Центр по изучению проблем разоружения, энергетики и экологии при МФТИ

 

Военная активность

в околоземном пространстве.

Противоспутниковые системы

 

Юрий Вениаминович Стреналюк
доктор технических наук, полковник (в отставке), академик АВН

 

Слайды для лекции, состоявшейся 21 апреля 2005г. в Московском физико-техническом институте для слушателей курса
"Режим нераспространения и сокращения оружия массового уничтожения и национальная безопасность"


 


1 Военная активность в околоземном пространстве

 

1.1  США - СССР: военная гонка в космосе. Кто был первым [1]

 

1946. Первая ракета США покинула пределы земной атмосферы

1949. США - запуск первой двухступенчатой ракеты.

          СССР- запуск первой геофизической ракеты.

1950. США - первая ракета запущена с космодрома на мысе Канаверал во Флориде.

1955. СССР - начато строительства космодрома Байконур.

1956. США - ракета Jupiter была запущена с мыса Канаверал.

          СССР - испытания первой советской жидкостной управляемой БР Р-5М.

1957. СССР - запуск первой в мире многоступенчатой МБР Р-7, первый ИСЗ.

1958. США - в строй вступила МБР Atlas, на околоземной орбите появился американский спутник, который провел первый сигнал активной радиосвязи с Землей.

СССР вывел на орбиту первую лабораторию по исследованиям космического пространства.

1959. Шесть американских спутников провели первые успешные сеансы телевещания.

Советские ракеты достигли 2-й космической скорости.

1960. США - твердотопливная БР, первые спутники навигации и раннего предупреждения.

В СССР в беспилотном режиме запущен первый космический корабль.

1962. СССР - первая телевизионную съемку из космоса облачного покрова Земли.

1963. СССР - первый маневрирующий космический аппарат.

          США - первый спутник, способный засечь точку  ядерного взрыва.

1965. СССР - первый спутник связи.

1967. СССР – первый спутник, способный уничтожать космические аппараты, первое цветное изображение Земли из космоса и первая стыковка двух спутников. 

1971. СССР - антиспутниковая система наземного базирования.

          США начинают программу создания систем военной спутниковой связи. 

1978. СССР создает и успешно использует грузовой космический корабль.

          США начинают создание спутниковой системы позиционирования. 

1981. США проводят первый полет многоразового космического корабля.

1983. Президент Рональд Рейган дал старт Стратегической Оборонной Инициативы

1985. США - первые испытания антиспутникового оружия. Ракета, запущенная с самолета, уничтожает спутник-мишень.

1991. Первая война с использованием космического оружия - операция "Буря в Пустыне". Против иракских войск проводилась с максимальным использованием космического оружия: систем позиционирования, разведки, контроля и т.д.


1.2 Современный взгляд США на использование космоса в военных целях

 


В конце 80-х годов в космической политике США существенные сдвиги.

Результатом обобщения опыта «первой космической войны» и пересмотра подходов к проблемам космоса, стала новая «Космическая политика США», (Директива президента PDD-NSC-49/NSTC-8 - сентябрь 1996г.).

 

Основные цели  военной политики США в космосе:

- поддержание и укрепление национальной безопасности США;

- повышение конкурентоспособности национальной экономики, расширение научных и технических возможностей;

- поощрение инвестиций, направленных на использование космических средств и технологий;

- расширение международного сотрудничества для продвижения интересов США в сфере внутренней и внешней политики и обеспечения национальной безопасности.

 

Должно обеспечиваться решение следующих задач:

- предупреждение о подготовке (начале) агрессивных действий противника;

- недопущение ситуации воспрепятствования США использования космических систем и средств или заметного снижения их эффективность;

- противодействие применению космоса во враждебных США целях;

- повышение за счет активного применения космических систем оперативных и боевых возможностей американских и союзнических войск.

ВС США должны быть подготовлены к ведению действий и операций, функционально охватывающих следующие области:

- обеспечение деятельности в космосе;

- боевое и техническое обеспечение боевых действий войск, действующих в других средах (на суше, на море, в воздухе), из космоса;

- ведение непрерывного контроля и управление ситуацией с помощью КС;

- применение силы в космосе и из космоса.

Политическое руководство обязало МО США организовывать интегрированную систему управления спутниковыми системами, скоординированную с другими ведомствами.

Т.о., «Космическая политика США» оказала существенное влияние на взгляды военного руководства и нашло отражение в ряде руководящих документов:

- «Единая перспектива-2010» и «Единая перспектива-2020» КНШ ВС США, где сформулирован основополагающий на обозримую перспективу принцип построения американских вооруженных сил - «всеохватывающее господство».

ВС США должны быть готовы к проведению военных операций, в том числе крупномасштабных, с самыми решительными целями и во всех областях оперативной деятельности: в космосе, на море, на суше, в воздухе, а также в информационном пространстве.

Анализ оперативных концепций применения ВС показывает обязательное, весьма активное и широкое применения КС и средств. «Всеобъемлющая зашита» невозможна, если в космосе не будут развернуты противоспутниковые средства, а также космические компоненты систем противоракетной обороны.

- налогичные оценки по использованию космоса в военных целях даются также в таких документах, как «Всесторонний обзор состояния и перспектив развития ВС США» (1997), «Национальная военная стратегия США» (1997), ежегодные доклады министра обороны президенту и конгрессу.

 

Таким образом к концу 90-х годов взгляды американского военного руководства в отношении космоса были в сформированы.

 

Руководство министерства обороны США было вынуждено коренным образом пересмотреть свои взгляды сразу по многим важным направлениям.

 

Произведена переоценка самой значимости космоса для США. Возможность доступа в космическое пространство и использования его без ограничений объявлена жизненно важным национальным интересом, который американцы готовы защищать всеми имеющимися в их распоряжении силами и средствам и самым решительным образом.

 

В отношении же космоса как среды, в которой могут проводиться различные по масштабу, задачам и применяемым средствам военные операции, обозначено его «равноправие» с сушей, морем и воздухом.

 

В соответствии с положениями директивы господство в космосе играет существенную роль в достижении информационного превосходства, реализации принципа стратегического сдерживания, повышении эффективности вооруженных сил государства в целом, расширении выгодного для США международного сотрудничества в военной и других сферах.


1.3 Военные аспекты освоения космического пространства [2]

 

 

ВВС США в 2004 г. подготовили и опубликовали доклад Transformation Flight Plan , в котором рассматриваются военные аспекты космических исследований на ближайшие годы и на более длительную перспективу.

 

В нем перечень технических средств, которые должны быть созданы в ближайшие десятилетия и указаны возможные сроки их создания.   Это

Ø         Противоспутниковые системы воздушного базирования (2015 год),

Ø         Системы космического базирования, предназначенные для вывода из строя телекоммуникационных КА и СПРН противника (2010 год),

Ø         Системы космического базирования, предназначенные для уничтожения или противодействия работы разведывательных спутников противника,

Ø         Мощные лазеры воздушного и космического базирования, а также устройства, позволяющие ретранслировать луч лазера, сгенерированный на Земле,

Ø         Мощные лазеры наземного базирования для использования в противоракетных системах с возможностью управления их работой со спутников,

Ø         Системы изучения дальнего космоса,

Ø         Космический корабль для обслуживания и ремонта боевых систем космического базирования в период их эксплуатации на орбите (2015 год),

Ø         СПРН следующего поколения и пр.

Особо необходимо создания космических кораблей для уверенного доступа в космос. Они должны обеспечить возможность запуска в пределах 48 часов.


1.4 Современная орбитальная группировка ВС США [3]

 

 

 

   Космические системы военного назначения позволяют существенно повысить эффективность всех видов повседневной деятельности Вооруженных сил США.

 

   Рассматривая космическое пространство как возможный ТВД, США большое внимание уделяют военной направленности в использовании космических систем. С их помощью решают в основном две задачи:

– определение военно-экономического потенциала противника;

– повышение эффективности боевого применения своих средств нападения.

 

   Основное внимание уделяют следующим направлениям:

– поддержание в БГ состоянии существующих систем и развертывание новых;

– расширение возможностей бортовой аппаратуры КА;

– повышение оперативности доставки информации со спутников;

– увеличение времени активного существования КА;

– размещение на одном КА аппаратуры для решения двух и более задач;

– создание новых ракет-носителей одноразового и многоразового применения;

– совершенствование наземных средств управления КСВН;

– объединение результатов всех видов разведки;

– разработка КА для противокосмической и противоракетной обороны.

 

Рассмотрим основные программы и группировки военных КА США.


Основные военные космические программы США

и орбитальная группировка их КА

(около 130 КА на конец 2002г.)

 

Text Box: Разведка –
Электрон.–8КА (ГСО)
Морск.–14 на 900-1400
Text Box: Геодезия и картография –
8 КА на 300…3200 км
Text Box: СПРН -
7 КА DSP на ГСО
Text Box: Метеорология –
11 КА на 800…1100 км
Text Box: Навигация –
30 КА GPS на 20000 км
Text Box: Технологические –
9 КА на 400…1600 км
Text Box: Связь –
26 КА на ГСО
и 8 КА – на ЭлО
Text Box: Противоракетная оборона-
перспектива

1) КА оптикоэлектронной разведки "КН-11"

В группировке 2-4 КА. Обеспечивается наблюдение объектов и передача данных разведки по радиоканалам в реальном масштабе времени. Минимальное время доставки информации потребителям – 1,5-2 часа.

Позволяют вести оптико-электронную разведку территории России в полосе 3600 км двумя КА более 8 часов в сутки, тремя КА более 12 часов в сутки.

 

2) КА радиолокационной разведки "Лакросс"

В группировке 2-4 КА "Лакросс" и 7 КА-ретрансляторов "СДС" и "ТДРС".

Позволяют с помощью РЛС получать изображения земной поверхности с глобальным охватом, а результаты наблюдения передавать по радиоканалам в реальном масштабе времени в Центр обработки. Возможна разведка территории России 2-мя КА при полосе 4000 км – более 9, а 3-мя КА – 14 часов в сутки.

 

3) КА морской радиотехнической разведки ССУ

В группировке - 3-6 группы КА (по 3 КА в группе). В настоящее время ОГ позволяет определять координаты надводных кораблей с точностью до 1 км, и  производить полный просмотр акватории Мирового океана за 1,5-2,5 часа.

 

4) КА радиотехнической разведки "Феррет"

В составе ОГ не менее двух оперативных и один-два резервных КА.

Система из 2-х КА "Феррет" обеспечивает наблюдения района разведки на средних широтах с различных ракурсов с минимальным интервалом повторной разведки 11 ч. Такое же время требуется для обзора всей поверхности Земли.

5) КА радио- и радиотехнической разведки

ОГ КА радио- и РТР (6 КА "Джампсит" и "Джампсит-2", 5 КА "Джеробоум", 1 КА "Магнум", 1 КА "Ментор", 3 КА "Шале") позволяет обеспечить непрерывный контроль за работой РЭС на территории СНГ в масштабе времени, близком к реальному в Северном полушарии в течении 10–11 ч. на каждом витке каждым КА, а также непрерывную разведку тремя КА в течение суток.

 

6) КА обнаружения стартов БР и ядерных взрывов

ОГ состоит из семи КА "Имеюс-2" (DSP) на ГСО над Тихим, Атлантическим, Индийским океанами и европейской зоной. Она позволяет иметь глобальную зону обзора по долготе, а по широте ± 830 и время поступления информации  1-4 мин после обнаружения старта БР. Ошибка определения координат старта БР –3 км. Ошибка определения районов падения головных частей – до 1000 км.

Разрабатывается новая СПРН SBIRS-High– 4 спутника на GEO + 2 LEO.

 

7) КА навигационной системы "Навстар"

ОГ из 28-30 КА "Навстар-2", позволяющих объектам навигации постоянно находиться в зоне действия не менее 4 КА, что обеспечивает им непрерывное определение  своего местоположения и скорости движения.

 

8) КА связи

CCC - КА "ДСЦС-3", cвязи ВМС - КА "Флитсатком" и "Уфо", систему сбора и передачи данных на базе КА "СДС", систему стратегической и тактической связи на базе КА "Милстар", систему связи ВВС "Афсатком".

 

КА стратегической системы связи США на базе КА "ДСЦС"

На орбитах находится 13 КА этого типа, постоянно обеспечивающие связью высшее командование вооруженных сил США практически с любой воинской частью, размещенной вне территории США, или с авианосными соединениями, находящимися в акватории Мирового океана.

 

КА системы стратегической и тактической связи США "Милстар"

На орбитах 2 КА, обеспечивающие в глобальном масштабе закрытую помехоустойчивую связь в стратегическом и оперативно-тактическом звеньях управления.

 

Система тактической связи ВМС США

В системе 9 КА "Уфо", 3 КА "Флитсатком", перекрывающие зонами обзора всю территорию земного шара, за исключением полярных районов свыше 76 град, что позволяет постоянно поддерживать связь с кораблями, подводными лодками, находящимися в акватории Мирового океана, и самолетами в полете.

 

 

Система связи ВВС США "Афсатком"

Система своих спутников не имеет, а использует каналы связи КА "Флитсатком", "Милстар", "Сдс", "Уфо" и "Дсцс", которые позволяют постоянно поддерживать связь между штабом Стратегического командования США и воздушными КП со стратегическими бомбардировщиками в полете, постами управления запуском МБР, а также самолетами–ретрансляторами "Такамо" для связи с ПЛАРБ. Кроме того, такое размещение КА обеспечивает связь с любым объектом, находящимся в любом районе (над любым районом) Земного шара.

9) КА топогеодезической системы "Геосат"

На орбите находится 1 КА "Геосат", который способен определять расстояния от спутника до океанской поверхности с точностью до 10 см, что обеспечивает повышение точности стрельбы БР на 10 %, Период просмотра всей поверхности Мирового океана – 6 месяцев.

 

10) КА метеорологической космической системы

КА "Дмс" метеорологической системы "НПОЕСС", обеспечивающий интервал связи со станциями 5–15 мин., обзор одним КА всей поверхности Земли 2 раза в сутки с полосой 3000 км и разрешающей способностью 0,55 км, температурный профиль атмосферы до высоты 30 км от уровня моря с точностью 0,5 0 С.

 

11) Перспективные боевые КА

КА наблюдения STSS будут обеспечивать сопровождение объектов в космосе, селекцию боеголовок и ложных целей, выдачу целеуказаний на перехватчики наземного базирования и орбитальные перехватчики. При этом предварительное наведение целевой КА на цели предполагается осуществлять по сигналам с борта спутников СПРН DSP или SBIRS-High.

ОГ до 24 КА. Для точного измерения дальности и определения вектора состояния цели на спутниках STSS будут использоваться лазерные локаторы.

Космический перехватчик "KE ASat" должен обеспечить выведение из строя КА противника кинетическим воздействием.


2  Противоспутниковое оружие

В настоящее время в мире отсутствуют развернутые системы противоспутникового оружия. Однако подобным потенциалом будут обладать следующие перспективные средства США, находящиеся в различных степенях отработки:

- ПР прямого попадания воздушного (типа Asat), наземного (типа GBIGround Based Interceptor) и морского базирования (типа Standard Missile – 3);

- лазерное оружие воздушного (AirBornLaser на самолете Боинг-747) и наземного базирования (лазер Miracle).

В отдаленной перспективе – ПР и лазеры космического базирования.

2.1 Противоспутниковая ракета ASAT (Anti-Salellile) [4],[5],[6],[7]

 

Подвеска ASAT на F-15 ASAT - 1977 по 1985 г. предназначался для поражения ИСЗ на низких орбитах.

В состав входил самолет-носитель F-15 и 2-х ступенчатая ракета весом 1200 кг, длиной 6,1 и диаметром 0,5 м. Ракета подвешивалась под фюзеляжем самолета-носителя.

ТТДУ 1 и 2 ступеней тягой 4500 / 2720 кг. Полезная нагрузка - малогабаритный самонаводящийся перехватчик MHIV (Miniature Homing Intercept Vehicle) массой 15,4 кг, длиной 460 мм и диаметром около 300 мм.

Наведение в расчетную точку после отделения от носителя - инерциальной системой 2-й ступени.

Перехватчик MHIV в разрезеПерехватчик из десятков ТТДУ, ИК-системы самонаведения, лазерного гироскопа и бортового компьютера. Поражение ИСЗ-цели осуществлялось при прямом попадании в нее.

Перехватчик раскручивается до 20 об/с, что необходимо для нормальной работы инфракрасной ССН и обеспечения стабилизации в полете. К моменту отделения перехватчика его ИК-датчики, ведущие обзор пространства, должны захватить цель.

ТТДУ расположены в 2 ряда но окружности корпуса, причем сопла размещаются посредине. Это позволяет MHIV перемещаться вверх, вниз, вправо и влево.

Старт в космос!

Пуск ракеты с носителя - на высотах 15-21 км как в горизонтальном полете, так и в режиме набора высоты.

Вывод самолета в расчетную точку пуска ракеты предусматривалось производить по командам с центра управления воздушно-космической обороны, которые будут отображаться в кабине летчика. Большинство операций по подготовке к пуску выполняется самолетной ЭВМ. Задача пилота - выдерживать заданное направление и пуска ПР при получении сигнала от ЭВМ в интервале 10-15 с.


Первый пуск экспериментальной ракеты ASAT с самолета F-15 по условной космической цели был произведен в начале 1984 года , а первый перехват - 13 сентября 1985 г. Запущенная ПР уничтожила американский спутник «Солуинд» па высоте 450 км. В начале 1990-х гг. работы по системе ASAT в США прекращены.

 

Аналогичная система создавалась и в СССР. Противоспутниковые ракеты запускались с истребителя МиГ-31Д.

 

 

Однако работы по подобным системам  в США не прекращены и проводятся в настоящее время в рамках программы KE ASAT. При этом используются новейшие технологии, отработанные в рамках программ ПРО. Слева – прототип перехватчика нового покаления.

 


2.2 Противоракета GBI
[8]

GBI – 3-х ступенчатая ТТ ПР дальнего действия шахтного базирования – для заатмосферного перехвата высокоскоростных целей за счет кинетической энергии прямого соударения.

В основу GBI, состоящей из боевой ступени перехвата (СП) и ракеты-носителя (РН), заложены следующее:

• боевая ступень имеет датчики среднего ИК- и видимого диапазона, ДУ, средства связи и наведения, а также бортовой процессор;

• РН выводит боевую ступень в область захвата цели головкой самонаведения (ГСН), после чего отделившаяся боевая ступень  осуществляет маневрирование для сближения и поражения цели путем соударения с ней.

Боевая ступень перехвата EKV с жидкостной ДУ наведения и ориентации имеет длину 1,1…1,4 м, диаметр около 0,6 м, а массу в ~60 кг.

Высота перехватываемых целей до 1500 км, дальность – до 4000 км, т.е. – это ИСЗ на низкой и средней орбите.


2.3 Противоракета SM-3

Противоракета «Standard-3» – ТТ ракета морского базирования (Raytheon Missile Systems) - получена путем размещения легкого внеатмосферного перехватчика LEAP (Lightweight ExoAtmo-spheric Projectile) и дополнительной 3-й ступени на ранее 2-х ступенчатой ЗУР SM-2ER block 4.

4-я ступень – боевая с кинетической боеголовкой LEAP содержит ИК-датчик самонаведения с дальностью действия против типовых целей 300 км (в диапазоне среднего и дальнего ИК) и твердотопливную ДУ системы управления движением и ориентацией CDACS.

Высота перехватываемых целей до 250 км, а дальность – до 300 км, т.е. применительно к космическим целям – ИСЗ на низкой орбите.

 

 


 


2.4 ABL Противоракетный лазерный комплекс ВБ ABL (Airborne Laser) рассматриваются как эффективное средство борьбы с БР на АУТ полета и ИСЗ на низких орбитах (Boeing - системная интеграция, СБУ  и С, Lockheed Martin  - система  фокусировки  лазерного  луча и TRW  - лазер).

ABL имеет воздушную платформу Боинг-747, несущую мощный лазер и систему его наведения

Основа ПРК - йод-кислородный химический лазер мегаватного класса (COIL), работающий на длине волны 1,345 микрон. Имеет модульную конструкцию (14 модулей, сейчас – 6). Размещается в хвостовой части самолета.

Для «доставки» лазерного луча в носовую часть самолета используется сложная оптическая система, состоящая из лазеров малой мощности, датчиков, отклоняющих зеркал и адаптивной оптики, что обеспечивает точность сопровождения цели и компенсацию атмосферных искажений, и тем самым увеличивается дальность поражения цели.

Расчетная дальность силового действия с высоты 12 км составляет 400…600 км. Считается, что лазер может обеспечить до 40 «выстрелов» длительностью 3…5 сек при выходной энергии в 3…4 МДж .

 


2.5 Перспективные противоспутниковые средства

 


Kinetic Energy Interceptor (KEI) – твердотопливный высокоскоростной перехватчик - на ранней стадии разработки. Возможность перехвата БР в период участка разведения до момента отделения боеголовок и ИСЗ на низких орбитах. Начальные боевые возможности для наземного базирования в 2011 гг., а морского базирования – в 2013 г.

Проект Northrop Grumman/Raytheon  включает:

- подвижную ПУ наземного базирования с 2 ПР,

- быстрый и маневренный перехватчик с самонаводящейся СП типа LEAP;

- систему командования, БУ и Св и спутниковые приемники для внешнего целеуказания.

Оборудование очень мобильно и может быть легко загружено на самолет C-17 и транспортироваться во всем мире.

Противоракета KEI имеет 11 м в длину и 0,91 м в диаметре. Система не предусматривает использования собственных сенсоров, а будет запускаться по внешнему целеуказанию.

 


Противоракеты космического базирования типа «Brilliant Pebbles»

 


Первоначальные оценки предлагаемого проекта были весьма оптимистичными:

-масса снаряда-перехватчика – 2,5 кг;

-высота орбиты – 400-500 км;

-количество перехватчиков – 4-5 тыс.;

-перехват БР дальностью полета более 2000 км, а также низкоорбитальные ИСЗ.

 

Однако, учитывая целый ряд трудностей как технического, так и юридического порядка, работы по перехватчикам КБ типа «Brilliant Pebbles», вряд ли в ближайшее время завершатся разработкой боевого образца.

Центр тяжести работ по перехвату БР на АУТ сместился в сторону высокоскоростных перехватчиков наземного и морского базирования (KEI), а также проект ABL. 

 


Противоракетные лазерные комплексы космического базирования

 


В качестве одного из перспективных ударных средств системы перехвата космических целей в течение многих лет рассматривается лазерное оружие космического базирования Space Based Laser  (SBL). Работы по ней ведутся с участием компаний Boeing, Lockheed Martin и TRW.

 

 

Несмотря на ряд проблем, связанных с созданием космического лазерного оружия, работа над ним в США продолжается.

Поскольку лазерное излучение распространяется в космосе почти без потерь, то потенциальная дальность действия таких лазеров будет значительной.

Таким образом, лазерные комплексы космического базирования позволяют оборонять обширнейшие территории.

Судя по всему, США рассматривают лазерное оружие как одно из основных средств перехвата ракет на последующем этапе реализации программы создания ПРО.

 


 Источники

 

 



[1] Washington Profile.

[2] Новости ВВС на сервере AVIA.RU

[3] Орбитальная группировка ВС США, Воздушно-космическая оборона, www.vko.ru/

[4] «История авиационного вооружения» / А.Б. Широкорад, 1999 /

 

[5] ЗВО 4'1983, 9'1984

 

[6] Air-Launched Miniature Vehicle (ALMV) / FAS /

 

[7] LTV Air-Launched Anti-Satellite Missile / Military Museum

 

[8] Jane’s STRATEGIC WEAPON SYSTEMS, January 2004.

 

9 СИПРИ-2003