Pesawat ruang angkasa kecil bisa berbuat lebih banyak
Terlepas dari persaingan kekuatan ruang angkasa terkemuka dalam pengembangan kendaraan peluncuran berkapasitas tinggi, dalam waktu dekat, pesawat ruang angkasa kecil dan ultra-kecil (SSC) akan berkembang pesat. Tugas apa yang akan mereka selesaikan?
Dalam kondisi kemacetan di ruang dekat Bumi, taruhan pada pesawat ruang angkasa kecil bisa menjadi sangat menjanjikan. Dan bukan hanya karena mereka beberapa kali lebih murah daripada mesin multi-ton, dan efisiensinya tidak kurang.
Monster di orbit
Salah satu arahan terpenting dalam pengembangan sistem pesawat ruang angkasa kecil adalah dukungan informasi untuk pasukan. Rusia adalah negara pertama yang menempatkan peralatan yang sesuai di atas pesawat ruang angkasa ultra-kecil. Pada tahun 1995, arah ini didukung dan, seperti yang mereka katakan, diberkati oleh Komandan Pasukan Luar Angkasa Militer (1989-1992), Kolonel Jenderal Vladimir Ivanov. Untuk melaksanakan rencana tersebut, sekelompok ilmuwan muda berkumpul di bawah kepemimpinan Mayor Jenderal Vyacheslav Fateev.
Pesawat ruang angkasa kecil dapat dibuat di dalam dinding universitas
foto: bmstu.ru
Apa hubungan pesawat ruang angkasa kecil dengan dukungan informasi pengelompokan pasukan darat dan pertahanan kedirgantaraan? Faktanya adalah bahwa setiap sistem ruang tradisional memiliki pro dan kontra. Lagi pula, bukan tanpa alasan bahwa pengembangan pengorbit berlanjut dengan peningkatan ukuran dan berat yang konstan - ini diperlukan oleh peralatan yang ditempatkan di atasnya. Ambil satelit pengintai optik-elektronik. Resolusi mereka sebanding dengan diameter lensa teleskop onboard. Optik, memberikan hasil yang dapat diterima untuk pengintaian, memiliki massa tiga hingga lima ton. Satelit yang dilengkapi dengan peralatan tersebut menghasilkan gambar yang bagus. Tetapi karena alasan ekonomi, sangat sedikit pesawat ruang angkasa semacam itu yang diluncurkan, dan mereka secara fisik tidak dapat berada di titik orbit yang tepat untuk mengendalikan situasi di area yang dipilih secara sewenang-wenang. Entah harus ada banyak satelit pengintai seperti itu, atau Anda harus menerima bahwa kontrol dari luar angkasa di medan perang tertentu dimungkinkan paling baik dua atau tiga kali sehari. Selain itu, menguraikan gambar ruang angkasa untuk pengenalan target membutuhkan, sebagai suatu peraturan, investasi waktu yang besar, yang tidak dapat diterima dalam kondisi peperangan.
Kecerdasan elektronik juga membuat tuntutan serius pada kendaraan pembawa: untuk meningkatkan resolusi, penerima onboard harus disebarkan sejauh mungkin, tetapi ada batasan - dimensi satelit.
Pengintaian radar luar angkasa, berdasarkan apa yang disebut prinsip monolokasi, memiliki persyaratannya sendiri. Di sini, lebih banyak daya diperlukan dari sistem catu daya terpasang, yang meningkatkan beban. Selain itu, sistem seperti itu hanya menyediakan satu sudut pengamatan dan mudah untuk menipu dengan menggunakan target palsu dalam bentuk reflektor sudut paling sederhana.
Beri jalan untuk "anak-anak"!
Ternyata dengan metode tradisional pengintaian luar angkasa, sebuah pesawat ruang angkasa tidak mungkin kecil menurut definisi. Ini berarti bahwa waktunya telah tiba untuk mengadopsi metode lain. Di forum Angkatan Darat-2015, mereka didedikasikan untuk "meja bundar" "Pesawat ruang angkasa kecil - alat untuk memecahkan masalah pertahanan kedirgantaraan."
Area pertama adalah eksplorasi multispektral. Menurut Vyacheslav Fateev, dengan teleskop dengan diameter minimum, kita dapat, seperti yang mereka katakan, menutupi target dan mengambil gambar dengan resolusi rendah. Tetapi jika kita menambahkan potret target multispektral ini, maka dengan menggunakan komputer terpasang kita akan mendapatkan gambar berkualitas tinggi secara real time. Sistem pengintaian optik tanpa teleskop besar ternyata cukup kompak, dan kecepatan pemrosesan sinyal dengan cara modern tinggi. Eksperimen yang dilakukan telah menunjukkan hasil yang menjanjikan, tetapi belum diklaim oleh Kementerian Pertahanan. Tetapi di AS, berdasarkan prinsip ini, pesawat ruang angkasa untuk dukungan informasi medan perang TACSAT telah dibuat.
Arah kedua adalah pengembangan kecerdasan elektronik. Dengan jarak antar satelit 10-50 kilometer, resolusi sistem ruang angkasa meningkat ratusan kali lipat karena peningkatan basis pengukuran. Parameter pesawat ruang angkasa yang diperlukan untuk tujuan ini telah dihitung. Beratnya hanya 100 kilogram. Dan sistem tiga atau empat pesawat ruang angkasa kecil seperti itu akan dapat menyediakan komunikasi dupleks di medan perang, memantau kendaraan, wilayah, atmosfer … Keakuratan penentuan koordinat adalah meter. Saat ini, sistem seperti itu sangat diminati oleh pasukan rudal dan artileri. Namun untuk mendapatkan order itu, kita kembali harus serius bekerja sama dengan Kementerian Pertahanan.
Berkenaan dengan radar, para ahli menyelidiki kemungkinan iluminasi radio pihak ketiga dari target atau menyinarinya dari satelit lain - seolah-olah dari samping. Apa fungsinya?
“Satu satelit dari cluster dengan pemancar menyinari permukaan dan target bumi, dan satelit ringan yang terletak di sebelahnya (tanpa pemancar dan sistem catu daya yang kuat) menerima sinyal respons,” jelas Fateev, “dan membuat gambar radio dari target ini.. Selain itu, di cluster kami mendapatkan bukan hanya satu, tetapi beberapa gambar radio sekaligus, yang menghilangkan kemungkinan gangguan dan membuka kemungkinan membuka target bertopeng."
Para ilmuwan melakukan percobaan pada iluminasi radio target menggunakan pesawat ruang angkasa GLONASS. Sinyalnya lemah. Namun demikian, tujuh gambar radio dari target yang diamati disintesis dengan penerangan dari tujuh satelit sekaligus. Ini telah menjadi arah kerja baru. Dilihat dari publikasi di pers asing, mereka menjadi tertarik dengan eksperimen di luar negeri. Badan Antariksa Eropa berniat mengulanginya. Tapi tidak peduli apa yang mereka berhasil, di sini kami adalah yang pertama.
Menjaga batas orbit
Untuk dukungan informasi pasukan, penting untuk menyelesaikan tidak hanya masalah interkoneksi operasional subunit di daerah konflik militer, tetapi juga masalah komunikasi operasional global pengelompokan militer jarak jauh (grup kapal angkatan laut, grup penerbangan).) dengan komando militer pusat. Seperti yang ditunjukkan oleh pengalaman domestik dan asing, semua masalah ini relatif sederhana dan stabil untuk diselesaikan dengan bantuan pengelompokan orbit rendah dari komunikasi pesawat ruang angkasa kecil.
Area dukungan informasi penting lainnya untuk pasukan adalah kontrol cuaca global di area operasi tempur dan area penempatan kembali pasukan. Ini juga berada dalam kekuatan pengelompokan ICA. Pengalaman kami dan asing telah menunjukkan hal ini.
Arah lain adalah peningkatan eselon luar angkasa wilayah Kazakhstan Timur. Di sini, menurut Vyacheslav Fateev, aplikasi pertama dan paling sukses dari pesawat ruang angkasa kecil adalah pengembangan sistem kontrol ruang (OMSS). Sejumlah satelit lintas bidang ditempatkan di orbit. Pemodelan menunjukkan bahwa hanya delapan pesawat ruang angkasa di konstelasi yang akan memungkinkan untuk mengklarifikasi target objek baru dalam waktu setengah jam. Sekarang, dalam sistem optoelektronik dan radar berbasis darat, ini membutuhkan waktu beberapa jam.
Keuntungan lain dalam menciptakan eselon luar angkasa seperti itu adalah kami tidak memiliki fasilitas berbasis darat yang akan mengamati orbit dengan kemiringan kurang dari 30 derajat. Mereka tidak tersedia untuk kita, tetapi sistem ini akan membuat tugas dapat diselesaikan.
Dimungkinkan juga untuk memperluas ruang eselon SKKP dengan membuat sarana pengintaian elektronik. Untuk melakukan ini, pesawat ruang angkasa kecil dilengkapi dengan pencegat elektronik. Akibatnya, menjadi mungkin untuk mengamati secara global semua sistem komunikasi geostasioner yang sebelumnya tidak tersedia untuk dikendalikan.
Masalah lain yang harus dipecahkan oleh pertahanan kedirgantaraan dalam waktu dekat adalah perang melawan apa yang disebut satelit inspeksi. Kami tahu orang Amerika menggunakannya. Data dipublikasikan tentang pembuatan dan peluncuran ke orbit geostasioner dua satelit kecil dengan berat sekitar 220 kilogram. Tujuannya adalah untuk mengontrol pengoperasian pesawat ruang angkasa geostasioner mereka. Namun, kedua kendaraan di orbit ini bergerak baik dalam satu arah atau yang lain di area cakupan pesawat ruang angkasa Amerika dan geostasioner kami. Sangat sulit untuk melihat mereka dari Bumi, tetapi SKKP kami mampu melakukannya.
Mungkinkah MCA lebih kecil lagi? Ada perhitungan: dengan ukuran 0,4 meter, magnitudo bintang MCA akan menjadi sekitar M18. Dan jika itu bahkan lebih kecil, maka satelit menjadi tidak dapat dibedakan dari Bumi, dan praktis tidak mungkin untuk bertarung dengan "tembus pandang" seperti itu. Apa yang harus dilakukan?
“Salah satu arah terpenting dalam pengembangan pesawat ruang angkasa kecil adalah inspeksi orbit geostasioner,” Fateev percaya. - Jika kita bisa melakukannya, itu akan sukses. Tapi untuk ini kita membutuhkan satelit inspeksi kita sendiri."
Area tersulit berikutnya adalah sistem deteksi ruang angkasa untuk pesawat hipersonik (GZVA). Ini adalah salah satu senjata paling berbahaya dan serius yang terbang di ketinggian sedang (dari 20 hingga 40 km dan bahkan lebih tinggi). Tampaknya, dan bukan satelit, tetapi juga bukan pesawat terbang. Kecepatan - lebih dari Mach 5. Tidak semua stasiun radar mampu mendeteksi. Namun, sistem kontrol ruang angkasa Rusia, yang memiliki pesawat ruang angkasa kecil, akan dapat melihat kendaraan hipersonik semacam itu. Karena mereka memanas hingga 1000 derajat dan menciptakan medan plasma di sekitar mereka, hanya sembilan pesawat ruang angkasa kecil yang diperlukan untuk "menutupi" GZVA.
Terakhir, perlu dibuat grup untuk pengendalian operasional ionosfer, termasuk di wilayah sirkumpolar. Ini sangat penting, terutama ketika memecahkan masalah peningkatan akurasi GLONASS. Kesalahan dalam menentukan koordinat masih signifikan hingga saat ini, dan pada tahun 2020 harus dikurangi secara signifikan. Ini juga diperlukan sehubungan dengan commissioning fasilitas radar over-the-horizon dari sistem pertahanan kedirgantaraan. Tanpa pengetahuan mendalam tentang sifat-sifat ionosfer, kita tidak akan dapat memecahkan masalah penentuan koordinat target radar secara akurat. Tugas ini cukup dapat diselesaikan dengan bantuan pengelompokan perangkat pemantauan ionosfer kecil.
Masalah pemantauan radiasi terus menerus di ruang dekat bumi juga tidak dihapus dari agenda.
Alat universal
Seperti yang kita lihat, untuk menyelesaikan berbagai tugas, termasuk yang dihadapi pasukan, perlu dikembangkan sistem pendukung informasi multi-satelit. Ini tidak berarti bahwa masing-masing dari 10-12 sistem yang dibahas di atas memerlukan pengelompokan yang terpisah. Ini akan menjadi terlalu mahal. Menurut Fateev, semua ini dapat dan harus digabungkan menjadi satu kelompok, yang dasarnya adalah komunikasi radio timbal balik antara semua pesawat ruang angkasa kecil terdekat yang membuat jaringan. Semua orang melihat tetangga di saluran gelombang milimeter dan mengirimkan informasinya melalui dia.
Pada saat yang sama, tugas terpenting sedang diselesaikan - penciptaan sistem global untuk mentransmisikan informasi antara konsumen darat dan luar angkasa. Jika ini tercapai, maka informasi dari setiap pesawat ruang angkasa kecil dapat ditransmisikan ke titik yang diinginkan di Bumi, apakah itu sinyal kontrol tempur dari komandan ke bawahan atau intelijen dari kendaraan lain. Selain itu, karena kehadiran konstan satu atau tiga pesawat ruang angkasa kecil di zona visibilitas konsumen (komando militer pusat), informasi intelijen ditransmisikan secara real time dari mana saja.
Dengan demikian, konstelasi multi-satelit universal tunggal memecahkan masalah penyediaan komunikasi global, pengintaian operasional komprehensif teater operasi dan ruang dekat bumi, kontrol penuh medan gravitasi bumi (sayangnya, Rusia sekarang dibiarkan tanpa sistem geodetik orbital) dan cuaca … militer, dan untuk tujuan damai. Selain itu, aplikasi sipil yang paling menarik akan mempengaruhi kita masing-masing. Ini tentang implementasi gagasan "Internet Luar Angkasa". Beberapa negara sudah membangun proyek semacam itu. "Space Internet" akan menominasikan Rusia di antara negara-negara paling maju secara informasi.
“Masih meyakinkan pelanggan militer kami tentang efektivitas sistem tunggal universal yang diusulkan dari pesawat ruang angkasa kecil penggunaan ganda,” rangkum Fateev. - Tentu saja, ada masalah. Penting untuk mengembangkan teknologi informasi dan ruang angkasa yang benar-benar baru. Selain itu, semakin kecil pesawat ruang angkasa, semakin pendek umur orbitnya. Oleh karena itu, perlu untuk menyediakan peningkatan ketinggian orbit, atau penggantian tepat waktu dari pesawat ruang angkasa kecil. Selain itu, penilaian ekonomi dari sistem terpadu yang sedang dibuat diperlukan untuk memahami seberapa bermanfaatnya bagi negara."
Siapa yang akan merumuskan kerangka acuan?
Salah satu masalahnya, kata para ahli, bahwa pelanggan, yaitu Kementerian Pertahanan, tidak memiliki pengalaman dalam membuat dan menggunakannya. Kendala kedua adalah kurangnya persyaratan taktis dan teknis untuk pesawat ruang angkasa kecil tersebut. Selama ini belum ada yang secara jelas dan tepat mengatakan TK itu seperti apa.
Tentu ada lembaga terkait, lembaga penelitian, dan standar yang saling terkait. “Sesuai dengan klasifikasi internasional, MCA dibagi lagi menjadi perangkat dari 500 hingga 100 kilogram, dari 100 hingga 10 kilogram, dari 10 hingga 1 kilogram, dari satu kilogram hingga 100 gram,” kenang Vladimir Letunov, Direktur Jenderal Pengembangan Terpadu Teknologi NCCI. - Ukuran perangkat juga penting. Objek dengan diameter kurang dari 10 sentimeter tidak dapat diidentifikasi dengan radio kontrol, dan hanya dapat dilihat melalui optik pada ketinggian tertentu."
Ada pemahaman bahwa satu platform harus dikembangkan untuk pesawat ruang angkasa kecil seperti itu. Tapi rencana itu belum dikonkretkan. Basis di mana pengelompokan dibangun jelas, ada satu set pengklasifikasi, batasan, dan komponen. Menurut Letunov, di masa mendatang, 90 persen pesawat ruang angkasa akan menjadi kelas kecil, dengan masa depan di belakang mereka.
Wakil Kepala Desainer NPO dinamai Lavochkin Nikolay Klimenko menjelaskan bahwa perusahaan mereka telah lama dan dengan sengaja melakukan pekerjaan pembuatan MCA dan memiliki dasar yang sesuai. Platform luar angkasa yang dimodifikasi "Karat-200" telah dibuat. Solusi ilmiah dan teknis terapan ditawarkan atas dasar itu. Sejumlah kendaraan eksperimental telah berada di luar angkasa. Ada proyek pesawat ruang angkasa lain dari jenis ini untuk memecahkan masalah yang diterapkan untuk kepentingan militer. Namun, Kementerian Pertahanan belum memberikan lampu hijau untuk produksi.
Labu bubuk kosong
Apakah Rusia memiliki konsep untuk meluncurkan dan menggunakan pesawat ruang angkasa kecil? Sayangnya … Meskipun untuk pertama kalinya proposal untuk penggunaan pesawat ruang angkasa kecil diajukan, kami ulangi, oleh mantan komandan Pasukan Luar Angkasa Militer, Kolonel Jenderal Vladimir Ivanov. Idenya adalah bahwa satelit besar adalah untuk kepemimpinan puncak, MCA adalah untuk pengelompokan pasukan. Sudah 20 tahun yang lalu, tetapi konsep itu tidak pernah diterapkan. Mengapa?
Kasus-kasus tertentu diperlukan. Secara khusus, serangkaian peralatan radar kecil direncanakan dengan nama kode "Condor". Mereka belum dikembangkan. Sekarang hanya satu dari kendaraan ini yang berada di orbit. Mengapa tidak berhasil? Karena menentang pesawat ruang angkasa besar dan kecil adalah kontraproduktif dan salah. Mereka harus saling melengkapi. Di masa damai, perangkat berkinerja tinggi diperlukan untuk membentuk database referensi. MCA tidak menyelesaikan masalah ini. Dan yang besar bisa. Sebelumnya, dalam periode khusus, yaitu, sebelum perang, menurut kanon yang ada, direncanakan untuk membangun kelompok orbit dengan mengorbankan amunisi pesawat ruang angkasa. Tapi itu tidak ada selama bertahun-tahun, tidak ada yang bisa mengisi kembali kelompok orbital. Namun, harus ada amunisi. Karena ketika diperlukan untuk memasukkan data yang diperlukan ke dalam peta rute rudal, peran utamanya bukan lagi kinerja seperti frekuensi pengamatan. Pertumbuhan pengelompokan mengandaikan tidak hanya peningkatan jumlah aparat: 20–25–30 … Tidak ada ekonomi yang dapat menahan ini. Ini berarti bahwa kuantitas harus dihitung secara akurat. Periode pengamatan dua hingga tiga jam akan sesuai dengan departemen militer.
Penting untuk menyederhanakan desain sebanyak mungkin, untuk mengurangi biaya produk, menggunakan penawaran komersial untuk ini. Seperti yang ditunjukkan oleh pengalaman konflik lokal, durasinya dari seminggu hingga satu tahun. Artinya, masa aktif keberadaan MCA harus sepadan. Hal utama adalah untuk mencegah situasi di mana kesiapan untuk peluncuran akan dipastikan hanya pada akhir permusuhan.
Tetapi ini membutuhkan pengembangan konsep yang tepat. Periode persiapan untuk peluncuran perangkat tersebut sejak diterimanya perintah adalah seminggu. Menurut pendapat pengembang, disarankan untuk:
- untuk membuat konsep pengembangan operasional kemampuan konstelasi orbital dalam periode khusus sambil mempertahankan persyaratan muatan untuk standar ini (mereka harus berlaku untuk pesawat ruang angkasa besar dan kecil);
- untuk mengembangkan persyaratan terpadu untuk teknologi pembuatan pesawat ruang angkasa, yang akan memastikan pelepasannya yang dipercepat;
- untuk membuat platform ruang terpadu dengan arsitektur modular dan antarmuka otomatis untuk integrasi yang dipercepat ke dalam sistem ruang angkasa (sehingga semua pengembang memiliki gagasan yang jelas tentang bagaimana dan dari apa kami akan membuat perangkat);
- untuk memperkenalkan antarmuka Rusia yang akan memastikan berfungsinya platform luar angkasa dalam berbagai kondisi.
Akhirnya, adalah tepat untuk mengumpulkan komunitas ahli, termasuk perwakilan dari kompleks industri pertahanan dan badan-badan pemesanan, untuk memutuskan penggunaan pengelompokan bersama pesawat ruang angkasa multiguna dalam periode waktu khusus.
Sampai pendekatan yang disebutkan di atas diterapkan, tidak ada hal baru yang akan muncul di orbit luar angkasa Rusia.
