tetapi belum dituntut oleh Kementerian Pertahanan. Tetapi di Amerika Syarikat, berdasarkan prinsip ini, kapal angkasa untuk sokongan maklumat medan perang TACSAT telah dibuat.
Arah kedua adalah pengembangan kecerdasan elektronik. Dengan jarak antara satelit 10-50 kilometer, resolusi sistem ruang angkasa meningkat beratus-ratus kali ganda kerana peningkatan pangkalan pengukuran. Parameter kapal angkasa yang diperlukan untuk tujuan ini telah dikira. Beratnya hanya 100 kilogram. Dan sistem tiga atau empat kapal angkasa kecil seperti itu akan dapat memberikan komunikasi dupleks di medan perang, memantau kenderaan, wilayah, atmosfera … Ketepatan menentukan koordinat adalah meter. Hari ini, sistem seperti ini sangat diminati oleh pasukan peluru berpandu dan artileri. Tetapi untuk mendapatkan pesanan untuk itu, kita sekali lagi harus bekerja dengan serius dengan Kementerian Pertahanan.
Berkenaan dengan radar, para pakar menyelidiki kemungkinan pencahayaan radio pihak ketiga terhadap sasaran atau memancarkannya dari satelit lain - seolah-olah dari sisi. Apa yang dilakukannya?
"Satu satelit kluster dengan pemancar memancarkan permukaan dan sasaran Bumi, dan satelit ringan yang terletak di sebelahnya (tanpa pemancar dan sistem bekalan kuasa yang kuat) menerima isyarat tindak balas," jelas Fateev, "dan membina gambar radio sasaran ini. Lebih-lebih lagi, dalam kluster kita tidak mendapatkan satu, tetapi beberapa gambar radio sekaligus, yang menghilangkan kemungkinan gangguan dan membuka kemungkinan membuka sasaran bertopeng."
Para saintis melakukan eksperimen mengenai pencahayaan radio sasaran menggunakan kapal angkasa GLONASS. Isyarat lemah. Walaupun begitu, tujuh gambar radio dari sasaran yang diperhatikan disintesis dengan pencahayaan dari tujuh satelit sekaligus. Ini telah menjadi arah kerja baru. Dilihat oleh penerbitan di akhbar asing, mereka menjadi tertarik dengan eksperimen di luar negara. Agensi Angkasa Eropah berhasrat mengulanginya. Tetapi tidak kira apa yang mereka berjaya, inilah kami yang pertama.
Menjaga batas orbit
Untuk sokongan maklumat pasukan, penting untuk menyelesaikan bukan hanya masalah interkoneksi operasi subunit di kawasan konflik ketenteraan, tetapi juga masalah komunikasi operasi global kumpulan militer jauh (kumpulan kapal angkatan laut, kelompok penerbangan) dengan arahan tentera pusat. Seperti yang ditunjukkan oleh pengalaman dalam dan luar negara, semua masalah ini agak mudah dan stabil untuk diselesaikan dengan bantuan komunikasi orbit rendah komunikasi kapal angkasa kecil.
Satu lagi bidang sokongan maklumat penting untuk pasukan adalah kawalan global terhadap cuaca di kawasan operasi pertempuran dan kawasan penempatan semula pasukan. Ini juga berada dalam kuasa kumpulan ICA. Pengalaman kami dan asing telah menunjukkan ini.
Arah lain adalah peningkatan eselon ruang di wilayah Kazakhstan Timur. Di sini, menurut Vyacheslav Fateev, aplikasi kapal angkasa kecil pertama dan paling berjaya adalah pengembangan sistem kawalan ruang angkasa (OMSS). Sejumlah satelit medan rentas diletakkan di orbit. Pemodelan menunjukkan bahawa hanya lapan kapal angkasa di buruj yang memungkinkan untuk menjelaskan sasaran objek baru dalam masa setengah jam. Sekarang, dalam sistem optoelektronik dan radar darat, ini memerlukan beberapa jam.
Kelebihan lain dalam membuat eselon ruang adalah kita tidak mempunyai kemudahan darat yang dapat mengamati orbit dengan kecenderungan kurang dari 30 darjah. Mereka tidak tersedia untuk kita, tetapi sistem ini akan menjadikan tugas dapat diselesaikan.
Adalah mungkin untuk memperluas eselon ruang SKKP juga dengan mewujudkan kaedah pengintaian elektronik. Untuk melakukan ini, kapal angkasa kecil dilengkapi dengan pemintas elektronik. Akibatnya, menjadi mungkin untuk mengamati secara global semua sistem komunikasi geostasioner yang sebelumnya tidak dapat dikendalikan.
Masalah lain yang perlu diselesaikan oleh pertahanan aeroangkasa dalam waktu terdekat adalah memerangi apa yang disebut satelit pemeriksaan. Kami tahu orang Amerika menggunakannya. Data diterbitkan mengenai penciptaan dan pelancaran ke orbit geostasioner dua satelit kecil dengan berat sekitar 220 kilogram. Tujuannya adalah untuk mengawal operasi kapal angkasa geostasioner mereka. Walau bagaimanapun, kedua-dua kenderaan di orbit bergerak sama ada dalam satu arah atau yang lain di kawasan liputan kapal angkasa Amerika dan geostasioner kita. Sangat sukar untuk mengesannya dari Bumi, tetapi SKKP kami berjaya melakukannya.
MCA boleh menjadi lebih kecil? Terdapat pengiraan: dengan ukuran 0.4 meter, magnitud MCA bintang adalah kira-kira M18. Dan jika lebih kecil lagi, maka satelit itu tidak dapat dibezakan dari Bumi, dan praktiknya mustahil untuk bertarung dengan "tidak dapat dilihat" seperti itu. Apa nak buat?
"Salah satu petunjuk yang paling penting dalam pengembangan kapal angkasa kecil adalah pemeriksaan orbit geostasioner," percaya Fateev. - Sekiranya kita dapat melakukannya, itu akan berjaya. Tetapi untuk ini kita memerlukan satelit pemeriksaan kita sendiri."
Kawasan yang paling sukar seterusnya adalah sistem pengesanan ruang untuk pesawat hipersonik (GZVA). Ini adalah salah satu senjata paling berbahaya dan serius yang terbang di ketinggian sederhana (dari 20 hingga 40 km dan bahkan lebih tinggi). Nampaknya, dan bukan juga satelit, tetapi bukan juga kapal terbang. Kelajuan - melebihi Mach 5. Tidak setiap stesen radar mampu mengesan. Namun, sistem kawalan ruang angkasa Rusia, yang mempunyai kapal angkasa kecil, akan dapat melihat kenderaan hipersonik seperti itu. Oleh kerana mereka memanaskan hingga 1000 darjah dan membuat medan plasma di sekitarnya, hanya sembilan kapal angkasa kecil yang diperlukan untuk "menutupi" GZVA.
Akhirnya, perlu dibuat kumpulan untuk pengendalian ionosfera operasi, termasuk di wilayah sirkumpolar. Ini sangat penting, terutama ketika menyelesaikan masalah peningkatan ketepatan GLONASS. Kesalahan dalam menentukan koordinat masih ketara hari ini, dan menjelang 2020 ia mesti dikurangkan dengan ketara. Ini juga diperlukan sehubungan dengan pengoperasian kemudahan radar over-the-horizon sistem pertahanan aeroangkasa. Tanpa pengetahuan mendalam mengenai sifat ionosfera, kita tidak akan dapat menyelesaikan masalah menentukan koordinat sasaran radar dengan tepat. Tugas ini dapat diselesaikan dengan bantuan sekumpulan alat pemantau ionosfera kecil.
Masalah pemantauan radiasi berterusan di ruang dekat bumi juga tidak terlepas dari agenda.
Alat sejagat
Seperti yang kita lihat, untuk menyelesaikan berbagai tugas, termasuk tugas yang dihadapi pasukan, perlu mengembangkan sistem sokongan maklumat multi-satelit. Ini tidak bermaksud bahawa setiap 10-12 sistem yang dibincangkan di atas memerlukan pengelompokan yang berasingan. Ia akan terlalu mahal. Menurut Fateev, semua ini dapat dan harus digabungkan menjadi satu kelompok, yang asasnya adalah komunikasi radio bersama antara semua kapal angkasa kecil terdekat yang membuat rangkaian. Semua orang melihat jiran di saluran gelombang milimeter dan menyebarkan maklumat melalui dia.
Pada masa yang sama, tugas terpenting sedang diselesaikan - penciptaan sistem global untuk menghantar maklumat antara pengguna darat dan luar angkasa. Sekiranya ini dapat dicapai, maka maklumat dari mana-mana kapal angkasa kecil dapat dikirim ke titik yang diinginkan di Bumi, sama ada itu isyarat kawalan tempur dari komandan kepada bawahan atau kecerdasan dari kenderaan lain. Lebih-lebih lagi, kerana kehadiran satu atau tiga kapal angkasa kecil yang berterusan di zon penglihatan pengguna (arahan tentera pusat), maklumat perisikan dihantar dalam masa nyata dari mana sahaja.
Oleh itu, satu konstelasi multi-satelit sejagat menyelesaikan masalah penyediaan komunikasi global, pengintaian operasi komprehensif teater operasi dan ruang dekat bumi, kawalan penuh terhadap medan graviti Bumi (malangnya, Rusia kini dibiarkan tanpa sistem geodetik orbit) dan cuaca … tentera, dan untuk tujuan damai. Lebih-lebih lagi, aplikasi awam yang paling menarik akan mempengaruhi kita masing-masing. Ini mengenai pelaksanaan idea "Space Internet". Beberapa negara sudah membina projek tersebut. "Internet Space" akan mencalonkan Rusia antara negara yang paling maju dengan maklumat.
"Masih dapat meyakinkan pelanggan tentera kita tentang keberkesanan sistem tunggal tunggal yang dicadangkan untuk kapal angkasa kecil dua-guna," ringkasan Fateev. - Sudah tentu, ada masalah. Perlu mengembangkan teknologi maklumat dan ruang angkasa yang sama sekali baru. Di samping itu, semakin kecil kapal angkasa, semakin pendek jangka hayat orbitnya. Oleh itu, perlu untuk meningkatkan kenaikan ketinggian orbit, atau penggantian kapal angkasa kecil tepat pada masanya. Sebagai tambahan, penilaian ekonomi terhadap sistem penyatuan yang sedang dibuat diperlukan untuk memahami betapa bermanfaatnya bagi negara."
Siapa yang akan merumuskan terma rujukan?
Salah satu masalahnya adalah, para pakar mengatakan, bahawa pelanggan, yaitu Kementerian Pertahanan, tidak memiliki pengalaman dalam membuat dan menggunakannya. Halangan kedua adalah kekurangan keperluan taktikal dan teknikal untuk kapal angkasa kecil seperti itu. Setakat ini, tidak ada yang menyatakan dengan jelas dan tepat TK itu.
Sudah tentu, ada institusi yang relevan, institusi penyelidikan, dan standard yang saling berkaitan. "Sesuai dengan klasifikasi antarabangsa, MCA dibahagikan kepada peranti dari 500 hingga 100 kilogram, dari 100 hingga 10 kilogram, dari 10 hingga 1 kilogram, dari satu kilogram hingga 100 gram," kenang Vladimir Letunov, Ketua Pengarah Pembangunan Bersepadu Teknologi NCCI. - Saiz peranti juga penting. Objek dengan diameter kurang dari 10 sentimeter tidak dapat dikenal pasti melalui alat kawalan radio, dan objek tersebut dapat dilihat melalui optik hanya pada ketinggian tertentu."
Terdapat pemahaman bahawa satu platform harus dikembangkan untuk kapal angkasa kecil seperti itu. Tetapi rancangan itu belum disusun. Asas asas pengelompokan dibina jelas, terdapat sekumpulan pengelasan, sekatan dan komponen. Menurut Letunov, dalam jangka masa yang akan datang, 90 peratus kapal angkasa akan menjadi kelas kecil, dengan masa depan di belakangnya.
Timbalan Ketua Pereka NPO dinamakan Lavochkin Nikolay Klimenko menjelaskan bahawa syarikat mereka telah lama dan dengan sengaja menjalankan kerja-kerja penubuhan MCA dan mempunyai asas yang sesuai. Platform ruang yang diubah suai "Karat-200" telah dibuat. Penyelesaian saintifik dan teknikal yang digunakan ditawarkan berdasarkan asasnya. Sejumlah kenderaan eksperimen sudah berada di angkasa. Terdapat projek kapal angkasa jenis lain untuk menyelesaikan masalah yang berlaku untuk kepentingan tentera. Walau bagaimanapun, Kementerian Pertahanan belum memberikan kemajuan untuk pengeluaran.
Kelalang serbuk kosong
Adakah Rusia mempunyai konsep untuk melancarkan dan menggunakan kapal angkasa kecil? Sayangnya … Walaupun untuk pertama kalinya cadangan penggunaan kapal angkasa kecil dikemukakan, kami ulangi, oleh mantan komandan Angkatan Angkasa Tentera, Kolonel Jenderal Vladimir Ivanov. Ideanya adalah bahawa satelit besar adalah untuk kepemimpinan tertinggi, MCA adalah untuk kumpulan pasukan. Itu 20 tahun yang lalu, tetapi konsep itu tidak pernah dilaksanakan. Kenapa?
Kes-kes tertentu diperlukan. Khususnya, satu siri radar kecil dirancang dengan nama kod "Condor". Mereka belum dikembangkan. Kini hanya satu daripada kenderaan ini yang berada di orbit. Mengapa tidak berjaya? Kerana menentang kapal angkasa besar dan kecil adalah kontraproduktif dan salah. Mereka harus saling melengkapi. Pada masa damai, peranti berprestasi tinggi diperlukan untuk membentuk pangkalan data rujukan. MCA tidak menyelesaikan masalah ini. Dan yang besar boleh. Sebelumnya, dalam periode khusus, sebelum perang, menurut peraturan yang ada, diharapkan dapat membangun kelompok orbit dengan mengorbankan peluru kapal angkasa. Tetapi tidak ada selama bertahun-tahun, tidak ada yang dapat mengisi semula kumpulan orbit. Walau bagaimanapun, mesti ada peluru. Oleh kerana apabila perlu memasukkan data yang diperlukan ke dalam peta laluan peluru berpandu, peranan utamanya tidak lagi seperti prestasi frekuensi pemerhatian. Pertumbuhan pengelompokan mengandaikan bukan hanya peningkatan jumlah alat: 20–25–30… Tidak ada ekonomi yang dapat menahan ini. Ini bermaksud bahawa kuantiti mesti dikira dengan tepat. Tempoh pemerhatian dua hingga tiga jam akan sesuai dengan jabatan tentera.
Adalah perlu untuk menyederhanakan reka bentuk sebanyak mungkin, untuk mengurangkan kos produk, dengan menggunakan tawaran komersial untuk ini. Seperti yang ditunjukkan oleh pengalaman konflik tempatan, tempohnya adalah dari seminggu hingga setahun. Ini bermaksud bahawa tempoh keberadaan aktif MCA mestilah sepadan. Perkara utama adalah untuk mengelakkan keadaan di mana kesediaan untuk pelancaran akan dapat dipastikan hanya pada akhir permusuhan.
Tetapi ini memerlukan pengembangan konsep yang sesuai. Tempoh persiapan untuk pelancaran peranti sedemikian dari penerimaan arahan adalah seminggu. Pada pendapat para pembangun, disarankan untuk:
- untuk mewujudkan konsep penambahan operasi keupayaan buruj orbital dalam tempoh khas sambil mengekalkan syarat muatan untuk piawaian ini (semestinya berlaku untuk kapal angkasa besar dan kecil);
- untuk mengembangkan keperluan terpadu untuk teknologi pembuatan kapal angkasa, yang akan memastikan pelepasannya dipercepat;
- untuk membuat platform ruang bersatu dengan seni bina modular dan antara muka automatik untuk penyepaduan dipercepat ke dalam sistem ruang angkasa (supaya semua pembangun mempunyai idea yang jelas tentang bagaimana dan dari apa yang akan kita buat peranti itu);
- untuk memperkenalkan antara muka Rusia yang akan memastikan fungsi platform ruang dalam pelbagai keadaan.
Akhirnya, adalah tepat untuk mengumpulkan komuniti pakar, termasuk perwakilan kompleks industri pertahanan dan badan-badan pesanan, untuk memutuskan penggunaan kumpulan kapal ruang angkasa bersama seperti itu dalam jangka masa yang khusus.
Sehingga pendekatan yang disebutkan di atas dilaksanakan, tidak ada yang baru akan muncul di orbit angkasa Rusia.
