Orbitální křižník: čím budou vybaveny vesmírné lodě

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-16 16:00

Vesmír je stále více vnímán jako plnohodnotné dějiště vojenských operací. Po sjednocení letectva (vzdušných sil) a leteckých obranných sil v Rusku vznikly letecké síly (VKS). Nový typ ozbrojených sil se objevil i ve Spojených státech.

Zatím se však bavíme spíše o protiraketové obraně, úderech z vesmíru a ničení nepřátelských vesmírných lodí z povrchu nebo z atmosféry. Dříve nebo později se ale na palubách vesmírných lodí na oběžné dráze mohou objevit zbraně. Jen si představte pilotovaný Sojuz nebo oživený americký raketoplán nesoucí lasery nebo děla. Takové myšlenky dlouho žily v myslích armády a vědců. Sci-fi a ne tak docela sci-fi je navíc periodicky zahřívá. Hledejme životaschopné výchozí body, z nichž mohou začít nové vesmírné závody ve zbrojení.

S dělem na palubě

A nechme kanóny a kulomety – to poslední, na co myslíme, když si představíme bojovou srážku vesmírných lodí na oběžné dráze, pravděpodobně v tomto století jimi vše začne. Ve skutečnosti je dělo na palubě kosmické lodi jednoduché, srozumitelné a relativně levné a již existují příklady použití takových zbraní ve vesmíru.

Na počátku 70. let se SSSR začal vážně bát o bezpečnost vozidel vysílaných do nebe. A právě kvůli tomu, koneckonců, na úsvitu vesmírného věku začaly Spojené státy vyvíjet průzkumné družice a záchytné družice. Taková práce se nyní provádí - jak zde, tak na druhé straně oceánu.

Inspektorské satelity jsou určeny k inspekci kosmických lodí jiných lidí. Manévrují na oběžné dráze, přibližují se k cíli a dělají svou práci: fotografují cílový satelit a poslouchají jeho rádiový provoz. Pro příklady nemusíte chodit daleko. Americký elektronický průzkumný aparát PAN, který byl vypuštěn v roce 2009, pohybující se na geostacionární dráze, se „připlíží“k jiným družicím a odposlouchává rádiový provoz cílové družice s pozemními kontrolními body. Malá velikost takových zařízení jim často poskytuje utajení, takže ze Země jsou často mylně považováni za vesmírný odpad.

V 70. letech navíc Spojené státy oznámily zahájení prací na znovupoužitelné přepravní kosmické lodi Space Shuttle. Raketoplán měl velký nákladový prostor a mohl se jak dopravit na oběžnou dráhu, tak se z ní vrátit na pozemskou vesmírnou loď velké hmotnosti. V budoucnu NASA vypustí Hubbleův teleskop a několik modulů Mezinárodní vesmírné stanice na oběžnou dráhu v nákladových prostorech raketoplánů. V roce 1993 raketoplán Endeavour uchopil svým manipulátorem 4,5tunový vědecký satelit EURECA, vložil jej do nákladového prostoru a vrátil na Zemi. Proto obavy, že by se to mohlo stát sovětským satelitům nebo orbitální stanici Saljut – a ta by se mohla dobře vejít do „těla“raketoplánu – nebyly plané.

Stanice Saljut-3, která byla vyslána na oběžnou dráhu 26. června 1974, se stala prvním a zatím posledním pilotovaným orbitálním prostředkem se zbraněmi na palubě. Vojenská stanice Almaz-2 se skrývala pod civilním názvem „Salyut“. Výhodná poloha na oběžné dráze s výškou 270 kilometrů poskytovala dobrý výhled a proměnila stanici v ideální pozorovací bod. Stanice zůstala na oběžné dráze 213 dní, z toho 13 dní spolupracovala s posádkou.

Málokdo si pak představoval, jak budou probíhat vesmírné bitvy. Hledali příklady v něčem srozumitelnějším – především v letectví. Ona však, a tak sloužil jako dárce pro vesmírné technologie.

V té době nedokázali přijít na žádné lepší řešení, kromě toho, jak umístit na palubu letecké dělo. Jeho vytvoření se ujala OKB-16 pod vedením Alexandra Nudelmana. Projekční kancelář byla poznamenána mnoha průlomovými změnami během Velké vlastenecké války.

„Pod břichem“stanice bylo instalováno 23mm automatické dělo, vytvořené na bázi leteckého rychlopalného kanónu navrženého Nudelmanem – Richterem R-23 (NR-23). Byl přijat v roce 1950 a instalován na sovětských stíhačkách La-15, MiG-17, MiG-19, útočných letounech Il-10M, vojenských dopravních letounech An-12 a dalších vozidlech. HP-23 byl také vyráběn v licenci v Číně.

Zbraň byla upevněna pevně rovnoběžně s podélnou osou stanice. Zamířit ji na požadovaný bod na cíli bylo možné pouze otočením celé stanice. Navíc to mohlo být provedeno jak ručně, prostřednictvím zaměřovače, tak i vzdáleně - ze země.

Výpočet směru a síly salvy potřebné pro zaručené zničení cíle prováděl Program Control Device (PCA), který řídil palbu. Rychlost střelby zbraně byla až 950 ran za minutu.

Střela o hmotnosti 200 gramů letěla rychlostí 690 m/s. Dělo mohlo účinně zasáhnout cíle na vzdálenost až čtyř kilometrů. Podle svědků pozemních zkoušek děla salva z děla roztrhla polovinu kovového sudu s benzínem nacházející se ve vzdálenosti více než kilometr.

Při výstřelu ve vesmíru byl jeho zpětný ráz ekvivalentní tahu 218,5 kgf. Ale to bylo snadno kompenzováno pohonným systémem. Stanici stabilizovaly dva pohonné motory o tahu 400 kgf každý nebo tuhé stabilizační motory o tahu 40 kgf.

Stanice byla vyzbrojena výhradně pro obrannou činnost. Pokus o jeho krádež z oběžné dráhy nebo dokonce o jeho inspekci inspekčním satelitem by mohl pro nepřátelské vozidlo skončit katastrofou. Přitom bylo nesmyslné a v podstatě nemožné použít 20tunový Almaz-2, napěchovaný sofistikovaným zařízením pro účelové ničení objektů ve vesmíru.

Stanice se mohla bránit útoku, tedy nepříteli, který se k ní samostatně přiblížil. Pro manévry na oběžné dráze, které by umožnily přiblížit se k cílům na přesnou střelnou vzdálenost, by Almaz prostě neměl dostatek paliva. A účel jeho nalezení byl jiný – fotografický průzkum. Ve skutečnosti byla hlavní „zbraní“stanice gigantický zrcadlový dalekohled s dlouhým ohniskem-kamera „Agat-1“.

Během hlídky stanice na oběžné dráze se zatím nevytvořili žádní skuteční protivníci. Zbraň na palubě byla přesto použita ke svému zamýšlenému účelu. Vývojáři potřebovali vědět, jak střelba z děla ovlivní dynamiku a vibrační stabilitu stanice. K tomu však bylo nutné počkat, až stanice bude fungovat v bezpilotním režimu.

Pozemní zkoušky zbraně ukázaly, že střelbu z děla provázel silný řev, takže panovaly obavy, že testování zbraně v přítomnosti astronautů by mohlo negativně ovlivnit jejich zdraví.

Palba byla provedena 24. ledna 1975 dálkovým ovládáním ze Země těsně před de-orbitou stanice. Posádka tou dobou již stanici opustila. Palba byla provedena bez cíle, granáty vystřelené proti vektoru orbitální rychlosti vstoupily do atmosféry a shořely ještě před samotnou stanicí. Stanice se nezhroutila, ale zpětný ráz ze salvy byl značný, i když motory byly v tu chvíli zapnuté, aby se stabilizovaly. Kdyby byla posádka v tu chvíli na stanici, cítil by to.

Na dalších stanicích série - konkrétně "Almaz-3", která létala pod názvem "Salyut-5" - se chystali nainstalovat raketovou výzbroj: dvě rakety třídy "vesmír-vesmír" s odhadovaný dosah více než 100 kilometrů. Poté se však od této myšlenky upustilo.

Vojenská "Unie": zbraně a rakety

Vývoji projektu Almaz předcházel program Zvezda. V období 1963 až 1968 se OKB-1 Sergeje Koroljova zabývala vývojem vícemístné vojenské výzkumné pilotované kosmické lodi 7K-VI, která by byla vojenskou modifikací Sojuzu (7K). Ano, stejná vesmírná loď s lidskou posádkou, která je stále v provozu a zůstává jediným prostředkem pro dopravu posádek na Mezinárodní vesmírnou stanici.

Vojenské „Sojuzy“byly určeny pro různé účely, a proto konstruktéři zajistili na palubě jinou sadu vybavení, včetně zbraní.

„Sojuz P“(7K-P), který se začal vyvíjet v roce 1964, se měl stát prvním orbitálním interceptorem s lidskou posádkou v historii. Na palubě se však nepočítalo se zbraněmi, posádka lodi po prozkoumání nepřátelského satelitu musela jít do otevřeného prostoru a vyřadit nepřátelský satelit, abych tak řekl, ručně. Nebo v případě potřeby umístěním zařízení do speciálního kontejneru jej pošlete na Zemi.

Ale toto rozhodnutí bylo opuštěno. V obavě z podobných akcí ze strany Američanů jsme naši kosmickou loď vybavili samodetonačním systémem. Je docela možné, že Spojené státy by šly stejnou cestou. Ani zde nechtěli riskovat životy astronautů. Projekt Sojuz-PPK, který nahradil Sojuz-P, již předpokládal vytvoření plnohodnotné bojové lodi. Satelity mohl eliminovat díky osmi malým raketám typu space-to-space umístěným v přídi. Posádku interceptoru tvořili dva kosmonauti. Nebylo třeba, aby teď opouštěl loď. Po vizuálním prozkoumání objektu nebo jeho prozkoumáním pomocí palubního zařízení se posádka rozhodla pro nutnost jeho zničení. Pokud by to bylo přijato, loď by se vzdálila kilometr od cíle a sestřelila by ho palubními střelami.

Rakety pro interceptor měly být vyrobeny zbrojní konstrukční kanceláří Arkady Shipunov. Jednalo se o modifikaci rádiem řízeného protitankového projektilu mířícího k cíli na silném podpůrném motoru. Manévrování ve vesmíru probíhalo zapalováním malých práškových pum, které byly hustě posety jeho hlavicí. Při přiblížení k cíli byla hlavice podkopána – a její úlomky ve velké rychlosti zasáhly cíl a zničily jej.

V roce 1965 dostal OKB-1 pokyn vytvořit orbitální průzkumný letoun nazvaný Sojuz-VI, což znamenalo High Altitude Explorer. Projekt je znám také pod označením 7K-VI a Zvezda. „Sojuz-VI“měl provádět vizuální pozorování, fotografický průzkum, provádět manévry ke sblížení a v případě potřeby mohl zničit nepřátelskou loď. K tomu bylo na sestupovém vozidle lodi instalováno již známé letecké dělo HP-23. Zřejmě právě z tohoto projektu pak migrovala do projektu stanice Almaz-2. Zde bylo možné řídit dělo pouze ovládáním celé lodi.

Nikdy však nebyl uskutečněn jediný start vojenské „Unie“. V lednu 1968 byly práce na vojenské výzkumné lodi 7K-VI přerušeny a nedokončená loď byla rozebrána. Důvodem jsou vnitřní hádky a úspory nákladů. Navíc bylo zřejmé, že všechny úkoly tohoto druhu lodí mohly být svěřeny buď obyčejným civilním Sojuzům, nebo vojenské orbitální stanici Almaz. Získané zkušenosti ale nebyly marné. OKB-1 jej použil k vývoji nových typů kosmických lodí.

Jedna platforma – různé zbraně

V 70. letech již byly úkoly stanoveny šířeji. Nyní šlo o vytvoření vesmírných dopravních prostředků schopných ničit balistické střely za letu, zejména důležité vzdušné, orbitální, námořní a pozemní cíle. Práce byla svěřena NPO Energia pod vedením Valentina Glushka. Zvláštní dekret Ústředního výboru KSSS a Rady ministrů SSSR, který formalizoval vedoucí roli „Energie“v tomto projektu, byl nazván: „O studiu možnosti vytvoření zbraní pro válčení ve vesmíru a z vesmíru."

Jako základ byla zvolena dlouhodobá orbitální stanice Saljut (17K). V této době již bylo mnoho zkušeností s ovládáním zařízení této třídy. Poté, co si ji zvolili jako základní platformu, začali konstruktéři NPO Energia vyvíjet dva bojové systémy: jeden pro použití s laserovými zbraněmi a druhý s raketovými zbraněmi.

První se jmenoval „Skif“. Dynamický model orbitálního laseru - kosmická loď Skif-DM - bude vypuštěn v roce 1987. A systém s raketovými zbraněmi dostal název „Cascade“.

"Cascade" se příznivě lišil od laserového "bratra". Měla menší hmotnost, což znamená, že ji bylo možné naplnit velkou zásobou paliva, což jí umožnilo "cítit se volněji na oběžné dráze" a provádět manévry. I když pro ten a další komplex se předpokládala možnost doplnění paliva na oběžné dráze. Jednalo se o bezpilotní stanice, ale počítalo se i s možností návštěvy dvoučlenné posádky po dobu až jednoho týdne na lodi Sojuz.

Obecně se konstelace laserových a raketových orbitálních komplexů, doplněná o naváděcí systémy, měla stát součástí sovětského systému protiraketové obrany – „anti-SDI“. Předpokládala se přitom jasná „dělba práce“. Raketa „Cascade“měla působit na cíle umístěné na středních a geostacionárních drahách. "Skif" - pro objekty na nízké oběžné dráze.

Samostatně stojí za zvážení samotné záchytné rakety, které měly být použity jako součást bojového komplexu Kaskad. Byly vyvinuty opět v NPO Energia. Takové střely zcela neodpovídají obvyklému chápání střel. Nezapomeňte, že byly ve všech fázích použity mimo atmosféru, aerodynamika nemohla být brána v úvahu. Spíše byly podobné moderním horním stupňům používaným k vynášení satelitů na vypočítané oběžné dráhy.

Raketa byla velmi malá, ale měla dostatek výkonu. Se startovací hmotností pouhých několika desítek kilogramů měl charakteristickou rychlostní rezervu srovnatelnou s charakteristickou rychlostí raket, které vynášejí kosmické lodě na oběžnou dráhu jako náklad. Unikátní pohonný systém použitý v interceptorové střele využíval nekonvenční, nekryogenní paliva a vysoce odolné kompozitní materiály.

V zahraničí a na pokraji fantazie

Spojené státy měly také plány na stavbu válečných lodí. V prosinci 1963 tedy veřejnost oznámila program na vytvoření pilotované orbitální laboratoře MOL (Manned Orbiting Laboratory). Stanici měla vynést na oběžnou dráhu nosná raketa Titan IIIC spolu s vesmírnou lodí Gemini B, která měla nést posádku dvou vojenských astronautů. Měli strávit až 40 dní na oběžné dráze a vrátit se na kosmické lodi Gemini. Stanice měla podobný účel jako naše „Almazy“: měla sloužit k fotografickému průzkumu. Nabízela se však i možnost „prohlídky“nepřátelských satelitů. Astronauti se navíc museli vydat do vesmíru a přiblížit se k nepřátelským vozidlům pomocí takzvané Astronaut Maneuvering Unit (AMU), což je jetpack určený pro použití na MOL. Ale instalace zbraní na stanici nebyla zamýšlena. MOL nikdy nebyl ve vesmíru, ale v listopadu 1966 byla jeho maketa vypuštěna v tandemu s kosmickou lodí Gemini. V roce 1969 byl projekt ukončen.

Existovaly také plány na vytvoření a vojenskou úpravu Apolla. Mohl by se zapojit do inspekce satelitů a - v případě potřeby - do jejich ničení. Tato loď také neměla mít žádné zbraně. Zajímavé je, že bylo navrženo použít k ničení manipulační rameno, a ne děla nebo rakety.

Ale možná nejfantastičtější lze nazvat projekt jaderné impulsní lodi „Orion“, navržený společností „General Atomics“v roce 1958. Zde se sluší zmínit, že to byla doba, kdy první člověk do vesmíru ještě neletěl, ale první satelit se uskutečnil. Představy o způsobech dobývání vesmíru byly různé. Edward Teller, jaderný fyzik, „otec vodíkové bomby“a jeden ze zakladatelů atomové bomby, byl jedním ze zakladatelů této společnosti.

Projekt kosmické lodi Orion a její vojenská modifikace Orion Battleship, která se objevila o rok později, byla kosmická loď o hmotnosti téměř 10 tisíc tun, poháněná jaderným pulzním motorem. Podle autorů projektu je ve srovnání s raketami na chemické palivo příznivý. Původně měl být Orion dokonce vypuštěn ze Země – z jaderného testovacího místa Jackess Flats v Nevadě.

O projekt se začala zajímat ARPA (později se stane DARPA) - Agentura pro pokročilé výzkumné projekty Ministerstva obrany USA, zodpovědná za vývoj nových technologií pro použití v zájmu ozbrojených sil. Od července 1958 vyčlenil Pentagon na financování projektu jeden milion dolarů.

O loď se zajímala armáda, která umožňovala doručovat na oběžnou dráhu a přemisťovat náklad o hmotnosti asi desítek tisíc tun ve vesmíru, provádět průzkum, včasné varování a ničení nepřátelských ICBM, elektronická protiopatření a také údery proti zemi. cíle a cíle na oběžné dráze a jiných nebeských tělesech. V červenci 1959 byl připraven návrh nového typu amerických ozbrojených sil: Deep Space Bombardment Force, což lze přeložit jako Space Bomber Force. Počítalo se s vytvořením dvou stálých operačních vesmírných flotil, skládajících se z kosmických lodí projektu Orion. První měl být ve službě na nízké oběžné dráze Země, druhý - v záloze za oběžnou dráhou Měsíce.

Posádky lodí se měly měnit každých šest měsíců. Životnost samotných Orionů byla 25 let. Pokud jde o zbraně bitevní lodi Orion, byly rozděleny do tří typů: hlavní, útočné a obranné. Hlavní z nich byly termonukleární hlavice W56 ekvivalentní jedné a půl megatuně a až 200 jednotkám. Byly vypuštěny pomocí raket na tuhá paliva umístěných na lodi.

Tři dvouhlavňové houfnice Kasaba byly směrové jaderné hlavice. Střely opouštějící dělo po detonaci měly vytvořit úzkou přední část plazmy pohybující se rychlostí blízkou světla, která byla schopna zasáhnout nepřátelské vesmírné lodě na velké vzdálenosti.

Dálkovou obrannou výzbroj tvořily tři 127mm lafety námořního dělostřelectva Mark 42 upravené pro střelbu ve vesmíru. Zbraněmi krátkého dosahu byly prodloužené 20mm automatické letecké kanóny M61 Vulcan. Nakonec ale NASA učinila strategické rozhodnutí, že v blízké budoucnosti se vesmírný program stane nejaderným. ARPA brzy odmítla projekt podpořit.

Smrtelné paprsky

Někomu mohou zbraně a rakety na moderních vesmírných lodích připadat jako staromódní zbraně. Ale co je moderní? Lasery, samozřejmě. Pojďme si o nich popovídat.

Na Zemi již byly uvedeny do provozu některé vzorky laserových zbraní. Například laserový komplex Peresvet, který nastoupil do experimentální bojové služby v prosinci minulého roku. Nástup vojenských laserů do vesmíru je však ještě daleko. I v těch nejskromnějších plánech je vojenské využití takových zbraní spatřováno především v oblasti protiraketové obrany, kde cílem orbitálních seskupení bojových laserů budou balistické střely a jejich hlavice odpalované ze Země.

Ačkoli v oblasti civilního vesmíru, lasery otevírají velké vyhlídky: zejména pokud se používají v laserových vesmírných komunikačních systémech, včetně těch na dlouhé vzdálenosti. Několik kosmických lodí již má laserové vysílače. Ale pokud jde o laserová děla, s největší pravděpodobností bude prvním úkolem, který jim bude přidělen, „obrana“Mezinárodní vesmírné stanice před vesmírným odpadem.

Právě ISS by se měla stát prvním objektem ve vesmíru, který bude vyzbrojen laserovým dělem. Stanice je totiž pravidelně vystavena „útokům“různých druhů vesmírného odpadu. K ochraně před orbitálními úlomky jsou nutné úhybné manévry, které je nutné provádět několikrát ročně.

Ve srovnání s jinými objekty na oběžné dráze může rychlost vesmírného odpadu dosáhnout 10 kilometrů za sekundu. I nepatrný kousek trosky nese obrovskou kinetickou energii, a pokud se dostane do kosmické lodi, způsobí vážné poškození. Pokud mluvíme o pilotovaných kosmických lodích nebo modulech orbitálních stanic, pak je možné i odtlakování. Ve skutečnosti je to jako projektil vystřelený z děla.

V roce 2015 se vědci z Japonského institutu pro fyzikální a chemický výzkum chopili laseru, který byl navržen pro umístění na ISS. V té době byla myšlenka upravit EUSO dalekohled, který je již na stanici k dispozici. Systém, který vynalezli, zahrnoval laserový systém CAN (Coherent Amplifying Network) a teleskop Extreme Universe Space Observatory (EUSO). Dalekohled měl za úkol detekovat úlomky trosek a laser je měl odstranit z oběžné dráhy. Předpokládalo se, že za pouhých 50 měsíců laser zcela vyčistí 500kilometrovou zónu kolem ISS.

Testovací verze s kapacitou 10 wattů se měla na stanici objevit loni a v roce 2025 již plnohodnotná. V květnu loňského roku však bylo oznámeno, že projekt vytvoření laserové instalace pro ISS se stal mezinárodním a byli do něj zahrnuti ruští vědci. Boris Shustov, předseda expertní skupiny Rady pro vesmírné hrozby, člen korespondent Ruské akademie věd, o tom hovořil na zasedání Rady RAS pro vesmír.

Domácí specialisté přinesou svůj vývoj do projektu. Podle původního plánu měl laser koncentrovat energii z 10 tisíc optických kanálů. Ruští fyzici však navrhli snížit počet kanálů o faktor 100 použitím takzvaných tenkých tyčinek namísto vláken, které jsou vyvíjeny v Ústavu aplikované fyziky Ruské akademie věd. Tím se sníží velikost a technologická náročnost orbitálního laseru. Laserová instalace zabere objem jednoho nebo dvou metrů krychlových a bude mít hmotnost asi 500 kilogramů.

Klíčovým úkolem, který musí vyřešit každý, kdo se zabývá návrhem orbitálních laserů, a to nejen orbitálních, je najít potřebné množství energie pro napájení laserové instalace. Ke spuštění plánovaného laseru na plný výkon je potřeba veškerá elektřina generovaná stanicí. Je však jasné, že je nemožné orbitální stanici úplně odbudit. Solární panely ISS jsou dnes největší orbitální elektrárnou ve vesmíru. Ale dávají jen 93,9 kilowattů výkonu.

Naši vědci také přemýšlejí, jak se udržet v rozmezí pěti procent dostupné energie pro výstřel. Pro tyto účely se navrhuje prodloužit dobu výstřelu na 10 sekund. Dalších 200 sekund mezi snímky zabere „dobití“laseru.

Laserová instalace „vynese“odpadky ze vzdálenosti až 10 kilometrů. Navíc zničení úlomků trosek nebude vypadat stejně jako ve "Star Wars". Laserový paprsek dopadající na povrch velkého tělesa způsobí odpaření jeho látky, což má za následek slabý proud plazmy. Poté na principu tryskového pohonu získá úlomek trosky impuls, a pokud laser zasáhne čelo, úlomek se zpomalí a se ztrátou rychlosti nevyhnutelně vstoupí do hustých vrstev atmosféry, kde shoří.