חלליות קטנות יכולות לעשות יותר
למרות היריבות של מעצמות החלל המובילות בפיתוח רכבי שיגור בעלי קיבולת גבוהה, בעתיד הקרוב תתפתח במהירות חלליות קטנות ואולטרה קטנות (SSC). אילו משימות יפתרו?
בתנאי עומס בחלל הקרוב לכדור הארץ, יתכן שהיתר על החללית הקטנה מבטיח מאוד. ולא רק בגלל שהם זולים פי כמה ממנועי רב טון, ויעילותם לא פחותה.
מפלצות במסלול
אחד הכיוונים החשובים ביותר בפיתוח מערכות חלליות קטנות הוא תמיכה במידע לחיילים. רוסיה הייתה הראשונה מבין המדינות שהציבה את הציוד המתאים על גבי חללית קטנה במיוחד. בשנת 1995, כיוון זה נתמך, וכמו שאומרים, ברוך מפקד כוחות החלל הצבאיים (1989-1992), אלוף-משנה גנרל ולדימיר איבנוב. כדי ליישם את התוכנית התכנסה קבוצת מדענים צעירים בניצוחו של האלוף ויאצ'סלב פאטייב.
ניתן ליצור חלליות קטנות בין כותלי אוניברסיטה
צילום: bmstu.ru
מה הקשר לחללית הקטנה לתמיכת מידע של קיבוצי כוחות קרקעיים והגנה על חלל? העובדה היא שלכל מערכת חלל מסורתית יש יתרונות וחסרונות. אחרי הכל, לא בכדי פיתוח מסלולים התקדם בעלייה מתמדת בגודל ובמשקל - הדבר נדרש על ידי הציוד שהונח עליהם. קח לווייני סיור אופטיים-אלקטרוניים. הרזולוציה שלהם פרופורציונלית לקוטר העדשה של הטלסקופ המשולב. המסה של אופטיקה, שנותנת תוצאות מקובלות לסיור, מסתה של שלושה עד חמישה טון. לוויינים המצוידים בציוד כזה מייצרים תמונות טובות. אך מסיבות כלכליות, מעט מאוד חלליות כאלה משוגרות, והן פיזית אינן יכולות להיות בנקודה הנכונה של המסלול כדי לשלוט במצב באזור שנבחר באופן שרירותי. או שיהיו הרבה לווייני סיור כאלה, או שתצטרך לקבל שליטה מהחלל בשדה קרב מסוים אפשרית במקרה הטוב פעמיים -שלוש ביום. בנוסף, פענוח תמונות שטח לזיהוי מטרות דורש, ככלל, השקעת זמן רבה, דבר שאינו מקובל בתנאי לחימה.
האינטליגנציה האלקטרונית מציבה דרישות רציניות גם לרכב המוביל: כדי להגדיל את הרזולוציה, יש לפזר את המקלטים המשולבים עד כמה שניתן, אך יש גבול - ממדי הלוויין.
לסיור מכ ם בחלל, המבוסס על העיקרון של חד-מיקום, יש דרישות משלו. כאן, יש צורך בהספק רב יותר ממערכת אספקת החשמל המשולבת, מה שמגדיל את העומס. בנוסף, מערכת כזו מספקת זווית תצפית אחת בלבד וקל להונות אותה באמצעות מטרות שווא בצורה של מחזירי הפינה הפשוטים ביותר.
פינו מקום ל"ילדים "!
מסתבר שעם שיטות מסורתיות של סיור חלל חללית לא יכולה להיות קטנה בהגדרה. המשמעות היא שהגיע הזמן לאמץ שיטות אחרות. בפורום צבא 2015, הם הוקדשו ל"שולחן עגול "" חללית קטנה - כלי לפתרון בעיות של הגנה אווירית."
התחום הראשון הוא חקר רב -ספקטרלי. לדברי ויאצ'סלב פאטייב, עם טלסקופ בקוטר מינימלי, אנו יכולים, כפי שאומרים, לכסות את המטרה ולצלם ברזולוציה נמוכה.אך אם נוסיף לזה דיוקן רב-ספקטרלי של המטרה, אזי באמצעות המחשב המשולב נקבל תמונה באיכות גבוהה בזמן אמת. מערכת סיור אופטית ללא טלסקופ גדול מתגלה כקומפקטית למדי, ומהירות עיבוד האיתות באמצעים מודרניים גבוהה. הניסויים שבוצעו הראו תוצאות מבטיחות, אך טרם נטען על ידי משרד הביטחון. אבל בארצות הברית, על פי עיקרון זה, כבר נוצרה החללית לתמיכת מידע בשדה הקרב TACSAT.
הכיוון השני הוא פיתוח האינטליגנציה האלקטרונית. עם מרחק בין לוויינים של 10-50 קילומטרים, הרזולוציה של מערכת החלל עולה פי מאות עקב הגידול בבסיס המדידה. חושבו הפרמטרים של החללית הנדרשים למטרות אלה. משקלו 100 ק ג בלבד. ומערכת של שלוש או ארבע חלליות קטנות כאלה תוכל לספק תקשורת דו -צדדית בשדה הקרב, ניטור כלי רכב, שטח, אווירה … דיוק קביעת הקואורדינטות הוא מטרים. כיום, מערכת כזו מבוקשת מאוד מצד כוחות טילים ותותחים. אבל כדי לקבל פקודה על כך, עלינו שוב לעבוד ברצינות מול משרד הביטחון.
ביחס לרדאר, מומחים בדקו את האפשרות של תאורת רדיו של צד שלישי של המטרה או הקרנתו מלוויינים אחרים - כאילו מהצד. מה זה עושה?
"לוויין אחד של האשכול עם משדר מקרין את פני כדור הארץ ומטרותיו, והלוויינים הקלים הממוקמים לידו (ללא משדרים ומערכות אספקת חשמל חזקות) מקבלים אות תגובה", מסביר פטב, "ובונה תמונות רדיו של מטרות אלה. יתר על כן, באשכול אנו מקבלים לא אחת, אלא כמה תמונות רדיו בבת אחת, מה שמבטל את האפשרות של הפרעה ופותח את האפשרות לפתוח מטרות רעולי פנים ".
מדענים ערכו ניסוי בתאורת רדיו למטרה באמצעות חלליות GLONASS. האות היה חלש. עם זאת, שבע תמונות רדיו של המטרה שנצפתה סונתזו עם תאורה משבעה לוויינים בבת אחת. זה הפך לכיוון עבודה חדש. אם לשפוט לפי הפרסומים בעיתונות הזרה, הם התעניינו בניסוי בחו ל. סוכנות החלל האירופית מתכוונת לחזור על זה. אבל לא משנה מה הם יצליחו, כאן היינו הראשונים.
שמירה על גבולות המסלול
לתמיכת מידע של חיילים, חשוב לפתור לא רק את הבעיה של חיבור מבצעי של יחידות משנה באזור עימות צבאי, אלא גם את הבעיה של תקשורת מבצעית גלובלית של קיבוצים צבאיים מרוחקים (קבוצות של ספינות ימיות, קיבוצי תעופה.) עם הפיקוד הצבאי המרכזי. כפי שמראה הניסיון המקומי והזר, כל הבעיות הללו פשוטות ויציבות יחסית לפתרון בעזרת קיבוצי מסלול נמוך של תקשורת חללית קטנה.
תחום חשוב נוסף של תמיכת מידע לחיילים הוא השליטה העולמית במזג האוויר באזורי פעולות לחימה ואזורי פריסה מחדש של כוחות. זה גם בסמכותן של קבוצות ה- ICA. הניסיון שלנו וזרים הוכיח זאת.
כיוון נוסף הוא שיפור דרג החלל של אזור מזרח קזחסטן. כאן, על פי ויאצ'סלב פאטייב, היישום הראשון והמוצלח ביותר של החללית הקטנה הוא פיתוח מערכת בקרת החלל (OMSS). מספר לוויינים בין-שדות ממוקמים במסלול. הדוגמנות מצביעות על כך שרק שמונה חלליות בכוכבית יאפשרו להבהיר את המטרה של כל אובייקט חדש תוך חצי שעה. כעת, במערכות אופטואלקטוריות ומערכות מכ ם, זה לוקח מספר שעות.
יתרון נוסף ביצירת דרג שטח כזה הוא שאין לנו מתקנים קרקעיים שיצפו במסלולים בעלי נטייה של פחות מ -30 מעלות. הם אינם זמינים לנו, אך מערכת זו תגרום לפתרון המשימה.
אפשר להרחיב את דרג החלל של ה- SKKP גם על ידי יצירת אמצעי סיור אלקטרוניים. לשם כך, חלליות קטנות מצוידות במיירטים אלקטרוניים.כתוצאה מכך, ניתן להתבונן ברחבי העולם בכל מערכות התקשורת הגיאו -סטציונריות שבעבר לא היו זמינות לשליטה.
בעיה נוספת שההגנה האווירית תצטרך לפתור בעתיד הקרוב היא המאבק נגד מה שמכונה לווייני הבדיקה. אנחנו יודעים שהאמריקאים משתמשים בהם. פורסמו נתונים על היצירה והשיגור למסלול גיאו -סטציונרי של שני לוויינים קטנים במשקל של כ -220 קילוגרם. המטרה היא לשלוט על פעולת החללית הגיאו -סטציונרית שלהם. עם זאת, שני כלי הרכב האלה במסלול נעים בכיוון זה או אחר בשטח הכיסוי של החלליות האמריקאיות והחלליות הגיאו -סטציונליות שלנו. קשה מאוד לזהות אותם מכדור הארץ, אך ה- SKKP שלנו הצליח לעשות זאת.
האם MCA יכול להיות קטן עוד יותר? ישנם חישובים: בגודל של 0.4 מטר, גודל הכוכבים של ה- MCA יהיה כ- M18. ואם הוא אפילו קטן יותר, אז הלוויין הופך לבלתי ניתן להבדיל מכדור הארץ, וכמעט בלתי אפשרי להילחם ב"אי -נראות "כזו. מה לעשות?
"אחד הכיוונים החשובים ביותר בפיתוח חלליות קטנות הוא בדיקת המסלול הגיאו -סטציונרי", סבור פטב. - אם נצליח לעשות זאת, תהיה הצלחה. אך לשם כך אנו זקוקים ללווייני בדיקה משלנו ".
התחום הקשה הבא הוא מערכות גילוי חלל למטוסים היפרסוניים (GZVA). זהו אחד הנשק המסוכן והרציני ביותר שטס בגובה בינוני (מ 20 עד 40 ק"מ ואף גבוה יותר). זה נראה, ולא לוויין, אבל גם לא מטוס. מהירות - מעל מאך 5. לא כל תחנת מכ"ם מסוגלת לזהות. ובכל זאת, מערכת בקרת החלל הרוסית, שיש לה חללית קטנה, תוכל לראות כלי רכב היפרסוניים כאלה. מכיוון שהם מתחממים עד 1000 מעלות ויוצרים שדה פלזמה סביבם, רק תשע חלליות קטנות נדרשות כדי "לכסות" את ה- GZVA.
לבסוף, יש צורך ליצור קבוצה לשליטה מבצעית ביונוספירה, כולל באזור הציר -קוטבי. זה חשוב ביותר, במיוחד בעת פתרון בעיות של הגדלת הדיוק של GLONASS. טעויות בקביעת הקואורדינטות עדיין משמעותיות כיום, ועד 2020 יש להפחית אותן באופן משמעותי. הדבר נחוץ גם בקשר עם הזמנת מתקני מכ"ם מעל האופק של מערכת ההגנה האווירית. ללא ידיעה מעמיקה של המאפיינים של האינוסופירה, לא נוכל לפתור את הבעיה של קביעת מדויק של קואורדינטות מטרות המכ"ם. המשימה די ניתנת לפתרון בעזרת קיבוץ התקני ניטור יונוספריים קטנים.
גם בעיית ניטור הקרינה המתמשכת בחלל הקרוב לכדור הארץ אינה מוסרת מסדר היום.
כלי אוניברסלי
כפי שאנו יכולים לראות, על מנת לפתור מגוון משימות, כולל אלה העומדות בפני הכוחות, יש צורך בפיתוח מערכת תמיכה במידע רב לוויין. אין זה אומר שכל אחת מ -10–12 המערכות שנדונו לעיל דורשת קיבוץ נפרד. זה יהיה יקר מדי. לדברי פאטייב, ניתן וצריך לשלב את כל זה לקבוצה אחת, שהבסיס שלה הוא תקשורת רדיו הדדית בין כל החלליות הקטנות הקרובות ביותר שיוצרות את הרשת. כולם רואים שכנה בערוץ הגלים מילימטר ומעבירים דרכו את המידע שלו.
במקביל, המשימה החשובה ביותר נפתרת - יצירת מערכת גלובלית להעברת מידע בין כל צרכני שטח וחלל. אם זה מושג, ניתן להעביר מידע מכל חללית קטנה לנקודה הרצויה על פני כדור הארץ, בין אם מדובר באותות בקרה קרביים ממפקד לפקיד או מודיעין מכלי רכב אחרים. יתר על כן, בשל נוכחותם המתמדת של אחת או שלוש חלליות קטנות באזור הראות של הצרכן (פיקוד צבאי מרכזי), מידע מודיעיני מועבר בזמן אמת מכל מקום.
לפיכך, קבוצת כוכבים אוניברסלית רב-לוויינית אחת פותרת את הבעיות של מתן תקשורת גלובלית, סיור מבצעי מקיף של תיאטרון פעולות וחלל הקרוב לכדור הארץ, שליטה מלאה בשדה הכבידה של כדור הארץ (לרוע המזל, רוסיה נשארת כעת ללא מערכות גיאודטיות מסלוליות) ו מזג אוויר … צבאי, ולמטרות שלום. יתר על כן, היישום האזרחי המעניין ביותר ישפיע על כל אחד מאיתנו. מדובר ביישום הרעיון של "אינטרנט בחלל". יש מדינות שכבר בנות פרויקטים כאלה. "אינטרנט בחלל" ימנה את רוסיה בין המדינות המפותחות ביותר מבחינה מידע.
"נשאר לשכנע את הלקוח הצבאי שלנו באפקטיביות של המערכת היחידה האוניברסלית המוצעת של חלליות קטנות לשימוש דו-שימושי", מסכם פטב. - כמובן שיש בעיות. יש צורך לפתח טכנולוגיות מידע וחלל חדשות לגמרי. בנוסף, ככל שהחללית קטנה יותר כך אורכה המסלול קצר יותר. לכן יהיה צורך להגדיל את גובה המסלול או להחליף בזמן את החללית הקטנה. בנוסף, יש צורך בהערכה כלכלית של המערכת המאוחדת שנוצרת על מנת להבין עד כמה היא תועיל למדינה ".
מי ינסח את תנאי ההתייחסות?
אחת הבעיות היא, אומרים המומחים, שללקוח, כלומר משרד הביטחון, אין ניסיון ביצירה ושימוש בהן. המכשול השני הוא היעדר דרישות טקטיות וטכניות לחלליות קטנות כאלה. עד כה, אף אחד לא אמר בצורה ברורה ומדויקת מה צריך להיות ה- TK.
כמובן, ישנם מוסדות רלוונטיים, מכוני מחקר ותקנים הקשורים זה בזה. "בהתאם לסיווג הבינלאומי, MCA מחולקים למכשירים שבין 500 ל -100 ק"ג, מ -10 ל -10 ק"ג, מ -10 ל -1 ק"ג, מק"ג ל -100 גרם", נזכר ולדימיר לטונוב, מנכ"ל הפיתוח המשולב של טכנולוגיות NCCI. - גם גודל המכשירים משנה. עצמים בקוטר של פחות מ -10 סנטימטרים אינם מזוהים באמצעות בקרת רדיו, וניתן לראותם באמצעות אופטיקה רק בגבהים מסוימים ".
יש הבנה שצריך לפתח פלטפורמה אחת לחלליות קטנות כאלה. אך התוכנית טרם נתמשה. הבסיסים שעליהם בנויה הקיבוץ ברורים, יש קבוצה של מסווגים, הגבלות ורכיבים. לדברי לטונוב, בעתיד הנראה לעין, 90 אחוזים מהחלליות יהיו ממעמד קטן, כשהעתיד מאחוריהם.
סגן המעצב הראשי של NPO על שמו לאבוצ'קין ניקולאי קלימנקו הסביר כי החברה שלהם ביצעה עבודות ארוכות ומכוונות ביצירת MCA ויש לה יסוד תואם. פלטפורמת החלל שהשתנתה "Karat-200" נוצרה. פתרונות מדעיים וטכניים יישומיים מוצעים על בסיסו. מספר כלי ניסוי כבר היו בחלל. ישנם פרויקטים של חלליות אחרות מסוג זה לפתרון בעיות יישומיות לטובת הצבא. עם זאת, משרד הביטחון טרם נתן את החסות לייצור.
צלוחיות האבקה ריקות
האם לרוסיה יש מושג לשיגור ושימוש בחלליות קטנות? אבוי … למרות שלראשונה הוצעה הצעה לשימוש בחללית הקטנה, אנו חוזרים על ידי מפקד כוחות החלל הצבאיים לשעבר, אלוף-משנה גנרל ולדימיר איבנוב. הרעיון שלו היה שלוויינים גדולים מיועדים להנהגה הבכירה, ה- MCA מיועד לקבוצות חיילים. זה היה לפני 20 שנה, אבל הרעיון מעולם לא יושם. למה?
נדרשו מקרים ספציפיים. בפרט תוכננה סדרת מכשירי מכ"ם קטנים בשם הקוד "קונדור". הם לא פותחו. כעת רק אחד מכלי הרכב האלה נמצא במסלול. למה זה לא עבד? כי התנגדות לחלליות גדולות וקטנות היא יצרנית לא נכונה ושגויה. הם צריכים להשלים אחד את השני. בימי שלום, יש צורך בהתקנים בעלי ביצועים גבוהים כדי ליצור את מאגרי המידע. MCA אינו פותר בעיה זו. והגדולים יכולים. מוקדם יותר, בתקופה מיוחדת, כלומר לפני המלחמה, על פי הקנונים הקיימים, תוכנן לבנות את קבוצת המסלולים על חשבון תחמושת חללית. אבל הוא לא קיים שנים רבות, פשוט אין מה לחדש את קבוצת המסלולים. עם זאת, צריכה להיות תחמושת. מכיוון שכאשר יהיה צורך להכניס את הנתונים הדרושים למפות תוואי הטילים, התפקיד העיקרי הוא כבר לא כל כך הרבה ביצועים כמו תדירות התצפית. גידול הקיבוץ מניח לא רק עלייה במספר המכשירים: 20–25–30 … אף כלכלה לא יכולה לעמוד בכך. המשמעות היא שיש לחשב את הכמות בצורה מדויקת.תקופת תצפית של שעתיים -שלוש תתאים למחלקה הצבאית.
יש צורך לפשט את העיצוב ככל האפשר, כדי להפחית את עלות המוצרים, באמצעות הצעות מסחריות לכך. כפי שמראה ניסיון העימותים המקומיים, משך הזמן הוא משבוע לשנה. המשמעות היא שתקופת הקיום הפעיל של ה- MCA חייבת להיות בהתאמה. העיקר הוא למנוע מצב בו מוכנות השיגור תובטח רק עם סיום פעולות האיבה.
אבל זה דורש פיתוח מושג מתאים. תקופת ההכנה להשקת מכשירים מסוג זה מיום קבלת הפקודה הינה שבוע. לדעת המפתחים, רצוי:
- ליצור מושג של בנייה מבצעית של יכולות קבוצת הכוכבים במסלול בתקופה מיוחדת תוך שמירה על דרישות מטען לתקן זה (הן צריכות להיות ישימות גם לחלליות גדולות וגם קטנות);
- לפתח דרישות אחידות לטכנולוגיה של ייצור חלליות, שיבטיחו את שחרורן המואץ;
- ליצור פלטפורמות חלל מאוחדות עם ארכיטקטורה מודולרית וממשקים אוטומטיים לשילוב מואץ במערכות חלל (כך שלכל המפתחים יהיה מושג ברור כיצד וממה נכין את המכשיר);
- להציג ממשקים רוסיים שיבטיחו את תפקוד פלטפורמות החלל בתנאים שונים.
לבסוף, יהיה נכון לאסוף קהילת מומחים, הכוללת נציגים של מתחם התעשייה הביטחונית וגופים מזמינים, על מנת להחליט על השימוש בקיבוץ משותף רב -תכליתי כזה של חלליות בפרק זמן מיוחד.
עד ליישום הגישות האמורות, לא יופיע דבר חדש במסלולי החלל של רוסיה.
