Crusier orbital: ce va echipa navele spațiale

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-16 16:15

Spațiul cosmic este din ce în ce mai privit ca un teatru cu drepturi depline al operațiunilor militare. După unificarea Forțelor Aeriene (Forțele Aeriene) și a Forțelor de Apărare Aerospațială din Rusia, s-au format Forțele Aerospațiale (VKS). Un nou tip de forțe armate a apărut și în Statele Unite.

Totuși, până acum vorbim mai mult despre apărarea antirachetă, lovirea din spațiu și distrugerea navelor spațiale inamice de la suprafață sau din atmosferă. Dar mai devreme sau mai târziu, armele pot apărea la bordul navelor spațiale care orbitează. Imaginați-vă doar Soyuz-ul cu echipaj sau Naveta americană reînviată purtând lasere sau tunuri. Astfel de idei au trăit de mult în mintea militarilor și a oamenilor de știință. În plus, science fiction și nu tocmai science fiction le încălzește periodic. Să căutăm puncte de plecare viabile de la care să poată începe o nouă cursă înarmărilor spațiale.

Cu un tun la bord

Și lăsați tunurile și mitralierele - ultimul lucru la care ne gândim când ne imaginăm o coliziune de luptă a navelor spațiale pe orbită, probabil în acest secol totul va începe cu ele. De fapt, un tun la bordul unei nave spațiale este simplu, de înțeles și relativ ieftin și există deja exemple de utilizare a unor astfel de arme în spațiu.

La începutul anilor '70, URSS a început să se teamă serios pentru siguranța vehiculelor trimise către cer. Și din cauza faptului că, la urma urmei, în zorii erei spațiale, Statele Unite au început să dezvolte sateliți de sondaj și sateliți interceptori. O astfel de muncă se desfășoară acum - atât aici, cât și de cealaltă parte a oceanului.

Sateliții inspectori sunt proiectați pentru a inspecta navele spațiale ale altor oameni. Manevrând pe orbită, se apropie de țintă și își fac treaba: fotografiază satelitul țintă și ascultă traficul radio al acestuia. Nu trebuie să mergi departe pentru exemple. Lansat în 2009, aparatul de recunoaștere electronică american PAN, aflat în mișcare pe orbită geostaționară, „se furișează” pe alți sateliți și ascultă cu urechea traficul radio al satelitului țintă cu puncte de control la sol. Adesea, dimensiunea redusă a unor astfel de dispozitive le oferă ascuns, astfel încât de pe Pământ sunt adesea confundate cu resturi spațiale.

În plus, în anii 70, Statele Unite au anunțat începerea lucrărilor la naveta spațială reutilizabilă de transport. Naveta avea un compartiment mare de marfă și putea să fie atât pe orbită, cât și să se întoarcă de pe o navă spațială pe Pământ de masă mare. În viitor, NASA va lansa pe orbită telescopul Hubble și mai multe module ale Stației Spațiale Internaționale în compartimentele de marfă ale navetelor. În 1993, naveta spațială Endeavour a prins un satelit științific EURECA de 4,5 tone cu brațul său manipulator, l-a pus în magazia și l-a returnat pe Pământ. Prin urmare, temerile că acest lucru s-ar putea întâmpla sateliților sovietici sau stației orbitale Salyut - și ar putea bine să se potrivească în „corpul” navetei - nu au fost în zadar.

Stația Salyut-3, care a fost trimisă pe orbită pe 26 iunie 1974, a devenit primul și până acum ultimul vehicul orbital cu arme la bord. Stația militară Almaz-2 se ascundea sub numele civil „Saliut”. Poziția favorabilă pe o orbită cu altitudinea de 270 de kilometri a oferit o vedere bună și a transformat stația într-un punct de observație ideal. Stația a rămas pe orbită timp de 213 zile, dintre care 13 a lucrat cu echipajul.

Apoi, puțini oameni și-au imaginat cum vor avea loc bătăliile spațiale. Căutau exemple în ceva mai de înțeles - în primul rând în aviație. Totuși, ea a servit ca donator pentru tehnologia spațială.

La acel moment, ei nu puteau veni cu o soluție mai bună, cu excepția modului de a plasa un tun de avion la bord. Crearea sa a fost preluată de OKB-16 sub conducerea lui Alexander Nudelman. Biroul de proiectare a fost marcat de multe dezvoltări inovatoare în timpul Marelui Război Patriotic.

„Sub burta” stației a fost instalat un tun automat de 23 mm, creat pe baza unui tun de aviație cu tragere rapidă proiectat de Nudelman - Richter R-23 (NR-23). A fost adoptat în 1950 și instalat pe avioanele sovietice La-15, MiG-17, MiG-19, avioanele de atac Il-10M, avioanele de transport militar An-12 și alte vehicule. HP-23 a fost, de asemenea, produs sub licență în China.

Pistolul a fost fixat rigid paralel cu axa longitudinală a stației. Era posibil să-l îndreptăm spre punctul dorit de pe țintă doar rotind întreaga stație. Mai mult, acest lucru ar putea fi făcut atât manual, prin vedere, cât și de la distanță - de la sol.

Calculul direcției și puterii salvei necesare pentru distrugerea garantată a țintei a fost efectuat de către Dispozitivul de control al programului (PCA), care controla tragerea. Rata de foc a armei a fost de până la 950 de cartușe pe minut.

Un proiectil cu o greutate de 200 de grame a zburat cu o viteză de 690 m/s. Tunul ar putea lovi efectiv ținte la o distanță de până la patru kilometri. Potrivit martorilor de la testele la sol ale pistolului, o salvă a tunului a sfâșiat o jumătate de butoi metalic de benzină situat la o distanță de peste un kilometru.

Când a fost tras în spațiu, recul său a fost echivalent cu o tracțiune de 218,5 kgf. Dar a fost ușor compensat de sistemul de propulsie. Stația a fost stabilizată de două motoare de propulsie cu o tracțiune de 400 kgf fiecare sau de motoare de stabilizare rigidă cu o tracțiune de 40 kgf.

Stația a fost înarmată exclusiv pentru acțiune defensivă. O încercare de a-l fura de pe orbită sau chiar de a-l inspecta de către un satelit inspector ar putea duce la un dezastru pentru vehiculul inamic. În același timp, era fără sens și, de fapt, imposibil să se folosească Almaz-2 de 20 de tone, umplut cu echipamente sofisticate pentru distrugerea intenționată a obiectelor din spațiu.

Stația s-ar putea apăra de un atac, adică de un inamic care s-a apropiat de ea în mod independent. Pentru manevrele pe orbită, care ar face posibilă apropierea țintelor la o distanță precisă, Almaz-ul pur și simplu nu ar avea suficient combustibil. Și scopul găsirii lui a fost altul - recunoașterea fotografică. De fapt, principala „arma” a stației a fost giganticul telescop-camera cu lentilă oglindă cu focalizare lungă „Agat-1”.

În timpul supravegherii stației pe orbită, nu au fost încă creați adversari reali. Totuși, pistolul de la bord a fost folosit în scopul propus. Dezvoltatorii trebuiau să știe cum tragerea unui tun ar afecta dinamica și stabilitatea vibrațiilor stației. Dar pentru aceasta a fost necesar să așteptați ca stația să funcționeze în modul fără pilot.

Testele la sol ale pistolului au arătat că tragerea cu pistolul a fost însoțită de un vuiet puternic, așa că au existat îngrijorări că testarea pistolului în prezența astronauților le-ar putea afecta negativ sănătatea.

Tragerea a fost efectuată pe 24 ianuarie 1975 prin telecomandă de pe Pământ, chiar înainte ca stația să fie deorbitată. Până atunci, echipajul părăsise stația. Tragerea a fost efectuată fără o țintă, obuzele trase împotriva vectorului viteză orbitală au intrat în atmosferă și au ars chiar înainte de stația în sine. Stația nu s-a prăbușit, dar recul de la salvă a fost semnificativ, deși motoarele au fost pornite în acel moment pentru a se stabiliza. Dacă echipajul ar fi fost în stație în acel moment, ar fi simțit-o.

Pe următoarele stații ale seriei - în special, "Almaz-3", care a zburat sub numele "Salyut-5" - urmau să instaleze armament-rachetă: două rachete din clasa "spațiu-spațiu" cu un raza de actiune estimata la peste 100 de kilometri. Apoi, însă, această idee a fost abandonată.

„Uniunea” militară: tunuri și rachete

Dezvoltarea proiectului Almaz a fost precedată de programul Zvezda. În perioada 1963-1968, OKB-1 al lui Serghei Korolev a fost implicat în dezvoltarea navei spațiale cu oameni de cercetare militară cu mai multe locuri 7K-VI, care ar fi o modificare militară a Soyuz (7K). Da, aceeași navă spațială cu echipaj care este încă în funcțiune și rămâne singurul mijloc de a livra echipaje către Stația Spațială Internațională.

„Soyuz” militare au fost destinate unor scopuri diferite și, în consecință, designerii au prevăzut un set diferit de echipamente la bord, inclusiv arme.

„Soyuz P” (7K-P), care a început să se dezvolte în 1964, urma să devină primul interceptor orbital cu echipaj uman din istorie. Cu toate acestea, nu erau prevăzute arme la bord, echipajul navei, după ce a examinat satelitul inamic, a trebuit să meargă în spațiu deschis și să dezactiveze satelitul inamic, ca să spunem așa, manual. Sau, dacă este necesar, plasând dispozitivul într-un container special, trimiteți-l pe Pământ.

Dar această decizie a fost abandonată. De teamă de acțiuni similare din partea americanilor, ne-am echipat nava spațială cu un sistem de autodetonare. Este foarte posibil ca Statele Unite să fi urmat aceeași cale. Nici aici nu au vrut să riște viața astronauților. Proiectul Soyuz-PPK, care a înlocuit Soyuz-P, a presupus deja crearea unei nave de luptă cu drepturi depline. Ar putea elimina sateliții datorită a opt rachete spațiu-spațiu mici situate în prova. Echipajul interceptor era format din doi cosmonauți. Nu era nevoie ca el să părăsească nava acum. După ce a examinat obiectul vizual sau examinându-l cu ajutorul echipamentului de la bord, echipajul a decis necesitatea distrugerii acestuia. Dacă era acceptat, nava s-ar depărta la un kilometru de țintă și s-ar împușca cu rachete la bord.

Rachetele pentru interceptor trebuiau făcute de biroul de proiectare a armelor Arkady Shipunov. Erau o modificare a unui proiectil antitanc controlat prin radio care mergea la țintă cu un motor puternic de susținere. Manevra în spațiu a fost efectuată prin aprinderea unor bombe mici cu pulbere, care erau dens punctate cu focosul său. Când se apropia de țintă, focosul a fost subminat - iar fragmentele sale cu viteză mare au lovit ținta, distrugând-o.

În 1965, OKB-1 a fost instruit să creeze un avion de recunoaștere orbital numit Soyuz-VI, ceea ce însemna High Altitude Explorer. Proiectul este cunoscut și sub denumirile 7K-VI și Zvezda. „Soyuz-VI” trebuia să efectueze observații vizuale, recunoașteri fotografice, să facă manevre de apropiere și, dacă este necesar, să distrugă o navă inamică. Pentru a face acest lucru, deja familiarul tun HP-23 a fost instalat pe vehiculul de coborâre al navei. Se pare că din acest proiect a migrat apoi către proiectul stației Almaz-2. Aici a fost posibil să dirijați tunul doar controlând întreaga navă.

Cu toate acestea, nici măcar o lansare a „Unirii” militare nu a fost făcută vreodată. În ianuarie 1968, lucrările la nava militară de cercetare 7K-VI au fost întrerupte, iar nava neterminată a fost demontată. Motivul pentru aceasta este certurile interne și economiile de costuri. În plus, era evident că toate sarcinile acestui gen de nave puteau fi încredințate fie unui civil obișnuit Soyuz, fie stației militare orbitale Almaz. Dar experiența acumulată nu a fost în zadar. OKB-1 l-a folosit pentru a dezvolta noi tipuri de nave spațiale.

O singură platformă - diferite arme

În anii '70, sarcinile erau deja stabilite mai pe scară largă. Acum a fost vorba despre crearea de vehicule spațiale capabile să distrugă în zbor rachete balistice, în special ținte importante aeriene, orbitale, maritime și terestre. Lucrarea a fost încredințată NPO Energia sub conducerea lui Valentin Glushko. Un decret special al Comitetului Central al PCUS și al Consiliului de Miniștri al URSS, care a oficializat rolul principal al „Energiei” în acest proiect, a fost numit: „Cu privire la studiul posibilității de a crea arme pentru război în spațiu și din spatiu."

Stația orbitală pe termen lung Salyut (17K) a fost aleasă ca bază. Până atunci, exista deja multă experiență în operarea dispozitivelor din această clasă. După ce au ales-o ca platformă de bază, designerii NPO Energia au început să dezvolte două sisteme de luptă: unul pentru utilizarea cu arme cu laser, celălalt cu arme cu rachete.

Primul se numea „Skif”. Un model dinamic al unui laser în orbită - nava spațială Skif-DM - va fi lansat în 1987. Și sistemul cu arme de rachetă a fost numit „Cascade”.

„Cascada” diferă favorabil de „fratele” laser. Avea o masă mai mică, ceea ce înseamnă că putea fi umplută cu o cantitate mare de combustibil, ceea ce îi permitea „să se simtă mai liberă pe orbită” și să efectueze manevre. Deși pentru acela și celălalt complex s-a presupus posibilitatea realimentării pe orbită. Acestea erau stații fără pilot, dar a fost avută în vedere și posibilitatea ca un echipaj de doi oameni să le viziteze timp de până la o săptămână pe nava spațială Soyuz.

În general, constelația de complexe orbitale cu laser și rachete, completate de sisteme de ghidare, urma să devină parte a sistemului sovietic de apărare antirachetă - „anti-SDI”. În același timp, s-a presupus o „diviziune a muncii” clară. Racheta „Cascade” trebuia să funcționeze pe ținte situate pe orbite geostaționare și la altitudine medie. „Skif” - pentru obiecte cu orbită joasă.

Separat, merită să luăm în considerare rachetele interceptoare în sine, care trebuiau folosite ca parte a complexului de luptă Kaskad. Au fost dezvoltate, din nou, la NPO Energia. Astfel de rachete nu se potrivesc cu înțelegerea obișnuită a rachetelor. Nu uitați că au fost folosite în afara atmosferei în toate etapele; aerodinamica nu a putut fi luată în considerare. Mai degrabă, erau similare cu etapele superioare moderne folosite pentru a aduce sateliții pe orbitele calculate.

Racheta era foarte mică, dar avea suficientă putere. Cu o masă de lansare de doar câteva zeci de kilograme, avea o marjă de viteză caracteristică comparabilă cu viteza caracteristică a rachetelor care pun nava spațială pe orbită ca sarcină utilă. Sistemul unic de propulsie folosit în racheta interceptor folosea combustibili neconvenționali, necriogeni și materiale compozite grele.

În străinătate și în pragul fanteziei

Statele Unite aveau și planuri de a construi nave de război. Așadar, în decembrie 1963, publicul a anunțat un program de creare a unui laborator orbital cu echipaj MOL (Manned Orbiting Laboratory). Stația urma să fie pusă pe orbită de un vehicul de lansare Titan IIIC împreună cu nava spațială Gemini B, care urma să transporte un echipaj format din doi astronauți militari. Ar fi trebuit să petreacă până la 40 de zile pe orbită și să se întoarcă pe nava spațială Gemini. Scopul stației era similar cu „Almazy”-ul nostru: urma să fie folosit pentru recunoașteri fotografice. Cu toate acestea, s-a oferit și posibilitatea de „inspecție” a sateliților inamici. Mai mult, astronauții trebuiau să iasă în spațiu și să se apropie de vehiculele inamice folosind așa-numita Unitate de manevră a astronautilor (AMU), un jetpack conceput pentru a fi utilizat pe MOL. Dar instalarea de arme la stație nu a fost intenționată. MOL nu a fost niciodată în spațiu, dar în noiembrie 1966 macheta sa a fost lansată în tandem cu nava spațială Gemini. În 1969, proiectul a fost închis.

Au existat și planuri pentru crearea și modificarea militară a lui Apollo. El ar putea fi angajat în inspecția sateliților și - dacă este necesar - distrugerea acestora. Nici această navă nu trebuia să aibă nicio armă. În mod curios, s-a propus să se folosească un braț manipulator pentru distrugere, și nu tunuri sau rachete.

Dar, poate, cel mai fantastic poate fi numit proiectul navei cu impuls nuclear „Orion”, propus de compania „General Atomics” în 1958. Merită menționat aici că acesta a fost o perioadă în care primul om nu zbura încă în spațiu, dar primul satelit a avut loc. Ideile despre modalitățile de cucerire a spațiului cosmic erau diferite. Edward Teller, un fizician nuclear, „părintele bombei cu hidrogen” și unul dintre fondatorii bombei atomice, a fost unul dintre fondatorii acestei companii.

Proiectul navei spațiale Orion și modificarea sa militară Orion Battleship, care a apărut un an mai târziu, era o navă spațială cântărind aproape 10 mii de tone, propulsată de un motor cu impulsuri nucleare. Potrivit autorilor proiectului, acesta se compară favorabil cu rachetele alimentate cu combustibil chimic. Inițial, Orion ar fi trebuit chiar să fie lansat de pe Pământ - de la site-ul de testare nucleară Jackess Flats din Nevada.

ARPA a devenit interesată de proiect (DARPA va deveni mai târziu) - Agenția pentru Proiecte de Cercetare Avansată a Departamentului de Apărare al SUA, responsabilă de dezvoltarea de noi tehnologii pentru utilizare în interesul Forțelor Armate. Din iulie 1958, Pentagonul a alocat un milion de dolari pentru finanțarea proiectului.

Armata a fost interesată de navă, care a făcut posibilă livrarea pe orbită și mutarea încărcăturilor cu o greutate de aproximativ zeci de mii de tone în spațiu, efectuarea de recunoașteri, avertizare timpurie și distrugere a ICBM-urilor inamice, contramăsuri electronice, precum și lovituri la sol. ținte și ținte pe orbită și alte corpuri cerești. În iulie 1959, a fost pregătit un proiect pentru un nou tip de forțe armate americane: Deep Space Bombardment Force, care poate fi tradusă ca Space Bomber Force. Acesta a avut în vedere crearea a două flote spațiale operaționale permanente, constând din nave spațiale ale proiectului Orion. Primul urma să fie de serviciu pe orbita joasă a pământului, al doilea - în rezervă în spatele orbitei lunare.

Echipajele navelor urmau să fie înlocuite la fiecare șase luni. Durata de viață a orionilor înșiși a fost de 25 de ani. În ceea ce privește armele cuirasatului Orion, acestea au fost împărțite în trei tipuri: principale, ofensive și defensive. Principalele au fost focoase termonucleare W56 echivalente cu un megatone și jumătate și până la 200 de unități. Au fost lansate folosind rachete cu propulsie solidă plasate pe navă.

Cele trei obuziere Kasaba cu țeava dublă erau focoase nucleare direcționale. Obuzele, părăsind pistolul, la detonare, trebuiau să genereze un front îngust de plasmă care se mișcă la viteza aproape de lumină, care era capabilă să lovească navele spațiale inamice la distanțe lungi.

Armamentul defensiv cu rază lungă de acțiune a constat din trei monturi de artilerie navală Mark 42 de 127 mm modificate pentru a trage în spațiu. Armele cu rază scurtă de acțiune au fost tunurile automate aeronave M61 Vulcan alungite, de 20 mm. Dar, în cele din urmă, NASA a luat o decizie strategică că în viitorul apropiat programul spațial va deveni non-nuclear. La scurt timp, ARPA a refuzat să sprijine proiectul.

Razele morții

Pentru unii, armele și rachetele de pe navele spațiale moderne pot părea arme de modă veche. Dar ce este modernul? Lasere, desigur. Să vorbim despre ei.

Pe Pământ, câteva mostre de arme laser au fost deja puse în funcțiune. De exemplu, complexul laser Peresvet, care a preluat funcția de luptă experimentală în decembrie trecut. Cu toate acestea, apariția laserelor militare în spațiu este încă departe. Chiar și în cele mai modeste planuri, utilizarea militară a unor astfel de arme este văzută în primul rând în domeniul apărării antirachetă, unde țintele grupărilor orbitale de lasere de luptă vor fi rachetele balistice și focoasele lor lansate de pe Pământ.

Deși în domeniul spațiului civil, laserele deschid perspective mari: în special, dacă sunt utilizate în sistemele de comunicații spațiale cu laser, inclusiv în cele cu rază lungă de acțiune. Mai multe nave spațiale au deja emițătoare laser. Dar în ceea ce privește tunurile laser, cel mai probabil, primul loc de muncă care le va fi atribuit va fi „apărarea” Stației Spațiale Internaționale de resturile spațiale.

Este ISS care ar trebui să devină primul obiect din spațiu care va fi înarmat cu un tun laser. Într-adevăr, stația este supusă periodic „atacurilor” de diferite tipuri de resturi spațiale. Pentru a-l proteja de resturile orbitale, sunt necesare manevre evazive, care trebuie efectuate de mai multe ori pe an.

În comparație cu alte obiecte aflate pe orbită, viteza resturilor spațiale poate ajunge la 10 kilometri pe secundă. Chiar și o bucată mică de resturi transportă o energie cinetică enormă și, dacă ajunge într-o navă spațială, va provoca daune grave. Dacă vorbim despre nave spațiale cu echipaj sau module de stații orbitale, atunci este posibilă și depresurizarea. De fapt, este ca un proiectil tras dintr-un tun.

În 2015, oamenii de știință de la Institutul Japonez de Cercetări Fizice și Chimice au preluat laserul, conceput pentru a fi plasat pe ISS. La acel moment, ideea era modificarea telescopului EUSO deja disponibil la stație. Sistemul inventat de ei includea un sistem laser CAN (Coherent Amplifying Network) și un telescop Extreme Universe Space Observatory (EUSO). Telescopul a fost însărcinat cu detectarea fragmentelor de resturi, iar laserul a fost însărcinat să le scoată de pe orbită. S-a presupus că în doar 50 de luni, laserul va curăța complet zona de 500 de kilometri din jurul ISS.

O versiune de testare cu o capacitate de 10 wați trebuia să apară la stație anul trecut și deja una cu drepturi depline în 2025. Cu toate acestea, în mai anul trecut, s-a raportat că proiectul de creare a unei instalații laser pentru ISS a devenit internațional și oameni de știință ruși au fost incluși în el. Boris Shustov, președintele Grupului de experți al Consiliului privind amenințările spațiale, membru corespondent al Academiei Ruse de Științe, a vorbit despre acest lucru la o ședință a Consiliului RAS pentru spațiu.

Specialiștii autohtoni își vor aduce dezvoltările în proiect. Conform planului original, laserul trebuia să concentreze energia din 10 mii de canale de fibră optică. Dar fizicienii ruși au propus să reducă numărul de canale cu un factor de 100, folosind așa-numitele tije subțiri în loc de fibre, care sunt dezvoltate la Institutul de Fizică Aplicată al Academiei Ruse de Științe. Acest lucru va reduce dimensiunea și complexitatea tehnologică a laserului orbital. Instalația laser va ocupa un volum de unul sau doi metri cubi și va avea o masă de aproximativ 500 de kilograme.

Sarcina cheie care trebuie rezolvată de toți cei care sunt implicați în proiectarea laserelor orbitale, și nu numai a laserelor orbitale, este să găsească cantitatea necesară de energie pentru a alimenta instalația laser. Pentru a lansa laserul planificat la putere maximă, este nevoie de toată energia electrică generată de stație. Cu toate acestea, este clar că este imposibil să dezactivați complet stația orbitală. Astăzi, panourile solare ISS sunt cea mai mare centrală orbitală din spațiu. Dar dau doar 93,9 kilowați de putere.

Oamenii noștri de știință se gândesc, de asemenea, la cum să păstreze până la cinci procente din energia disponibilă pentru o lovitură. În aceste scopuri, se propune extinderea timpului de fotografiere la 10 secunde. Încă 200 de secunde între fotografii vor dura pentru a „reîncărca” laserul.

Instalația laser va „scoate” gunoiul de la o distanță de până la 10 kilometri. Mai mult decât atât, distrugerea fragmentelor de resturi nu va arăta la fel ca în „Războiul Stelelor”. Un fascicul laser, care lovește suprafața unui corp mare, face ca substanța acestuia să se evapore, rezultând un flux slab de plasmă. Apoi, datorită principiului propulsiei cu jet, fragmentul de resturi capătă un impuls, iar dacă laserul lovește fruntea, fragmentul va încetini și, pierzând viteza, va pătrunde inevitabil în straturile dense ale atmosferei, unde va arde.