Редкого занудства статья о Луне, орбитальной ПРО и гиперзвуке. Enjoy!
"Варгейминг" что-то знал
Регулярные обвинения из США в адрес конкурентов по поводу милитаризации космоса доносятся уже два года - примерно с той же частотой, с которой ранее выдвигались обвинения по поводу договора по ракетам малой и средней дальности (ДРСМД). Мотивы Вашингтона вполне прозрачны. Наикратчайшая история соблюдения Штатами своих международных обязательств выглядит примерно так.
СОИ официально закрыли в 1993-м. Практически та же программа космических лазеров продолжается до сего дня. При этом уже в 1998-м появился примечательный документ ВВС - «Космические операции». В 2005 году была принята вполне «наступательная» военно-космическая стратегия.
Даже если не рассматривать усилия, связанные с ПРО, документы не расходились с делами. В 1999-м начинается разработка мини-шаттла Х-37В. В 2005-м - выведены на орбиту два американских спутника-инспектора по программе MITEx A. В 2009 - маневрирующий радиоэлектронный разведчик USA-207. В 2014-16 гг. четыре по программе GSSAP, которые «провели сотни маневров с 2014 года и близкие подходы или операции по сближению с более чем дюжиной рабочих спутников на геостационарной орбите».
В июле 2018-го был принят оборонный бюджет США на 2019-й год, официально предусматривавший создание космического эшелона ПРО. При этом развертывание сенсорного компонента к 2022-му году должно стать только первым этапом программы.
17 июня прошлого года была опубликована новая космическая доктрина Штатов. В документе Москва и Пекин обвинялись в создании угроз для космической группировки США. В качестве ответной меры при этом предполагается превращение космоса из «обеспечивающего» в полноценный «боевой домен». Иными словами, речь идет о развертывании там - естественно, «в целях обороны» - ударного вооружения.
При этом продвигаемая РФ и КНР концепция полного запрещения размещения оружия в космосе встречается в штыки.
Итак, настаивая на размещении вооружения в космосе, Вашингтон одновременно обвиняет Москву в его милитаризации. Ситуация идеально дублирует сценарий выхода из ДРСМД не только в риторическом плане. Фактическим «поводом» для отмены последнего оказались успешные испытания гиперзвукового боевого блока AHW. Прелюдией к бюджету-2018 стал успешный перехват полноценной межконтинентальной баллистической ракеты (МБР) 30 мая 2017-го.
Нюанс в том, что основным эшелоном рационально построенной ПРО является именно орбитальный. Наземная часть противоракетной обороны вынуждена взаимодействовать со «сложной баллистической целью» - огромным набором собственно боеголовок и ложных целей, защищенных активными и пассивными помехами. Это означает проблемы в поиске настоящих целей - не говоря о том, что боеголовки необходимо сбивать по отдельности.
Уничтожение ракеты на раннем этапе, до разведения боеголовок и создания облака ложных целей - эффективнее более чем на порядок.
Однако попытки придвинуть перехватчики к местам старта в случае с Россией и КНР сопряжены с чисто географическими трудностями и создают риск вполне оперативного удара по передовой инфраструктуре ПРО.
Создание системы космического базирования снимает эту проблему. Параллельно в значительной мере решается и проблема «гиперзвуковая», послужившая официальным поводом для развертывания орбитальной системы.
В оптимистичном для владельцев ПРО варианте гиперзвуковые боевые блоки гибнут на начальном этапе и на общих основаниях. В пессимистичном - такие аппараты лишатся одной из своих ключевых опций. Из-за относительно небольшой высоты полета они поздно попадают в поле зрения наземной ПРО, оставляя ей мало времени на реакцию - однако для космических систем это не имеет значения.
На первом этапе речь может идти о реинкарнации концепции «Бриллиантовой гальки» времен СОИ - то есть о размещении в космосе уже готовых кинетических перехватчиков.
В 1980-х «галька» планировалась как 4000 орбитальных перехватчиков весом 14 кг. При этом Пентагон не скрывал, что группировка предназначена для зачистки того, что смогло взлететь после превентивного удара. Альтернативный вариант предусматривал размещение на орбите 100 тыс. «сателлитов», что делало его неприемлемо дорогим.
Между тем, ядерный арсенал СССР включал 1406 МБР. Современный арсенал России - 302, при этом эффективность обезоруживающего удара потенциально может быть намного выше - по длинному ряду причин от развития средств ПЛО до роста точности боеголовок «Трайдентов». Соответственно, размеры орбитальной группировки могут быть радикально меньше.
При этом планы по развертыванию космической ПРО, как и в восьмидесятых, появились на фоне «пришествия» ракет средней дальности, и тогда, и сейчас являющихся средством в первую очередь обезоруживающего и обезглавливающего удара. Это «совпадение» неслучайно.
Однако даже вне гиперзвукового контекста, развертывание полноценной космической ПРО - предельно опасный стратегический сдвиг, на который будут вынуждены реагировать и Россия, и Китай. Перспективы очевидны. МИД России: «Вооружённое противостояние в космосе может иметь не менее пагубное воздействие, чем развязанная Вашингтоном ещё в середине прошлого века гонка ядерных вооружений, с последствиями которой весь мир до сих пор не может справиться».
При этом в весьма обозримой перспективе появятся технические предпосылки для «массирования» космических вооружений.
Вывод грузов на орбиту с Земли сейчас крайне энергозатратен. Так, «Протон» при стартовой массе 705 тонн доставляет на низкую орбиту 23,7 т (3,6% наземной). На геостационарной орбите оказываются 3,7 тонны из стартовых 711,6 (с разгонным блоком) - «КПД» снижается до 0,5%. При этом основная нагрузка ракет - не горючее, а окислитель. Например, чтобы сжечь тонну керосина, приходится использовать 3,5 т кислорода.
Однако гиперзвуковая революция имеет и космический аспект, решая последнюю проблему. Гиперзвуковые воздушно-реактивные двигатели (ГПВРД), использующие атмосферный кислород, потенциально способны разогнать аппарат до скорости, практически соответствующей первой космической. Безусловно, достижение «серийными» ГПВРД нужных параметров - вопрос десятилетий, однако уже гораздо меньшие скорости дают огромный выигрыш.
Наиболее активно топливо расходуется в начале разгона, когда масса ракеты максимальна. В итоге аппарат, предварительно разогнанный до 2 км/с (7200 км/ч, менее 6 «стандартных» махов у земли), сэкономит 50% топлива в ракетном режиме. 4 км/с дадут экономию почти в 80%.
Намного более осязаемая перспектива - использование на космическом участке активно разрабатываемых ядерных буксиров, снижающих расход массы многократно (при использовании разрабатываемых плазменных двигателей в 7-8 раз). Иными словами, уже только эта технология увеличивает зону практически используемого космоса почти на порядок. Выводы из этого своеобразны.
В декабре заместитель гендиректора «Роскосмоса» по международному сотрудничеству Сергей Савельев обратил внимание, что в соглашении по программе «Артемида» нет традиционного «антимилитаризационного» пункта и допустил, что США намерены реализовывать на Луне военные программы. Такой же вывод можно сделать и на основании других американских документов
Так, с точки зрения DARPA, отраженной в обосновании проекта ядерного космического буксира DRACO, «в обозримом будущем станет иметь огромное научное, инженерное и военное значение» все пространство внутри лунной орбиты.
Какой интерес представляет сама Луна? В качестве потенциальной стартовой площадки она имеет две очевидные опции - вшестеро более низкую гравитацию и отсутствие атмосферы. Второе означает дополнительную экономию - и доступность солнечной энергии.
При этом различие в глубине «гравитационного колодца» имеет «качественный» характер. Первая космическая скорость для Луны, необходимая для выхода на орбиту, составляет лишь 1,68 км/с - меньше, чем у снаряда современной танковой пушки; вторая космическая - 2,4 км/с. Вполне достижимо для систем электромагнитного разгона. Между тем, использование «катапульт» означает затраты на вывод порядка 0,5-1 доллара за килограмм - в 10-20 тысяч раз меньше, чем предельный минимум для стартующих с Земли химических ракет. При этом полностью электромагнитный запуск с Земли нереален - на скорости 8 км/с в атмосфере сгорит любой аппарат. На Луне проблема сопротивления воздуха в принципе не стоит.
Иными словами, теоретически Луна - ключ к гегемонии в ближнем космосе. Как следствие, использование лунных ресурсов рассматривалось еще в рамках СОИ.
В восьмидесятых создание соответствующей инфраструктуры было крайне отдаленной перспективой. Так, полеты по программе «Аполлон» выглядели весьма своеобразно. Ракета с массой эсминца второй мировой («Сатурн-5», 2965 т) транспортировала лунный модуль, масса которого без учета топлива составляла чуть более двух тонн - 0,07% стартовой. При этом рядовой полет обходился в 2 млрд. тогдашних долларов - примерно половину авианосца.
Между тем, тогдашние представления о Луне предполагали, например, что для синтеза ракетного топлива (пара кислород-водород) придется перерабатывать огромные объемы породы с водоносностью в 0,1%. Это уже требовало доставки тысяч тонн грузов, что означало триллионные расходы. Далее следовали «мелочи» - так, тогдашний КПД солнечных батарей составлял менее 10%, что предполагало большой объем «завоза», а стоимость - порядка 100 тыс. долларов за киловатт мощности. Зачаточный уровень роботизации предполагал, что созданную инфраструктуру придется обслуживать значительным коллективом.
Между тем, произведенное еще надо было доставить к Земле - и при использовании ракетных двигателей на химическом топливе выигрыш оказывался не столь уж и велик.
Однако в 2009-м нараставшие подозрения по поводу наличия водного льда в кратерах южного полюса Луны превратились в уверенность. «Ледяной фактор» означает сжатие затрат на добычу и масштабов инфраструктуры как минимум в полсотни, а как максимум - в сотни раз. При этом, например, КПД современных солнечных батарей в космосе - более 40%, с соответствующей экономией доставляемого веса. Наконец, роботизация добычи ресурсов превращается в банальность.
В итоге эпическая «стройка века» сжалась до сравнительно компактной «космической бензоколонки», управляемой в основном в удаленном режиме. Это все еще очень дорого, но уже не запредельно.
При этом основные бонусы получит тот, кто сможет установить контроль над полярными областями - лунным аналогом Персидского залива.
Пока это очень отдаленная перспектива. Однако, если не произойдет ничего экстраординарного, первые шаги по милитаризации космоса буду сделаны достаточно быстро.
Евгений Пожидаев