Mazie kosmosa kuģi spēj vairāk
Neskatoties uz vadošo kosmosa spēku sāncensību lieljaudas nesējraķešu izstrādē, tuvākajā laikā mazie un īpaši mazie kosmosa kuģi (SSC) strauji attīstīsies. Kādus uzdevumus viņi atrisinās?
Sastrēgumu apstākļos Zemes tuvumā esošajā telpā mazo kosmosa kuģu likme var izrādīties ļoti daudzsološa. Un ne tikai tāpēc, ka tie ir vairākas reizes lētāki nekā vairāku tonnu dzinēji, un to efektivitāte nav mazāka.
Monstri orbītā
Viens no svarīgākajiem virzieniem mazo kosmosa kuģu sistēmu attīstībā ir informācijas atbalsts karaspēkam. Krievija bija pirmā no valstīm, kas uz īpaši maza kosmosa kuģa novietoja atbilstošu aprīkojumu. 1995. gadā šo virzienu atbalstīja un, kā saka, svētīja militāro kosmosa spēku komandieris (1989-1992) ģenerālpulkvedis Vladimirs Ivanovs. Lai īstenotu plānu, ģenerālmajora Vjačeslava Fatejeva vadībā pulcējās jauno zinātnieku grupa.
Universitātes sienās var izveidot mazus kosmosa kuģus
Foto: bmstu.ru
Kāds sakars mazajam kosmosa kuģim ar karaspēka sauszemes grupējumu un kosmosa aizsardzības informācijas atbalstu? Fakts ir tāds, ka katrai tradicionālajai kosmosa sistēmai ir savi plusi un mīnusi. Galu galā ne velti orbītas attīstība turpinājās, pastāvīgi palielinoties izmēriem un svaram - to prasīja uz tiem novietotā tehnika. Paņemiet optiski elektroniskos izlūkošanas pavadoņus. To izšķirtspēja ir proporcionāla borta teleskopa objektīva diametram. Optikas, kas dod pieņemamus izlūkošanas rezultātus, masa ir no trim līdz piecām tonnām. Satelīti, kas aprīkoti ar šādu aprīkojumu, rada labus attēlus. Taču ekonomisku apsvērumu dēļ šādu kosmosa kuģu tiek palaists ļoti maz, un tie fiziski nevar atrasties pareizajā orbītas punktā, lai kontrolētu situāciju patvaļīgi izvēlētā apgabalā. Vai nu vajadzētu būt daudz šādu izlūkošanas pavadoņu, vai arī jums būs jāpieņem, ka vadība no kosmosa konkrētā kaujas laukā ir iespējama labākajā gadījumā divas vai trīs reizes dienā. Turklāt, lai atšifrētu kosmosa attēlus mērķa atpazīšanai, parasti ir vajadzīgi lieli laika ieguldījumi, kas karadarbības apstākļos ir nepieņemami.
Elektroniskā izlūkošana arī izvirza nopietnas prasības nesējtransportlīdzeklim: lai palielinātu izšķirtspēju, borta uztvērēji ir jāizklāj pēc iespējas tālāk, bet ir ierobežojums - satelīta izmēri.
Kosmosa radara izlūkošanai, kuras pamatā ir tā saucamais monolokācijas princips, ir savas prasības. Šeit ir nepieciešama lielāka jauda no borta barošanas sistēmas, kas palielina slodzi. Turklāt šāda sistēma nodrošina tikai vienu novērošanas leņķi, un to ir viegli maldināt, izmantojot viltus mērķus vienkāršāko stūra atstarotāju veidā.
Dodiet ceļu "bērniem"!
Izrādās, ka ar tradicionālajām kosmosa izlūkošanas metodēm kosmosa kuģis pēc definīcijas nevar būt mazs. Tas nozīmē, ka ir pienācis laiks pieņemt citas metodes. Forumā “Armija -2015” tie tika veltīti “apaļajam galdam” “Mazie kosmosa kuģi - instruments aviācijas un kosmosa aizsardzības problēmu risināšanai”.
Pirmā joma ir multispektrāla izpēte. Pēc Vjačeslava Fatejeva teiktā, ar teleskopu ar minimālo diametru mēs varam, kā saka, aptvert mērķi un uzņemt attēlu ar zemu izšķirtspēju. Bet, ja mēs tam pievienojam mērķa daudzpektru portretu, tad, izmantojot borta datoru, mēs reālā laikā iegūsim augstas kvalitātes attēlu. Optiskā izlūkošanas sistēma bez liela teleskopa izrādās diezgan kompakta, un signālu apstrādes ātrums ar moderniem līdzekļiem ir augsts. Veiktie eksperimenti ir parādījuši daudzsološus rezultātus, taču Aizsardzības ministrija uz tiem vēl nav pretendējusi. Bet ASV pēc šī principa kosmosa kuģis TACSAT kaujas lauka informācijas atbalstam jau ir izveidots.
Otrs virziens ir elektroniskās inteliģences attīstība. Tā kā attālums starp pavadoņiem ir 10–50 kilometru, kosmosa sistēmas izšķirtspēja palielinās simtiem reižu, palielinoties mērījumu bāzei. Ir aprēķināti šiem mērķiem nepieciešamie kosmosa kuģa parametri. Tas sver tikai 100 kilogramus. Un trīs vai četru šādu mazu kosmosa kuģu sistēma spēs nodrošināt abpusēju komunikāciju kaujas laukā, novērojot transportlīdzekļus, teritoriju, atmosfēru … Koordinātu noteikšanas precizitāte ir metri. Mūsdienās šāda sistēma ir ļoti pieprasīta raķešu spēkiem un artilērijai. Bet, lai saņemtu pasūtījumu, mums atkal nopietni jāsadarbojas ar Aizsardzības ministriju.
Attiecībā uz radaru eksperti pētīja iespēju trešo personu radioizgaismot mērķi vai apstarot to no citiem satelītiem - it kā no sāniem. Ko tas dara?
"Viens kopas satelīts ar raidītāju apstaro Zemes virsmu un mērķus, un blakus esošie vieglie satelīti (bez raidītājiem un jaudīgām barošanas sistēmām) saņem atbildes signālu," skaidro Fatejevs, "un veido šo mērķu radio attēlus. Turklāt klasterī mēs iegūstam ne vienu, bet vairākus radio attēlus vienlaikus, kas novērš traucējumu iespēju un paver iespēju atvērt maskētus mērķus."
Zinātnieki veica eksperimentu ar mērķa radio apgaismojumu, izmantojot GLONASS kosmosa kuģi. Signāls bija vājš. Neskatoties uz to, septiņi novērotā mērķa radio attēli tika sintezēti ar apgaismojumu no septiņiem satelītiem vienlaikus. Tas ir kļuvis par jaunu darba virzienu. Spriežot pēc publikācijām ārzemju presē, viņus interesēja eksperiments ārzemēs. Eiropas Kosmosa aģentūra plāno to atkārtot. Bet neatkarīgi no tā, kas viņiem izdodas, šeit mēs bijām pirmie.
Sargājot orbītas robežas
Lai sniegtu informāciju karaspēkam, ir svarīgi atrisināt ne tikai problēmu, kas saistīta ar apakšvienību operatīvu savstarpēju savienošanu militārā konflikta zonā, bet arī attālinātu militāro grupu (jūras kuģu grupas, aviācijas grupējumi) globālās operatīvās komunikācijas problēmu.) ar centrālo militāro pavēlniecību. Kā rāda vietējā un ārvalstu pieredze, visas šīs problēmas ir salīdzinoši vienkāršas un stabilas, un tās var atrisināt, izmantojot mazu kosmosa kuģu sakaru zemas orbītas grupas.
Vēl viena svarīga karaspēka informācijas atbalsta joma ir globāla laika apstākļu kontrole kaujas operāciju zonās un karaspēka pārvietošanas apgabalos. Tas ir arī ICA grupējumu varā. Mūsu un ārvalstu pieredze to ir pierādījusi.
Vēl viens virziens ir Austrumkazahstānas reģiona kosmosa ešelona uzlabošana. Šeit, pēc Vjačeslava Fatejeva teiktā, pirmais un veiksmīgākais mazā kosmosa kuģa pielietojums ir kosmosa kontroles sistēmas (OMSS) izstrāde. Orbītā ir izvietoti vairāki lauka lauka satelīti. Modelēšana liecina, ka tikai astoņi zvaigznājā esošie kosmosa kuģi ļaus pusstundas laikā noskaidrot jebkura jauna objekta mērķi. Tagad zemes optoelektroniskajās un radaru sistēmās tas aizņem vairākas stundas.
Vēl viena priekšrocība šāda kosmosa ešelona izveidē ir tā, ka mums nav uz zemes esošu iekārtu, kas novērotu orbītas ar slīpumu, kas mazāks par 30 grādiem. Tie mums nav pieejami, taču šī sistēma padarīs uzdevumu atrisināmu.
Ir iespējams paplašināt SKKP kosmosa ešelonu arī, izveidojot elektroniskās izlūkošanas līdzekļus. Lai to izdarītu, mazie kosmosa kuģi ir aprīkoti ar elektroniskiem pārtvērējiem. Tā rezultātā kļūst iespējams globāli novērot visas ģeostacionārās sakaru sistēmas, kuras iepriekš nebija pieejamas kontrolei.
Vēl viena problēma, kas kosmosa aizsardzībai būs jāatrisina tuvākajā laikā, ir cīņa pret tā sauktajiem inspekcijas pavadoņiem. Mēs zinām, ka amerikāņi tos izmanto. Tika publicēti dati par divu mazu, aptuveni 220 kilogramus smagu satelītu izveidi un palaišanu ģeostacionārā orbītā. Mērķis ir kontrolēt to ģeostacionāro kosmosa kuģu darbību. Tomēr šie divi orbītā esošie transportlīdzekļi pārvietojas vienā vai otrā virzienā gan Amerikas, gan mūsu ģeostacionārā kosmosa kuģa pārklājuma zonā. Ir ļoti grūti tos pamanīt no Zemes, bet mūsu SKKP to spēja.
Vai MCA varētu būt vēl mazāka? Ir aprēķini: ar izmēru 0,4 metri MCA zvaigžņu lielums būs aptuveni M18. Un, ja tas ir vēl mazāks, tad satelīts kļūst neatšķirams no Zemes, un cīnīties ar šādu "neredzamību" praktiski nav iespējams. Ko darīt?
"Viens no svarīgākajiem virzieniem mazu kosmosa kuģu attīstībā ir ģeostacionārās orbītas pārbaude," uzskata Fatejevs. - Ja mēs to spēsim, tas būs panākums. Bet tam mums ir vajadzīgi savi pārbaudes satelīti."
Nākamā grūtākā joma ir kosmosa noteikšanas sistēmas hiperskaņas lidmašīnām (GZVA). Šis ir viens no bīstamākajiem un nopietnākajiem ieročiem, kas lido vidējā augstumā (no 20 līdz 40 km un pat augstāk). Šķiet, un ne satelīts, bet arī ne lidmašīna. Ātrumi - virs 5 Mach. Ne katra radara stacija spēj noteikt. Un tomēr Krievijas kosmosa kontroles sistēma, kurā ir neliels kosmosa kuģis, varēs redzēt šādus hiperskaņas transportlīdzekļus. Tā kā tie sakarst līdz 1000 grādiem un rada ap tiem plazmas lauku, GZVA "nosegšanai" nepieciešami tikai deviņi nelieli kosmosa kuģi.
Visbeidzot, ir jāizveido grupa jonosfēras operatīvai kontrolei, tai skaitā apkārtpolārajā reģionā. Tas ir ārkārtīgi svarīgi, jo īpaši, risinot problēmas, kas saistītas ar GLONASS precizitātes palielināšanu. Kļūdas koordinātu noteikšanā joprojām ir ievērojamas, un līdz 2020. gadam tās ir ievērojami jāsamazina. Tas ir nepieciešams arī saistībā ar aviācijas un kosmosa aizsardzības sistēmas radaru iekārtu nodošanu ekspluatācijā. Bez dziļām zināšanām par jonosfēras īpašībām mēs nevarēsim atrisināt radaru mērķu koordinātu precīzas noteikšanas problēmu. Uzdevums ir diezgan atrisināms, izmantojot nelielu jonosfēras novērošanas ierīču grupu.
No darba kārtības nav izņemta arī problēma, kas saistīta ar nepārtrauktu radiācijas monitoringu zemes tuvumā.
Universāls instruments
Kā redzam, lai atrisinātu dažādus uzdevumus, tostarp tos, kas saskaras ar karaspēku, ir jāizstrādā daudzpavadoņu informācijas atbalsta sistēma. Tas nenozīmē, ka katrai no 10–12 iepriekš apskatītajām sistēmām ir nepieciešama atsevišķa grupēšana. Tas būs pārāk dārgi. Pēc Fatejeva domām, to visu var un vajag apvienot vienā grupā, kuras pamatā ir savstarpēja radiosakaru veidošana starp visiem tuvākajiem mazajiem kosmosa kuģiem, kas veido tīklu. Ikviens redz milimetru viļņu kanālā kaimiņu un caur viņu pārraida savu informāciju.
Vienlaikus tiek risināts vissvarīgākais uzdevums - globālas informācijas izveides sistēmas izveide starp jebkuru zemes un kosmosa patērētāju. Ja tas tiek sasniegts, informāciju no jebkura neliela kosmosa kuģa var pārsūtīt uz vēlamo Zemes punktu neatkarīgi no tā, vai tas ir kaujas vadības signāli no komandiera padotajam vai izlūkošana no citiem transportlīdzekļiem. Turklāt viena vai trīs mazu kosmosa kuģu pastāvīgas klātbūtnes dēļ patērētāja redzamības zonā (centrālā militārā pavēlniecība) izlūkošanas informācija tiek pārraidīta reālā laikā no jebkuras vietas.
Tādējādi viens universāls daudzsatelītu zvaigznājs atrisina problēmas, kas saistītas ar globālu sakaru nodrošināšanu, visaptverošu operatīvo izlūkošanu operāciju un zemes tuvumā, pilnīgu Zemes gravitācijas lauka kontroli (diemžēl Krievija tagad ir palikusi bez orbītas ģeodēziskajām sistēmām) un laika apstākļi … militāri un miermīlīgiem mērķiem. Turklāt visinteresantākais civilā pieteikums ietekmēs katru no mums. Runa ir par "Kosmosa interneta" idejas īstenošanu. Dažas valstis jau veido šādus projektus. "Kosmosa internets" izvirzīs Krieviju starp visinformatīvāk attīstītajām valstīm.
"Atliek pārliecināt mūsu militāro klientu par ierosinātās universālās vienotas divējāda lietojuma mazu kosmosa kuģu sistēmas efektivitāti," rezumē Fatejevs. - Protams, ir problēmas. Ir nepieciešams izstrādāt pilnīgi jaunas informācijas un kosmosa tehnoloģijas. Turklāt, jo mazāks ir kosmosa kuģis, jo īsāks ir tā orbitālais kalpošanas laiks. Tāpēc būs jāparedz vai nu orbītas augstuma palielināšana, vai savlaicīga mazā kosmosa kuģa nomaiņa. Turklāt ir nepieciešams izveidotās vienotās sistēmas ekonomiskais novērtējums, lai saprastu, cik tas būs izdevīgi valstij."
Kas formulēs darba uzdevumu?
Viena no problēmām ir, pēc ekspertu domām, ka pasūtītājam, tas ir, Aizsardzības ministrijai, nav pieredzes to izveidē un izmantošanā. Otrs šķērslis ir taktisko un tehnisko prasību trūkums šādiem maziem kosmosa kuģiem. Līdz šim neviens nav skaidri un precīzi pateicis, kādam jābūt TK.
Protams, ir attiecīgas iestādes, pētniecības institūti un savstarpēji saistīti standarti. “Saskaņā ar starptautisko klasifikāciju MCA ir sadalīti ierīcēs no 500 līdz 100 kilogramiem, no 100 līdz 10 kilogramiem, no 10 līdz 1 kilogramam, no kilogramiem līdz 100 gramiem,” atgādina Vladimirs Letunovs, integrētās attīstības ģenerāldirektors. Tehnoloģijas NCCI. - Svarīgs ir arī ierīču izmērs. Objekti, kuru diametrs ir mazāks par 10 centimetriem, netiek identificēti, izmantojot radio vadību, un tos var redzēt caur optiku tikai noteiktos augstumos."
Pastāv izpratne, ka šādiem maziem kosmosa kuģiem jāizstrādā vienota platforma. Bet plāns vēl nav konkretizēts. Pamats, uz kura tiek veidota grupēšana, ir skaidrs, ir klasifikatoru, ierobežojumu un komponentu kopums. Pēc Letunova teiktā, pārskatāmā nākotnē 90 procenti kosmosa kuģu būs mazas klases, un nākotne būs aiz muguras.
NPO galvenā projektētāja vietnieks Lavočkins Nikolajs Kļimenko skaidroja, ka viņu uzņēmums jau sen un mērķtiecīgi veicis darbu pie MCA izveides un tam ir atbilstošs pamats. Tika izveidota modificētā kosmosa platforma "Karat-200". Pamatojoties uz to, tiek piedāvāti lietišķie zinātniskie un tehniskie risinājumi. Kosmosā jau ir bijuši vairāki eksperimentāli transportlīdzekļi. Ir arī citi šāda veida kosmosa kuģu projekti lietišķo problēmu risināšanai militārās interesēs. Tomēr Aizsardzības ministrija vēl nav devusi priekšroku ražošanai.
Pulvera kolbas ir tukšas
Vai Krievijai ir koncepcija mazu kosmosa kuģu palaišanai un izmantošanai? Diemžēl … Lai gan pirmo reizi tika izvirzīts priekšlikums par mazā kosmosa kuģa izmantošanu, mēs atkārtojam bijušo militāro kosmosa spēku komandieri ģenerālpulkvedi Vladimiru Ivanovu. Viņa ideja bija tāda, ka lielie pavadoņi ir augstākajai vadībai, MCA - karaspēka grupējumiem. Tas bija pirms 20 gadiem, bet koncepcija nekad nav īstenota. Kāpēc?
Bija nepieciešami īpaši gadījumi. Jo īpaši tika plānota virkne mazu radaru aparātu ar koda nosaukumu "Condor". Tie nav izstrādāti. Tagad tikai viens no šiem transportlīdzekļiem atrodas orbītā. Kāpēc tas nedarbojās? Jo pretoties lieliem un maziem kosmosa kuģiem ir neproduktīvi un nepareizi. Viņiem vajadzētu papildināt viens otru. Miera laikā atsauces datu bāzu veidošanai ir vajadzīgas augstas veiktspējas ierīces. MCA neatrisina šo problēmu. Un lielie var. Agrāk, īpašā periodā, tas ir, pirms kara, saskaņā ar esošajiem kanoniem bija paredzēts orbitālo grupu izveidot uz kosmosa kuģu munīcijas rēķina. Bet tas neeksistē daudzus gadus, vienkārši nav nekā, kas papildinātu orbitālo grupu. Tomēr vajadzētu būt munīcijai. Jo, kad raķešu maršrutu kartēs kļūst nepieciešams ievadīt nepieciešamos datus, galvenā loma vairs nav tik daudz snieguma, cik novērošanas biežumā. Grupējuma pieaugums paredz ne tikai aparātu skaita pieaugumu: 20–25–30 … Neviena ekonomika to nevar izturēt. Tas nozīmē, ka daudzums ir precīzi jāaprēķina. Militārajam departamentam būs piemērots divu līdz trīs stundu novērošanas periods.
Ir nepieciešams pēc iespējas vienkāršot dizainu, samazināt produktu izmaksas, izmantojot šim nolūkam komerciālos piedāvājumus. Kā rāda vietējo konfliktu pieredze, to ilgums ir no nedēļas līdz gadam. Tas nozīmē, ka MCA aktīvās pastāvēšanas periodam jābūt samērīgam. Galvenais ir novērst situāciju, kad gatavība palaišanai tiks nodrošināta tikai līdz karadarbības beigām.
Bet tam ir jāizstrādā atbilstoša koncepcija. Sagatavošanās periods šādu ierīču palaišanai no komandas saņemšanas ir nedēļa. Pēc izstrādātāju domām, būtu ieteicams:
- izveidot koncepciju par orbītas zvaigznāja spēju operatīvu veidošanu īpašā laikposmā, vienlaikus saglabājot prasības attiecībā uz šī standarta lietderīgo slodzi (tām jābūt piemērojamām gan lieliem, gan maziem kosmosa kuģiem);
- izstrādāt vienotas prasības kosmosa kuģu ražošanas tehnoloģijai, kas nodrošinās to paātrinātu izlaišanu;
- izveidot vienotas kosmosa platformas ar modulāru arhitektūru un automatizētām saskarnēm paātrinātai integrācijai kosmosa sistēmās (lai visiem izstrādātājiem būtu skaidrs priekšstats par to, kā un no kā mēs izgatavosim ierīci);
- ieviest krievu saskarnes, kas nodrošinās kosmosa platformu darbību dažādos apstākļos.
Visbeidzot, būtu pareizi savākt ekspertu kopienu, tostarp aizsardzības nozares kompleksa un pasūtījumu organizāciju pārstāvjus, lai īpašā laika posmā pieņemtu lēmumu par šādas daudzfunkcionālas kopīgas kosmosa kuģu grupas izmantošanu.
Kamēr netiks īstenotas iepriekš minētās pieejas, Krievijas kosmosa orbītā nekas jauns neparādīsies.
