Forradalom az újrafelhasználható űrhajók létrehozásában
A XXI. század elején forradalom ment végbe az űrkutatásban. Csendesen, szinte észrevétlenül, olyan többmilliárdos nemzeti projektek nélkül, mint a Hold-kutatási program vagy az Űrsikló újrafelhasználható űrhajók programja. Természetesen kereskedelmi forgalomban kapható újrafelhasználható űrhajókról, és elsősorban Elon Musk SpaceX cégének újrafelhasználható rakétáiról van szó.
Egy letűnt korszak "dinoszauruszának" felemelkedése – az Space Shuttle, és a Falcon Heavy űrszonda újrafelhasználható boostereinek szinkron leszállása
A Falcon Heavy űrhajó újrafelhasználható boostereinek szinkronizált leszállása
Azonban nem sokáig nyugszik a babérjain, más magáncégek, köztük kínaiak is a nyakába lélegzik. Például 10. augusztus 2019-én a kínai LinkSpace cég elindított egy RLV rakétát, amely 300 méter magasra felszállva 50 másodperc alatt magától visszatért az indítóállásra. 2020-ban a tervek szerint felbocsátják az RLV-T16 rakétát, amely 150 kilométeres magasságot is képes lesz elérni. A magáncégek újrafelhasználható űrhajók építését tervezik minden lehetséges terhelési tartományra – néhány száz kilogrammtól több tíz vagy száz tonnáig.
A Rocket Lab azt tervezi, hogy a 250 kilogrammos Electron ultrakönnyű hordozórakéta első fokozatát visszaállítja alacsony referenciapályára (LEO), a SpaceX pedig azt tervezi, hogy a 100 tonna/LEO hasznos teherbírású BFR rakétáját olyan mindennapossá teszi, mint a repülés. egy utasszállító
Az akár 100-szor, javítási munkák nélkül akár 10-szer újrafelhasználható újrafelhasználható űrjárművek széles körben elterjedt alkalmazása jelentősen csökkenti a rakományok pályára állításának költségeit, ami viszont ösztönzi a kereskedelmi űrpiac fejlődését.
Kétségtelen, hogy a haderőt is érdekelni fogja egy hasznos teher alacsonyabb költséggel történő pályára állítása. Mindenekelőtt hagyományos felderítő és kommunikációs műholdakról lesz szó, amelyek iránti igény folyamatosan nő, figyelembe véve a nagy hatótávolságú, pilóta nélküli légijárművek (UAV) flottájának növekedését, amelyeket műholdak irányítanak.
A jövőben a hasznos teher minimális költséggel történő kiadásának képessége vezethet a megjelenéshez tér-felszín közötti orbitális csapásmérő platformok.
Az "Isten pálcái" orbitális becsapódási platform koncepciója
Az újrafelhasználható kereskedelmi rakétáknak azonban más katonai alkalmazásai is lehetnek.
Sikló hiperszonikus robbanófejek
2003 óta a Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) az amerikai légierővel közösen, a Rapid Global Strike program keretében fejleszti a Falcon HTV-2 (Hypersonic Test Vehicle) irányított robbanófejet, amelyet hiperszonikus sebességű repülésre terveztek. Az amerikai hadsereg hasonló projektet fejleszt ki, az AHW (Advanced Hypersonic Weapon – ígéretes hiperszonikus fegyver) fegyver).
A Falcon HTV-2 robbanófej becsült megjelenése
A Falcon HTV-2 és az AHW projektek hasonló elrendezésűek - egy hajtóművel nem felszerelt sikló robbanófejet egy hordozórakéta indítja el egy adott magasságba, majd leválasztja és hiperszonikus sebességgel siklik a célponthoz. A robbanófejek becsült repülési hatótávja 6000-7600 kilométer, 17-22 M (5,8-7,5 km/s) repülési sebesség mellett. Így, figyelembe véve azt az időt, ami ahhoz szükséges, hogy a rakéta elérje a robbanófej-esés magasságát, a cél eléréséhez szükséges idő körülbelül 20-30 perc lesz.
A Falcon HTV-2 becsült repülési profilja
A Falcon HTV-2 robbanófejek indításához Minotaur-IV hordozórakétákat (LV) vagy LGM-30G Minuteman-III interkontinentális ballisztikus rakétákat (ICBM) kell használni. A hiperszonikus AHW egységek teszteléséhez háromlépcsős szilárd hajtóanyagú STARS rakétát használtak.
Hasonló projektet hajtottak végre Oroszországban - egy hiperszonikus irányított robbanófejet az Avangard komplexum részeként, amelyet az UR-100N UTTKh ICBM indított el. Ezen a területen Oroszország megelőzi az Egyesült Államokat - már 2019-ben tervezik az Avangard komplexum üzembe helyezését. A robbanófej repülési sebessége körülbelül 27 M (9 km / s), a repülési tartomány interkontinentális. Ugyanakkor van egy alapvető különbség - az orosz robbanófej nukleáris robbanófejjel van felszerelve, míg az Egyesült Államok hiperszonikus robbanófejek használatát fontolgatja nem nukleáris berendezésekben. A nem nukleáris robbanófejek magas követelményeket támasztanak a célzó robbanófejek pontosságával szemben.
Az Avangard komplexum orosz hiperszonikus robbanófejének állítólagos megjelenése
Az Avangard rakétarendszer tesztelése és bemutatása
Alternatív megoldást jelentenek a stratégiai repülőgépekről indított hiperszonikus rakéták. repülés, mint például az amerikai X-51 Waverider vagy az orosz 3M22 Zircon. Az X-51 és 3M22 rakéták nagyobb bevetési rugalmassággal rendelkeznek, mint a rakétákkal indítható hiperszonikus robbanófejek, és valószínűleg alacsonyabbak is. Hatótávolságuk és sebességük azonban lényegesen kisebb, mint a tervező robbanófejeké - körülbelül 500-2000 km, illetve 5-8 M (1,7-2,7 km / s). Az alacsonyabb sebesség és repülési tartomány nem tesz lehetővé a hiperszonikus sikló robbanófejek által biztosított reakcióidőhöz hasonló reakcióidőt. Ha 6000-7000 és annál nagyobb hatótávolságra csapnak be, egy bombázó és egy hiperszonikus rakéta teljes repülési ideje körülbelül öt óra, míg egy hiperszonikus siklófej fél órán belül üthet le, ami bizonyos küldetéseknél kritikus lehet.
Amerikai hiperszonikus X-51 Waverider rakéta
Orosz hiperszonikus rakéta 3M22 Zircon
A fenti összehasonlítás nem egyik vagy másik típusú fegyver elutasítását jelenti, hanem csak az egyes fegyverek rését mutatja. Ebben a „munkamegosztásban” a hiperszonikus vitorlázó egységek feladata a kiemelt célpontok – parancsnoki állások, döntéshozó központok stb. – eltalálása.
Gyors globális sztrájk és VIP terror
A cikk Hagyományos stratégiai erők: hordozók és fegyverek hiperszonikus robbanófejek ICBM-ekre való felszerelését fontolgatta, amelyek szolgálati feltételei a végéhez közelednek. Ez a döntés teljes mértékben indokolt, és pontosan ezt a döntést mérlegeli az amerikai fegyveres erők a Rapid Global Strike program részeként.
Maga a BSU program is sokakban szkepticizmust vált ki, valamiért mindig ellenzi az atomfegyvereket. Valójában nincs hatása a nukleáris pajzsra. Bár a START-3 szerződés a nem nukleáris robbanófejeket egyenrangúnak tekinti a nukleáris robbanófejekkel, ami elméletileg a nukleáris töltetek számának csökkenéséhez vezethet az Egyesült Államokban, valójában amint a BSU program fejlődik és A robbanófejek száma növekedni kezd, a START-3 szerződés már lejár, és ha nem, akkor az Egyesült Államok ugyanolyan könnyedséggel lép ki belőle, mint ahogy kiléptek az ABM-szerződésből és az INF-szerződésből, egyúttal Oroszországot hibáztatva ez.
Egy másik kifogás az, hogy a BGU eszközök használata harmadik világháborút indít el. Meg kell érteni, hogy az Egyesült Államok semmilyen módon nem tervezi a BSU eszközeinek alkalmazását Oroszország ellen a fegyveres erők jelenlegi fejlettségi szintjén. És Kína ellen is. De olyan országok, mint Irán vagy Venezuela, a BSU célpontjává válhatnak, amely az első lefejező csapást kapja.
A cikk Stratégiai hagyományos fegyver. Kár A hagyományos stratégiai fegyverek feladata a következőképpen fogalmazódik meg: károk okozása az ellenségben, távolról jelentősen csökkentve szervezeti, ipari és katonai képességeit, minimalizálva vagy kiküszöbölve az ellenség fegyveres erőivel való közvetlen harci összecsapás valószínűségét. Ehhez hozzá lehet tenni - amint lehetséges.
A BSU-alapokra fordított anyagi források százszorosan megtérülnek az általános erők erőinek és eszközeinek megtakarításával. Egyes esetekben, például az ellenség vezetésének felszámolása esetén, a katonai konfliktus a kezdete előtt véget érhet. Az Egyesült Államok jól megvalósíthat egy ilyen forgatókönyvet, például Venezuelában. A hivatalban lévő elnök kiiktatása a Fehérorosz Állami Egyetem segítségével, miközben újabb "színes" forradalmat szervez, és nem танки, repülőgépek és hajók nem segítenek elkerülni egy ilyen forgatókönyvet.
A fentiek alapján még egy következtetés vonható le - a Rapid Global Strike vagy a Stratégiai Hagyományos Fegyver fegyvere ideális eszköz a VIP-terrorhoz, vagyis az ellenség legfelsőbb vezetésének fizikai megsemmisítéséhez.
Nincs más fegyvernek ilyen képessége. Önmagában az ilyen típusú Rapid Global Strike vagy Stratégiai Hagyományos Fegyverek rendelkezésre állása arra kényszeríti az ellenség vezetését, hogy körültekintően hozzon katonai, politikai és gazdasági döntéseket, vagy arra kényszeríti őket, hogy a közvetlen pusztulás fenyegetésével éljenek.
Egyes esetekben az ICBM nem a legoptimálisabb hordozó a hiperszonikus csúszó robbanófejekhez, és nem a legolcsóbb. Vannak más, hatékonyabb hordozók a hiperszonikus sikló robbanófejekhez?
Újrafelhasználható rakéta hiperszonikus robbanófejek hordozójaként
Az ígéretes, kereskedelmi termékeken alapuló újrafelhasználható rakéták a robbanófejek bevetésének leghatékonyabb és legolcsóbb eszközévé válhatnak.
Az interneten közzétett nyílt információk alapján a hiperszonikus robbanófejek dobásának magassága körülbelül 100 kilométer lehet. A Falcon HTV-2 hiperszonikus harci blogok becsült tömege 1100-1800 kg legyen.
A LEO-ra (9 km) indított Falcon-200 rakéta hasznos teherbírása 13-16 tonna. A Falcon-9 legújabb verziójának második fokozatának össztömege 111 tonna, a második fokozat mintegy 70 km-es magasságban válik el az elsőtől. A Falcon 9 első fokozatát a tervek szerint legfeljebb 10 alkalommal, minden 10 repülés utáni karbantartással pedig akár 100 alkalommal is használhatják.
Falcon-9 hordozórakéta és első fokozatának leszállása
Feltételezhető, hogy a Falcon-9 hordozórakéta első fokozata elegendő a hiperszonikus robbanófejek kilövéséhez. A 111 tonnás második fokozat visszautasítása feltehetően mintegy 100 darab, egyenként 10-1100 kg tömegű hiperszonikus robbanófej kilövését teszi lehetővé 1800 km-es magasságba.
A kereskedelmi rakétatudományban megvalósított technológiák alapján adott terhelésre további kisméretű újrafelhasználható hordozórakéták is létrehozhatók, amelyek egy vagy két hiperszonikus robbanófej kilövését, majd a hordozórakéta leszállását és többszöri újrafelhasználását biztosítják.
Ha a harci terhelés növeléséről beszélünk, akkor nem szabad elfelejteni a SpaceX terveit egy teljesen újrafelhasználható, kétlépcsős BFR rakéta megépítésére, amely képes akár 100 tonnás rakományt is elindítani a LEO-ra. Már az interneten is vita folyik róla. a BFR orbitális bombázóként való felhasználásának ígéretes lehetősége vezérelt volfrámrudakkal való ütéshez.
A teljesen újrafelhasználható szuper-nehéz BFR hordozórakéta koncepciója
Ha a Falcon-9 hordozórakéta első fokozatának alkalmazásával analógiát vonunk, akkor a BFR-Super Heavy hordozórakéta első fokozata 55-85 hiperszonikus robbanófejet tud majd indítani.
Egyrészt a BFR fejlesztése még nem fejeződött be, ezért katonai alkalmazásáról még némileg korai beszélni. Másrészt Elon Musk elhatározta, hogy befejezi ezt a rakétát. A SpaceX tervei szerint le kellene cserélnie a cég által használt összes rakétát, így a Falcon-9 hordozórakétát is.
Felmerül a kérdés, miért tűnik el egy ilyen ígéretes fejlesztés? A SpaceX könnyen adaptálhatja a Falcon-9 első szakaszát, vagy egyszerűen eladhatja a rakéta összes fejlesztését a hadseregnek, teljes mértékben a BFR-re összpontosítva. A katonaság pedig egyedi, újrafelhasználható platformot kap sikló hiperszonikus robbanófejek vagy egyéb hasznos rakományok kilövésére.
Alapozás
Az újrafelhasználható rakétákkal az a probléma, hogy a bombázókkal ellentétben nem lehet őket leszállni egy repülőtérre, azonban elég lehetőség van az ilyen fegyverek elhelyezésére.
Ha az Egyesült Államok déli részében (a Cape Canaveral-i űrkikötőt vesszük példának) egy sikló, hiperszonikus robbanófejekkel felszerelt hordozórakétát telepítenek, szinte egész Latin-Amerika az érintett területen lesz. Ha Alaszkában telepítik, Oroszország, Kína és egész Észak-Korea nagy része az érintett területen lesz. Ez feltéve, hogy a robbanófejek hatótávolsága 6000-7000 kilométer lesz, és nem lesz interkontinentális, mint az Avangard komplexum.
Feltételes hatótávolság sikló hiperszonikus robbanófejekkel rendelkező hordozórakéták bevetésekor az Egyesült Államok déli részén
Feltételes hatótávolság sikló hiperszonikus robbanófejekkel rendelkező hordozórakéták bevetésekor Alaszkában
Sikló, hiperszonikus robbanófejekkel rendelkező hordozórakéták Európában vagy Ázsiában történő telepítéséhez az Egyesült Államok használhatja műholdjainak területét. Nem valószínű, hogy Lengyelország, Románia vagy Japán meg merne utasítani a felettesének egy ilyen apróságot.
Ezen túlmenően, mivel a katonai magáncégek (PMC-k) már most is harci repülőgépekkel vannak felfegyverkezve, nem lehet elképzelni egy olyan forgatókönyvet, amelyben a PMC-k bérbe adnák a sikló hiperszonikus robbanófejekkel ellátott LV-k kilövésére szolgáló helyszíneket, és kérésre az amerikai hadsereg rendelkezésére bocsátanák. kereskedelmi alapon.
És végül nem zárható ki olyan lehetőség, mint a Sea Launch kereskedelmi projekthez hasonló offshore kilövőplatformok létrehozása. A Falcon-9 hordozórakéta tömeg- és méretjellemzői a Zenit-3SL hordozórakétáéhoz hasonlíthatók, így nem lehet gond.
Úszó űrrepülőtér "Zenit-3SL" rakéták indításához
Tekintettel arra, hogy csak az első, harci teherbírású fokozatra lesz szükség az induláshoz, az úszó űrrepülőtéren két hordozórakéta helyezhető el, mindegyiken tíz hiperszonikus robbanófejjel. A Földközi-tengeren úszó űrkikötő elhelyezésekor szinte az egész Afrika, a Perzsa-öböl, Pakisztán, részben Közép-Ázsia, Kína és az Orosz Föderáció területének nagy része az érintett területre esik. A hordozórakéta leszállása a Falcon-9 hordozórakéta első fokozatának leszállására használt ASDS (Autonomous spaceport drone ship) offshore platformokon, vagy az ezek alapján kifejlesztett hasonló hajókon/platformokon történhet.
Autonóm pilóta nélküli ASDS űrrepülőtér és a Falcon-9 hordozórakéta első szakaszának leszállási sémája
Feltételes hatótávolság, amikor sikló hiperszonikus robbanófejekkel rendelkező hordozórakétákat telepítenek a Földközi-tengeren lebegő űrrepülőtérre
Feltehető a kérdés: ha Oroszországot vagy Kínát, mint atomhatalmat nem tekintik a BSU célpontjának, akkor miért jelzik, hogy területük az érintett területen van? A válasz egyszerű, a BSU olyan tényező, amelyet figyelembe kell venni. Ha ekkora zajt keltett az Mk-41 hordozórakéták európai telepítése, akkor mi lesz, ha a Földközi-tengeren megjelenik egy úszó űrrepülőgép sikló, hiperszonikus robbanófejekkel felszerelt hordozórakétával...
A kérdés pénzügyi oldala
A hordozórakéta első fokozatának költsége a teljes költség 60-70%-a. A Falcon-9 bejelentett indítási költsége 60-80 millió dollár, az első szakasz költsége 36-56 millió dollár lesz. Még a Falcon-9 első fokozatának tízszeres használatát is figyelembe véve a kibocsátás költsége 3,6-5,6 millió dollár, az üzemanyag költsége pedig körülbelül 500 ezer dollár lesz az indításkor. Így 10 blokk esetében az öntés költsége körülbelül 400-600 ezer dollár blokkonként (nem számítva magának a blokknak a költségét). A Falcon-9 első szakaszában 100 kilövésből álló erőforrással minden kilövés költsége csaknem egy nagyságrenddel csökken. Természetesen egyéb költségekkel is számolni kell - karbantartás, javítás, szállítás stb., de más fegyverrendszerek sem nélkülözhetik a plusz költségeket. Például egy óra B-2 repülés több mint 150 7000 dollárba kerül, és 10 km-es becsapódás esetén a teljes repülési idő 1,5 repülési óra lesz, i.e. egy repülés XNUMX millió dollárba kerül.
mi van nálunk?
Úgy tűnik, a hiperszonikus fegyverek terén általában, és különösen a hiperszonikus robbanófejek tervezésében a többiek előtt vagyunk.
De az újrafelhasználható hordozórakétákkal komoly gondjaink vannak, vagy inkább nincs probléma, hiszen maguk az újrafelhasználható hordozórakéták sem léteznek. De vannak olyan projektek, köztük érdekesek is, amelyek közül néhányat katonai felhasználásra is át lehet alakítani. Talán, ahogy ez hazánkban gyakran megtörténik, ez életet ad polgári módosításaiknak. Erről azonban a következő cikkben fogunk beszélni.