Orbital kryssare: vad kommer att utrusta rymdskepp

2024 Författare: Seth Attwood | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-16 16:17

Yttre rymden ses alltmer som en fullfjädrad teater för militära operationer. Efter enandet av flygvapnet (flygvapnet) och flygförsvarsstyrkorna i Ryssland bildades Aerospace Forces (VKS). En ny typ av väpnade styrkor har dykt upp i USA också.

Men än så länge talar vi mer om missilförsvar, att slå från rymden och att förstöra fiendens rymdfarkoster från ytan eller från atmosfären. Men förr eller senare kan vapen dyka upp ombord på kretsande rymdskepp. Föreställ dig bara den bemannade Soyuz eller den återupplivade American Shuttle som bär lasrar eller kanoner. Sådana idéer har länge levt i militärens och forskarnas medvetande. Dessutom värmer science fiction och inte riktigt science fiction upp dem med jämna mellanrum. Låt oss leta efter livskraftiga utgångspunkter från vilka en ny rymdkapprustning kan börja.

Med en kanon ombord

Och låt kanoner och maskingevär - det sista vi tänker på när vi föreställer oss en stridskollision av rymdskepp i omloppsbana, förmodligen under detta århundrade kommer allt att börja med dem. Faktum är att en kanon ombord på en rymdfarkost är enkel, begriplig och relativt billig, och det finns redan exempel på användning av sådana vapen i rymden.

I början av 70-talet började Sovjetunionen allvarligt frukta för säkerheten för de fordon som skickades till himlen. Och det var på grund av vad, trots allt, i början av rymdåldern, USA började utveckla undersökningssatelliter och interceptorsatelliter. Sådant arbete pågår nu – både här och på andra sidan havet.

Inspektörsatelliter är designade för att inspektera andra människors rymdfarkoster. När de manövrerar i omloppsbana närmar de sig målet och gör sitt jobb: de fotograferar målsatelliten och lyssnar på dess radiotrafik. Du behöver inte gå långt för exempel. Lanserades 2009, den amerikanska elektroniska spaningsapparaten PAN, som rör sig i geostationär omloppsbana, "smyger" andra satelliter och avlyssnar målsatellitens radiotrafik med markkontrollpunkter. Ofta ger den lilla storleken på sådana enheter dem smyg, så att de från jorden ofta misstas för rymdskräp.

Dessutom tillkännagav USA på 70-talet att arbetet med den återanvändbara rymdfarkosten rymdfärjan började. Bärfärjan hade ett stort lastutrymme och kunde både leverera i omloppsbana och återvända från det till rymdfarkoster från jorden med stor massa. I framtiden kommer NASA att skjuta upp Hubble-teleskopet och flera moduler från den internationella rymdstationen i omloppsbana i skyttlarnas lastutrymmen. 1993 tog rymdfärjan Endeavour tag i en vetenskaplig satellit på 4,5 ton EURECA med sin manipulatorarm, satte den i lastrummet och returnerade den till jorden. Därför var farhågorna för att detta skulle kunna hända de sovjetiska satelliterna eller Salyuts omloppsstation - och det kunde passa in i skyttelns "kropp" - inte förgäves.

Salyut-3-stationen, som skickades i omloppsbana den 26 juni 1974, blev det första och hittills sista bemannade orbitalfordonet med vapen ombord. Militärstationen Almaz-2 gömde sig under det civila namnet "Salyut". Det gynnsamma läget i en omloppsbana med en höjd av 270 kilometer gav bra utsikt och gjorde stationen till en idealisk observationspunkt. Stationen stannade i omloppsbana i 213 dagar, varav 13 arbetade med besättningen.

Då var det få som föreställde sig hur rymdstrider skulle äga rum. De letade efter exempel på något mer begripligt – främst inom flyget. Men hon fungerade som givare för rymdteknik.

På den tiden kunde man inte komma på någon bättre lösning, förutom hur man placerade en flygplanskanon ombord. Dess skapelse togs upp av OKB-16 under ledning av Alexander Nudelman. Designbyrån präglades av många genombrottsutvecklingar under det stora fosterländska kriget.

"Under magen" på stationen installerades en 23 mm automatisk kanon, skapad på grundval av en flygkanon med snabb eld designad av Nudelman - Richter R-23 (NR-23). Det antogs 1950 och installerades på sovjetiska La-15, MiG-17, MiG-19 jaktplan, Il-10M attackflygplan, An-12 militära transportflygplan och andra fordon. HP-23 tillverkades också på licens i Kina.

Pistolen fixerades styvt parallellt med stationens längdaxel. Det var möjligt att rikta den mot önskad punkt på målet endast genom att vända hela stationen. Dessutom kan detta göras både manuellt, genom siktet och på distans - från marken.

Beräkningen av riktningen och kraften hos salvan som krävs för garanterad förstörelse av målet utfördes av Program Control Device (PCA), som kontrollerade skjutningen. Vapnets eldhastighet var upp till 950 skott per minut.

En projektil som vägde 200 gram flög med en hastighet av 690 m/s. Kanonen kunde effektivt träffa mål på ett avstånd av upp till fyra kilometer. Enligt vittnen från marktesterna av pistolen slet en salva från kanonen i en halv metalltunna bensin belägen på ett avstånd av mer än en kilometer.

När den avfyrades i rymden motsvarade dess rekyl en dragkraft på 218,5 kgf. Men det kompenserades lätt av framdrivningssystemet. Stationen stabiliserades av två framdrivningsmotorer med en dragkraft på 400 kgf vardera eller stela stabiliseringsmotorer med en dragkraft på 40 kgf.

Stationen var beväpnad uteslutande för försvarsåtgärder. Ett försök att stjäla den från omloppsbana eller till och med inspektera den av en inspektörsatellit kan sluta i katastrof för fiendens fordon. Samtidigt var det meningslöst och faktiskt omöjligt att använda den 20 ton tunga Almaz-2, fylld med sofistikerad utrustning för målmedveten förstörelse av föremål i rymden.

Stationen kunde försvara sig från en attack, det vill säga från en fiende som självständigt närmade sig den. För manövrar i omloppsbana, som skulle göra det möjligt att närma sig mål på ett exakt skottavstånd, skulle Almaz helt enkelt inte ha tillräckligt med bränsle. Och syftet med att hitta honom var ett annat - fotografisk spaning. Faktum är att stationens huvudsakliga "vapen" var den gigantiska teleskopkameran "Agat-1" med lång fokus och spegelobjektiv.

Under stationens bevakning i omloppsbana har inga riktiga motståndare ännu skapats. Ändå användes pistolen ombord för sitt avsedda syfte. Utvecklarna behövde veta hur avfyring av en kanon skulle påverka stationens dynamik och vibrationsstabilitet. Men för detta var det nödvändigt att vänta på att stationen skulle fungera i obemannat läge.

Marktester av pistolen visade att avfyrning från pistolen åtföljdes av ett starkt dån, så det fanns oro för att testning av pistolen i närvaro av astronauter skulle kunna påverka deras hälsa negativt.

Skjutningen genomfördes den 24 januari 1975 med fjärrkontroll från jorden strax innan stationen togs ur bana. Besättningen hade redan lämnat stationen vid det här laget. Skjutningen genomfördes utan mål, granater avfyrade mot omloppshastighetsvektorn kom in i atmosfären och brann upp redan innan själva stationen. Stationen kollapsade inte, men rekylen från salvan var betydande, även om motorerna i det ögonblicket var påslagna för att stabilisera sig. Om besättningen var på stationen i det ögonblicket skulle han ha känt det.

På nästa stationer i serien - i synnerhet "Almaz-3", som flög under namnet "Salyut-5" - skulle de installera raketbeväpning: två missiler av klassen "space-to-space" med en beräknad räckvidd på mer än 100 kilometer. Men då övergavs denna idé.

Militär "Union": vapen och missiler

Utvecklingen av Almaz-projektet föregicks av Zvezda-programmet. Under perioden 1963 till 1968 var Sergey Korolevs OKB-1 engagerad i utvecklingen av den flersätes militära forskningsbemannade rymdfarkosten 7K-VI, som skulle vara en militär modifiering av Soyuz (7K). Ja, samma bemannade rymdfarkost som fortfarande är i drift och förblir det enda sättet att leverera besättningar till den internationella rymdstationen.

Militära "Soyuz" var avsedda för olika ändamål, och följaktligen försåg designarna med en annan uppsättning utrustning ombord, inklusive vapen.

"Soyuz P" (7K-P), som började utvecklas 1964, skulle bli den första bemannade orbitala interceptorn i historien. Inga vapen förutsågs dock ombord, fartygets besättning var, efter att ha undersökt fiendens satellit, tvungen att gå ut i öppen yta och inaktivera fiendens satellit så att säga manuellt. Eller, om nödvändigt, genom att placera enheten i en speciell behållare, skicka den till jorden.

Men detta beslut övergavs. Av rädsla för liknande handlingar från amerikanernas sida, utrustade vi vår rymdfarkost med ett självdetonationssystem. Det är fullt möjligt att USA skulle ha gått samma väg. Inte ens här ville de riskera astronauternas liv. Soyuz-PPK-projektet, som ersatte Soyuz-P, antog redan skapandet av ett fullfjädrat stridsfartyg. Det kunde eliminera satelliter tack vare åtta små rymd-till-rymd-missiler placerade i fören. Interceptorbesättningen bestod av två kosmonauter. Han behövde inte lämna fartyget nu. Efter att ha undersökt föremålet visuellt eller genom att undersöka det med hjälp av utrustning ombord, beslutade besättningen om behovet av att förstöra det. Om det accepterades skulle fartyget röra sig en kilometer bort från målet och skjuta det med inbyggda missiler.

Missilerna för interceptorn var tänkta att tillverkas av Arkady Shipunovs vapendesignbyrå. De var en modifiering av en radiokontrollerad pansarvärnsprojektil som gick till målet på en kraftfull upprätthållande motor. Manövrering i rymden utfördes genom att antända små krutbomber, som var tätt prickade med dess stridsspets. När man närmade sig målet undergrävdes stridsspetsen - och dess fragment träffade målet i hög hastighet och förstörde det.

1965 fick OKB-1 i uppdrag att skapa ett orbitalt spaningsflygplan som heter Soyuz-VI, vilket betydde High Altitude Explorer. Projektet är även känt under beteckningarna 7K-VI och Zvezda. "Soyuz-VI" var tänkt att utföra visuell observation, fotografisk spaning, göra manövrar för närmande och, om nödvändigt, kunde förstöra ett fientligt skepp. För att göra detta installerades den redan välbekanta HP-23 flygplanskanonen på fartygets nedstigningsfordon. Tydligen var det från detta projekt som hon sedan migrerade till projektet för Almaz-2-stationen. Här var det möjligt att rikta kanonen endast genom att kontrollera hela skeppet.

Emellertid gjordes aldrig en enda lansering av den militära "Unionen". I januari 1968 avbröts arbetet med det militära forskningsfartyget 7K-VI och det ofullbordade fartyget demonterades. Anledningen till detta är interna bråk och kostnadsbesparingar. Dessutom var det uppenbart att alla uppgifter för denna typ av fartyg kunde anförtros antingen till vanliga civila Soyuz eller till Almaz militära omloppsstation. Men den erfarenhet som vunnits var inte förgäves. OKB-1 använde den för att utveckla nya typer av rymdfarkoster.

En plattform - olika vapen

Redan på 70-talet var arbetsuppgifterna bredare. Nu handlade det om skapandet av rymdfarkoster som kan förstöra ballistiska missiler under flygning, särskilt viktiga luft-, orbital-, havs- och markmål. Arbetet anförtroddes NPO Energia under ledning av Valentin Glushko. Ett särskilt dekret från SUKP:s centralkommitté och Sovjetunionens ministerråd, som formaliserade "Energias" ledande roll i detta projekt, hette: "Om studiet av möjligheten att skapa vapen för krigföring i rymden och från rymden."

Den långsiktiga omloppsstationen Salyut (17K) valdes som bas. Vid det här laget fanns det redan mycket erfarenhet av att använda enheter av denna klass. Efter att ha valt den som basplattform började designers av NPO Energia utveckla två stridssystem: ett för användning med laservapen, det andra med missilvapen.

Den första hette "Skif". En dynamisk modell av en kretsande laser - rymdfarkosten Skif-DM - kommer att skjutas upp 1987. Och systemet med missilvapen fick namnet "Cascade".

"Cascade" skilde sig positivt från lasern "bror". Hon hade en mindre massa, vilket gör att den kunde fyllas med en stor mängd bränsle, vilket gjorde att hon kunde "känna sig mer fri i omloppsbanan" och utföra manövrar. Även om det för det och det andra komplexet antogs möjligheten att tanka i omloppsbana. Dessa var obemannade stationer, men möjligheten för en tvåmannabesättning att besöka dem i upp till en vecka på Soyuz-rymdfarkosten förutsågs också.

I allmänhet skulle konstellationen av laser- och missilomloppskomplex, kompletterade med styrsystem, bli en del av det sovjetiska antimissilförsvarssystemet - "anti-SDI". Samtidigt förutsattes en tydlig "arbetsfördelning". Raketen "Cascade" var tänkt att fungera på mål som ligger i medelhöjd och geostationära banor. "Skif" - för objekt i låg omloppsbana.

Separat är det värt att överväga själva interceptormissilerna, som var tänkta att användas som en del av Kaskad-stridskomplexet. De utvecklades, återigen, på NPO Energia. Sådana missiler passar inte riktigt in i den vanliga förståelsen av missiler. Glöm inte att de användes utanför atmosfären i alla skeden, aerodynamik kunde inte beaktas. Snarare liknade de de moderna övre stadierna som användes för att föra in satelliter i de beräknade banorna.

Raketen var mycket liten, men den hade tillräckligt med kraft. Med en uppskjutningsmassa på bara några tiotals kilogram hade den en karakteristisk hastighetsmarginal som var jämförbar med den karakteristiska hastigheten för raketer som förde rymdfarkoster i omloppsbana som nyttolast. Det unika framdrivningssystemet som används i interceptormissilen använde okonventionella, icke-kryogena bränslen och tunga kompositmaterial.

Utomlands och på gränsen till fantasi

USA hade också planer på att bygga krigsfartyg. Så i december 1963 tillkännagav allmänheten ett program för att skapa ett bemannat omloppslaboratorium MOL (Manned Orbiting Laboratory). Stationen skulle levereras i omloppsbana av en Titan IIIC-raketbil tillsammans med rymdfarkosten Gemini B, som skulle bära en besättning på två militära astronauter. De var tänkta att tillbringa upp till 40 dagar i omloppsbana och återvända på rymdfarkosten Gemini. Stationens syfte liknade vår "Almazy": den skulle användas för fotografisk spaning. Men möjligheten till "inspektion" av fiendens satelliter erbjöds också. Dessutom var astronauter tvungna att gå ut i rymden och närma sig fiendens fordon med den så kallade Astronaut Maneuvering Unit (AMU), ett jetpack designat för användning på MOL. Men installationen av vapen på stationen var inte avsedd. MOL var aldrig i rymden, men i november 1966 lanserades dess modell tillsammans med rymdfarkosten Gemini. 1969 lades projektet ner.

Det fanns också planer för skapandet och militär modifiering av Apollon. Han skulle kunna vara engagerad i inspektion av satelliter och - om nödvändigt - deras förstörelse. Detta skepp var inte heller tänkt att ha några vapen. Märkligt nog föreslogs det att använda en manipulatorarm för förstörelse, och inte kanoner eller missiler.

Men kanske det mest fantastiska kan kallas projektet för kärnkraftsimpulsfartyget "Orion", som föreslogs av företaget "General Atomics" 1958. Det är värt att nämna här att detta var en tid då den första människan ännu inte hade flugit ut i rymden, men den första satelliten ägde rum. Idéerna om sätten att erövra yttre rymden var olika. Edward Teller, en kärnfysiker, "vätebombens far" och en av grundarna av atombomben, var en av grundarna av detta företag.

Rymdfarkostprojektet Orion och dess militära modifiering Orion Battleship, som dök upp ett år senare, var en rymdfarkost som vägde nästan 10 tusen ton, framdriven av en kärnpulsmotor. Enligt författarna till projektet går det bra att jämföra med kemiskt drivna raketer. Ursprungligen var det till och med meningen att Orion skulle skjutas upp från jorden - från Jackess Flats kärnvapenprovplats i Nevada.

ARPA blev intresserad av projektet (DARPA kommer det att bli senare) - byrån för avancerade forskningsprojekt vid det amerikanska försvarsdepartementet, ansvarig för utvecklingen av ny teknik för användning i försvarsmaktens intresse. Sedan juli 1958 har Pentagon avsatt en miljon dollar för att finansiera projektet.

Militären var intresserad av fartyget, vilket gjorde det möjligt att leverera i omloppsbana och flytta laster som väger omkring tiotusentals ton i rymden, utföra spaning, tidig varning och förstörelse av fiendens ICBM, elektroniska motåtgärder, samt anfall mot marken mål och mål i omloppsbana och andra himlakroppar. I juli 1959 utarbetades ett utkast för en ny typ av amerikanska väpnade styrkor: Deep Space Bombardment Force, som kan översättas som Space Bomber Force. Den planerade skapandet av två permanenta operativa rymdflottor, bestående av rymdfarkoster från Orion-projektet. Den första skulle vara i tjänst i låg jordbana, den andra - i reserv bakom månbanan.

Besättningarna på fartygen skulle bytas ut var sjätte månad. Livslängden för själva Orionerna var 25 år. När det gäller vapnen från Orion Battleship var de indelade i tre typer: huvud, offensiv och defensiv. De viktigaste var W56 termonukleära stridsspetsar motsvarande en och en halv megaton och upp till 200 enheter. De avfyrades med raketer med fast drivmedel placerade på fartyget.

De tre Kasaba dubbelpipiga haubitsarna var riktade kärnstridsspetsar. Granaten, som lämnade pistolen, vid detonation, var tänkt att generera en smal front av plasma som rörde sig med nästan ljus hastighet, vilket kunde träffa fiendens rymdskepp på långa avstånd.

Den långdistansdefensiva beväpningen bestod av tre 127 mm Mark 42 sjöartilleriupphängningar modifierade för att skjuta i rymden. Kortdistansvapen var de långsträckta, 20 mm M61 Vulcan automatiska flygplanskanonerna. Men till slut tog NASA ett strategiskt beslut att inom en snar framtid kommer rymdprogrammet att bli icke-nukleärt. Snart vägrade ARPA att stödja projektet.

Dödsstrålar

För vissa kan vapen och raketer på moderna rymdskepp verka som gammaldags vapen. Men vad är modernt? Lasrar såklart. Låt oss prata om dem.

På jorden har några prover av laservapen redan tagits i bruk. Till exempel laserkomplexet Peresvet, som tillträdde experimentell stridstjänst i december förra året. Tillkomsten av militära lasrar i rymden är dock fortfarande långt kvar. Även i de mest blygsamma planerna ses den militära användningen av sådana vapen främst inom missilförsvaret, där målen för orbitala grupperingar av stridslasrar kommer att vara ballistiska missiler och deras stridsspetsar som avfyras från jorden.

Även om lasrar inom det civila rymdområdet öppnar stora möjligheter: i synnerhet om de används i laserrymdkommunikationssystem, inklusive långdistanskommunikationssystem. Flera rymdfarkoster har redan lasersändare. Men när det gäller laserkanoner kommer troligen det första jobbet de kommer att tilldelas att "försvara" den internationella rymdstationen från rymdskräp.

Det är ISS som ska bli det första objektet i rymden som beväpnas med en laserkanon. Faktum är att stationen periodvis utsätts för "attacker" av olika typer av rymdskräp. För att skydda den från orbitalskräp krävs undanmanövrar, som måste utföras flera gånger om året.

Jämfört med andra föremål i omloppsbana kan rymdskrotets hastighet nå 10 kilometer per sekund. Även en liten bit av skräp bär på enorm kinetisk energi, och om den kommer in i ett rymdskepp kommer det att orsaka allvarliga skador. Om vi talar om bemannade rymdfarkoster eller moduler av orbitalstationer, är trycksänkning också möjlig. I själva verket är det som en projektil som avfyras från en kanon.

Redan 2015 tog forskare från Japan Institute for Physical and Chemical Research lasern, designad för att placeras på ISS. Vid den tiden var tanken att modifiera EUSO-teleskopet som redan fanns på stationen. Systemet de uppfann inkluderade ett CAN-lasersystem (Coherent Amplifying Network) och ett teleskop för Extreme Universe Space Observatory (EUSO). Teleskopet hade i uppdrag att upptäcka skräpfragment och lasern fick i uppdrag att ta bort dem från omloppsbanan. Det antogs att lasern på bara 50 månader skulle helt rensa den 500 kilometer långa zonen runt ISS.

En testversion med en kapacitet på 10 watt var tänkt att dyka upp på stationen förra året, och redan en fullfjädrad 2025. Men i maj förra året rapporterades det att projektet att skapa en laserinstallation för ISS hade blivit internationellt och ryska forskare ingick i det. Boris Shustov, ordförande för expertgruppen för rådet för rymdhot, korresponderande ledamot av den ryska vetenskapsakademin, talade om detta vid ett möte i RAS Council on Space.

Inhemska specialister kommer att ta med sin utveckling till projektet. Enligt den ursprungliga planen var lasern tänkt att koncentrera energi från 10 tusen fiberoptiska kanaler. Men ryska fysiker har föreslagit att minska antalet kanaler med en faktor 100 genom att använda så kallade tunna stavar istället för fiber, som utvecklas vid Institutet för tillämpad fysik vid den ryska vetenskapsakademin. Detta kommer att minska storleken och den tekniska komplexiteten hos orbitallasern. Laserinstallationen kommer att uppta en volym på en eller två kubikmeter och ha en massa på cirka 500 kilo.

Nyckeluppgiften som måste lösas av alla som är engagerade i designen av orbitalasrar, och inte bara orbitalasrar, är att hitta den mängd energi som krävs för att driva laserinstallationen. För att lansera den planerade lasern med full effekt behövs all el som genereras av stationen. Det är dock tydligt att det är omöjligt att helt strömlösa orbitalstationen. Idag är ISS solpaneler det största orbitala kraftverket i rymden. Men de ger bara 93,9 kilowatt effekt.

Våra forskare funderar också på hur man kan hålla sig inom fem procent av den tillgängliga energin för ett skott. För dessa ändamål föreslås att skotttiden förlängs till 10 sekunder. Ytterligare 200 sekunder mellan bilderna kommer att ta att "ladda" lasern.

Laserinstallationen kommer att "ta ut" skräpet från ett avstånd på upp till 10 kilometer. Dessutom kommer förstörelsen av skräpfragment inte att se ut som i "Star Wars". En laserstråle som träffar ytan på en stor kropp får dess ämne att avdunsta, vilket resulterar i ett svagt plasmaflöde. Sedan, på grund av principen om jetframdrivning, får skräpfragmentet en impuls, och om lasern träffar pannan kommer fragmentet att sakta ner och, förlora hastighet, kommer oundvikligen att komma in i atmosfärens täta lager, där det kommer att brinna.