Достучаться до небес
В статье «Всевидящее око» компании Capella Space: предвестник революции в спутниковой разведке мы рассмотрели перспективы создания компактных и недорогих спутников разведки, из которых на орбите могут быть сформированы орбитальные группировки, включающие сотни и даже тысячи спутников.
Орбитальные группировки спутников разведки, навигации и связи являются краеугольным камнем, обеспечивающим успех ведения боевых действий на земле, на воде и воздухе. Эффективность вооружённых сил противника, лишённого космических систем разведки, навигации и связи, снизится на несколько порядков. Применение некоторых видов вооружений может быть сильно затруднено или даже полностью невозможно.
Например, крылатые ракеты (КР) потеряют возможность перенацеливания в полёте, уменьшится точность их попадания, возрастёт время подготовки к нанесению удара. Крылатые ракеты большой дальности без системы навигации по рельефу местности без спутникового наведения вообще станут бесполезными. Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) потеряют возможность глобального применения – радиус их действия ограничится дальностью прямой радиовидимости с наземных пунктов управления или самолётов-ретрансляторов.
Многие типы вооружения станут неработоспособны или ограниченно работоспособны в случае отказа космических систем разведки, навигации и связи
В целом ведение сетецентрических боевых действий «без космоса» значительно усложнится, и формат поля боя вернётся к облику времён Второй мировой войны.
В связи с вышеизложенным ведущие страны мира озаботились вопросами противостояния в космическом пространстве, в частности вопросом уничтожения орбитальных группировок противника.
Говоря о задаче уничтожения искусственных спутников Земли (ИСЗ) противника, нельзя не вспомнить о схожей проблеме – противоракетной обороне (ПРО). С одной стороны, эти задачи в значительной степени пересекаются, но с другой стороны, они обладают определённой спецификой.
В середине-конце XX – начале XXI века системам ПРО отводилось много внимания, прорабатывалось значительное количество комплексов вооружений и концепций противоракетной обороны. Подробно мы рассматривали их в статьях серии «Закат ядерной триады» – ПРО холодной войны и «звёздные войны», ПРО США: настоящее и ближайшее будущее, а также ПРО США после 2030 года: перехватить тысячи боеголовок.
Многие из технических решений, разрабатываемых в рамках противоракетной обороны, могут использоваться или быть адаптированы для решения противоспутниковых задач.
Выжженное небо
Разумеется, когда речь заходит об уничтожении крупных спутниковых группировок, не может не остаться без внимания вопрос о ядерном оружии (ЯО). Почти все изначально разрабатываемые системы ПРО использовали в противоракетах ядерные боевые части (ЯБЧ). Однако в дальнейшем от них отказались, поскольку существует непреодолимая проблема – после взрыва первой ЯБЧ системы наведения «ослепнут» от световой вспышки и электромагнитных помех, а значит, другие боевые блоки противника обнаружить и уничтожить не получится.
С поражением космических аппаратов всё иначе. Орбиты спутников известны, следовательно, может быть организована серия ядерных взрывов в определённых точках космического пространства, даже без использования радиолокационных и оптико-локационных станций (РЛС и ОЛС).
Однако первое фундаментальное препятствие к уничтожению спутников ядерным оружием – это то, что применение ЯО возможно только в рамках глобальной ядерной войны, или же оно станет причиной её начала.
Второе препятствие – ядерное оружие не разбирает «своих» и «чужих», поэтому в радиусе поражения будут уничтожены все космические аппараты всех стран, в том числе и инициатора ядерного взрыва.
Об устойчивости космических аппаратов к поражающим факторам ядерного оружия мнения разнятся. С одной стороны, ИСЗ, особенно на низких орбитах, могут быть весьма уязвимы к поражающим факторам ядерного взрыва.
Например, 9 июля 1962 г. в США на атолле Джонстон в Тихом океане прошли испытания «Морская звезда» по подрыву термоядерного боеприпаса мощностью 1,4 мегатонны в космосе на высоте 400 километров.
На нескольких минут небо в районе взрыва окрасилось в кроваво-красный цвет
В 1300 км от места событий, на Гавайях, на острове Оаху внезапно погасло уличное освещение, перестала приниматься местная радиостанция, а также пропала телефонная связь. В некоторых местах в Тихом океане на полминуты нарушилась работа высокочастотных систем радиосвязи. В последующие месяцы образовавшиеся искусственные радиационные пояса вывели из строя семь ИСЗ, обращавшихся на низких околоземных орбитах (НОО), что составляло примерно треть от существовавшего тогда космического флота.
С одной стороны, спутников тогда было мало, возможно, что сейчас было бы уничтожено не семь, а сто спутников. С другой стороны, значительно улучшилась конструкция ИСЗ, они стали куда более надёжными, чем в 1962 году. На военных моделях принимаются меры по защите от жёсткого излучения.
Куда более важен тот факт, что спутники вышли из строя в течение нескольких месяцев, то есть были поражены не прямым взрывом, а его отдалёнными последствиями. Какой прок от того, что спутники морской разведки и целеуказания противокорабельным ракетам (ПКР) вышли из строя через месяц, если к тому времени противник перетопил ПКР большой дальности весь надводный флот?
В рамках проекта «Царь-рыба» в 1962 году вооружёнными силами США был произведён взрыв ЯБЧ мощностью 1 мегатонна на высоте 97 километров, на три часа нарушивший радиосвязь в районе Тихого океана
Применение же ядерного оружия для немедленного уничтожения спутников вряд ли будет оправдано даже с экономической точки зрения – слишком много потребуется ЯБЧ. Масштабы космического пространства колоссальны, расстояния между спутниками по-прежнему составляют тысячи километров и будут составлять сотни километров, даже когда на НОО окажутся десятки тысяч спутников.
Таким образом, третье препятствие – это масштабы космического пространства, не позволяющие уничтожить одним ядерным взрывом одномоментно большое количество спутников.
Исходя из этого, ведущие державы мира стали рассматривать неядерные способы решения – как задач ПРО, так и поражения ИСЗ.
Противоракеты против спутников
В настоящее время существует несколько подходов, наиболее проверенным из которых является уничтожение космических аппаратов противника противоспутниковыми ракетами, оснащёнными высокоточными блоками кинетического перехвата. Это могут быть как узкоспециализированные противоспутниковые решения, так и боеприпасы системы противоракетной обороны (ПРО).
США могут уничтожать спутники на орбитах высотой порядка 1000-1500 километров противоракетами SM-3 Block 2A и GBI
Реальные испытания по поражению низкоорбитальных спутников с физическим уничтожением целей на орбите проводились США и КНР. В частности, 21 февраля 2008 года с помощью противоракеты SM-3 был успешно уничтожен неработающий экспериментальный разведывательный спутник USA-193 военно-космической разведки США.
Изображение и макет высокоточного блока кинетического перехвата противоракеты SM-3 Block 2A
Системы противоракетной обороны компании Raytheon
Годом ранее Китай провёл успешное испытание, уничтожив прямым попаданием противоспутниковой ракеты, запущенной с мобильной наземной пусковой установки, метеоспутник FY-1C серии Fengyun массой порядка одной тонны, находящийся на орбите высотой 865 км.
Недостатком противоспутниковых ракет является их значительная стоимость. Например, стоимость новейшей противоракеты SM-3 Block IIA составляет порядка 18 млн долларов США, стоимость противоракет GBI предположительно в несколько раз больше. Если для поражения существующих крупных и дорогих военных спутников размен «1-2 ракеты – 1 спутник» можно считать оправданным, то перспектива развёртывания сотен и тысяч недорогих спутников, создаваемых на базе коммерческих технологий, может сделать применение противоспутниковых ракет неоптимальным решением исходя из критерия стоимость-эффективность.
Кинетический перехватчик EKV противоракеты GBI
В России уничтожать спутники потенциально могут противоракеты системы А-235 «Нудоль», однако реальных стрельб этих противоракет по спутникам пока не производилось. Предполагаемая высота поражения спутников может составлять порядка 1000-2000 километров. Маловероятно, что противоракеты системы А-235 «Нудоль» сильно дешевле своих американских визави.
Противоракета системы А-235 «Нудоль» в контейнере
Проводя аналогию с военными/коммерческими спутниками, можно предположить, что аналогично удешевлению спутников могут быть снижены и расходы на противоспутниковые ракеты, например, за счёт их реализации на базе коммерческих сверхлёгких ракет-носителей (РН). Отчасти это возможно за счёт применения отдельных технических решений, но в целом противоспутниковые ракеты и РН для вывода полезной нагрузки (ПН) на орбиту слишком отличаются по решаемым задачам и условиям использования.
Стоимость вывода на орбиту полезной нагрузки из расчёта на 1 килограмм сверхлёгкими ракетами всё равно остаётся выше, чем у «больших» ракет, запускающих спутники пакетами. Преимущество сверхлёгких ракет кроется в оперативности запуска и гибкости работы с заказчиками.
РН сверхлёгкого класса Electron американской частной аэрокосмической компании Rocket Lab. Технические решения, применяемые в коммерческих ракетах-носителях, могут помочь снизить стоимость противоспутниковых ракет на проценты, но не в разы
Противоспутниковые ракеты воздушного базирования
В качестве альтернативного решения рассматривалась концепция запуска противоспутниковых ракет воздушного базирования с высотных самолётов тактической авиации – истребителей или перехватчиков.
В США эта концепция была реализована в 80-х годах XX века в рамках проекта ASM-135 ASAT. В указанном противоспутниковом комплексе трёхступенчатая ракета ASM-135 запускалась с модифицированного истребителя F-15А, летящего вверх на высоте свыше 15 километров и скорости порядка 1,2М. Дальность поражения цели составляла до 650 километров, высота поражения цели – до 600 километров. Наведение третьей ступени – перехватчика MHV, осуществлялось на инфракрасное (ИК) излучение цели, поражение осуществлялось прямым попаданием.
Изображение перехватчика MHV
В рамках испытаний 13 сентября 1985 года комплексом ASM-135 ASAT был уничтожен спутник P78-1, летящий на высоте 555 километров.
Запуск, включение реактивного двигателя и сама ракета ASM-135
Предполагалось модифицировать 20 истребителей и изготовить для них 112 ракет ASM-135. Однако, если первоначальная оценка предполагала на эти цели расходы в размере 500 млн долларов, то в дальнейшем сумма выросла до 5,3 млрд долларов, что привело к отмене программы.
Исходя из этого, нельзя сказать, что воздушный старт противоракет приведёт к существенному сокращению затрат на поражение спутников противника.
В СССР примерно в то же время разрабатывался аналогичный комплекс противокосмической обороны 30П6 «Контакт» на базе самолёта МиГ-31 в противоспутниковом варианте МиГ-31Д и противоспутниковых ракет 79М6. Наведение ракет 79М6 должно было осуществляться радиооптическим комплексом распознавания космических объектов 45Ж6 «Крона».
Прототип МиГ-31Д
Были созданы два прототипа МиГ-31Д и направлены на полигон Сары-Шаган для проведения испытаний. Однако развал СССР поставил крест на этом проекте, как и на многих других.
Предположительно, с 2009 года работы по созданию МиГ-31Д были возобновлены, в КБ «Факел» для комплекса разрабатывается новая противоспутниковая ракета.
На фото предполагаемая реинкарнация МиГ-31Д с перспективной противоспутниковой ракетой (или её макетом)
Источник: RussianPlanes.net/Vyacheslav Grushnikov
Помимо высокой стоимости, другим серьёзным недостатком всех существующих противоспутниковых ракет является их ограниченная досягаемость по высоте – уничтожить таким способом спутники на геостационарной или геосинхронных орбитах крайне затруднительно, и комплексы, предназначенные для решения этой задачи, уже не удастся ни разместить на кораблях, ни установить в шахтных пусковых установках – для этой цели потребуются РН тяжёлого или сверхтяжёлого класса.
Космическая система ПРО «Наряд»
Ранее мы упоминали о неспособности противоспутниковых ракет обеспечить поражение ИСЗ на средних и высоких орбитах. Эта ситуация сохраняется и в настоящее время. Следовательно, противник, скорее всего, сможет сохранить систему глобального позиционирования, а также частично системы разведки и связи. Однако работы по оружию, способному поражать объекты на высоких орбитах, проводились.
С конца 1970-х годов в СССР разрабатывался проект космической системы противоракетной обороны «Наряд» / «Наряд-В». Головным разработчиком проекта являлось КБ «Салют». В рамках проекта «Наряд» предлагалась установка спутников-перехватчиков на модифицированные баллистические ракеты типа «Рокот» или УР-100Н.
Предполагалось, что система ПРО «Наряд» смогла бы перехватывать не только боеголовки баллистических ракет, но и любые другие космические объекты естественного и искусственного происхождения, такие как ИСЗ и метеориты на орбитах высотой до 40000 километров. Спутники активного противодействия, размещаемые на модифицированных баллистических ракетах, должны были нести ракеты класса «космос-космос».
С 1990 по 1994 годы было осуществлено два суборбитальных испытательных запуска и один испытательный запуск на высоту 1900 километров, после чего работы были свёрнуты. Если в 90-х годах работы остановились из-за недостатка финансирования, то ранее проект тормозил «миротворец» Горбачёв, не желающий тревожить своих заокеанских друзей.
Какое-то время проект поддерживался в инициативном порядке ГКНПЦ им. М. В. Хруничева. Во время посещения этого предприятия в 2002 году В.В. Путиным было дано поручение Министру обороны изучить целесообразность возобновления проекта «Наряд». В 2009 году заместитель Министра обороны РФ В.А. Поповкин сообщил, что Россия осуществляет разработку противоспутникового оружия, в том числе с учётом задела, полученного в ходе реализации проекта «Наряд».
Впрочем, систему «Наряд» уже нельзя назвать «противоракетой» в чистом виде, скорее, это ракета-носитель, выводящая на орбиту специализированный космический аппарат-перехватчик, но о спутниках-перехватчиках и перспективах их развития поговорим в следующем материале.
Информация