Yüksek kapasiteli fırlatma araçlarının geliştirilmesinde önde gelen uzay güçlerinin rekabetine rağmen, yakın gelecekte küçük ve ultra küçük uzay araçları (SSC) hızla gelişecektir. Hangi görevleri çözecekler?
Dünya'ya yakın uzaydaki tıkanıklık koşullarında, küçük uzay aracındaki payın çok umut verici olduğu ortaya çıkabilir. Ve sadece çok tonlu motorlardan birkaç kat daha ucuz oldukları ve verimlilikleri daha az olmadığı için değil.
Yörüngedeki canavarlar
Küçük uzay aracı sistemlerinin geliştirilmesindeki en önemli yönlerden biri, birlikler için bilgi desteğidir. Rusya, ultra küçük bir uzay aracına uygun ekipmanı yerleştiren ülkelerden ilkiydi. 1995 yılında, bu yön desteklendi ve dedikleri gibi, Askeri Uzay Kuvvetleri Komutanı (1989-1992), Albay-General Vladimir Ivanov tarafından kutsandı. Planı uygulamak için, Tümgeneral Vyacheslav Fateev liderliğinde bir grup genç bilim adamı toplandı.
Bir üniversitenin duvarları içinde küçük uzay aracı oluşturulabilir
Fotoğraf: bmstu.ru
Küçük uzay aracının, kara birliklerinin bilgi desteği ve havacılık savunması ile ne ilgisi var? Gerçek şu ki, her geleneksel uzay sisteminin artıları ve eksileri vardır. Sonuçta, yörüngelerin gelişiminin boyut ve ağırlıkta sürekli bir artışla devam etmesi sebepsiz değildir - bu, üzerlerine yerleştirilen ekipman için gerekliydi. Optik-elektronik keşif uydularını alın. Çözünürlükleri, yerleşik teleskopun lens çapıyla orantılıdır. Keşif için kabul edilebilir sonuçlar veren optik, üç ila beş tonluk bir kütleye sahiptir. Bu tür ekipmanlarla donatılmış uydular iyi görüntüler üretir. Ancak ekonomik nedenlerden dolayı, bu tür çok az uzay aracı fırlatılır ve fiziksel olarak, keyfi olarak seçilen bir alandaki durumu kontrol etmek için yörüngenin doğru noktasında olamazlar. Ya bu tür çok sayıda keşif uydusu olmalı ya da belirli bir savaş alanında uzaydan kontrolün günde en fazla iki veya üç kez mümkün olduğunu kabul etmek zorunda kalacaksınız. Ek olarak, hedef tanıma için uzay görüntülerinin deşifre edilmesi, kural olarak, savaş koşullarında kabul edilemez olan büyük bir zaman yatırımı gerektirir.
Elektronik zeka, taşıyıcı araçtan da ciddi taleplerde bulunur: çözünürlüğü artırmak için, yerleşik alıcıların mümkün olduğunca yayılması gerekir, ancak bir sınır vardır - uydunun boyutları.
Monolokasyon ilkesine dayanan uzay radarı keşfinin kendi gereksinimleri vardır. Burada, yükü artıran yerleşik güç kaynağı sisteminden daha fazla güce ihtiyaç duyulur. Ayrıca böyle bir sistem sadece bir gözlem açısı sağlar ve en basit köşe reflektörleri şeklinde yanlış hedefler kullanarak onu aldatmak kolaydır.
"Çocuklara" yol açın!
Geleneksel uzay keşif yöntemleriyle bir uzay aracının tanımı gereği küçük olamayacağı ortaya çıktı. Bu, diğer yöntemleri benimseme zamanının geldiği anlamına gelir. Ordu-2015 forumunda, "yuvarlak masa" "Küçük uzay aracı - havacılık savunması sorunlarını çözmek için bir araç" a adandılar.
İlk alan multispektral keşiftir. Vyacheslav Fateev'e göre, minimum çapa sahip bir teleskopla, dedikleri gibi hedefi kapatabilir ve düşük çözünürlüklü bir fotoğraf çekebiliriz. Ancak buna hedefin multispektral bir portresini eklersek, yerleşik bilgisayarı kullanarak gerçek zamanlı olarak yüksek kaliteli bir görüntü elde ederiz. Büyük bir teleskopu olmayan bir optik keşif sisteminin oldukça kompakt olduğu ve modern yollarla sinyal işleme hızının yüksek olduğu ortaya çıktı. Yapılan deneyler umut verici sonuçlar verdi, ancak henüz Savunma Bakanlığı tarafından talep edilmedi. Ancak ABD'de, bu prensipte, TACSAT savaş alanının bilgi desteği için uzay aracı zaten yaratılmıştır.
İkinci yön, elektronik zekanın geliştirilmesidir. Uydular arasındaki 10-50 kilometrelik bir mesafe ile uzay sisteminin çözünürlüğü, ölçüm tabanındaki artıştan dolayı yüzlerce kat artmaktadır. Bu amaçlar için gerekli olan uzay aracının parametreleri hesaplanmıştır. Sadece 100 kilogram ağırlığındadır. Ve bu tür üç veya dört küçük uzay aracından oluşan bir sistem, savaş alanında çift yönlü iletişim sağlayabilecek, araçları, bölgeyi, atmosferi izleyebilecek … Koordinat belirleme doğruluğu metredir. Bugün, böyle bir sistem füze kuvvetleri ve topçu tarafından büyük talep görüyor. Ancak bunun için bir emir alabilmek için yine Savunma Bakanlığı ile ciddi bir şekilde çalışmamız gerekiyor.
Radarla ilgili olarak, uzmanlar, üçüncü taraf radyo tarafından hedefin aydınlatılması veya diğer uydulardan ışınlanması olasılığını araştırdı - sanki yandan. Bu ne işe yarıyor?
Fateev, “Bir vericiye sahip kümenin bir uydusu, Dünya'nın yüzeyini ve hedeflerini ışınlar ve yanında bulunan hafif uydular (vericiler ve güçlü güç kaynağı sistemleri olmadan) bir yanıt sinyali alır” diye açıklıyor Fateev, “ve bu hedeflerin radyo görüntülerini oluşturuyor.. Dahası, kümede bir değil, aynı anda birkaç radyo görüntüsü alıyoruz, bu da girişim olasılığını ortadan kaldırıyor ve maskeli hedefleri açma olasılığını açıyor."
Bilim adamları, GLONASS uzay aracını kullanarak hedef radyo aydınlatması üzerinde bir deney yaptılar. Sinyal zayıftı. Bununla birlikte, gözlemlenen hedefin yedi radyo görüntüsü, aynı anda yedi uydudan gelen aydınlatma ile sentezlendi. Bu yeni bir çalışma yönü haline geldi. Yabancı basında çıkan yayınlara bakılırsa, yurtdışındaki deneyle ilgilenmeye başladılar. Avrupa Uzay Ajansı bunu tekrarlamayı planlıyor. Ama ne başarılı olurlarsa olsunlar, burada ilk biz olduk.
Yörünge sınırlarının korunması
Birliklerin bilgi desteği için, yalnızca askeri bir çatışma alanındaki alt birimlerin operasyonel olarak birbirine bağlanması sorununu değil, aynı zamanda uzak askeri grupların (deniz gemileri grupları, havacılık grupları) küresel operasyonel iletişim sorununu da çözmek önemlidir.) merkezi askeri komuta ile. Yerli ve yabancı deneyimlerin gösterdiği gibi, tüm bu problemler, küçük uzay aracı iletişimlerinin düşük yörüngeli gruplamalarının yardımıyla çözülmesi nispeten basit ve kararlıdır.
Birlikler için bir diğer önemli bilgi desteği alanı, muharebe operasyonları ve birliklerin yeniden konuşlandırılması alanlarında havanın küresel kontrolüdür. Bu aynı zamanda ICA gruplamalarının da yetkisi dahilindedir. Bizim ve dış tecrübemiz bunu göstermiştir.
Başka bir yön, Doğu Kazakistan bölgesinin uzay kademesinin iyileştirilmesidir. Burada Vyacheslav Fateev'e göre küçük uzay aracının ilk ve en başarılı uygulaması, uzay kontrol sisteminin (OMSS) geliştirilmesidir. Bir dizi çapraz alan uydusu yörüngeye yerleştirilmiştir. Modelleme, takımyıldızdaki yalnızca sekiz uzay aracının, herhangi bir yeni nesnenin hedefini yarım saat içinde netleştirmeyi mümkün kılacağını ileri sürüyor. Şimdi, yer tabanlı optoelektronik ve radar sistemlerinde bu, birkaç saat sürüyor.
Böyle bir uzay kademesi yaratmanın bir başka avantajı da, 30 dereceden daha az eğimli yörüngeleri gözlemleyecek yer tabanlı tesislerimiz olmamasıdır. Bizim için mevcut değiller, ancak bu sistem görevi çözülebilir hale getirecek.
Elektronik keşif araçları yaratarak da SKKP'nin uzay kademesini genişletmek mümkündür. Bunu yapmak için, küçük uzay aracı elektronik önleyicilerle donatılmıştır. Sonuç olarak, daha önce kontrol için kullanılamayan tüm coğrafi sabit iletişim sistemlerini küresel olarak gözlemlemek mümkün hale gelir.
Havacılık savunmasının yakın gelecekte çözmesi gereken bir diğer sorun, sözde denetim uydularına karşı mücadeledir. Amerikalıların onları kullandığını biliyoruz. Yaklaşık 220 kilogram ağırlığındaki iki küçük uydunun oluşturulması ve sabit yörüngeye fırlatılmasıyla ilgili veriler yayınlandı. Amaç, coğrafi olarak sabit uzay araçlarının çalışmasını kontrol etmektir. Ancak yörüngedeki bu iki araç, hem Amerika'nın hem de durağan uzay aracımızın kapsama alanında ya bir yönde ya da diğerinde hareket etmektedir. Onları Dünya'dan tespit etmek çok zor ama bizim SKKP'miz bunu başardı.
MCA daha da küçük olabilir mi? Hesaplamalar var: 0,4 metre büyüklüğünde, MCA'nın yıldız büyüklüğü yaklaşık M18 olacaktır. Ve daha da küçükse, uydu Dünya'dan ayırt edilemez hale gelir ve böyle bir "görünmezlik" ile savaşmak neredeyse imkansızdır. Ne yapalım?
Fateev, "Küçük uzay aracının geliştirilmesindeki en önemli yönlerden biri, durağan yörüngenin incelenmesidir" diyor. - Yapabilirsek, başarı olur. Ancak bunun için kendi denetim uydularımıza ihtiyacımız var."
Bir sonraki en zor alan, hipersonik uçaklar (GZVA) için uzay algılama sistemleridir. Bu, orta irtifalarda (20 ila 40 km ve hatta daha yüksek) uçan en tehlikeli ve ciddi silahlardan biridir. Görünüşe göre uydu değil, uçak da değil. Hızlar - Mach 5'in üzerinde. Her radar istasyonu tespit etme yeteneğine sahip değildir. Yine de küçük bir uzay aracına sahip olan Rus uzay kontrol sistemi, bu tür hipersonik araçları görebilecek. 1000 dereceye kadar ısındıkları ve etraflarında bir plazma alanı oluşturdukları için, GZVA'yı "örtmek" için sadece dokuz küçük uzay aracı gereklidir.
Son olarak, sirkumpolar bölge de dahil olmak üzere iyonosferin operasyonel kontrolü için bir grup oluşturmak gerekir. Bu, özellikle GLONASS'ın doğruluğunu artırma problemlerini çözerken son derece önemlidir. Koordinatları belirlemedeki hatalar bugün hala önemlidir ve 2020 yılına kadar önemli ölçüde azaltılmalıdır. Bu, havacılık savunma sisteminin ufuk ötesi radar tesislerinin devreye alınmasıyla bağlantılı olarak da gereklidir. İyonosferin özellikleri hakkında derin bir bilgi olmadan, radar hedeflerinin koordinatlarını doğru bir şekilde belirleme problemini çözemeyiz. Görev, küçük iyonosferik izleme cihazlarının gruplandırılmasının yardımıyla oldukça çözülebilir.
Dünyaya yakın uzayda sürekli radyasyon izleme sorunu da gündemden kaldırılmış değil.
Evrensel araç
Gördüğümüz gibi, birliklerin karşı karşıya olduğu görevler de dahil olmak üzere çeşitli görevleri çözmek için çok uydulu bir bilgi destek sistemi geliştirmek gerekiyor. Bu, yukarıda tartışılan 10-12 sistemin her birinin ayrı bir gruplandırma gerektirdiği anlamına gelmez. Çok pahalı olacak. Fateev'e göre, tüm bunlar, ağı oluşturan en yakın tüm küçük uzay araçları arasında karşılıklı radyo iletişimi olan bir gruplamada birleştirilebilir ve birleştirilmelidir. Milimetre dalga kanalında herkes bir komşu görür ve onun aracılığıyla bilgisini iletir.
Aynı zamanda, en önemli görev çözülüyor - herhangi bir yer ve uzay tüketicisi arasında bilgi iletmek için küresel bir sistemin oluşturulması. Bu sağlanırsa, herhangi bir küçük uzay aracından gelen bilgiler, ister bir komutandan bir astına savaş kontrol sinyalleri, isterse diğer araçlardan istihbarat olsun, Dünya üzerinde istenen noktaya iletilebilir. Ayrıca, tüketicinin görüş alanında (merkezi askeri komutanlık) bir veya üç küçük uzay aracının sürekli mevcudiyeti nedeniyle, istihbarat bilgileri her yerden gerçek zamanlı olarak iletilir.
Böylece, tek bir evrensel çoklu uydu takımyıldızı, küresel iletişim sağlama, operasyon tiyatrosunun kapsamlı operasyonel keşfi ve dünyaya yakın uzay, Dünya'nın yerçekimi alanının tam kontrolü (ne yazık ki, Rusya artık yörünge jeodezik sistemleri olmadan bırakılmıştır) sorunlarını çözer ve hava … askeri ve barışçıl amaçlar için. Üstelik en ilginç sivil uygulama her birimizi etkileyecek. "Uzay İnterneti" fikrinin uygulanmasıyla ilgilidir. Bazı ülkeler zaten bu tür projeler inşa ediyor. "Uzay İnterneti", Rusya'yı bilgi açısından en gelişmiş ülkeler arasına aday gösterecek.
Fateev, “Askeri müşterimizi, önerilen evrensel tekli çift kullanımlı küçük uzay aracı sisteminin etkinliğine ikna etmeye devam ediyor” diye özetliyor. - Elbette sorunlar var. Tamamen yeni bilgi ve uzay teknolojileri geliştirmek gerekiyor. Ek olarak, uzay aracı ne kadar küçükse, yörünge ömrü o kadar kısa olur. Bu nedenle, yörünge yüksekliğinde bir artış veya küçük uzay aracının zamanında değiştirilmesini sağlamak gerekli olacaktır. Ayrıca, oluşturulmakta olan birleşik sistemin devlete ne kadar faydalı olacağını anlamak için ekonomik bir değerlendirme yapmak gerekiyor."
Görev şartlarını kim formüle edecek?
Sorunlardan biri, uzmanlara göre müşterinin, yani Savunma Bakanlığı'nın bunları oluşturma ve kullanma konusunda hiçbir deneyiminin olmamasıdır. İkinci engel, bu kadar küçük uzay aracı için taktik ve teknik gereksinimlerin olmamasıdır. Şimdiye kadar hiç kimse TK'nin ne olması gerektiğini net ve kesin olarak söylemedi.
Elbette ilgili kurumlar, araştırma enstitüleri ve birbiriyle ilişkili standartlar var. Entegre Geliştirme Genel Müdürü Vladimir Letunov, “Uluslararası sınıflandırmaya göre, MCA, 500 ila 100 kilogram, 100 ila 10 kilogram, 10 ila 1 kilogram, bir kilogramdan 100 grama kadar cihazlara bölünmüştür” diyor. Teknolojiler NCCI. - Cihazların boyutu da önemlidir. Çapı 10 santimetreden küçük olan nesneler radyo kontrollü olarak tanımlanmamakta ve sadece belirli yüksekliklerde optik aracılığıyla görülebilmektedir.
Bu kadar küçük uzay aracı için tek bir platformun geliştirilmesi gerektiği anlayışı var. Ancak plan henüz somutlaşmış değil. Gruplandırmanın yapıldığı temeller açıktır, bir dizi sınıflandırıcı, kısıtlama ve bileşen vardır. Letunov'a göre, öngörülebilir gelecekte uzay araçlarının yüzde 90'ı, geleceği arkalarında bırakarak küçük bir sınıftan olacak.
NPO'nun Baş Tasarımcı Yardımcısı Lavochkin Nikolay Klimenko, şirketlerinin MCA'nın oluşturulması konusunda uzun ve amaçlı bir çalışma yürüttüğünü ve buna uygun bir temele sahip olduğunu açıkladı. Değiştirilmiş uzay platformu "Karat-200" oluşturuldu. Temelinde uygulamalı bilimsel ve teknik çözümler sunulmaktadır. Bir dizi deneysel araç zaten uzaydaydı. Ordunun çıkarlarına yönelik uygulamalı sorunları çözmek için bu türden başka uzay araçlarının projeleri var. Ancak, Savunma Bakanlığı henüz üretim için izin vermedi.
Toz şişeleri boş
Rusya'nın küçük uzay aracını fırlatmak ve kullanmak için bir konsepti var mı? Ne yazık ki … İlk kez küçük uzay aracının kullanımı için bir teklif ortaya atılmış olsa da, Askeri Uzay Kuvvetleri eski komutanı Albay-General Vladimir Ivanov tarafından tekrar ediyoruz. Onun fikri, büyük uyduların üst düzey liderlik için olduğu, MCA'nın birlik grupları için olduğuydu. 20 yıl önceydi ama konsept hiç uygulanmadı. Niye ya?
Özel durumlar gerekliydi. Özellikle, "Condor" kod adı altında bir dizi küçük radar cihazı planlandı. Geliştirilmediler. Şimdi bu araçlardan sadece biri yörüngede. Neden işe yaramadı? Çünkü irili ufaklı uzay aracına karşı çıkmak ters ve yanlıştır. Birbirlerini tamamlamalılar. Barış zamanında, referans veritabanlarını oluşturmak için yüksek performanslı cihazlara ihtiyaç vardır. MCA bu sorunu çözmez. Ve büyükler yapabilir. Daha önce, özel bir dönemde, yani savaştan önce, mevcut kanonlara göre, uzay aracı mühimmatı pahasına yörünge grubunun oluşturulması öngörülüyordu. Ancak uzun yıllardır var olmadı, yörünge grubunu yenileyecek hiçbir şey yok. Ancak mühimmat bulunmalıdır. Çünkü füze rota haritalarına gerekli verilerin girilmesi gerektiğinde artık esas rol, gözlem sıklığı kadar performans değil. Gruplaşmanın büyümesi, yalnızca aygıt sayısındaki bir artışı gerektirmez: 20–25–30 … Hiçbir ekonomi buna dayanamaz. Bu, miktarın doğru bir şekilde hesaplanması gerektiği anlamına gelir. İki ila üç saatlik bir gözlem süresi askeri departmana uygun olacaktır.
Bunun için ticari teklifleri kullanarak, ürünlerin maliyetini azaltmak için tasarımı mümkün olduğunca basitleştirmek gerekir. Yerel çatışmaların deneyiminin gösterdiği gibi, süreleri bir haftadan bir yıla kadardır. Bu, MCA'nın aktif mevcudiyet süresinin orantılı olması gerektiği anlamına gelir. Ana şey, fırlatmaya hazır olmanın yalnızca düşmanlıkların sona ermesiyle sağlanacağı bir durumu önlemektir.
Ancak bu, uygun bir kavramın geliştirilmesini gerektirir. Komutun alınmasından itibaren bu tür cihazların başlatılması için hazırlık süresi bir haftadır. Geliştiricilerin görüşüne göre, aşağıdakilerin yapılması tavsiye edilir:
- bu standart için yük gereksinimlerini korurken, yörünge takımyıldızının yeteneklerinin özel bir dönemde operasyonel olarak oluşturulmasına yönelik bir konsept oluşturmak (hem büyük hem de küçük uzay araçlarına uygulanabilir olmalıdırlar);
- hızlandırılmış salıverilmelerini sağlayacak uzay aracı üretim teknolojisi için birleşik gereksinimler geliştirmek;
- uzay sistemlerine hızlandırılmış entegrasyon için modüler mimariye ve otomatikleştirilmiş arayüzlere sahip birleşik uzay platformları oluşturmak (böylece tüm geliştiricilerin cihazı nasıl ve ne yapacağımız konusunda net bir fikre sahip olmaları);
- çeşitli koşullarda uzay platformlarının işleyişini sağlayacak Rus arayüzlerini tanıtmak.
Son olarak, böylesine çok amaçlı bir ortak uzay aracı grubunun özel bir zaman diliminde kullanımına karar vermek için savunma sanayi kompleksinin temsilcileri ve sipariş organlarının da dahil olduğu bir uzman topluluğu toplamak doğru olacaktır.
Yukarıda belirtilen yaklaşımlar hayata geçirilene kadar, Rusya'nın uzay yörüngelerinde yeni bir şey görünmeyecektir.
