فضاپیماهای کوچک می توانند کارهای بیشتری انجام دهند
با وجود رقابت قدرت های فضایی پیشرو در توسعه وسایل نقلیه پرتاب کننده با ظرفیت بالا ، در آینده نزدیک ، فضاپیماهای کوچک و فوق کوچک (SSC) به سرعت توسعه می یابند. چه وظایفی را حل خواهند کرد؟
در شرایط ازدحام در فضای نزدیک زمین ، سهم فضاپیمای کوچک ممکن است بسیار امیدوار کننده باشد. و نه تنها به این دلیل که چندین برابر ارزان تر از موتورهای چند تنی هستند و کارایی آنها نیز کمتر نیست.
هیولا در مدار
یکی از مهمترین جهات در توسعه سیستم های فضاپیمای کوچک ، پشتیبانی اطلاعات از نیروها است. روسیه اولین کشوری بود که تجهیزات مناسب را بر روی یک فضاپیمای فوق کوچک قرار داد. در سال 1995 ، این مسیر مورد حمایت قرار گرفت و ، همانطور که می گویند ، توسط فرمانده نیروهای فضایی نظامی (1989-1992) ، سرهنگ ژنرال ولادیمیر ایوانف مورد برکت قرار گرفت. برای اجرای طرح ، گروهی از دانشمندان جوان تحت رهبری سرلشکر ویاچسلاو فاتیف جمع شدند.
سفینه های کوچک را می توان در دیوارهای یک دانشگاه ایجاد کرد
عکس: bmstu.ru
فضاپیمای کوچک چه ارتباطی با پشتیبانی اطلاعاتی نیروهای زمینی و دفاع هوایی دارد؟ واقعیت این است که هر سیستم فضایی سنتی مزایا و معایب خود را دارد. از این گذشته ، بی دلیل نیست که توسعه مدارگردها با افزایش مداوم در اندازه و وزن ادامه می یابد - این به وسیله تجهیزات قرار داده شده بر روی آنها مورد نیاز بود. از ماهواره های شناسایی نوری-الکترونیکی استفاده کنید. وضوح آنها متناسب با قطر عدسی تلسکوپ روی صفحه است. نوری که نتایج قابل قبولی برای شناسایی دارد ، جرمی بین سه تا پنج تن دارد. ماهواره های مجهز به چنین تجهیزاتی تصاویر خوبی تولید می کنند. اما به دلایل اقتصادی ، تعداد بسیار کمی از این گونه فضاپیماها به فضا پرتاب می شوند و از نظر فیزیکی نمی توانند در نقطه مناسب مدار قرار گیرند تا وضعیت را در منطقه ای دلخواه انتخاب کنند. یا باید چنین ماهواره های شناسایی زیادی وجود داشته باشد ، یا باید قبول کنید که کنترل از فضا در یک میدان جنگ خاص در بهترین حالت دو یا سه بار در روز امکان پذیر است. علاوه بر این ، رمزگشایی تصاویر فضایی برای تشخیص هدف ، به طور معمول ، مستلزم سرمایه گذاری زیاد در زمان است ، که در شرایط جنگ غیرقابل قبول است.
اطلاعات الکترونیکی همچنین خواسته های جدی را برای وسیله نقلیه حامل مطرح می کند: برای افزایش وضوح ، گیرنده های پردازنده باید تا آنجا که ممکن است پخش شوند ، اما محدودیت وجود دارد - ابعاد ماهواره.
شناسایی رادار فضایی ، بر اساس اصطلاح اصول تک محل ، الزامات خاص خود را دارد. در اینجا ، نیروی بیشتری از سیستم منبع تغذیه داخلی مورد نیاز است که باعث افزایش بار می شود. علاوه بر این ، چنین سیستمی تنها یک زاویه مشاهده را ارائه می دهد و فریب آن با استفاده از اهداف کاذب در قالب ساده ترین بازتابنده های گوشه آسان است.
راه را برای "بچه ها" باز کنید!
به نظر می رسد که با روش های سنتی شناسایی فضا ، یک سفینه فضایی نمی تواند کوچک باشد. این بدان معناست که زمان اتخاذ روشهای دیگر فرا رسیده است. در مجمع ارتش -2015 ، آنها به "میز گرد" "فضاپیماهای کوچک - ابزاری برای حل مشکلات دفاع هوایی" اختصاص داده شدند.
اولین منطقه اکتشاف چند طیفی است. به گفته ویاچسلاو فاتیف ، با یک تلسکوپ با حداقل قطر ، می توانیم ، همانطور که می گویند ، هدف را بپوشانیم و با وضوح پایین عکس بگیریم.اما اگر یک پرتره چند طیفی از هدف را به این مورد اضافه کنیم ، با استفاده از رایانه داخلی ، تصویری با کیفیت بالا در زمان واقعی دریافت خواهیم کرد. یک سیستم شناسایی نوری بدون تلسکوپ بزرگ کاملاً جمع و جور است و سرعت پردازش سیگنال با وسایل مدرن بالا است. آزمایشات انجام شده نتایج امیدوارکننده ای را نشان داده است ، اما هنوز توسط وزارت دفاع ادعا نشده است. اما در ایالات متحده ، بر اساس این اصل ، فضاپیما برای پشتیبانی اطلاعات میدان نبرد TACSAT قبلاً ایجاد شده است.
جهت دوم توسعه هوش الکترونیکی است. با فاصله 10 تا 50 کیلومتری بین ماهواره ها ، وضوح سیستم فضایی به دلیل افزایش پایه اندازه گیری صدها بار افزایش می یابد. پارامترهای فضاپیمای مورد نیاز برای این اهداف محاسبه شده است. وزن آن تنها 100 کیلوگرم است. و یک سیستم سه یا چهار فضاپیمای کوچک از این قبیل قادر به برقراری ارتباط دو طرفه در میدان جنگ ، نظارت بر وسایل نقلیه ، قلمرو ، جو … دقت تعیین مختصات متر است. امروزه چنین سیستمی تقاضای زیادی از سوی نیروهای موشکی و توپخانه دارد. اما برای گرفتن دستور برای آن ، ما دوباره باید به طور جدی با وزارت دفاع همکاری کنیم.
با توجه به رادار ، کارشناسان احتمال روشن شدن رادیویی شخص ثالث از هدف یا تابش آن را از دیگر ماهواره ها - گویی از پهلو بررسی کردند. چه کار میکند؟
فاتیف توضیح می دهد: "یک ماهواره خوشه ای با فرستنده سطح زمین و اهداف را تابش می کند و ماهواره های سبک وزن در کنار آن (بدون فرستنده و سیستم های قدرت قوی) یک سیگنال پاسخ دریافت می کنند و تصاویر رادیویی از این اهداف را ایجاد می کنند. به علاوه بر این ، در خوشه نه یک ، بلکه چندین تصویر رادیویی به طور همزمان دریافت می کنیم ، که امکان تداخل را از بین می برد و امکان گشودن اهداف نقاب دار را باز می کند."
دانشمندان با استفاده از فضاپیمای GLONASS آزمایشی را بر روی روشنایی رادیویی هدف انجام دادند. سیگنال ضعیف بود با این وجود ، هفت تصویر رادیویی از هدف مشاهده شده با روشنایی هفت ماهواره به طور همزمان سنتز شد. این به یک جهت جدید کار تبدیل شده است. با توجه به انتشارات در مطبوعات خارجی ، آنها به آزمایش خارج از کشور علاقه مند شدند. آژانس فضایی اروپا قصد دارد آن را تکرار کند. اما مهم نیست که آنها موفق می شوند ، در اینجا ما اولین نفر بودیم.
حفظ مرزهای مداری
برای پشتیبانی اطلاعاتی سربازان ، مهم است که نه تنها مشکل اتصال عملیاتی زیر واحدها در منطقه درگیری نظامی ، بلکه مشکل ارتباط عملیاتی جهانی گروههای نظامی از راه دور (گروههای کشتی های دریایی ، گروههای هوانوردی) نیز حل شود.) با فرماندهی نظامی مرکزی. همانطور که تجربه داخلی و خارجی نشان می دهد ، همه این مشکلات نسبتاً ساده و پایدار هستند که با کمک گروه های ارتباطات فضاپیمای کوچک در مدار پایین حل می شوند.
یکی دیگر از زمینه های مهم پشتیبانی اطلاعاتی نیروهای نظامی ، کنترل جهانی آب و هوا در مناطق عملیات رزمی و مناطق استقرار مجدد نیروها است. این همچنین در اختیار گروه های ICA است. تجربه ما و خارجی این را نشان داده است.
جهت دیگر بهبود سطح فضایی منطقه شرق قزاقستان است. در اینجا ، به گفته ویاچسلاو فاتیف ، اولین و موفق ترین کاربرد فضاپیمای کوچک توسعه سیستم کنترل فضا (OMSS) است. تعدادی ماهواره عرضی در مدار قرار می گیرند. مدل سازی نشان می دهد که تنها هشت فضاپیما در صورت فلکی امکان روشن شدن هدف هر جسم جدید را در عرض نیم ساعت فراهم می کند. در حال حاضر ، در سیستم های نوری و راداری زمینی ، این کار چند ساعت طول می کشد.
مزیت دیگر در ایجاد چنین رده فضایی این است که ما امکانات زمینی نداریم که مدارهای با شیب کمتر از 30 درجه را رصد می کند. آنها در دسترس ما نیستند ، اما این سیستم کار را قابل حل می کند.
همچنین می توان با ایجاد وسایل شناسایی الکترونیکی ، سطح فضایی SKKP را گسترش داد. برای انجام این کار ، فضاپیماهای کوچک مجهز به رهگیرهای الکترونیکی هستند.در نتیجه مشاهده تمام سیستم های ارتباطی زمین ثابت که قبلاً برای کنترل در دسترس نبود امکان پذیر است.
مشکل دیگری که پدافند هوایی در آینده نزدیک باید حل کند ، مبارزه با ماهواره های موسوم به بازرسی است. ما می دانیم که آمریکایی ها از آنها استفاده می کنند. اطلاعات مربوط به ایجاد و پرتاب به مدار زمین ثابت دو ماهواره کوچک با وزن حدود 220 کیلوگرم منتشر شد. هدف کنترل عملکرد فضاپیماهای زمین ثابت آنها است. با این حال ، این دو وسیله نقلیه در مدار یا در یک جهت و یا در جهت پوشش فضاپیماهای آمریکایی و زمین ثابت ما حرکت می کنند. تشخیص آنها از زمین بسیار دشوار است ، اما SKKP ما توانست این کار را انجام دهد.
آیا MCA می تواند کوچکتر باشد؟ محاسبات وجود دارد: با اندازه 0.4 متر ، قدر ستاره ای MCA تقریبا M18 خواهد بود. و اگر حتی کوچکتر باشد ، ماهواره از زمین غیرقابل تشخیص است و مبارزه با چنین "نامرئی" عملاً غیرممکن است. چه باید کرد؟
فاتیف معتقد است: "یکی از مهمترین جهات در توسعه فضاپیماهای کوچک ، بررسی مدار زمین ثابت است." - اگر بتوانیم این کار را انجام دهیم ، موفقیت آمیز خواهد بود. اما برای این کار ما به ماهواره های بازرسی خود نیاز داریم."
مشکل ترین منطقه بعدی سیستم های تشخیص فضا برای هواپیماهای مافوق صوت (GZVA) است. این یکی از خطرناک ترین و جدی ترین سلاح هایی است که در ارتفاع متوسط (از 20 تا 40 کیلومتر و حتی بالاتر) پرواز می کند. به نظر می رسد ، و نه یک ماهواره ، اما یک هواپیما نیز نیست. سرعت - بیش از 5 ماخ هر ایستگاه راداری قادر به تشخیص نیست. و با این حال ، سیستم کنترل فضا روسیه ، که دارای یک فضاپیمای کوچک است ، قادر به مشاهده چنین خودروهای مافوق صوت خواهد بود. از آنجا که آنها تا 1000 درجه گرم می شوند و میدان پلاسما در اطراف خود ایجاد می کنند ، تنها 9 فضاپیمای کوچک برای "پوشاندن" GZVA مورد نیاز است.
در نهایت ، ایجاد گروهی برای کنترل عملیاتی یونوسفر ، از جمله در ناحیه دور قطبی ضروری است. این بسیار مهم است ، به ویژه هنگام حل مشکلات افزایش دقت GLONASS. خطاها در تعیین مختصات امروزه هنوز قابل توجه است و تا سال 2020 باید به میزان قابل توجهی کاهش یابد. این امر در ارتباط با راه اندازی تاسیسات راداری فراتر از افق سیستم پدافند هوایی نیز ضروری است. بدون آگاهی عمیق از خواص یونوسفر ، ما نمی توانیم مشکل تعیین دقیق مختصات اهداف راداری را حل کنیم. این کار با کمک گروهی از دستگاههای کوچک مانیتورینگ یونوسفر کاملا قابل حل است.
مشکل نظارت مداوم تابش در فضای نزدیک زمین نیز از دستور کار حذف نمی شود.
ابزار جهانی
همانطور که می بینیم ، برای حل انواع وظایف ، از جمله وظایف پیش روی سربازان ، توسعه سیستم پشتیبانی اطلاعات چند ماهواره ای ضروری است. این بدان معنا نیست که هر یک از 10 تا 12 سیستم مورد بحث در بالا نیاز به گروه بندی جداگانه دارد. بسیار گران خواهد بود. به گفته فاتیف ، همه اینها را می توان و باید در یک گروه ترکیب کرد ، که اساس آن ارتباط رادیویی متقابل بین نزدیکترین فضاپیماهای کوچک است که شبکه را ایجاد می کند. همه همسایه ای را در کانال موج میلیمتری می بینند و اطلاعات خود را از طریق او منتقل می کنند.
در عین حال ، مهمترین کار در حال حل شدن است - ایجاد یک سیستم جهانی برای انتقال اطلاعات بین هر گونه مصرف کننده زمین و فضا. در صورت دستیابی به این هدف ، اطلاعات هر فضاپیمای کوچک را می توان به نقطه مورد نظر روی زمین منتقل کرد ، خواه سیگنال های کنترل جنگی از فرمانده به فرماندهی فرعی یا اطلاعاتی از وسایل نقلیه دیگر باشد. علاوه بر این ، به دلیل حضور دائمی یک یا سه فضاپیمای کوچک در منطقه دید مصرف کننده (فرماندهی مرکزی ارتش) ، اطلاعات اطلاعاتی در زمان واقعی از هر نقطه منتقل می شود.
بنابراین ، یک صورت فلکی چند ماهواره ای واحد ، مشکلات ارائه ارتباطات جهانی ، شناسایی عملیاتی جامع تئاتر عملیات و فضای نزدیک به زمین ، کنترل کامل میدان گرانشی زمین را حل می کند (متأسفانه ، روسیه اکنون بدون سیستم های ژئودتیکی مداری باقی مانده است) و آب و هوا … نظامی ، و برای اهداف صلح آمیز. علاوه بر این ، جالب ترین برنامه مدنی روی هر یک از ما تأثیر می گذارد. این در مورد اجرای ایده "اینترنت فضایی" است. برخی کشورها در حال ساخت چنین پروژه هایی هستند. "اینترنت فضایی" روسیه را به عنوان توسعه یافته ترین کشورها از نظر اطلاعات معرفی می کند.
فاتیف خلاصه می کند: "باقی می ماند تا مشتری نظامی خود را متقاعد کنیم که سیستم پیشنهادی واحد جهانی فضاپیماهای کوچک دو منظوره". - البته مشکلاتی وجود دارد. توسعه فناوری های اطلاعاتی و فضایی کاملاً جدید ضروری است. علاوه بر این ، هرچه فضاپیما کوچکتر باشد ، عمر مداری آن نیز کوتاهتر می شود. بنابراین ، لازم است که یا افزایش ارتفاع مدار ، یا جایگزینی به موقع فضاپیمای کوچک فراهم شود. علاوه بر این ، ارزیابی اقتصادی سیستم یکپارچه ای که ایجاد می شود لازم است تا درک شود که چقدر برای دولت مفید خواهد بود."
چه کسی شرایط مرجع را تنظیم می کند؟
به گفته کارشناسان ، یکی از مشکلات این است که مشتری ، یعنی وزارت دفاع ، هیچ تجربه ای در ایجاد و استفاده از آنها ندارد. دومین مانع عدم نیازهای تاکتیکی و فنی برای چنین فضاپیماهای کوچک است. تا کنون ، هیچ کس به طور واضح و دقیق نگفته است که TK باید چگونه باشد.
البته ، موسسات مربوطه ، مutesسسات تحقیقاتی و استانداردهای مرتبط با هم وجود دارد. ولادیمیر لتونوف ، مدیر کل توسعه یکپارچه ، یادآور می شود: "مطابق با طبقه بندی بین المللی ، MCA به دستگاه هایی از 500 تا 100 کیلوگرم ، از 100 تا 10 کیلوگرم ، از 10 تا 1 کیلوگرم ، از یک کیلوگرم تا 100 گرم تقسیم می شود." فناوری های NCCI - اندازه دستگاه ها نیز اهمیت دارد. اجسام با قطر کمتر از 10 سانتیمتر با استفاده از کنترل رادیویی شناسایی نمی شوند و فقط در ارتفاعات مشخص از طریق اپتیک قابل مشاهده هستند."
این درک وجود دارد که باید یک پلت فرم واحد برای چنین فضاپیماهای کوچک ایجاد شود. اما این طرح هنوز بتن ریزی نشده است. مبانی که گروه بندی بر اساس آنها ساخته شده است واضح است ، مجموعه ای از طبقه بندی کننده ها ، محدودیت ها و اجزاء وجود دارد. به گفته لتونوف ، در آینده قابل پیش بینی ، 90 درصد سفینه های فضایی از یک کلاس کوچک هستند و آینده پشت سر آنها قرار دارد.
معاون طراح ارشد NPO به نام لاوچکین نیکولای کلیمنکو توضیح داد که شرکت آنها مدتها و هدفمند کارهایی را در زمینه ایجاد MCA انجام داده است و زمینه های مربوطه را دارد. سکوی فضایی اصلاح شده "Karat-200" ایجاد شد. راه حل های علمی و فنی کاربردی بر اساس آن ارائه می شود. تعدادی از خودروهای آزمایشی قبلاً در فضا بوده اند. پروژه های دیگری از فضاپیماهای این نوع برای حل مشکلات کاربردی به نفع ارتش وجود دارد. با این حال ، وزارت دفاع هنوز مجوز تولید را نداده است.
فلاسک های پودری خالی هستند
آیا روسیه برای پرتاب و استفاده از فضاپیماهای کوچک مفهومی دارد؟ افسوس … اگرچه برای اولین بار پیشنهادی برای استفاده از فضاپیمای کوچک ارائه شد ، اما ما فرمانده سابق نیروهای فضایی نظامی ، سرهنگ ژنرال ولادیمیر ایوانف را تکرار می کنیم. ایده او این بود که ماهواره های بزرگ برای رهبری عالی و MCA برای گروه بندی سربازان است. 20 سال پیش بود ، اما این مفهوم هرگز عملی نشده است. چرا؟
موارد خاصی مورد نیاز بود. به طور خاص ، مجموعه ای از دستگاههای کوچک راداری با نام رمز "Condor" برنامه ریزی شد. توسعه نیافته اند. اکنون تنها یکی از این وسایل نقلیه در مدار است. چرا کار نکرد؟ زیرا مخالفت با فضاپیماهای بزرگ و کوچک خلاف نتیجه و اشتباه است. آنها باید مکمل یکدیگر باشند. در زمان صلح ، دستگاههای با کارایی بالا برای تشکیل پایگاه های داده مرجع مورد نیاز است. MCA این مشکل را حل نمی کند. و بزرگترها می توانند. پیش از این ، در دوره خاصی ، یعنی قبل از جنگ ، طبق قوانین موجود ، ایجاد گروه مداری با هزینه مهمات فضاپیما پیش بینی شده بود. اما سالهاست که وجود ندارد ، به سادگی هیچ چیزی برای پر کردن گروه مداری وجود ندارد. با این حال ، مهمات باید وجود داشته باشد. زیرا وقتی ورود داده های لازم به نقشه مسیرهای موشک ضروری می شود ، دیگر نقش اصلی به اندازه فرکانس مشاهده نیست. رشد گروه بندی نه تنها مستلزم افزایش تعداد دستگاه ها است: 20-25-30 … هیچ اقتصادی نمی تواند در برابر این مقاومت کند. این بدان معناست که مقدار باید به طور دقیق محاسبه شود.یک دوره مشاهده دو تا سه ساعت برای بخش نظامی مناسب است.
لازم است تا حد امکان طراحی را ساده کرده ، هزینه محصولات را کاهش دهید ، از پیشنهادات تجاری برای این کار استفاده کنید. همانطور که تجربه درگیری های محلی نشان می دهد ، مدت آنها از یک هفته تا یک سال است. این بدان معناست که دوره وجود فعال MCA باید متناسب باشد. نکته اصلی این است که از وضعیتی جلوگیری شود که در آن آمادگی برای راه اندازی فقط تا پایان خصومت ها تضمین شود.
اما این مستلزم توسعه یک مفهوم مناسب است. دوره آماده سازی برای راه اندازی چنین دستگاه هایی از زمان دریافت فرمان ، یک هفته است. به نظر توسعه دهندگان ، توصیه می شود:
- ایجاد مفهومی از قابلیت افزایش قابلیت های صورت فلکی مداری در یک دوره خاص با حفظ الزامات بار برای این استاندارد (آنها باید در فضاپیماهای بزرگ و کوچک کاربرد داشته باشند).
- ایجاد الزامات یکپارچه برای فناوری ساخت فضاپیماها ، که از انتشار سریع آنها اطمینان حاصل می کند.
- ایجاد پلتفرم های فضایی یکپارچه با معماری مدولار و رابط های خودکار برای ادغام سریعتر در سیستم های فضایی (به طوری که همه توسعه دهندگان ایده روشنی از نحوه و دستگاهی که ما از آن خواهیم ساخت) داشته باشند.
- معرفی رابط های روسی که عملکرد سکوهای فضایی را در شرایط مختلف تضمین می کند.
در نهایت ، صحیح خواهد بود که یک جامعه متخصص ، از جمله نمایندگان مجموعه صنایع دفاعی و نهادهای نظارتی را جمع آوری کنیم تا در مورد استفاده از چنین گروه بندی مشترک چند منظوره فضاپیماها در یک دوره زمانی خاص تصمیم گیری کنیم.
تا زمانی که رویکردهای فوق اجرایی نشوند ، هیچ چیز جدیدی در مدارهای فضایی روسیه ظاهر نمی شود.
