Компания SpaceX предпринимателя Илона Маска получила новый крупный контракт Пентагона. Минобороны США заплатит 149 млн долларов за начало работ по созданию спутников слежения за запусками ракет. Таким образом, Илон Маск становится руководителем проекта по производству спутников, которые должны противодействовать новейшему российскому гиперзвуковому оружию.
О каких спутниках идет речь и как они будут действовать?
Агентство космического развития США к 2022 году планирует развернуть в ближнем космосе, на низкой околоземной орбите группировку спутников слежения. Планируется, что эти аппараты должны защитить Соединённые Штаты от внезапных ударов гиперзвуковых ударных блоков российских и китайских ракет. Рабочее название этой группировки — Constellation (рус. «Созвездие») и она должна поистине огромной, то есть состоять из нескольких тысяч аппаратов. Теперь стало известно, что создавать эти спутники и запускать их будет компания Илона Маска SpaceX.
Такая многочисленная группировка низкоорбитальных спутников должна усовершенствовать концепцию, в западной литературе называемую Overhead Persistent Infrared (OPIR), что в буквальном переводе означает «постоянное инфракрасное слежение». Российский аналог этой системы — космический эшелон системы предупреждения о ракетном нападении (СПРН), функции которого сегодня выполняют спутники «Тундра». Основой обнаружения баллистических ракет системой OPIR/СПРН является их инфракрасный след, который образуется при работе ракетных двигателей.
С новыми ударными блоками нельзя бороться по-старому
Зачем же вдруг США понадобилось совершенствовать свою систему OPIR (СПРН), которая надёжно работает ещё с конца 1960 годов? Всё дело в том, что традиционный подход подразумевал размещение спутников оповещения о ракетном нападении на стационарной или полярной высокоэллиптической орбите. Три-четыре спутника на геостационарной орбите позволяли отслеживать запуски баллистических ракет с территории России и Китая. Такое же количество спутников на полярных высокоэллиптических орбитах позволяло контролировать полярные области северного полушария Земли, которые были «слепым пятном» для спутников на геостационарной орбите. За счёт особенности своей эллиптической орбиты такие спутники подолгу «висели» в апогее над северным полушарием, а южное полушарие проходили быстро, в перигее.
Однако такая система хорошо защищает только от классических баллистических ракет, которые летят по хорошо предсказуемой траектории и легко определяются по заметному инфракрасному следу. Всё радикально изменилось с созданием Россией (и, возможно, Китаем) гиперзвуковых управляемых боевых блоков (УББ). Российская система известна под названием «Авангард». Такие боеголовки получили в свое распоряжение целый арсенал средств по изменению своей траектории. В их число входят как пассивные аэродинамические поверхности («крылья»), так и активные («рули»), а также — системы коррекции курса, основанные на ракетных или гиперзвуковых прямоточных воздушно-реактивных двигателях (ГПВРД). Причём свои двигатели гиперзвуковые УББ включают очень ненадолго, а их инфракрасный след гораздо слабее и плохо заметен.
Гиперзвуковые УББ могут делать сразу несколько вещей, к которым не способны обычные боеголовки. Например, резко менять свой курс, активно уходить от перехвата противоракетами противника и даже несколько раз повторно «нырять» в атмосферу Земли. Такие последовательные погружения в земную атмосферы сильно осложняют работу спутников OPIR, не говоря уж о перехвате. Российское военно-политическое руководство и вовсе неоднократно заявляло, что гиперзвуковые блоки «Авангард» "перехватить невозможно".
Что делать? Опускать орбиту
Почему? Потому что для уверенного повторного обнаружения гиперзвуковых УББ их надо отслеживать с гораздо более близкого расстояния. Ведь эпизодическая работа их двигателей гораздо менее интенсивна, нежели у обычных баллистических ракет. Поэтому спутники OPIR требуется опустить на низкую околоземную орбиту. Но тут эти аппараты подстерегают другие сложности.
Как показывают расчёты, сносно определять гиперзвуковые УББ с помощью низкоорбитальных спутников OPIR можно уже с высоты в 600-1200 км. А уверенно делать это можно и вовсе только с орбиты высотой в 200-300 км — слишком уж хорошо «прячутся» гиперзвуковые УББ в каждом своём нырке в атмосферу нашей планеты.
Опустить спутники слежения еще ниже уже нельзя. На низких орбитах космический аппарат живёт лишь от недели до нескольких месяцев, а затем начинает резко тормозиться за счёт трения об остаточную атмосферу нашей планеты. Поэтому столь низкую орбиту используют исключительно для начального выведения аппаратов, после чего они уже с помощью собственных двигателей стараются поскорее перейти куда-нибудь повыше.
Опустить спутники слежения еще ниже уже нельзя. На низких орбитах космический аппарат живёт лишь от недели до нескольких месяцев, а затем начинает резко тормозиться за счёт трения об остаточную атмосферу нашей планеты. Поэтому столь низкую орбиту используют исключительно для начального выведения аппаратов, после чего они уже с помощью собственных двигателей стараются поскорее перейти куда-нибудь повыше.
Поэтому орбиты в 600-1200 км (и тем более в 200-300 км) оказываются гораздо более неудобными с точки зрения размещения средств контроля — спутников OPIR. Их группировку приходится постоянно пополнять из-за торможения аппаратов и схода с расчётной орбиты. На орбите в 200-300 км, как показывают расчёты, даже спутник с собственной двигательной установкой протянет до полутора лет, после чего полностью исчерпает свой запас топлива.
С похожей проблемой столкнулся и Илон Маск при развёртывании системы интернет-связи Starlink: чтобы его абоненты уверенно принимали сигнал спутников на небольшие антенны, ему тоже пришлось опустить свои аппараты максимально низко к атмосфере. Но за это пришлось заплатить: в ходе реализации полного развёртывания Starlink на орбиту должно быть выведено несколько тысяч аппаратов. Так что заказ Пентагона своих новых спутников OPIR на заводе Маска практически вынужденный: американским военным необходимы дешёвые аппараты, которые можно будет выводить в космос сотнями штук ежемесячно.
Сможет ли Маск увидеть российские блоки?
Сможет. Но при соблюдении определенных условий. В силу вышесказанного первый этап развёртывания «Созвездия» низкоорбитальных OPIR будет копировать архитектуру системы глобальной телефонной связи Iridium, созданной в 1990 годах. Тогда Iridium для полного покрытия земного шара обошлась лишь 77 спутниками, расположенными на орбите высотой в 784 км. Первый этап проекта «Созвездие», который был опубликован в открытых источниках, предполагает подобную архитектуру — с 70 спутниками на орбите высотой в 700-800 км.
Однако в таком варианте «Созвездие» является «подслеповатым», лишь немного улучшая способность обнаружения гиперзвуковых УББ по сравнению с геостационарным OPIR. А вот второй этап развёртывания низкоорбитального OPIR уже гораздо интереснее: он предполагает, что на орбитах высотой в 200-300 км будет размещено несколько тысяч небольших и недорогих спутников. В силу низкой орбиты они достаточно «зоркие», чтобы обнаружить прячущийся в атмосфере гиперзвуковой блок, но «видят» только очень небольшой участок под собой (мешает кривизна Земли и поглощение инфракрасных лучей в атмосфере). Поэтому их и требуется много.
Так что, по сути, план низкоорбитального OPIR для Пентагона во много повторяет вторую фазу развёртывания нашумевшей системы глобального спутникового интернета Starlink от компании SpaceX. Что даже породило шутливое предложение о том, что Илону Маску пора закончить «шифроваться» и честно сказать, что на спутниках Starlink будут установлены инфракрасные датчики, которые станут работать в интересах Пентагона. Ведь никаких препятствий к этому не существует — единичный низкоорбитальный спутник OPIR представляет из себя достаточно простой аппарат, а сложность состоит именно в насыщении спутниковой группировки аппаратами и поддержании требуемого их количества.
"Золотое дно"
Конечно, такой подход — «золотое дно» для пусковой и спутниковой индустрии. Делать по десятку запусков в месяц и собирать несколько сотен новых спутников ежемесячно с тем, чтобы просто поддерживать стабильность спутниковой группировки — это просто мечта! Но остаётся простой вопрос: сможет ли такая система надёжно защитить США от удара гиперзвуковыми блоками? Ответ на этот вопрос, конечно, сценарный и возвращает нас к известной «дилемме ПРО», являющейся частным случаем «дилеммы заключённого».
Со времён создания в США и в СССР сравнимых арсеналов ядерного оружия, к тому же способных уничтожить земную цивилизацию по нескольку раз, самым неприятным сценарием для обеих сторон является опасность контрсилового, или иначе — обезоруживающего удара. В таком сценарии предполагается, что агрессор наносит внезапный удар по стратегическим объектам и ядерным силам оппонента, чтобы парализовать его командную систему и ограничить возможности ответного ядерного удара. Эдакое «предательство сокамерника» из дилеммы заключённого, только на глобальный лад.
После этого система ПРО агрессора уже имеет дело не с несколькими тысячами боеголовок, как в случае первого или ответно-встречного удара, а лишь с несколькими десятками, которые она уже вполне в состоянии перехватить и уничтожить. Поэтому, конечно, выход США из Договора о ПРО, который значительно ограничивал мощность противоракетной обороны, создал совсем иную реальность.
В этой реальности низкоорбитальная OPIR может и сработать, обеспечив перехват небольшого количества российских или китайских гиперзвуковых блоков, уцелевших после обезоруживающего удара.Однако если Москва и Пекин не будут уничтожены в результате удара, а китайский или российский арсенал «отработают» по США в рамках ответно-встречного запуска ракет, то судьба США также не будет выглядеть радужной. Даже низкоорбитальный OPIR не поможет перехватить все гиперзвуковые блоки — ведь в этом случае речь будет идти о сотнях, если не тысячах боеголовок.
Впрочем, для Илона Маска это не так важно. Он не зря разрабатывал не имеющие аналогов технологии по созданию огромного числа дешевых спутников и максимального падения себестоимости вывода их на орбиту. Так что свои очередные миллиарды на постройке спутников он заработает гарантировано.
По материалу издания "Взгляд"