Orbital cruiser: hva vil utstyre romskip

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sist endret: 2023-12-16 16:13

Det ytre rom blir i økende grad sett på som et fullverdig teater for militære operasjoner. Etter foreningen av Luftforsvaret (Luftvåpenet) og Luftfartsforsvaret i Russland, ble Luftfartsstyrkene (VKS) dannet. En ny type væpnede styrker har dukket opp også i USA.

Men så langt snakker vi mer om missilforsvar, å slå fra verdensrommet og å ødelegge fiendtlige romfartøyer fra overflaten eller fra atmosfæren. Men før eller siden kan det dukke opp våpen om bord i romskip i bane. Bare forestill deg den bemannede Soyuz eller den gjenopplivede American Shuttle som bærer lasere eller kanoner. Slike ideer har lenge levd i hodet til militæret og vitenskapsmenn. I tillegg varmer science fiction og ikke helt science fiction dem opp med jevne mellomrom. La oss se etter levedyktige utgangspunkt hvorfra et nytt romvåpenkappløp kan begynne.

Med en kanon om bord

Og la kanoner og maskingevær - det siste vi tenker på når vi forestiller oss en kampkollisjon av romskip i bane, sannsynligvis i dette århundret vil alt begynne med dem. Faktisk er en kanon om bord i et romfartøy enkelt, forståelig og relativt billig, og det finnes allerede eksempler på bruk av slike våpen i verdensrommet.

På begynnelsen av 70-tallet begynte Sovjetunionen å frykte alvorlig for sikkerheten til kjøretøyene som ble sendt til himmelen. Og det var på grunn av det, tross alt, ved begynnelsen av romalderen begynte USA å utvikle undersøkelsessatellitter og avskjæringssatellitter. Slikt arbeid utføres nå – både her og på andre siden av havet.

Inspektørsatellitter er designet for å inspisere andres romfartøy. Mens de manøvrerer i bane, nærmer de seg målet og gjør jobben sin: de fotograferer målsatellitten og lytter til radiotrafikken. Du trenger ikke gå langt for eksempler. Det amerikanske elektroniske rekognoseringsapparatet PAN, som ble lansert i 2009, beveger seg i geostasjonær bane, "sniker seg" på andre satellitter og avlytter radiotrafikken til målsatellitten med bakkekontrollpunkter. Ofte gir den lille størrelsen på slike enheter dem stealth, slik at de fra jorden ofte blir forvekslet med romavfall.

I tillegg kunngjorde USA på 70-tallet starten på arbeidet med det gjenbrukbare transportromfartøyet Space Shuttle. Skyttelen hadde et stort lasterom og kunne både levere i bane og returnere fra det til jordfartøy med stor masse. I fremtiden vil NASA skyte ut Hubble-teleskopet og flere moduler til den internasjonale romstasjonen i bane i lasterommene til skyttelbåtene. I 1993 tok romfergen Endeavour tak i en 4,5 tonn EURECA vitenskapelig satellitt med sin manipulatorarm, satte den i lasterommet og returnerte den til jorden. Derfor var ikke frykten for at dette kunne skje med de sovjetiske satellittene eller Salyut-banestasjonen – og det kunne passe inn i skyttelens «kropp» – forgjeves.

Salyut-3-stasjonen, som ble sendt i bane 26. juni 1974, ble det første og så langt siste bemannede banekjøretøyet med våpen om bord. Militærstasjonen Almaz-2 gjemte seg under det sivile navnet "Salyut". Den gunstige plasseringen i en bane med en høyde på 270 kilometer ga god utsikt og gjorde stasjonen til et ideelt observasjonspunkt. Stasjonen holdt seg i bane i 213 dager, 13 av disse arbeidet med mannskapet.

Da var det få som forestilte seg hvordan romkamper ville finne sted. De lette etter eksempler på noe mer forståelig – først og fremst innen luftfart. Hun fungerte imidlertid som giver for romteknologi.

På den tiden kunne de ikke komme med noen bedre løsning, bortsett fra hvordan man plasserer en flykanon om bord. Opprettelsen ble tatt opp av OKB-16 under ledelse av Alexander Nudelman. Designbyrået var preget av mange banebrytende utviklinger under den store patriotiske krigen.

"Under magen" på stasjonen ble det installert en 23 mm automatisk kanon, laget på grunnlag av en hurtigskytende kanon for luftfart designet av Nudelman - Richter R-23 (NR-23). Den ble tatt i bruk i 1950 og installert på sovjetiske La-15, MiG-17, MiG-19 jagerfly, Il-10M angrepsfly, An-12 militære transportfly og andre kjøretøy. HP-23 ble også produsert på lisens i Kina.

Pistolen ble festet stivt parallelt med stasjonens lengdeakse. Det var mulig å sikte den mot ønsket punkt på målet bare ved å snu hele stasjonen. Dessuten kan dette gjøres både manuelt, gjennom siktet og eksternt - fra bakken.

Beregningen av retningen og kraften til salven som kreves for garantert ødeleggelse av målet ble utført av Program Control Device (PCA), som kontrollerte skytingen. Skuddhastigheten til pistolen var opptil 950 skudd i minuttet.

Et prosjektil som veide 200 gram fløy med en hastighet på 690 m/s. Kanonen kunne effektivt treffe mål i en avstand på opptil fire kilometer. I følge vitner fra bakketestene av pistolen rev en salve fra kanonen i en halv metalltønne med bensin som ligger i en avstand på mer enn en kilometer.

Når den ble avfyrt i verdensrommet, tilsvarte rekylen en skyvekraft på 218,5 kgf. Men det ble lett kompensert av fremdriftssystemet. Stasjonen ble stabilisert av to fremdriftsmotorer med en skyvekraft på 400 kgf hver eller stive stabiliseringsmotorer med en skyvekraft på 40 kgf.

Stasjonen var utelukkende bevæpnet for defensiv handling. Et forsøk på å stjele den fra bane eller til og med inspisere den av en inspektørsatellitt kan ende i katastrofe for fiendens kjøretøy. Samtidig var det meningsløst og faktisk umulig å bruke den 20 tonn tunge Almaz-2, fylt med sofistikert utstyr for målrettet ødeleggelse av objekter i verdensrommet.

Stasjonen kunne forsvare seg mot et angrep, det vil si fra en fiende som uavhengig nærmet seg den. For manøvrer i bane, som ville gjøre det mulig å nærme seg mål på nøyaktig skuddavstand, ville Almaz rett og slett ikke ha nok drivstoff. Og hensikten med å finne ham var en annen – fotografisk rekognosering. Faktisk var stasjonens viktigste "våpen" det gigantiske langfokuserte speil-objektivet-teleskopkameraet "Agat-1".

Under stasjonens vakt i bane har det ennå ikke blitt opprettet noen reelle motstandere. Allikevel ble pistolen om bord brukt til det tiltenkte formålet. Utviklerne trengte å vite hvordan avfyring av en kanon ville påvirke dynamikken og vibrasjonsstabiliteten til stasjonen. Men for dette var det nødvendig å vente på at stasjonen skulle operere i ubemannet modus.

Bakketester av pistolen viste at skyting fra pistolen ble ledsaget av et kraftig brøl, så det var bekymring for at testing av pistolen i nærvær av astronauter kunne påvirke helsen deres negativt.

Avfyringen ble utført 24. januar 1975 med fjernkontroll fra Jorden rett før stasjonen ble dekretert. Mannskapet hadde allerede forlatt stasjonen på dette tidspunktet. Skytingen ble utført uten mål, granater skutt mot banehastighetsvektoren kom inn i atmosfæren og brant opp allerede før selve stasjonen. Stasjonen kollapset ikke, men rekylen fra salven var betydelig, selv om motorene ble slått på i det øyeblikket for å stabilisere seg. Hvis mannskapet var på stasjonen i det øyeblikket, ville han ha følt det.

På de neste stasjonene i serien - spesielt "Almaz-3", som fløy under navnet "Salyut-5" - skulle de installere rakettbevæpning: to missiler av "space-to-space"-klassen med en estimert rekkevidde på mer enn 100 kilometer. Da ble imidlertid denne ideen forlatt.

Militær "Union": våpen og missiler

Utviklingen av Almaz-prosjektet ble innledet av Zvezda-programmet. I perioden fra 1963 til 1968 var Sergey Korolevs OKB-1 engasjert i utviklingen av det flersete militære forskningsbemannede romfartøyet 7K-VI, som skulle være en militær modifikasjon av Soyuz (7K). Ja, det samme bemannede romfartøyet som fortsatt er i drift og fortsatt er det eneste middelet for å levere mannskaper til den internasjonale romstasjonen.

Militære "Soyuz" var ment for forskjellige formål, og følgelig sørget designerne for et annet sett med utstyr om bord, inkludert våpen.

"Soyuz P" (7K-P), som begynte å utvikle seg i 1964, skulle bli den første bemannede orbitale avskjæreren i historien. Imidlertid var ingen våpen forutsett om bord, mannskapet på skipet, etter å ha undersøkt fiendens satellitt, måtte gå ut i åpent rom og deaktivere fiendens satellitt, så å si manuelt. Eller, om nødvendig, ved å plassere enheten i en spesiell beholder, send den til jorden.

Men denne avgjørelsen ble forlatt. I frykt for lignende handlinger fra amerikanernes side, utstyrte vi romfartøyet vårt med et selvdetonasjonssystem. Det er godt mulig at USA ville ha fulgt samme vei. Heller ikke her ville de risikere astronautenes liv. Soyuz-PPK-prosjektet, som erstattet Soyuz-P, antok allerede opprettelsen av et fullverdig kampskip. Den kunne eliminere satellitter takket være åtte små rom-til-rom-missiler plassert i baugen. Avskjæringsmannskapet besto av to kosmonauter. Det var ikke nødvendig for ham å forlate skipet nå. Etter å ha undersøkt objektet visuelt eller ved å undersøke det ved hjelp av utstyr om bord, bestemte mannskapet seg for behovet for å ødelegge det. Hvis det ble akseptert, ville skipet bevege seg en kilometer unna målet og skyte det med raketter ombord.

Missilene til interceptoren skulle være laget av Arkady Shipunovs våpendesignbyrå. De var en modifikasjon av et radiostyrt antitankprosjektil som gikk til målet på en kraftig opprettholdermotor. Manøvrering i verdensrommet ble utført ved å tenne små pulverbomber, som var tett prikket med stridshodet. Da man nærmet seg målet, ble stridshodet undergravd - og fragmentene traff målet i stor hastighet og ødela det.

I 1965 ble OKB-1 instruert om å lage et orbital rekognoseringsfly kalt Soyuz-VI, som betydde High Altitude Explorer. Prosjektet er også kjent under betegnelsene 7K-VI og Zvezda. "Soyuz-VI" skulle utføre visuell observasjon, fotografisk rekognosering, gjøre manøvrer for tilnærming, og om nødvendig kunne ødelegge et fiendtlig skip. For å gjøre dette ble den allerede kjente HP-23-flykanonen installert på skipets nedstigningskjøretøy. Tilsynelatende var det fra dette prosjektet hun deretter migrerte til prosjektet til Almaz-2-stasjonen. Her var det mulig å dirigere kanonen kun ved å kontrollere hele skipet.

Imidlertid ble det aldri gjort en eneste lansering av den militære "Unionen". I januar 1968 ble arbeidet med det militære forskningsskipet 7K-VI avviklet, og det uferdige skipet ble demontert. Årsaken til dette er interne krangel og kostnadsbesparelser. I tillegg var det åpenbart at alle oppgavene til denne typen skip kunne overlates enten til vanlig sivil Soyuz eller til Almaz militære orbitalstasjon. Men erfaringen man fikk var ikke forgjeves. OKB-1 brukte den til å utvikle nye typer romfartøy.

Én plattform - forskjellige våpen

På 70-tallet ble oppgavene allerede bredere satt. Nå handlet det om å lage romfartøyer som er i stand til å ødelegge ballistiske missiler under flukt, spesielt viktige luft-, orbitale-, sjø- og bakkemål. Arbeidet ble overlatt til NPO Energia under ledelse av Valentin Glushko. Et spesielt dekret fra sentralkomiteen til CPSU og Ministerrådet for USSR, som formaliserte den ledende rollen til "Energia" i dette prosjektet, ble kalt: "Om studiet av muligheten for å lage våpen for krigføring i verdensrommet og fra verdensrommet."

Den langsiktige orbitalstasjonen Salyut (17K) ble valgt som grunnlag. På dette tidspunktet var det allerede mye erfaring med å betjene enheter av denne klassen. Etter å ha valgt den som basisplattform, begynte designerne av NPO Energia å utvikle to kampsystemer: ett for bruk med laservåpen, det andre med missilvåpen.

Den første ble kalt "Skif". En dynamisk modell av en kretsende laser - romfartøyet Skif-DM - vil bli skutt opp i 1987. Og systemet med missilvåpen fikk navnet "Cascade".

"Cascade" skilte seg gunstig fra laseren "bror". Hun hadde en mindre masse, noe som betyr at den kunne fylles med en stor tilførsel av drivstoff, noe som gjorde at hun kunne "føle seg mer fri i bane" og utføre manøvrer. Selv for det og det andre komplekset, ble det antatt muligheten for å fylle drivstoff i bane. Dette var ubemannede stasjoner, men muligheten for at et tomannsmannskap kunne besøke dem i opptil én uke på romfartøyet Soyuz ble også sett for seg.

Generelt skulle konstellasjonen av laser- og missilomløpskomplekser, supplert med ledesystemer, bli en del av det sovjetiske anti-missilforsvarssystemet - "anti-SDI". Samtidig ble det lagt til grunn en klar «arbeidsfordeling». Raketten "Cascade" skulle virke på mål som ligger i middels høyde og geostasjonære baner. "Skif" - for objekter i lav bane.

Separat er det verdt å vurdere selve avskjæringsmissilene, som skulle brukes som en del av kampkomplekset Kaskad. De ble utviklet, igjen, hos NPO Energia. Slike missiler passer ikke helt til den vanlige forståelsen av missiler. Ikke glem at de ble brukt utenfor atmosfæren på alle stadier; aerodynamikk kunne ikke tas i betraktning. Snarere lignet de på de moderne øvre trinnene som ble brukt til å bringe satellitter inn i de beregnede banene.

Raketten var veldig liten, men den hadde nok kraft. Med en utskytningsmasse på bare noen få titalls kilo, hadde den en karakteristisk hastighetsmargin som kan sammenlignes med den karakteristiske hastigheten til raketter som satte romfartøyer i bane som nyttelast. Det unike fremdriftssystemet som ble brukt i avskjæringsmissilet brukte ukonvensjonelle, ikke-kryogene drivstoff og kraftige komposittmaterialer.

I utlandet og på grensen til fantasi

USA hadde også planer om å bygge krigsskip. Så i desember 1963 kunngjorde publikum et program for å lage et bemannet banelaboratorium MOL (Manned Orbiting Laboratory). Stasjonen skulle leveres i bane av en Titan IIIC bærerakett sammen med romfartøyet Gemini B, som skulle frakte et mannskap på to militærastronauter. De skulle tilbringe opptil 40 dager i bane og returnere på Gemini-romfartøyet. Stasjonens formål var lik vår "Almazy": den skulle brukes til fotografisk rekognosering. Men muligheten for "inspeksjon" av fiendens satellitter ble også tilbudt. Dessuten måtte astronauter ut i verdensrommet og nærme seg fiendtlige kjøretøy ved hjelp av den såkalte Astronaut Maneuvering Unit (AMU), en jetpack designet for bruk på MOL. Men installasjonen av våpen på stasjonen var ikke tiltenkt. MOL var aldri i verdensrommet, men i november 1966 ble modellen skutt opp sammen med Gemini-romfartøyet. I 1969 ble prosjektet stengt.

Det var også planer for opprettelse og militær modifikasjon av Apollo. Han kunne være engasjert i inspeksjon av satellitter og – om nødvendig – ødeleggelse av dem. Dette skipet skulle heller ikke ha noen våpen. Merkelig nok ble det foreslått å bruke en manipulatorarm for ødeleggelse, og ikke kanoner eller missiler.

Men kanskje det mest fantastiske kan kalles prosjektet til atomimpulsskipet "Orion", foreslått av selskapet "General Atomics" i 1958. Det er verdt å nevne her at dette var en tid da den første mannen ennå ikke hadde fløyet ut i verdensrommet, men den første satellitten fant sted. Ideene om måtene å erobre verdensrommet på var forskjellige. Edward Teller, en kjernefysiker, "far til hydrogenbomben" og en av grunnleggerne av atombomben, var en av grunnleggerne av dette selskapet.

Orion-romfartøyprosjektet og dets militære modifikasjon Orion Battleship, som dukket opp et år senere, var et romfartøy som veide nesten 10 tusen tonn, drevet av en kjernefysisk pulsmotor. Ifølge forfatterne av prosjektet, sammenligner det seg gunstig med raketter med kjemisk drivstoff. I utgangspunktet skulle Orion til og med skytes opp fra jorden – fra Jackess Flats atomprøvested i Nevada.

ARPA ble interessert i prosjektet (DARPA det vil bli senere) - Agency for Advanced Research Projects i det amerikanske forsvarsdepartementet, ansvarlig for utviklingen av nye teknologier for bruk i de væpnede styrkenes interesse. Siden juli 1958 har Pentagon bevilget én million dollar for å finansiere prosjektet.

Militæret var interessert i skipet, som gjorde det mulig å levere i bane og flytte laster som veier rundt titusenvis av tonn i verdensrommet, utføre rekognosering, tidlig varsling og ødeleggelse av fiendtlige ICBM-er, elektroniske mottiltak, samt angrep mot bakken mål og mål i bane og andre himmellegemer. I juli 1959 ble det utarbeidet et utkast for en ny type amerikanske væpnede styrker: Deep Space Bombardment Force, som kan oversettes som Space Bomber Force. Den så for seg opprettelsen av to permanente operative romflåter, bestående av romfartøy fra Orion-prosjektet. Den første skulle være på vakt i lav jordbane, den andre - i reserve bak månebanen.

Mannskapene på skipene skulle skiftes ut hvert halvår. Levetiden til Orions selv var 25 år. Når det gjelder våpnene til Orion Battleship, ble de delt inn i tre typer: hoved, offensiv og defensiv. De viktigste var W56 termonukleære stridshoder tilsvarende halvannet megatonn og opptil 200 enheter. De ble skutt opp ved hjelp av raketter med fast drivmiddel plassert på skipet.

De tre Kasaba dobbeltløpede haubitsene var retningsbestemte atomstridshoder. Skjellene, som forlot pistolen, ved detonering, skulle generere en smal front av plasma som beveget seg med nær lyshastighet, som var i stand til å treffe fiendtlige romskip på lange avstander.

Den langtrekkende defensive bevæpningen besto av tre 127 mm Mark 42 marineartillerifester modifisert for skyting i verdensrommet. Kortdistansevåpen var de langstrakte, 20 mm M61 Vulcan automatiske flykanonene. Men til slutt tok NASA en strategisk beslutning om at romprogrammet i nær fremtid vil bli ikke-atomkraftig. Snart nektet ARPA å støtte prosjektet.

Dødsstråler

For noen kan våpen og raketter på moderne romskip virke som gammeldagse våpen. Men hva er moderne? Lasere, selvfølgelig. La oss snakke om dem.

På jorden er noen prøver av laservåpen allerede tatt i bruk. For eksempel laserkomplekset Peresvet, som begynte i forsøkskamp i desember i fjor. Men fremkomsten av militære lasere i verdensrommet er fortsatt et stykke unna. Selv i de mest beskjedne planene ser man den militære bruken av slike våpen først og fremst innen missilforsvar, hvor målene for orbitale grupperinger av kamplasere vil være ballistiske missiler og deres stridshoder skutt opp fra jorden.

Selv om lasere innen sivilt rom åpner store muligheter: spesielt hvis de brukes i laserromkommunikasjonssystemer, inkludert langdistanse. Flere romfartøyer har allerede lasersendere. Men når det gjelder laserkanoner, vil mest sannsynlig den første jobben de vil bli tildelt være å "forsvare" den internasjonale romstasjonen fra romrester.

Det er ISS som skal bli det første objektet i verdensrommet som er bevæpnet med en laserkanon. Faktisk blir stasjonen med jevne mellomrom utsatt for "angrep" av forskjellige typer romavfall. For å beskytte den mot baneavfall, er det nødvendig med unnvikende manøvrer, som må utføres flere ganger i året.

Sammenlignet med andre objekter i bane, kan hastigheten til romavfall nå 10 kilometer i sekundet. Selv et lite stykke rusk bærer på enorm kinetisk energi, og hvis det kommer inn i et romfartøy, vil det forårsake alvorlig skade. Hvis vi snakker om bemannede romfartøyer eller moduler av orbitale stasjoner, er trykkavlastning også mulig. Faktisk er det som et prosjektil avfyrt fra en kanon.

Tilbake i 2015 tok forskere fra Japan Institute for Physical and Chemical Research laseren, designet for å plasseres på ISS. På den tiden var tanken å modifisere EUSO-teleskopet som allerede var tilgjengelig på stasjonen. Systemet de oppfant inkluderte et CAN (Coherent Amplifying Network) lasersystem og et Extreme Universe Space Observatory (EUSO) teleskop. Teleskopet hadde i oppgave å oppdage ruskfragmenter, og laseren fikk i oppgave å fjerne dem fra bane. Det ble antatt at laseren i løpet av bare 50 måneder ville fullstendig rydde den 500 kilometer lange sonen rundt ISS.

En testversjon med en kapasitet på 10 watt skulle dukke opp på stasjonen i fjor, og allerede en fullverdig en i 2025. I mai i fjor ble det imidlertid rapportert at prosjektet med å lage en laserinstallasjon for ISS var blitt internasjonalt og russiske forskere ble inkludert i det. Boris Shustov, leder av ekspertgruppen til Council on Space Threats, korresponderende medlem av det russiske vitenskapsakademiet, snakket om dette på et møte i RAS Council on Space.

Innenlandske spesialister vil ta med seg utviklingen til prosjektet. I henhold til den opprinnelige planen skulle laseren konsentrere energi fra 10 tusen fiberoptiske kanaler. Men russiske fysikere har foreslått å redusere antallet kanaler med en faktor 100 ved å bruke såkalte tynne stenger i stedet for fiber, som utvikles ved Institute of Applied Physics ved det russiske vitenskapsakademiet. Dette vil redusere størrelsen og den teknologiske kompleksiteten til orbitallaseren. Laserinstallasjonen vil oppta et volum på en eller to kubikkmeter og ha en masse på rundt 500 kilo.

Nøkkeloppgaven som må løses av alle som er engasjert i design av orbitallasere, og ikke bare orbitallasere, er å finne den nødvendige energimengden for å drive laserinstallasjonen. For å starte den planlagte laseren med full kraft, trengs all elektrisitet som genereres av stasjonen. Det er imidlertid klart at det er umulig å fullstendig deaktivere orbitalstasjonen. I dag er ISS solcellepaneler det største orbitale kraftverket i verdensrommet. Men de gir bare 93,9 kilowatt kraft.

Forskerne våre funderer også på hvordan de skal holde seg innenfor fem prosent av den tilgjengelige energien for et skudd. For disse formålene foreslås det å strekke skuddtiden til 10 sekunder. Ytterligere 200 sekunder mellom skuddene vil ta å "lade opp" laseren.

Laserinstallasjonen vil «ta ut» søppelet fra en avstand på opptil 10 kilometer. Dessuten vil ikke ødeleggelsen av ruskfragmenter se det samme ut som i "Star Wars". En laserstråle, som treffer overflaten av et stort legeme, får stoffet til å fordampe, noe som resulterer i en svak plasmastrøm. Deretter, på grunn av prinsippet om jetfremdrift, får ruskfragmentet en impuls, og hvis laseren treffer pannen, vil fragmentet bremse og, mister hastigheten, vil det uunngåelig komme inn i de tette lagene i atmosfæren, hvor det vil brenne.