Rozwój każdego rodzaju broni często odbywa się w kilku iteracjach. A im bardziej innowacyjna broń, tym większa szansa, że nie zostanie natychmiast wdrożona, odłożona na półkę lub pokazana jako przykład nieudanej koncepcji lub projektu. Przykłady tworzenia broni przełomowych, wyprzedzających swoje czasy, i stosunek do nich, rozważaliśmy już w materiale „Chimera” wunderwaffe „przeciw widmu racjonalizmu”. Niemniej jednak technologie się rozwijają, pociski manewrujące i balistyczne, które były bezużyteczne dla nazistowskich Niemiec, stały się potężną bronią, broń laserowa zbliża się do pola bitwy, bez wątpienia zostaną wdrożone karabiny kolejowe i inne obiecujące rodzaje broni. A do ich stworzenia potrzebny jest grunt uzyskany właśnie w trakcie opracowywania bezużytecznego „wunderwaffe”.
Jednym z „wunderwaffe” jest amerykański program obrony przeciwrakietowej (ABM) „Strategic Defense Initiative” (SDI) Ronalda Reagana, który w opinii wielu był tylko sposobem na zarobienie na amerykański kompleks wojskowo-przemysłowy i zakończyło się „zaciągnięciem”, bo po jego wdrożeniu do służby nie przyjęto prawdziwych systemów uzbrojenia. Jednak w rzeczywistości jest to dalekie od przypadku, a rozwiązania badane w ramach programu SDI zostały częściowo wdrożone w ramach tworzenia narodowego programu obrony przeciwrakietowej (NMD), który jest wdrożony i obecnie działa.
Na podstawie zadań i projektów realizowanych w ramach programu SDI oraz ekstrapolując rozwój technologii i technologii na najbliższe dziesięciolecia, można prognozować rozwój amerykańskiego systemu obrony przeciwrakietowej na lata 2030-2050.
Ekonomia obrony przeciwrakietowej
Aby system obrony przeciwrakietowej był skuteczny, średni koszt trafienia celu, w tym fałszywego, musi być równy lub niższy od kosztu samego celu. W tym przypadku należy wziąć pod uwagę możliwości finansowe przeciwników. Innymi słowy, jeśli możliwości finansowe Stanów Zjednoczonych pozwolą na wycofanie 4000 rakiet przechwytujących po 5 mln USD za sztukę, a możliwości finansowe Federacji Rosyjskiej pozwolą na stworzenie 1500 głowic nuklearnych po 2 mln USD za sztukę, przy takim samym procencie wydatków z budżetu obronnego lub budżetu państwa, wygrywają USA.
W związku z powyższym głównym zadaniem Stanów Zjednoczonych w tworzeniu globalnego strategicznego systemu obrony przeciwrakietowej jest obniżenie kosztów trafienia w jedną głowicę. Aby to zrobić, musisz wdrożyć następujące elementy:
- obniżenie kosztów rozmieszczenia elementów obrony przeciwrakietowej;
- obniżenie kosztów samych elementów ABM;
- zwiększenie skuteczności poszczególnych elementów obrony przeciwrakietowej;
- zwiększenie efektywności współdziałania elementów obrony przeciwrakietowej.
Diamentowe kamyki i Elon Musk
Głównym podsystemem programu SDI, któremu miało zostać przypisane zadanie przechwytywania głowic międzykontynentalnych rakiet balistycznych ZSRR, miał być „diamentowy kamyk” – konstelacja satelitów przechwytujących umieszczonych na orbicie okołoziemskiej i przechwytujące głowice w środkowym odcinku trajektorii. Planowano wystrzelić na orbitę około czterech tysięcy satelitów przechwytujących. Nie żeby było to całkowicie niemożliwe nawet wtedy, ale koszt wdrożenia takiego programu byłby wygórowany nawet dla Stanów Zjednoczonych. A skuteczność „diamentowego kamyka” w tym czasie można było kwestionować ze względu na niedoskonałość komputerów i czujników końca XX wieku. Od tego czasu nastąpiły duże zmiany.
W pozycji „zmniejsz koszty rozmieszczania elementów obrony przeciwrakietowej”. Po pierwsze, Stany Zjednoczone już otrzymały możliwość umieszczenia ładunku na orbicie za cenę porównywalną lub nawet niższą niż ta, za którą Rosja może umieścić ładunek na orbicie. Można powiedzieć, że Stany Zjednoczone nigdy nie miały tak taniego sposobu na umieszczenie ładunku na orbicie. Biorąc pod uwagę różnicę w budżetach Stanów Zjednoczonych i Rosji, sytuacja nie wygląda na korzyść Federacji Rosyjskiej.
Oczywiście musimy za to podziękować ukochanemu / niekochanemu (podkreśl konieczne) przez wielu Elona Muska. To rakiety SpaceX były w stanie przeformatować rynek komercyjny, który wcześniej był zdominowany przez Roscosmos.
Przetransportowanie tony ładunku do rakiety Falcon Heavy jest dwa razy tańsze niż w przypadku rosyjskiej rakiety nośnej Proton i prawie trzy razy tańsze niż w przypadku rakiety nośnej Angara-A5 –1,4 mln dolarów w porównaniu z 2,8 mln dolarów i 3, odpowiednio 9 milionów dolarów. W pełni wielokrotnego użytku superciężka rakieta BFR SpaceX i rakieta New Glenn Jeffa Bezosa mogą być jeszcze bardziej imponujące. Jeśli Elon Musk odniesie sukces w BFR, siły zbrojne USA będą mogły wystrzelić w kosmos ładunki w takich ilościach i kosztach, jakich nikt nigdy nie doświadczył w historii ludzkości. A konsekwencje tego są trudne do przecenienia.
Jednak nawet bez rakiet BFR i New Glenn Stany Zjednoczone mają wystarczającą ilość dostępnych rakiet Falcon 9 i Falcon Heavy, aby wystrzelić ogromne ładunki na orbitę przy minimalnych kosztach.
W tym samym czasie Rosja zrezygnowała z wyrzutni Proton, sytuacja z rodziną wyrzutni Angara jest niejasna - te pociski są drogie i nie jest faktem, że będą tańsze. Projekt obiecującego pocisku rakietowego Irtysz/Sunkar/Sojuz-5/Phoenix/Sojuz-7 może ciągnąć się nawet o dekadę, jeśli w ogóle zakończy się pozytywnym wynikiem, a superciężkiej rakiety Jenisej, wbrew słowom Rogozina, jest daleka od tego, że będzie wielokrotnego użytku, a koszt wystrzelenia ładunku prawdopodobnie będzie równy superciężkiej i ultradrogiej amerykańskiej rakiecie SLS opracowanej przez NASA.
Rosja nadal posiada kompetencje w dziedzinie technologii kosmicznych. Przykładowo, 7 lutego 2020 r. z kosmodromu Bajkonur rosyjskiego pojazdu nośnego Sojuz-2.1b z górnym stopniem Fregata wystrzelono na docelową orbitę 34 satelity komunikacyjne brytyjskiej firmy OneWeb (satelity opracowane przez Airbusa). Sytuację z Roskosmosem można porównać do sytuacji z rosyjską marynarką wojenną. Jest technologia, jest doświadczenie, ale jednocześnie kompletny zamęt i wahanie co do ogólnego kierunku rozwoju, brak zrozumienia celów i zadań przemysłu kosmicznego.
SpaceX może dostarczyć siłom zbrojnym USA technologie rozwiązywania problemów w zakresie pozycji „zmniejszenie kosztów samych elementów obrony przeciwrakietowej”. Założenie to opiera się na wdrażanej przez SpaceX komunikacyjnej sieci satelitarnej Starlink, mającej zapewnić globalny dostęp do Internetu. Według różnych szacunków sieć Starlink będzie obejmować od 4 000 do 12 000 satelitów o masie 200-250 kilogramów i wysokości orbitalnej od 300 do 1200 kilometrów. Na początku 2020 roku na orbitę wystrzelono już 240 satelitów, a do końca roku planowane są kolejne 23 starty. Jeśli za każdym razem zostanie wystrzelonych 60 satelitów, to do końca 2020 r. sieć Starlink będzie miała 1620 satelitów - więcej niż wszystkie kraje na świecie razem wzięte.
Uderza tutaj nie tyle zdolność prywatnej firmy do wystrzelenia takich ładunków na orbitę, co raczej jej zdolność do produkcji zaawansowanych technologicznie satelitów w produkcji na dużą skalę.
18 marca 2019 r. NASA z powodzeniem rozmieściła na orbicie na wysokości 300 km macierz 105 nanosatelitów KickSat Sprites. Każdy satelita Sprites kosztuje mniej niż 100 USD, waży 4 gramy i ma wymiary 3,5 x 3,5 centymetra, co oznacza, że jest to w zasadzie płytka drukowana wyposażona w nadajnik telemetryczny krótkiego zasięgu i wiele czujników. Mimo wszystkich pozornie „zabawek” tych satelitów są one niezwykle interesujące z tego powodu, że ta miniaturowa niezabezpieczona platforma z powodzeniem funkcjonuje w kosmosie.
Co to ma wspólnego z obroną przeciwrakietową? Doświadczenie zdobyte przez takie firmy jak SpaceX czy OneWeb (Airbus) w tworzeniu ogromnej liczby zaawansowanych technologicznie satelitów w możliwie najkrótszym czasie przy minimalnych kosztach może zostać wykorzystane do budowy nowej generacji satelitów obrony przeciwrakietowej. Dlaczego w najniższej cenie? Po pierwsze dlatego, że są to projekty komercyjne i muszą być konkurencyjne. Po drugie, ponieważ satelity o niskiej orbicie na niskiej orbicie będą stopniowo opadać z niej i odpowiednio spalać się w atmosferze, będą musiały zostać wymienione. A biorąc pod uwagę liczbę satelitów w konstelacjach Starlink i OneWeb, będzie to znaczna liczba.
Jak powiedzieliśmy wcześniej, w ramach NMD Stany Zjednoczone opracowują pociski przechwytujące MKV, które zostaną rozmieszczone w klastrach i przeznaczone do przechwytywania międzykontynentalnych rakiet balistycznych (ICBM) z wieloma głowicami. Jednocześnie planowane jest znaczne zmniejszenie ich masy, prawie do 15 kilogramów na przechwytywacz. Należy rozumieć, że przechwytywacze MKV są opracowywane przez „tradycyjnych” przedstawicieli „starej szkoły” amerykańskiego kompleksu wojskowo-przemysłowego, przez Lockheed Martin Space Systems Company i Raytheon Company, których produkty tradycyjnie nie są tanie. Rynek wymusza jednak na amerykańskich firmach elastyczne dostosowywanie się i, w razie potrzeby, współpracę przy realizacji wspólnych projektów. Inwazja SpaceX na rynek startów wojskowych zmusiła już „starą gwardię”, przyzwyczajoną do ogromnych rządowych rozkazów w czasie zimnej wojny, do optymalizacji swoich działań. Całkiem możliwe, że np. SpaceX dołączy do Lockheed Martin Space Systems Company lub Raytheon Company w zakresie rozwoju i produkcji obiecujących myśliwców przechwytujących do obrony przeciwrakietowej.
Co to oznacza w praktyce? Tak, zadeklarowane w programie SDI zadanie wystrzelenia na orbitę grupy 4000 lub więcej rakiet przechwytujących może stać się rzeczywistością w ciągu najbliższej dekady. Biorąc pod uwagę, że prywatna firma SpaceX planuje wynieść na orbitę 4 000-12 000 satelitów komunikacyjnych, budżet USA pozwoli na wystrzelenie na orbitę porównywalnej liczby myśliwców przechwytujących, przy koszcie np. rzędu 1-5 mln USD za sztukę. jednostka
Jednocześnie pojawienie się takiego pojazdu nośnego jak BFR pozwoli nie tylko tanio wystrzelić satelity przechwytujące, ale także zapewnić ich usunięcie z orbity i powrót do konserwacji, modernizacji lub utylizacji.
Po co umieszczać przechwytywacze w kosmosie? Dlaczego nie mogą być wystrzeliwane z pojazdów naziemnych, jak to się teraz dzieje w programie GBI?
Po pierwsze dlatego, że wczesne rozmieszczenie myśliwców przechwytujących z przewoźnikami komercyjnymi będzie znacznie tańsze. Koszt wystrzelenia porównywalnej liczby pocisków przechwytujących z pociskami wojskowymi zawsze będzie wyższy niż w przypadku prywatnych firm SpaceX czy Blue Origin. Jednak pewna liczba myśliwców przechwytujących zostanie rozmieszczona na nośnikach naziemnych i podwodnych, aby zapewnić możliwość operacyjnego uzupełnienia/wzmocnienia konstelacji satelitów oraz rozwiązać zadania, które rozważymy poniżej.
Po drugie, czas reakcji konstelacji satelitów jest znacznie wyższy niż naziemnych lub morskich elementów systemu obrony przeciwrakietowej. Można założyć, że w niektórych przypadkach satelity przechwytujące będą w stanie zaatakować wystrzeliwany ICBM jeszcze przed odłączeniem swoich głowic i wabików.
Po trzecie, niezwykle trudno jest zniszczyć ogromną grupę orbitalnych myśliwców przechwytujących. Zwłaszcza gdy na orbicie oprócz satelitów przechwytujących będzie kilka tysięcy, jeśli nie dziesiątki tysięcy satelitów komercyjnych. I tak, wiadro orzechów nie pomoże w zniszczeniu konstelacji orbitujących satelitów, podobnie jak folia czy srebro nie ochronią przed bronią laserową.
Wszystko to sugeruje, że w przyszłości dominować będzie kosmiczny poziom amerykańskiego systemu obrony przeciwrakietowej
Ale czy Rosja i Chiny mają satelity przechwytujące? I tutaj czynnik ekonomiczny już będzie decydujący: przewagę ma ten, kto będzie w stanie wystrzelić na orbitę tańszą i skuteczniejszą broń po niższym tempie, w tym biorąc pod uwagę różnicę w budżetach przeciwników. „Bóg jest zawsze po stronie wielkich batalionów”.
Jeśli chodzi o harmonogram, Agencja Obrony Przeciwrakietowej USA chce zminimalizować czas potrzebny na przejście z istniejących naziemnych przechwytywaczy do broni nowej generacji. Niektórzy obserwatorzy uważają, że minie dziesięć lat, zanim zostanie dostarczony pierwszy przechwytujący nowej generacji, ale inni sugerują, że dostawy mogą rozpocząć się około 2026 roku.
Lasery PRO
Okresowo w Internecie pojawiają się informacje, w tym z ust amerykańskich polityków, że w ramach obiecującego systemu obrony przeciwrakietowej planowane jest rozmieszczenie platform orbitalnych z laserami bojowymi przeznaczonymi do niszczenia rakiet balistycznych w początkowej fazie lotu. W tej chwili przemysł amerykański jest w stanie stworzyć broń laserową o mocy około 300 kW, za 10-15 lat liczba ta może osiągnąć 1 MW. Problem polega na tym, że niezwykle trudno jest usunąć ciepło z lasera w kosmosie. Dla lasera o mocy 1 MW, nawet przy sprawności 50%, która jest całkiem osiągalna na obecnym poziomie rozwoju technologii, konieczne będzie odprowadzenie 1 MW ciepła. W takim przypadku konieczne będzie zapewnienie odprowadzania ciepła ze źródła energii dla lasera, którego sprawność również ewidentnie nie będzie 100%.
Rosja może mieć pod tym względem przewagę, gdyż w ramach budowy holownika kosmicznego z elektrownią jądrową opracowywane są efektywne systemy odprowadzania ciepła, a kompetencje Stanów Zjednoczonych w tym kierunku są nieznane.
Jakie są misje dla platform orbitalnych z bronią laserową i jakie zagrożenie mogą stanowić?
Praktycznie można wykluczyć uszkodzenia laserowe już oddzielonych głowic, ponieważ są one wyposażone w potężną ochronę termiczną, która zapewnia ich przetrwanie po opadnięciu w atmosferę. Inną sprawą jest pokonanie ICBM w sekcji dopalacza, kiedy pocisk dopiero nabiera prędkości: stosunkowo cienki korpus jest podatny na efekty termiczne, a latarka silnika maksymalnie demaskuje pocisk, pozwalając na użycie broni laserowej i przechwytujących. wycelowany w to.
Orbitalna broń laserowa stanowi jeszcze większe zagrożenie dla „autobusu” - systemu wysprzęglania głowic, ponieważ na wysokości 100-200 kilometrów wpływ atmosfery jest już wykluczony, a efekt wiązki laserowej o dużej mocy może zakłócić działanie czujników, systemów kontroli położenia lub silników fazy rozrzedzania, co doprowadzi do odchylenia głowic od celu, a być może do ich zniszczenia.
Równie ważne zadanie może wykonać orbitalna broń laserowa po rozłożeniu głowic i uwolnieniu wabików. Jak wiecie, wabiki dzielą się na cele twarde i lekkie. Liczba ciężkich celów jest ograniczona nośnością ICBM, ale lekkich celów może być znacznie więcej. Jeśli na każdą prawdziwą głowicę przypada 1-2 ciężkie wabiki i 10-20 lekkich wabików, to nawet przy istniejącym poziomie ograniczeń, aby pokonać 1500 głowic z „orszakiem” wabików, wymagane będzie ponad 100 000 satelitów przechwytujących (jeśli prawdopodobieństwo przechwycenia przez jednego satelitę wynosi około 50%). Wystrzelenie 100 000 lub więcej satelitów przechwytujących jest najprawdopodobniej nierealne nawet dla Stanów Zjednoczonych.
I tutaj ważną rolę może odegrać orbitalna broń laserowa. Nawet krótkotrwała ekspozycja na silne promieniowanie laserowe na nadmuchiwanych fałszywych głowicach doprowadzi do zmiany ich sygnatury radarowej, termicznej i optycznej, a być może do zmiany trajektorii lotu i/lub całkowitego zniszczenia.
Zatem głównym zadaniem orbitalnej broni laserowej jest przede wszystkim nie bezpośrednie rozwiązywanie problemów obrony przeciwrakietowej, ale ułatwienie rozwiązania tego problemu innym podsystemom, przede wszystkim grupie satelitów przechwytujących, poprzez zapewnienie identyfikacji i/lub niszczenie fałszywych celów, a także zapewnienie zmniejszenia liczby rzeczywistych celów, dzięki zniszczeniu części wystrzeliwanych ICBM i systemów wysprzęglania głowic w początkowej fazie lotu
Obrona przeciwrakietowa segmentu naziemnego
Powstaje pytanie: czy segment naziemny pozostanie częścią obiecującego amerykańskiego systemu obrony przeciwrakietowej i do czego służy? Oczywiście, że tak. Z kilku powodów.
Po pierwsze dlatego, że segment naziemny jest najbardziej rozwinięty i już wdrożony. Stworzenie orbitalnej konstelacji tysięcy satelitów przechwytujących jest zadaniem złożonym i obarczonym wysokim ryzykiem. Po drugie, segment obrony przeciwrakietowej naziemnej może zapewnić pokonanie celów nisko latających, na przykład szybujących głowic hipersonicznych, które są niewrażliwe na segment kosmiczny.
Obecnie główną siłą uderzeniową naziemnego rzutu amerykańskiego systemu obrony przeciwrakietowej są pociski GBI w podziemnych kopalniach. Po zmniejszeniu rozmiarów pocisków przechwytujących i otrzymaniu przez okrętowy system rakiet przeciwlotniczych (SAM) „Standardu” zdolności do przechwytywania ICBM, można spodziewać się zarówno wzrostu liczby rozmieszczonych na okrętach rakiet przeciwlotniczych. Marynarki Wojennej USA i wyrzutni naziemnych tych pocisków przeciwrakietowych na terytorium Stanów Zjednoczonych i ich sojuszników.
wnioski
Można założyć, że w okresie do 2030 r. rzut naziemny będzie głównym w amerykańskim systemie obrony przeciwrakietowej. Do tego czasu łączna liczba pocisków przechwytujących na pociskach przeciwrakietowych różnych typów może wynosić około 1000 jednostek.
Po 2030 roku rozpocznie się rozmieszczanie konstelacji orbitalnej, które potrwa około pięciu lat, w wyniku czego na orbicie pojawi się 4000-5000 satelitów przechwytujących. Jeśli okaże się, że system jest sprawny, wydajny i odpowiedni ekonomicznie, jego rozmieszczenie będzie kontynuowane na 10 000 lub więcej satelitów przechwytujących.
Pojawienie się orbitalnej broni laserowej zdolnej do rozwiązywania problemów związanych z obroną przeciwrakietową można spodziewać się nie wcześniej niż w 2040 r., Ponieważ nie jest to tylko satelita przechwytujący o wadze 15-150 kilogramów, ale pełnoprawna platforma orbitalna z wyrafinowanym sprzętem, która może zająć kilka dekady rozwoju.
Tak więc w okresie do 2030 r. można oczekiwać, że amerykański system obrony przeciwrakietowej będzie miał zdolność przechwycenia około 300 głowic i wabików, do 2040 r. liczba ta może wzrosnąć o rząd wielkości - do 3000-4000 głowic i wabików, a po pojawieniu się orbitalnej broni laserowej, zdolnej do „odfiltrowania” lekkich wabików, amerykański system obrony przeciwrakietowej prawdopodobnie będzie w stanie przechwycić około 3000-4000 głowic bojowych i ciężkich wabików oraz około stu tysięcy lekkich wabików.
Zakres, w jakim te prognozy się urzeczywistniają, zależy w dużej mierze od kursu politycznego obecnego i przyszłego przywództwa USA. Jak zrozumieliśmy z ostatnich wypowiedzi prezydenta USA Donalda Trumpa, Stany Zjednoczone. Dla ChRL tworzona obrona przeciwrakietowa będzie zbędna w latach 2035-2040. Pozostaje tylko Rosja.
Nie ma fundamentalnych barier technicznych w tworzeniu powyższych elementów systemu obrony przeciwrakietowej. Technicznie najtrudniejsze jest stworzenie orbitalnej broni laserowej, ale biorąc pod uwagę obecny stan prac w Stanach Zjednoczonych nad bronią laserową do 2040 r., postawione zadania mogą z powodzeniem zostać rozwiązane. Jeśli chodzi o rozmieszczenie tysięcy satelitów przechwytujących, pośrednio możliwość wdrożenia tego segmentu obrony przeciwrakietowej można ocenić na podstawie tego, jak będą realizowane plany komercyjnych firm stworzenia najnowszych pocisków wielokrotnego użytku i rozmieszczenia globalnych sieci satelitarnych.
Na początku prac nad programem SDI zastępca sekretarza obrony ds. rozwoju naukowo-technicznego Richard Deloyer stwierdził, że w warunkach nieograniczonej rozbudowy sowieckich głowic jądrowych żaden system antyrakietowy nie będzie działał. Problem w tym, że teraz nasza nuklearna triada jest w dużej mierze „ściśnięta” przez Traktat START III o ograniczeniu strategicznej broni jądrowej, który powinien wygasnąć 5 lutego 2021 roku. Jaka umowa ją zastąpi i czy w ogóle nastąpi, wciąż nie wiadomo.
