Орбитален крайцер: какво ще оборудва космическите кораби

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 15:58

Космосът все повече се разглежда като пълноправен театър на военните действия. След обединението на ВВС (ВВС) и Въоръжените сили за въздушно-космическа отбрана в Русия бяха сформирани Въздушно-космическите сили (VKS). Нов вид въоръжени сили се появиха и в САЩ.

Засега обаче говорим повече за противоракетна отбрана, нанасяне на удари от космоса и унищожаване на космически кораби на противника от повърхността или от атмосферата. Но рано или късно оръжията могат да се появят на борда на орбитални космически кораби. Само си представете пилотирания Союз или възродената американска совалка, носеща лазери или оръдия. Такива идеи отдавна живеят в умовете на военните и учените. Освен това научната фантастика и не съвсем научната фантастика ги затопля периодично. Нека да потърсим жизнеспособни отправни точки, от които да започне нова надпревара във въоръжаването в космоса.

С оръдие на борда

И нека оръдия и картечници - последното нещо, за което мислим, когато си представяме боен сблъсък на космически кораби в орбита, вероятно през този век всичко ще започне с тях. Всъщност оръдието на борда на космически кораб е просто, разбираемо и сравнително евтино и вече има примери за използване на такива оръжия в космоса.

В началото на 70-те години СССР започна сериозно да се страхува за безопасността на превозните средства, изпратени в небето. И именно заради това, в края на краищата, в зората на космическата ера, Съединените щати започнаха да разработват спътници за изследване и спътници-прехващачи. Такава работа се извършва и сега - и тук, и от другата страна на океана.

Инспекторските спътници са предназначени да проверяват чужди космически кораби. Маневрирайки в орбита, те се приближават до целта и си вършат работата: снимат целевия спътник и слушат радиотрафика му. Не е нужно да отивате далеч за примери. Пуснат през 2009 г. американският апарат за електронно разузнаване PAN, движейки се в геостационарна орбита, се „промъква“на други спътници и подслушва радиотрафика на целевия спътник с наземни контролни точки. Често малкият размер на такива устройства им осигурява стелт, така че от Земята те често се бъркат с космически отпадъци.

Освен това през 70-те години Съединените щати обявиха началото на работата по транспортния кораб за многократна употреба Space Shuttle. Совалката имаше голямо товарно отделение и можеше както да достави в орбита, така и да се върне от нея на Земята космически кораб с голяма маса. В бъдеще НАСА ще изведе в орбита телескопа Хъбъл и няколко модула на Международната космическа станция в товарните отделения на совалките. През 1993 г. космическата совалка Endeavour грабна 4,5-тонен научен спътник EURECA с рамото си манипулатор, постави го в товарния трюм и го върна на Земята. Следователно опасенията, че това може да се случи със съветските спътници или орбиталната станция „Салют“– а тя може да се побере в „тялото“на совалката – не бяха напразни.

Станция Салют-3, която беше изпратена в орбита на 26 юни 1974 г., стана първата и досега последната пилотирана орбитална машина с оръжие на борда. Военната станция Алмаз-2 се криеше под гражданското име "Салют". Благоприятното положение в орбита с надморска височина 270 километра дава добра видимост и превръща станцията в идеална точка за наблюдение. Станцията е престояла в орбита 213 дни, 13 от които е работила с екипажа.

Тогава малко хора са си представяли как ще се проведат космически битки. Търсеха примери в нещо по-разбираемо – преди всичко в авиацията. Тя обаче и така служи като донор за космически технологии.

По това време не можеха да измислят по-добро решение, освен как да поставят на борда самолетно оръдие. Създаването му е поето от ОКБ-16 под ръководството на Александър Нуделман. Конструкторското бюро беше белязано от много пробивни разработки по време на Великата отечествена война.

„Под корема“на станцията е монтирано 23-мм автоматично оръдие, създадено на базата на авиационно бързострелно оръдие, проектирано от Нуделман - Рихтер R-23 (NR-23). Приет е на въоръжение през 1950 г. и е инсталиран на съветските изтребители Ла-15, МиГ-17, МиГ-19, щурмови самолети Ил-10М, военнотранспортни самолети Ан-12 и други превозни средства. HP-23 също се произвежда по лиценз в Китай.

Пистолетът беше фиксиран неподвижно успоредно на надлъжната ос на станцията. Беше възможно да се насочи към желаната точка на целта само чрез завъртане на цялата станция. Освен това това може да се направи както ръчно, през мерника, така и дистанционно - от земята.

Изчисляването на посоката и мощността на залпа, необходими за гарантирано унищожаване на целта, е извършено от устройството за управление на програмата (PCA), което контролира стрелбата. Скорострелността на пистолета беше до 950 изстрела в минута.

Снаряд с тегло 200 грама лети със скорост 690 m / s. Оръдието може ефективно да поразява цели на разстояние до четири километра. Според свидетели на наземните изпитания на пистолета, залп от оръдието е разкъсал наполовина метална цев с бензин, разположена на разстояние повече от километър.

При изстрел в космоса неговият откат е еквивалентен на тяга от 218,5 kgf. Но лесно се компенсира от задвижващата система. Станцията беше стабилизирана от два задвижващи двигателя с тяга от 400 kgf всеки или твърди стабилизиращи двигатели с тяга от 40 kgf.

Станцията беше въоръжена изключително за отбранителни действия. Опит да бъде откраднат от орбита или дори да бъде инспектиран от инспекторски сателит може да завърши с катастрофа за вражеското превозно средство. В същото време беше безсмислено и всъщност невъзможно да се използва 20-тонният Алмаз-2, пълен със сложно оборудване за целенасочено унищожаване на обекти в космоса.

Станцията може да се защити от атака, тоест от враг, който самостоятелно се приближи до нея. За маневри в орбита, които биха направили възможно приближаването до цели на точно разстояние на изстрел, Алмаз просто нямаше да има достатъчно гориво. А целта на намирането му беше друга – фотографско разузнаване. Всъщност основното „оръжие“на станцията беше гигантският дългофокусен огледален телескоп-камера „Агат-1“.

По време на наблюдението на станцията в орбита все още не са създадени реални противници. Все пак пистолетът на борда беше използван по предназначение. Разработчиците трябваше да знаят как стрелбата с оръдие ще повлияе на динамиката и вибрационната стабилност на станцията. Но за това беше необходимо да се изчака станцията да работи в безпилотен режим.

Наземните тестове на пистолета показаха, че стрелбата от пистолета е придружена от силен рев, така че имаше опасения, че тестването на пистолета в присъствието на астронавти може да се отрази негативно на здравето им.

Изстрелването е извършено на 24 януари 1975 г. чрез дистанционно управление от Земята точно преди станцията да бъде изведена от орбита. По това време екипажът вече беше напуснал станцията. Стрелбата е извършена без цел, снаряди, изстреляни срещу вектора на орбиталната скорост, влязоха в атмосферата и изгоряха още преди самата станция. Станцията не рухна, но откатът от залпа беше значителен, въпреки че в този момент двигателите бяха включени, за да се стабилизират. Ако екипажът беше на гарата в този момент, той щеше да го усети.

На следващите станции от серията - по-специално "Алмаз-3", които летяха под името "Салют-5" - те щяха да инсталират ракетно въоръжение: две ракети от клас "космос-космос" с прогнозен обхват от повече от 100 километра. Тогава обаче тази идея беше изоставена.

Военен "съюз": оръдия и ракети

Разработването на проекта "Алмаз" беше предшествано от програма "Звезда". В периода от 1963 до 1968 г. ОКБ-1 на Сергей Королев се занимава с разработката на многоместния военен изследователски пилотиран космически кораб 7К-VI, който ще бъде военна модификация на Союз (7К). Да, същият пилотиран космически кораб, който все още е в експлоатация и остава единственото средство за доставка на екипажи до Международната космическа станция.

Военните "Союз" бяха предназначени за различни цели и съответно конструкторите предвидиха различен набор от оборудване на борда, включително оръжия.

"Союз П" (7K-P), който започна да се разработва през 1964 г., трябваше да стане първият пилотиран орбитален прехващач в историята. На борда обаче не бяха предвидени оръжия, екипажът на кораба, след като разгледа вражеския спътник, трябваше да излезе в открито пространство и да деактивира вражеския спътник, така да се каже, ръчно. Или, ако е необходимо, като поставите устройството в специален контейнер, го изпратите на Земята.

Но това решение беше изоставено. Страхувайки се от подобни действия от страна на американците, ние оборудвахме нашия космически кораб със система за самодетонация. Напълно възможно е Съединените щати да тръгнат по същия път. Дори тук не искаха да рискуват живота на астронавтите. Проектът "Союз-ППК", който замени "Союз-П", вече предполагаше създаването на пълноценен боен кораб. Може да елиминира спътници благодарение на осем малки ракети космос-космос, разположени в носа. Екипажът на прехващача се състоеше от двама космонавти. Нямаше нужда да напуска кораба сега. След като разгледа обекта визуално или като го изследва с помощта на бордово оборудване, екипажът реши необходимостта да го унищожи. Ако бъде прието, корабът ще се отдалечи на километър от целта и ще я изстреля с бордови ракети.

Ракетите за прехващача е трябвало да бъдат произведени от оръжейното конструкторско бюро на Аркадий Шипунов. Те бяха модификация на радиоуправляем противотанков снаряд, отиващ към целта на мощен маршев двигател. Маневрирането в космоса се извършваше чрез запалване на малки барутни бомби, които бяха гъсто осеяни с бойната му глава. При приближаване към целта бойната глава беше подкопана - и нейните фрагменти с голяма скорост удариха целта, унищожавайки я.

През 1965 г. ОКБ-1 е инструктиран да създаде орбитален разузнавателен самолет, наречен Союз-VI, което означава High Altitude Explorer. Проектът е известен още под обозначенията 7К-VI и Звезда. „Союз-VI“трябваше да извършва визуално наблюдение, фотографско разузнаване, да прави маневри за сближаване и, ако е необходимо, да унищожи вражески кораб. За да направите това, вече познатото самолетно оръдие HP-23 беше монтирано на спускащия се кораб на кораба. Очевидно именно от този проект тя след това мигрира към проекта на станция Алмаз-2. Тук беше възможно да се насочи оръдието само чрез контролиране на целия кораб.

Въпреки това, нито едно изстрелване на военния "Съюз" никога не е направено. През януари 1968 г. работата по военния изследователски кораб 7K-VI е прекратена, а недовършеният кораб е разглобен. Причината за това са вътрешни разправии и спестяване на разходи. Освен това беше очевидно, че всички задачи на този вид кораби могат да бъдат поверени или на обикновен граждански Союз, или на военната орбитална станция Алмаз. Но натрупаният опит не беше напразен. ОКБ-1 го използва за разработване на нови типове космически кораби.

Една платформа - различни оръжия

През 70-те години задачите вече са поставени по-широко. Сега ставаше дума за създаването на космически превозни средства, способни да унищожават балистични ракети по време на полет, особено важни въздушни, орбитални, морски и наземни цели. Работата е поверена на НПО "Енергия" под ръководството на Валентин Глушко. Специален указ на ЦК на КПСС и Министерския съвет на СССР, който формализира водещата роля на "Енергия" в този проект, беше наречен: "За изследване на възможността за създаване на оръжия за война в космоса и от космоса."

За основа беше избрана дългосрочната орбитална станция Салют (17К). По това време вече имаше много опит в работата с устройства от този клас. След като я избраха за базова платформа, конструкторите на НПО Енергия започнаха да разработват две бойни системи: едната за използване с лазерни оръжия, а другата с ракетни оръжия.

Първият се казваше "Скиф". Динамичен модел на орбитален лазер - космическият кораб Skif-DM - ще бъде изстрелян през 1987 г. А системата с ракетни оръжия получи името "Каскада".

"Каскада" се различава благоприятно от лазерния "брат". Тя имаше по-малка маса, което означава, че можеше да се напълни с голям запас от гориво, което й позволи да се „чувства по-свободна в орбита“и да извършва маневри. Въпреки че за този и другия комплекс се предполагаше възможността за презареждане в орбита. Това бяха безпилотни станции, но се предвиждаше и възможността екипаж от двама души да ги посети до една седмица на космическия кораб "Союз".

Като цяло съзвездието от лазерни и ракетни орбитални комплекси, допълнени от системи за насочване, трябваше да стане част от съветската система за противоракетна отбрана – „анти-SDI“. В същото време се предполагаше ясно „разделение на труда“. Ракетата "Каскада" е трябвало да работи по цели, разположени на средна височина и геостационарни орбити. "Скиф" - за нискоорбитални обекти.

Отделно си струва да разгледаме самите ракети-прехващачи, които трябваше да се използват като част от бойния комплекс „Каскад“. Те са разработени отново в НПО Енергия. Такива ракети не отговарят съвсем на обичайното разбиране за ракетите. Не забравяйте, че те са били използвани извън атмосферата на всички етапи; аеродинамиката не може да бъде взета предвид. По-скоро те бяха подобни на съвременните горни стъпала, използвани за извеждане на спътници в изчислените орбити.

Ракетата беше много малка, но имаше достатъчно мощност. С стартова маса от само няколко десетки килограма, той имаше характерна скорост, сравнима с характерната скорост на ракетите, които извеждат космически кораб в орбита като полезен товар. Уникалната система за задвижване, използвана в ракетата-прехващач, използва неконвенционални, некриогенни горива и тежки композитни материали.

В чужбина и на ръба на фантастиката

Съединените щати също имаха планове за изграждане на военни кораби. И така, през декември 1963 г. обществеността обяви програма за създаване на пилотирана орбитална лаборатория MOL (Manned Orbiting Laboratory). Станцията трябваше да бъде доставена в орбита от ракета-носител Titan IIIC заедно с космическия кораб Gemini B, който трябваше да превозва екипаж от двама военни астронавти. Те трябваше да прекарат до 40 дни в орбита и да се върнат на космическия кораб Gemini. Предназначението на станцията беше подобно на нашия "Алмази": трябваше да се използва за фотографско разузнаване. Предложена беше обаче и възможността за „инспекция“на вражески спътници. Освен това астронавтите трябваше да излязат в космоса и да се приближат до вражески превозни средства, използвайки така наречения Astronaut Maneuvering Unit (AMU), реактивен ранец, предназначен за използване в MOL. Но инсталирането на оръжия на гарата не беше предназначено. MOL никога не е бил в космоса, но през ноември 1966 г. неговият макет е изстрелян в тандем с космическия кораб Gemini. През 1969 г. проектът е закрит.

Имаше и планове за създаване и военна модификация на Аполон. Той би могъл да се занимава с проверка на спътници и - ако е необходимо - тяхното унищожаване. Този кораб също не трябваше да има никакви оръжия. Любопитното е, че беше предложено да се използва манипулаторно рамо за унищожаване, а не оръдия или ракети.

Но може би най-фантастичният може да се нарече проектът на ядрено-импулсния кораб "Орион", предложен от компанията "Дженерал Атомикс" през 1958 г. Тук си струва да споменем, че това е време, когато първият човек все още не е излетял в космоса, но първият спътник се е случил. Идеите за начините за завладяване на космоса бяха различни. Едуард Телър, ядрен физик, "баща на водородната бомба" и един от основателите на атомната бомба, е един от основателите на тази компания.

Проектът за космически кораб Orion и неговата военна модификация Orion Battleship, която се появи година по-късно, беше космически кораб с тегло почти 10 хиляди тона, задвижван от ядрен импулсен двигател. Според авторите на проекта той се сравнява благоприятно с ракетите с химическо гориво. Първоначално Орион дори трябваше да бъде изстрелян от Земята - от ядрения полигон Jackess Flats в Невада.

ARPA се заинтересува от проекта (DARPA ще стане по-късно) - Агенцията за напреднали изследователски проекти на Министерството на отбраната на САЩ, отговаряща за разработването на нови технологии за използване в интерес на въоръжените сили. От юли 1958 г. Пентагонът отпуска един милион долара за финансиране на проекта.

Военните се интересуваха от кораба, който даде възможност за доставяне в орбита и преместване на товари с тегло около десетки хиляди тона в космоса, извършване на разузнаване, ранно предупреждение и унищожаване на вражески ICBM, електронно противодействие, както и удари по земята цели и цели в орбита и други небесни тела. През юли 1959 г. е изготвен проект за нов тип въоръжени сили на САЩ: Силите за бомбардиране в дълбокото пространство, което може да се преведе като Силите на космическите бомбардировачи. Той предвиждаше създаването на два постоянни оперативни космически флота, състоящи се от космически кораби на проекта Орион. Първият трябваше да бъде на дежурство в ниска орбита, вторият - в резерв зад лунната орбита.

Екипажите на корабите трябваше да се сменят на всеки шест месеца. Срокът на експлоатация на самите Orions беше 25 години. Що се отнася до оръжията на бойния кораб Орион, те бяха разделени на три вида: основни, нападателни и отбранителни. Основните бяха термоядрени бойни глави W56, еквивалентни на един и половина мегатона и до 200 единици. Те са изстреляни с ракети с твърдо гориво, поставени на кораба.

Трите двуцевни гаубици Kasaba бяха насочени ядрени бойни глави. Снарядите, напускащи пистолета при детонация, трябваше да генерират тесен предна част от плазма, движеща се със скорост, близка до светлината, която беше способна да удря вражески космически кораби на големи разстояния.

Далекообхватното отбранително въоръжение се състоеше от три 127 мм военноморски артилерийски установки Mark 42, модифицирани за стрелба в космоса. Оръжия с малък обсег бяха удължените 20 мм автоматични самолетни оръдия M61 Vulcan. Но в крайна сметка НАСА взе стратегическо решение, че в близко бъдеще космическата програма ще стане неядрена. Скоро ARPA отказа да подкрепи проекта.

Смъртни лъчи

За някои оръжията и ракетите на съвременните космически кораби може да изглеждат като старомодни оръжия. Но какво е модерно? Лазери, разбира се. Да поговорим за тях.

На Земята някои образци на лазерни оръжия вече са пуснати на въоръжение. Например лазерният комплекс "Пересвет", който пое опитно бойно дежурство през декември м.г. Въпреки това, появата на военни лазери в космоса е все още далеч. Дори и в най-скромните планове военното използване на такива оръжия се вижда предимно в областта на противоракетната отбрана, където целите на орбиталните групировки на бойни лазери ще бъдат балистични ракети и техните бойни глави, изстрелвани от Земята.

Макар и в областта на гражданското пространство, лазерите отварят големи перспективи: по-специално, ако се използват в лазерни космически комуникационни системи, включително такива с далечни разстояния. Няколко космически кораба вече имат лазерни предаватели. Но що се отнася до лазерните оръдия, най-вероятно първата работа, която ще им бъде възложена, ще бъде да „защитават“Международната космическа станция от космически отпадъци.

Именно МКС трябва да стане първият обект в космоса, въоръжен с лазерно оръдие. Наистина станцията периодично е подложена на "атаки" от различни видове космически отпадъци. За да се предпази от орбитални отломки, са необходими маневри за избягване, които трябва да се извършват няколко пъти годишно.

В сравнение с други обекти в орбита, скоростта на космическите отпадъци може да достигне 10 километра в секунда. Дори едно мъничко парче от отломки носи огромна кинетична енергия и ако попадне в космически кораб, ще причини сериозни щети. Ако говорим за пилотирани космически кораби или модули на орбитални станции, тогава е възможно и намаляване на налягането. Всъщност е като снаряд, изстрелян от оръдие.

Още през 2015 г. учени от Японския институт за физични и химични изследвания се заеха с лазера, предназначен да бъде поставен на МКС. По това време идеята беше да се модифицира вече наличният на станцията телескоп EUSO. Системата, която изобретиха, включва лазерна система CAN (Кохерентна усилваща мрежа) и телескоп на космическата обсерватория на екстремната вселена (EUSO). Телескопът беше натоварен със задачата да открие фрагменти от отломки, а лазерът беше натоварен да ги извади от орбита. Предполагаше се, че само за 50 месеца лазерът ще изчисти напълно 500-километровата зона около МКС.

Тестова версия с мощност от 10 вата трябваше да се появи на станцията миналата година, а вече пълноценна през 2025 г. През май миналата година обаче беше съобщено, че проектът за създаване на лазерна инсталация за МКС е станал международен и в него са включени руски учени. За това говори Борис Шустов, председател на Експертната група на Съвета по космически заплахи, член-кореспондент на Руската академия на науките на заседание на Съвета по космоса на РАН.

Домашни специалисти ще внесат своите разработки в проекта. Според първоначалния план лазерът е трябвало да концентрира енергия от 10 хиляди оптични канала. Но руски физици предложиха да се намали броят на каналите с коефициент 100, като се използват така наречените тънки пръти вместо влакна, които се разработват в Института по приложна физика на Руската академия на науките. Това ще намали размера и технологичната сложност на орбиталния лазер. Лазерната инсталация ще заема обем от един или два кубически метра и ще има маса от около 500 килограма.

Ключовата задача, която трябва да реши всеки, който се занимава с проектиране на орбитални лазери, а не само на орбитални лазери, е да намери необходимото количество енергия за захранване на лазерната инсталация. За стартиране на планирания лазер с пълна мощност е необходима цялата електроенергия, генерирана от станцията. Ясно е обаче, че е невъзможно напълно да се деактивира орбиталната станция. Днес слънчевите панели на МКС са най-голямата орбитална електроцентрала в космоса. Но те дават само 93,9 киловата мощност.

Нашите учени също обмислят как да поддържат пет процента от наличната енергия за изстрел. За тези цели се предлага да се удължи времето за изстрел до 10 секунди. Ще са необходими още 200 секунди между снимките, за да "презаредите" лазера.

Лазерната инсталация ще „изнася“боклука от разстояние до 10 километра. Освен това унищожаването на фрагменти от отломки няма да изглежда по същия начин като в „Междузвездни войни“. Лазерен лъч, удрящ повърхността на голямо тяло, кара веществото му да се изпари, което води до слаб плазмен поток. Тогава, поради принципа на реактивното задвижване, фрагментът от отломките придобива импулс и ако лазерът удари челото, фрагментът ще се забави и, губейки скорост, неизбежно ще влезе в плътните слоеве на атмосферата, където ще изгори.