Главный мастер-сержант. Рон Лерч, рядовой представитель разведывательного управления командования космических систем, выступает 30 января 2024 года на конференции Space Mobility Conference в Орландо, Флорида. Предоставлено: SpaceNews
ОРЛАНДО, Флорида. — U.S. Space Force испытывают беспокойство по мере того, как Китай наращивает свою группировку разведывательных спутников. Последние запуски, в том числе космических аппаратов оптического и радиолокационного наблюдения, привели к тому, что официальные лица США опровергли заявления Китая о том, что эти спутники служат в основном гражданским и коммерческим целям.
Выступая 30 января на конференции Space Mobility Conference, главный мастер-сержант. Рон Лерч из разведывательного управления командования космических систем, сказал, что быстро развивающиеся возможности Китая в области военной разведки космического базирования вызывают тревогу.
Лерч сказал, что американские аналитики следили за недавней чередой китайских миссий спутников дистанционного зондирования и собирали разведданные из открытых источников, и предупредил, что эти космические аппараты предоставляют Народно-освободительной армии КИТАЯ беспрецедентный доступ в космос для отслеживания действий США и союзников в Азиатско-Тихоокеанском регионе и других горячих точках.
Он отметил, что Китай в последние годы развернул большое количество разведывательных спутников. Но Лерх особо упомянул запуск Китаем в декабре засекреченного оптического спутника Yaogan-41 на геостационарную орбиту, сентябрьский запуск трех космических аппаратов-разведчиков Yaogan-39 и августовский запуск того, что считается первым в мире спутником-радаром на геостационарной орбите с синтезированной апертурой, Ludi Tance-4. Спутники SAR, в отличие от оптических датчиков, могут видеть сквозь облака и ночью.
Китайские официальные лица заявили, что Ludi Tance-4 предназначен для гражданских целей, таких как лесное хозяйство и реагирование на стихийные бедствия.
Лерх нарисовал иную картину и сказал, что все возможности указывают на военное применение, в частности на разведку с высоким разрешением в Азиатско-Тихоокеанском регионе и других стратегически важных регионах.
Отслеживание передвижений США
Китай на сегодняшний день запустил 15 «тройняшек Яогань», - сказал он. «КНР довольно спокойно рассказывает о том, что именно эти системы им предлагают».
Этот растущий парк спутников, в сочетании с достижениями Китая в области гиперзвукового оружия и противоспутниковых технологий, вызвал беспокойство в оборонном ведомстве США. Официальные лица предположили, что возможность отслеживать передвижения американцев в регионе, от развертывания войск до передвижения кораблей, может значительно склонить чашу весов в пользу Китая во время потенциальных конфликтов.
Эксперты также опасаются, что китайская спутниковая сеть может использоваться для экономического шпионажа, мониторинга критически важной инфраструктуры и даже влияния на общественное мнение посредством целенаправленных кампаний дезинформации со спутников.
Руководство армии США в недавнем директивном документе заявило, что командиры должны принять упреждающие меры, направленные на усложнение попыток Китая получить изображение с высоты птичьего полета.
Соединенные Штаты поддерживают свой собственный мощный аппарат космической разведки через Национальное разведывательное управление, которое разрабатывает и эксплуатирует передовые разведывательные спутники с возможностями, которые остаются в значительной степени неизвестными общественности.
Лерх сказал, что военным США важно понимать космические амбиции Китая и то, как НОАК может использовать спутники в военном конфликте. «И именно поэтому мы считаем эти вопросы очень актуальными», - добавил он. «Похоже, нет ничего, что указывало бы на то, что Си Цзиньпин и КПК [Коммунистическая партия Китая] замедляют темпы».
Возможности Китая по наблюдению из космоса отслеживались разведкой США в течение многих лет, отметил Клейтон Своуп, старший научный сотрудник Программы международной безопасности Центра стратегических и международных исследований. Он отметил, что более совершенные разведывательные спутники Китая могли бы «сыграть жизненно важную роль в сценарии нанесения первого удара, обнаруживая ключевые платформы США и союзников и помогать в целеуказания на них».
«Хотя облака по-прежнему будут скрывать оптические системы космического базирования, а алгоритмы искусственного интеллекта допускают ошибки, - писал Своуп, - неустанный прогресс китайских возможностей наблюдения вскоре может привести к созданию Индо-Тихоокеанского региона, где негде будет спрятаться».
Визуализация спутников слежения за ракетами второго транша L3Harris Tracking Layer для Агентства космического развития. Автор: L3Harris
16 января Агентство космического развития объявило, что выбрало L3Harris, Lockheed Martin и Sierra Space для строительства и эксплуатации 54 спутников, оснащенных инфракрасными датчиками, способными отслеживать гиперзвуковые ракеты на всех этапах полета.
Спутники станут частью SDA Tranche 2 Tracking Layer, сети спутников на низкой орбите в 1000 километрах над Землей.
Три соглашения оцениваются примерно в 2,5 миллиарда долларов. Каждая компания будет производить и эксплуатировать 18 спутников - контракт, присужденный L3Harris, стоит 919 миллионов долларов, Lockheed Martin - 890 миллионов долларов, а Sierra Space - 740 миллионов долларов. Контракты включают стимулы за своевременную поставку.
L3Harris и Lockheed Martin ранее выиграли несколько контрактов на другие части группировки SDA. Это первый контракт Sierra Space с SDA и первая крупная сделка компании по созданию спутников для вооруженных сил США.
Sierra Space наиболее известна своим кораблем Dream Chaser, предназначенным для доставки грузов на Международную космическую станцию. Оно построило несколько небольших спутников для правительства США, в том числе экспериментальный космический аппарат для Исследовательской лаборатории ВВС. Sierra Space заявила, что спутники SDA будут построены на мощностях компании в Колорадо.
«Мы рады приветствовать Sierra Space, нового участника в качестве основного поставщика в команде SDA, поскольку мы продолжаем работать с L3Harris и Lockheed Martin по второму траншу», - сказал Дерек Турнер, директор SDA.
Было получено девять заявок на участие в программе Tracking Layer Tranche 2. «Рынок реагирует на сигналы спроса на нашу спиральную модель разработки», - сказал Турнер.
Компания Lockheed Martin заявила, что ее спутники второго транша будут использовать орбитальные платформы Terran и полезную нагрузку инфракрасного слежения за ракетами, обеспечиваемую электромагнитными системами General Atomics.
Запуск запланирован на 2027 год
SDA, организация Космических сил США, создает многоуровневую сеть спутников, известную как «Расширенная космическая архитектура Warfighter». Оно включает в себя транспортный уровень взаимосвязанных спутников связи, которые будут передавать данные, собранные слоем слежения с сенсорами на спутниках.
54 спутника в Tranche 2 Tracking Layer, запуск которого запланирован на 2027 год, составят примерно половину спутников, необходимых для завершения глобальной архитектуры примерно из 100 спутников, предусмотренных SDA.
Каждый поставщик предоставит 16 спутников, оснащенных инфракрасными датчиками с широким полем обзора, и два спутника с более совершенными инфракрасными датчиками, которые могут генерировать «треки качества управления огнем», - говорится в сообщении SDA. Данные управления огнем должны быть достаточно точными, чтобы оружие-перехватчик смогло сбить приближающуюся ракету.
«Уровень отслеживания ориентирован на создание глобальной группировки инфракрасных спутников предупреждения о ракетном нападении и слежения за ракетами, которые интегрируются с сетью связи Транспортного уровня с низкой задержкой, обеспечивая расширенное отслеживание ракет с расширенной низкой околоземной орбиты», - говорится в заявлении SDA.
SDA предупредило, что закупка новых спутников слежения зависит от принятия Конгрессом оборонного бюджета на 2024 год. «Хотя начало и скорейшее исполнение этих контрактов будет осуществлено в соответствии с действующей резолюцией, запланированное исполнение будет сорвано, если до конца марта не будет принят полный оборонный бюджет», - заявило агентство.
ВАШИНГТОН — Армия США планирует позже в этом году начать новую закупку терминалов спутниковой связи в рамках так называемой программы Family of Terminals – Large (FoT-L).
Армия пытается объединить целых шесть типов терминалов всего в два варианта, говорится в запросе информации от 12 января из программного офиса армии, который курирует тактические сети, базирующегося на испытательном полигоне Абердин, штат Мэриленд.
Наличие меньшего количества вариантов крупных терминальных антенн является ключевой целью, заявили в RFI, из-за нагрузки на логистику и растущих затрат на эксплуатацию устаревающего оборудования.
Сегодня служба эксплуатирует все более устаревшие терминалы, которые несовместимы с современными космическими системами, такими как спутники с высокой пропускной способностью на геостационарных и средних околоземных орбитах.
Запрос от 12 января является вторым RFI, выданным Армией для семейства терминалов. После первого запроса предложений, опубликованного прошлым летом, и на основе полученных ответов Армия пришла к выводу, что ей необходимо доработать свои рекомендации для поставщиков и получить дополнительную информацию о возможностях отрасли.
Ответы на второй запрос должны поступить 26 февраля. Офис программы заявил, что планирует опубликовать проект запроса отраслевых заявок позже в этом году.
Новые терминалы должны быть способны работать в нескольких диапазонах спутниковых частот, включая X, Ku и Ka-диапазоны, и поддерживать связь с коммерческими спутниками с высокой пропускной способностью, а также с созвездием широкополосной глобальной спутниковой связи Министерства обороны (WGS).
Спутниковые терминалы - это наземное оборудование, которое обеспечивает интерфейс между наземными пользователями и системами спутниковой связи через антенны слежения. Армия ищет современные терминалы, которые обеспечивают голосовую, информационную и видеосвязь, обеспечиваемую спутниками на геостационарных и средних околоземных орбитах. Эта закупка не включает терминалы для спутниковых сетей на низкой околоземной орбите.
Согласно информационным таблицам, опубликованным офисом программы вместе с запросом, одной из задач этой программы является обеспечение соответствия терминалов строгим техническим требованиям, а также использование рыночных инноваций. Цель состоит в том, чтобы найти баланс «между требованиями, определяющими отрасль, и требованиями, определяющими отрасль», говорится в одной из диаграмм брифинга.
Армия не раскрыла приблизительных данных о том, сколько, по ее ожиданиям, будут стоить новые терминалы или какой тип контракта она намерена использовать.
Одним из вариантов могло бы стать пятилетнее соглашение о бессрочных поставках и неограниченном количестве с одним или несколькими поставщиками, аналогичное сделке на 500 миллионов долларов, которую Корпус морской пехоты подписал с Lite Coms для обеспечения наземного оборудования и поддержки широкополосной спутниковой связи.
Среди претендентов на контракт с армией - L3Harris, которая поставляет многие из существующих терминалов армии. «L3Harris предложит на рассмотрение программы всю свою линейку продуктов, начиная от вариантов с плоскими панелями и заканчивая 2,35-метровым терминалом Hawkeye 4», - говорится в пресс-релизе компании.
SES Space & Defense, поставщик спутниковой широкополосной связи на средней околоземной орбите, является еще одним конкурентом в этом секторе. Компания заключила партнерство с Lite Coms для модернизации армейских спутниковых терминалов Phoenix, устанавливаемых на грузовиках, чтобы сделать их совместимыми с созвездиями GEO и MEO.
Операторы геостационарной спутниковой связи, такие как Viasat и Hughes, объявили о планах инвестировать в терминалы следующего поколения для сухопутных войск.
Армия увеличит инвестиции в космос
Закупка терминалов спутниковой связи совпадает с усилиями высшего руководства армии США на высоком уровне подчеркнуть роль космических систем в современных наземных боевых действиях и выступить за увеличение инвестиций в космический потенциал.
Наземная инфраструктура спутниковой связи и пользовательские терминалы - это области, в которых военные изо всех сил пытались идти в ногу с коммерческими достижениями, говорится в отчете RAND Corp.
«Модернизация существующих терминалов спутниковой связи и любая связанная с этим интеграция на хост-платформах потребует значительных инвестиций и может быть длительным процессом, поскольку министерство обороны располагает более чем 17 000 терминалами, которые представляют собой около 135 различных конструкций», - говорится в отчете.ь
Иллюстрация транспортного уровня Агентства космического развития. Автор: Northrop Grumman
ВАШИНГТОН — Агентство космического развития готовится к следующей закупке спутников для военной сети связи, известной как Транш транспортного уровня 2.
SDA, агентство Космических сил США, планирует приобрести 20 спутников с новым типом полезной нагрузки для передачи информации о целеуказании. В документах SDA полезная нагрузка, получившая название Warlock, описывается как узел связи, «специально разработанный для замыкания будущих цепочек уничтожения».
В отличие от других приобретенных SDA полезных нагрузок, которые имеются в продаже, Warlock должен быть разработан «для космических систем, обеспечивающих решения по управлению огнем».
В описании говорится, что спутниковая программа Gamma использует передовые технологии передачи данных, чтобы сократить временные рамки от датчика к стрелку или важнейший поток информации в современных военных операциях, который требует оперативной разведки и быстрого принятия решений.
Новая закупка называется Transport Layer Tranche 2 Gamma («Транш 2 Гамма транспортного уровня»). Агентство 10 января объявило, что в следующем месяце проводит секретный брифинг для подрядчиков в Шантийи, штат Вирджиния, для обсуждения деталей программы.
Согласно проекту тендерного предложения, SDA намерено выбрать одного поставщика для поставки всех 20 спутников Tranche 2 Gamma. Ожидается, что окончательный запрос предложений будет опубликован весной этого года.
Расширяющаяся тактическая сеть
Агентство создает крупноячеистую сеть военных спутников на низкой околоземной орбите, известную как Proliferated Warfighter Space Architecture (Расширенная космическая архитектура военных истребителей). Транспортный уровень будет служить тактической сетью для передачи данных пользователям по всему миру.
SDA уже заказала 190 спутников для части архитектуры, известной как Transport Layer Tranche 2 — 100 спутников «Альфа», которые будут произведены Northrop Grumman и York Space Systems, и 90 спутников «Бета», которые будут произведены Lockheed Martin, Northrop Grumman и Rocket Lab USA.
Агентство заявило, что все спутники транспортного уровня будут иметь как минимум три оптических лазерных канала связи, ретрансляторы связи Ка-диапазона и другую полезную сетевую нагрузку. Но только 20 спутников «Гамма» будут иметь четыре оптических терминала и полезную нагрузку Warlock.
SDA заявило, что покупает всего 20 спутников с полезной нагрузкой Warlock, чтобы «продемонстрировать оперативную способность к распространению в будущих партиях».
Расширяемая космическая архитектура Warfighter представляет собой сеть из сотен небольших спутников на низкой околоземной орбите, которая обещает безопасную связь с высокой пропускной способностью для бойцов на земле, изменяя способы обмена информацией и координации ударов.
Полезная нагрузка, предусмотренная для спутников «Гамма», указывает на будущее, в котором вооруженные силы США все больше полагаются на датчики космического базирования, а не на самолеты для идентификации и сопровождения целей в условиях боевых действий. В сценариях, когда конкурирующие противовоздушные угрозы препятствуют развертыванию пилотируемых и беспилотных разведывательных платформ, спутники будут обеспечивать постоянное наблюдение за воздушным пространством даже в неблагоприятных условиях.
По словам руководителей агентства, SDA планирует преодолеть традиционные ограничения, связанные с подключением космических датчиков через лазерные перекрестные каналы связи между спутниками. Такие технологии, как Warlock, обеспечат быструю передачу данных, чтобы военное командование на местах могло быстро реагировать на возникающие ситуации и корректировать планы наведения по мере необходимости.
Ракета H-2A стартует с космодрома Танэгасима 12 января (UTC) 2024 года со спутником IGS-Optical 8 на борту. Фото: MHI / via X
ХЕЛЬСИНКИ — Япония запустила новый спутник оптической разведки поздно вечером в четверг, чтобы расширить возможности страны в области дистанционного зондирования.
Ракета Mitsubishi Heavy Industries H-2A на рисунке с парой твердотопливных ускорителей SRB-A3 стартовала с космодрома Танэгасима на юго-западе Японии в 23:44 по восточному времени (04:44 UTC, 12 января). MHI подтвердила отделение спутника от ракеты-носителя полчаса спустя.
На борту находился спутник оптической разведки IGS-Optical 8 (спутник сбора информации). Ожидается, что спутник выйдет на примерно круговую солнечно-синхронную орбиту высотой 500 километров (SSO).
Сообщается, что IGS-Optical 8 предназначен как для отслеживания военной деятельности Северной Кореи, так и для гражданских целей, включая мониторинг стихийных бедствий.
Центр спутниковой информации Кабинета министров Японии управляет спутниками IGS. Серия спутников обслуживает нужды национальной обороны и гражданского дистанционного зондирования Японии.
Запуск стал первым для Японии в 2024 году и 48-м в целом для H-2A. До вывода ракеты из эксплуатации осталось всего два запуска. Первый запуск состоялся в августе 2021 года. В ноябре 2003 года произошел сбой при запуске, что привело к потере спутника IGS.
Предыдущая миссия H-2A запустила рентгеновскую обсерваторию XRISM и посадочный модуль SLIM lunar lander. JAXA и НАСА в настоящее время устраняют неполадки в XRISM. SLIM начнет свою попытку высадки на Луну в 10:00 утра по восточному времени (1500 UTC) 19 января.
Финальные запуски IGS-Radar 8 и спутника наблюдения за парниковыми газами-2 (GOSAT-2) запланированы отдельно на двух последних ракетах H-2A позже в этом году.
Полет H3 2 состоится в следующем месяце
JAXA и MHI в настоящее время готовятся ко второму запуску одноразовой ракеты-носителя нового поколения H3. H3 является запланированным преемником серии H-2.
Первый вышел из строя в марте 2023 года с потерей усовершенствованного спутника наблюдения за сушей-3 (ALOS-3). При этом запуске вторая ступень не сработала, что привело к срабатыванию системы прекращения полета ракеты-носителя.
Второй запуск, с Танегасимы, будет нести фиктивную полезную нагрузку. Старт запланирован на 19:22 по восточному времени 14 января (00:22 по восточному времени 15 января). Период запуска испытательного полета № 2 H3 продлится до конца марта.
Неудача первого запуска H3 привела к тому, что JAXA отложила запуск своей миссии по исследованию марсианских лун (MMX). Цель миссии - собрать образцы с марсианского спутника Фобос и вернуть их на Землю.
Запуск MMX должен был состояться на ракете-носителе H3 в сентябре этого года. Вместо этого он будет запущен в течение следующего периода запуска на Марс, примерно 26 месяцев спустя, в 2026 году, как только H3 докажет свою надежность. При запуске в 2026 году образцы, собранные с Фобоса, достигнут Земли в 2031 году.
JAXA работает над планами создания новой, большой и многоразовой ракеты-носителя в качестве основы своих будущих планов космических перевозок. Агентство рассматривает жидкий метан в качестве топлива для ракеты.
Дуэйн А. Дэй и Барт Хендрикс Понедельник, 18 декабря 2023 г. Первоисточник
Другие полезные нагрузки
Хотя DORIAN был основной разведывательной нагрузкой для MOL, в 1965 и 1966 годах рассматривались и разрабатывались другие разведывательные нагрузки.
К февралю 1965 года было предложено использовать полезную нагрузку коммуникационной разведки ( «COMINT» ) для перехвата сигналов от советской системы микроволновой связи, обслуживающей как гражданских, так и военных пользователей. Название целевой системы остается засекреченным, но, по-видимому, она состояла из сети передатчиков по всему Советскому Союзу. Руководитель программы в офисе MOL, полковник Джон Копли, определил, что перехват узких основных лучей передатчиков будет затруднен, но что сбор с их боковых лепестков, которые излучаются с гораздо меньшей мощностью по бокам передатчика, подобно перьям павлина, увеличит время перехвата, когда спутник находится над головой. В лучшем случае он мог собрать достаточно информации, чтобы определить, что передавалось по сети, по крайней мере, пока MOL находился над головой.
Копли предложил включить этот сборщик разведывательных сигналов в MOL. В нем будет использоваться параболическая антенна диаметром два метра (шесть футов) с «обернутым ребром», которая будет разворачиваться сбоку от большого цилиндрического мола. В отличие от тарелки зонтичного типа, антенна обернута гибкими ребрами, а сетчатая антенна натянута между ними вокруг центральной спицы, что позволяет разместить антенну большего диаметра в меньшем объеме.
E-Systems в Гарленде, штат Техас, и EDL-Сильвания разработали тестовую систему. Вертолет ВВС доставил полезную нагрузку для перехвата по схеме главного луча и боковых лепестков микроволновой антенны на объекте E-Systems за пределами Далласа. Аналитики EDL изучили собранные данные и дали рекомендации для миссии. Операции с полезной нагрузкой осуществлялись в системе контроля безопасности BYEMAN по уникальной схеме управления.
Простое получение финансирования MOL оказалось серьезной проблемой для программы в 1967 и 1968 годах.
Где-то в 1965 году, когда MOL становился все более сложным, руководители программы MOL решили убрать с космического корабля полезную нагрузку для связи и разведки. Хотя подробности о том, когда именно это произошло, несколько туманны, в ноябре 1965 года Рабочая группа SIGINT Комитета по воздушной разведке, которая установила цели и требования к расстановке приоритетов для американских спутников радиотехнической разведки, определила, что информация, передаваемая по советской сети связи, имеет «высокую разведывательную ценность». В документе группа заявила, что система требовалась «для получения достаточных технических данных, касающихся местоположения, диаграммы направленности антенн и модуляции [удаленной] системы, чтобы можно было обоснованно рассмотреть [последующую] систему сбора данных». Группа также указала, что эти данные могут быть полезны для планируемой системы сбора разведывательных геосинхронных сигналов, название которой было удалено из документа, но почти наверняка это был коммуникационный разведывательный спутник CANYON, который тогда строился компанией Lockheed и в конечном итоге был запущен в 1968 году.
Поскольку полезная нагрузка больше не входила в программу MOL, чиновники Национального разведывательного управления вскоре передали проект программному офису в Лос-Анджелесе, который управлял растущей партией спутников SIGINT NRO. В какой-то момент полезная нагрузка получила название DONKEY. Неясно, когда и почему полезная нагрузка получила это название, хотя к началу 1966 года у нее явно было это кодовое название (см. «Война волшебников на орбите, часть 3», The Space Review, 5 июля 2016 г., и «Прикладное колдовство: американские спутники связи и разведки в 1960-е годы», 19 октября 2020 г.).
Другой системой, которая разрабатывалась в 1965 и 1966 годах, был радар для военно-морского флота, который можно было установить на MOL. К осени 1966 года ответственность за датчик была передана NRO, где ему, по-видимому, был присвоен низкий приоритет и он был удален из программы MOL. Военно-морской флот, недовольный отношением к нему со стороны NRO, попытался разработать датчик самостоятельно, но столкнулся с бюрократическими препонами. К 1967 году радар ВМС, по-видимому, больше не входил в состав MOL (см. «Чернее синего: ВМС США и пилотируемая орбитальная лаборатория», The Space Review, 21 октября 2019 г.).
Доступные записи указывают на то, что на протяжении большей части своего существования MOL предназначался для размещения оптической системы DORIAN и никаких иных других полезных грузов. Простое получение финансирования MOL оказалось серьезной проблемой для программы в 1967 и 1968 годах.
Советская история
Конструкция станции
Самые ранние планы «Алмаза» предусматривали концепцию, очень похожую на MOL. Экипаж из трех человек будет запущен в возвращаемом аппарате (VA), прикрепленном к станции, для выполнения миссий продолжительностью от одного до трех месяцев, после чего станция будет покинута. Только на более позднем этапе экипажи и грузы будут доставляться на станцию на транспортных средствах, что позволит совершать многократные посещения станции и увеличить срок службы примерно до одного года. Преимущества так называемой «автономной станции» заключались в том, что она начинала функционировать сразу после выхода на орбиту, вместо того, чтобы ждать прибытия экипажа. Этот профиль миссии также исключал риск потери станции в случае, если транспортный корабль потерпит аварию при запуске или не сможет состыковаться со станцией. Не следует забывать, что в середине 1960-х годов у Советского Союза не было вообще никакого опыта космических сближений и стыковки. Возвращаемая капсула обеспечивала безопасность экипажа на протяжении всего полета. В случае неудачного запуска он может быть выброшен со станции с помощью пусковой вышки, а в случае чрезвычайной ситуации на орбите он может служить спасательным средством.
Конструкция возвращаемой капсулы VA была частично основана на конструкции пилотируемого окололунного аппарата (ЛК-1), над которым бюро Владимира Челомея в ОКБ-52 работало с августа 1964 года, пока этот проект не был передан в бюро Королева примерно год спустя и преобразован в Л-1 (позже официально названный «Зонд»). С точки зрения аэродинамики ЛК-1 был чем-то средним между «Джемини» и «Аполлоном», и один из конструкторов Челомея позже признал, что его команда тщательно изучила открытую техническую литературу по этим американским капсулам. Как и у MOL Gemini B, у ВА в теплозащитном экране должен был быть люк, позволяющий экипажу пересесть на станцию. В отличие от Gemini B, он был рассчитан на многократное использование до десяти миссий.
Первоначально планировавшаяся версия "Алмаза" с возвращаемой капсулой VA. (предоставлено издательством "Столичная энциклопедия")
Что касается самой станции, проектировщики изначально рассматривали возможность создания длинного цилиндра диаметром 4,1 метра - ограничение, продиктованное тем фактом, что станцию нужно было доставлять на космодром Байконур по железной дороге. Однако были опасения, что такая конструкция сделает ракету-носитель нестабильной, и в результате было решено принять коническую конструкцию, при которой передняя часть станции имела диаметр всего 2,9 метра. Это придало ему более или менее ту же форму, что и верхняя композитная часть отмененного окололунного космического корабля ЛК-1 и его ракеты-носителя «Протон», конструкции, которая уже прошла обширные испытания в аэродинамической трубе.
В то время как MOL состоял из негерметичной секции, содержащей телескоп DORIAN, и герметичной секции для работы экипажа, «Алмаз» по сути представлял собой одно большое герметичное сооружение объемом около 90 кубических метров. Основная полезная нагрузка (телескоп Агат-1) была размещена вертикально внутри секции станции диаметром 4,1 метра, она смотрела прямо на Землю и, следовательно, не требовала складных зеркал, как в DORIAN. Внутри более тонкой секции длиной 2,9 метра находилось рабочее место для управления телескопом и жилой отсек для экипажа. В задней части станции был отсек для установки капсул возврата пленки и небольшой воздушный шлюз, через который капсулы могли быть выброшены со станции.
В конце концов, концепция «автономной станции» была полностью исключена. Одним из ее самых больших недостатков было то, что наличие возвращаемой капсулы накладывало серьезные ограничения на количество оборудования, которое могло быть установлено внутри станции. Это также сократило продолжительность миссии всего до нескольких недель. Поэтому было решено перейти непосредственно ко второму этапу.
В то время как MOL состоял из негерметичной секции, содержащей телескоп DORIAN, и герметичной секции для работы экипажа, «Алмаз» был, по сути, одним большим герметичным сооружением объемом около 90 кубических метров.
Первым транспортным кораблем, который рассматривался для «Алмаза», была модифицированная версия корабля 7K-ВИ / Звезда, который проектировался филиалом № 3 конструкторского бюро ОКБ-1 Сергея Королева в Куйбышеве (см. Часть 1.). Очевидно, это было связано с тем, что компания уже накопила опыт проектирования стыковочного механизма, который позволил бы экипажу пересесть в другой корабль внутри корабля в рамках первоначального предложения «Союза-Р», предшествовавшего 7K-ВИ. «Стандартный» «Союз», разрабатывавшийся тогда самим ОКБ-1, имел грубый стыковочный механизм, из-за которого космонавтам приходилось перемещаться к пристыкованному транспортному средству в открытом космосе, что было продемонстрировано во время полета «Союза-4/5» в 1969 году.
В разделе № 3 рассматривалось разделение функций перевозки экипажа и груза путем разработки как грузовой версии 7K-ВИ с экипажем, так и беспилотной. Однако, когда весной 1967 года проводилась оценка конструкции, был сделан вывод, что грузовые аппараты придется запускать примерно каждые три недели, чтобы обеспечить надлежащее функционирование станции. Кроме того, к этому времени было решено, что «Алмаз» будет оснащен капсулами для возврата пленки, которые необходимо было регулярно пополнять. Эти капсулы были слишком большими, чтобы их можно было перенести на станцию через люк 7K-ВИ. Следовательно, ОКБ-52 предложило гораздо более крупное и способное транспортное средство, которое могло бы одновременно служить паромом для экипажа и грузовым автомобилем. Запущенный ракетой «Протон», он был бы примерно того же размера, что и сама станция, и стал известен как транспортный корабль снабжения (ТКС).
Основой для конструкции ТКС послужила оригинальная «автономная» версия «Алмаза». Корпус станции был укорочен и прикреплен к возвращаемому кораблю ВА. Переработанный корпус, который выполнял роль грузового отсека, назывался Функциональным грузовым блоком (ФГБ). К кормовой части ФГБ была прикреплена коническая секция с активным стыковочным механизмом. Эта коническая секция имела ту же форму, что и нижняя секция топливного бака третьей ступени ракеты «Протон». Поскольку не было достаточно места для установки двигательной установки и топливных баков в кормовой части корабля (как и на самом «Алмазе»), их разместили на внешнем корпусе. Круглые топливные баки не поместились бы внутри корпуса полезной нагрузки, поэтому их заменили восемью длинными трубчатыми топливными баками по окружности корабля. Двигатели транспортного средства могут быть использованы для увеличения высоты орбиты станции.
Концепция художника о ТКС, пристыкованном к "Алмазу".
Состыкованные испытательные модели ТКС и "Алмаз". (предоставлено НПО машиностроения)
Поскольку ожидалось, что ТКС не будет готова вовремя к первым полетам «Алмаза», в июле 1967 года было принято решение использовать «Союз» в качестве временного транспортного средства. Это будет версия, производная от традиционного корабля «Союз» ОКБ-1, со спускаемой капсулой посередине. Ко времени полета «Алмаза» в 1970-х годах стыковочный механизм «Союза» также был переработан, чтобы экипаж мог пересесть на станцию внутри страны.
Оптическая полезная нагрузка Агат-1
Ключевой целью «Алмаза» было получение детальных изображений в видимой части спектра. Требование, изложенное в постановлении правительства об Алмазе от июля 1966 года, заключалось в том, чтобы станция возвращала изображения с наземным разрешением от 50 сантиметров до 1 метра. Это должно было быть достигнуто с помощью оптической системы под названием Агат (агат, разновидность кварца), в которой использовалось 1,5-метровое зеркало с фокусным расстоянием десять метров. Согласно истории «Алмаза» за 2019 год Огранки Алмаза, разрешение «Агат» на самом деле могло достигать 35 сантиметров. Однако конструкция оказалась слишком сложной: помимо прочего, для этого потребовалось бы запускать телескоп в сложенном состоянии и полностью выдвигать через отверстие в корпусе после выхода на орбиту. Команда Челомея вернулась к более простому телескопу с 88-сантиметровым зеркалом и фокусным расстоянием 6,375 метра. В нем будет использоваться оптика, которая уже была разработана для беспилотных спутников телевизионной разведки, над которыми ОКБ-52 начало работать в 1963 году (см. «Советские спутники телевизионной разведки», The Space Review, 5 сентября 2023 г.). В отличие от спутников «Зенит», возвращающих пленку, эти спутники могли бы отправлять изображения практически в режиме реального времени, но позже, в 1960-х годах, их использование было отменено. Более простая камера, по-прежнему весившая 1,2 тонны, называлась Агат-1, с надеждой, что первоначально запланированная камера позже все еще будет летать под названием Агат-2. Генеральным подрядчиком «Агат-1» был Красногорский механический завод (КМЗ).
На верхней части телескопа были установлены три большие кассеты с пленками: две идентичные, содержащие 500 метров пленки шириной 42 сантиметра, и еще одна, содержащая 500 метров пленки шириной 53 сантиметра. Использовались несколько типов мелкозернистой фотопленки, как черно-белой, так и мультиспектральной, которые обеспечивали качество, недоступное спутникам-шпионам. Экспонированная 42-сантиметровая пленка отправлялась обратно на Землю в спускаемых капсулах для проявления на земле, а 53-сантиметровая пленка проявлялась на борту самой станции, после чего космонавты передали наиболее стратегически важные изображения на землю по радиоканалам.
Агат-1 все еще не мог сравниться с телескопом MOL DORIAN с его зеркалом 1,8 метра и максимальным разрешением десять сантиметров.
Космонавты сыграли важную роль в эксплуатации «Агат-1». Используя две оптические системы дальнего обзора — широкоугольную панорамную систему (ПОУ) с разрешением 30 метров и оптический визор с узким полем зрения (ОД-5) с разрешением один метр — они могли просматривать регионы, которые находились значительно впереди траектории полета станции, ненадолго замораживать изображение с помощью сканирующего зеркала в оптическом визоре и наводить камеру «Агат-1» на интересующие цели. Космонавты также записывали свои визуальные впечатления от наблюдаемых целей на аудиокассету и передавали их на землю по защищенным радиоканалам. Как и телескоп MOL DORIAN, «Агат-1» должен был работать совместно с топографической камерой (СА-34Р) и звездной камерой (СА-33Р), которые делали снимки земли и звездных полей, чтобы помочь определить точные координаты наблюдаемых областей.
Авторы «Истории Алмаза» за 2019 год дают максимальное разрешение снимков, возвращаемых на Землю, в один метр, а изображений, передаваемых на землю, - в 1,5 метра. Интересно, что они ссылаются на исследование, проведенное шведским историком космоса Свеном Граном, который использовал оптические формулы для расчета, что максимальное наземное разрешение «Агат-1» могло достигать 43 сантиметров. Это указывает на то, что у них не было доступа (вероятно, все еще засекреченных) к данным о фактическом разрешении, достигнутом системой «Агат-1», и что приведенные значения взяты из документов, описывающих ожидаемые характеристики телескопа.
В любом случае, «Агат-1» все еще не мог сравниться с телескопом MOL DORIAN с его зеркалом 1,8 метра и максимальным разрешением в десять сантиметров. Такое разрешение было в основном необходимо для предоставления подробной технической информации о советских системах вооружений. У «Алмаза» были гораздо более широкие стратегические и тактические цели, многие из которых также могли быть достигнуты с более низким разрешением. Как видно из рассекреченной диаграммы, опубликованной в «Истории Алмаза» за 2019 год, это были:
чтобы узнать больше о функционировании и состоянии готовности «стратегических объектов», таких как стартовые площадки МБР и стратегическое ядерное оружие
для точного определения местоположения мобильных стартовых систем
для определения типов самолетов, кораблей и подводных лодок, размещенных на воздушных и военно-морских базах
для определения концентрации войск на «театре военных действий»
для получения новой информации о зенитных, противоракетных и космических радарах слежения (Агат-1 мог бы внести свой вклад в это, определив форму и геометрию антенн)
для выявления признаков «повышенной готовности стратегических объектов» (таких как увеличение количества самолетов на авиабазах, кораблей, покидающих порты и т.д.)
Возвращение изображений «Алмаза» на Землю
Как и корабль MOL Gemini B, транспортные системы, предусмотренные для «Алмаза» (модифицированный 7K-ВИ, ТКС и стандартный «Союз»), имели очень ограниченную способность возвращать экспонированную пленку обратно на Землю вместе с экипажем. Вот почему основная часть снимков должна была бы доставляться на Землю в специальных капсулах для возврата пленки или ретранслироваться на землю с помощью систем считывания пленки. В отличие от MOL, они рассматривались не как конкурентные предложения, а как дополнительные методы возврата данных.
Капсулы для возврата данных официально назывались «Специальными информационными капсулами» (КСИ). По форме напоминающие наперсток, они состояли из герметичного отсека, небольшого твердотопливного двигателя для сведения с орбиты и парашютной системы. Полностью загруженные, они весили примерно 400 килограммов, из которых около 120 килограммов были грузом. Большая часть этого была экспонированной пленкой с камеры «Агат-1», намотанной на две катушки, каждая из которых вмещала 500 метров пленки шириной 42 сантиметра. Также было место для экспонированной пленки с топографической и звездной камер, а также аудиокассет, записанных экипажем.
Возвращаемая капсула из фильма «Алмаз» (без теплозащитного экрана) на выставке в Москве. Источник
Как отмечалось выше, необходимость регулярной отправки новых капсул для возврата пленки на станции «Алмаз» была одним из факторов, определивших дизайн больших транспортных средств ТКС. Предполагалось, что каждая ТКС доставит на станцию восемь возвращаемых капсул вместе с экипажем из трех человек. Все это должно было быть отправлено обратно на Землю с экспонированной пленкой в течение трехмесячных миссий, которые, как ожидалось, будут выполнены. Капсулы могли быть выброшены из шлюзовой камеры станции либо по команде экипажа, либо автоматически с земли. Чтобы гарантировать, что они случайно не приземлятся на чужой территории, они были оснащены системой самоуничтожения, которая будет активирована в случае, если что-то пойдет не так во время возвращения на Землю.
В то время как пленке, возвращаемой капсулами КСИ, потребуется по меньшей мере несколько дней, чтобы добраться до переводчиков фотографий, наиболее важные снимки могут быть возвращены на Землю почти мгновенно с помощью системы сканирования пленки. Как и Соединенные Штаты, Советский Союз уже тестировал экспериментальную систему считывания пленки на некоторых из своих первых автоматических спутников-шпионов в начале 1960-х годов, но разрешение было настолько низким, что от нее отказались. Страна продолжала полагаться исключительно на спутники-шпионы с возвратом пленки до 1982 года, когда она, наконец, запустила свой первый спутник цифровой разведки, спустя шесть лет после того, как США впервые внедрили эту технологию со своими спутниками KENNEN.
Система считывания пленки была названа «Печора» (в честь реки в России) и работала очень похоже на ту, что планировалась для MOL. Космонавты сначала вырезали кусочки длиной от 1 до 50 метров из экспонированной пленки шириной 53 сантиметра, а затем помещали их в автоматическую систему проявления пленки. После того, как фильм будет проявлен, они проверят его с помощью оптической системы под названием «Свет» и отметят изображения, которые стоит передать на Землю. Они были отсканированы и преобразованы в телевизионные сигналы, которые впоследствии были переданы на землю.
Другие полезные нагрузки
В то время как SIGINT и полезная нагрузка радара были лишь недолговечными предложениями для MOL, «Алмаз» с самого начала рекламировался как космическая станция, которая будет наблюдать за целями в различных частях электромагнитного спектра. Полезные данные радиолокационной, инфракрасной и сигнальной разведки должны были дополнять данные, предоставляемые телескопом «Агат-1».
Диаграмма из истории "Алмаза" за 2019 год показывает задачи, которые должны выполняться полезными грузами "Алмаза" в различных частях электромагнитного спектра. Из носа "Алмаза" выступает радар Мечь-A. (предоставлено НПО машиностроения)
В первые годы космической эры радиолокационные наблюдения космического базирования имели более высокий приоритет в Советском Союзе, чем в Соединенных Штатах. После короткого испытательного полета экспериментального спутника QUILL в конце 1964 года военные Соединенных Штатов отказались от использования радиолокационных спутников до 1980-х годов. За несколько лет до запуска QUILL конструкторское бюро ОКБ-52 Челомея начало работу над ядерным радиолокационным спутником под названием УС-A (»активный управляемый спутник»), который совершил свои первые испытательные полеты в 1965 году и продолжал летать до 1988 года. Спутники УС-A были разработаны для определения местоположения надводных кораблей противника с целью предоставления данных о наведении противокорабельных крылатых ракет ОКБ-52.
Предполагалось, что «Алмаз» будет нести впечатляющий набор оборудования для защиты от противоспутниковых атак.
Разработкой радиолокационной системы «УС-А» (названной «Чайка») занимался Московский научно-исследовательский институт приборостроения (МНИИП, ныне концерн «Вега»), которому было поручено создать новую радиолокационную систему для «Алмаза» на основе опыта, накопленного с «Чайкой». Выбор пал на радар S-диапазона, работающий на длине волны около десяти сантиметров. Это произошло потому, что радиолокационные сигналы S-диапазона менее чувствительны к неблагоприятным погодным условиям и обладают лучшей способностью проникать сквозь листву и почву, чем сигналы X-диапазона. Обозначенный «Мечь-A», радар состоял из единственной антенны размером 15x1,5 метра, прикрепленной к внешнему корпусу станции. Радиолокационные изображения должны были быть записаны на фотопленку и доставлены на Землю в капсулах возврата пленки.
«Мечь-A» представлял собой радар бокового обзора, который мог видеть область в 100 километров слева или справа от наземной трассы станции. Это означало, что его нельзя было использовать для одновременного наблюдения одних и тех же объектов, сфотографированных «Агат-1», но он по-прежнему рассматривался как жизненно важный инструмент для получения критичных по времени снимков регионов, покрытых облаками. В отличие от «Чайки», которая предназначалась для разведки океана, она будет использоваться для выполнения тех же задач, что и «Агат-1», за исключением определения местоположения мобильных пусковых установок и разведки радиолокационных систем. «Мечь-A» действительно страдал от одного недостатка, который в то время все еще делал радар космического базирования относительно непривлекательным, а именно от его низкого разрешения от 20 до 30 метров.
Полезная нагрузка в инфракрасном диапазоне, получившая название «Волга», была предоставлена Государственным институтом прикладной оптики (GIPO). Оно состояло из 50-сантиметрового неподвижного зеркала и поворотного зеркала, способного сканировать полосу шириной около 30 километров. Он работал в средневолновом инфракрасном диапазоне от 3,2 до 5,2 микрон и имел разрешение около 100 метров. «Волга» была разработана для обнаружения инфракрасной сигнатуры самолетов, кораблей и других транспортных систем, а также того, что определяется как «энергетические установки». Единственной миссией, для которой ее нельзя было использовать, была разведка радиолокационных систем. Инфракрасные изображения будут отправлены обратно на Землю в возвращаемых капсулах.
Также для «Алмаза» планировалась полезная нагрузка радиотехнической разведки под названием «Старт», которую должен был доставить НИИ «Вектор». Судя по рассекреченной схеме в книге «Алмаз», она использовалась как для электронной разведки, так и для связи. Помимо точного определения местоположения радаров и сбора данных об их технических характеристиках, полезная нагрузка также сможет улавливать голосовой трафик. Увеличение такого трафика может, например, указывать на подготовку к неминуемому нападению противника.
В дополнение ко всему этому «Алмаз» должен был нести впечатляющий набор оборудования для защиты от противоспутниковых атак (см. «Самооборона в космосе: защита российских космических аппаратов от атак ASAT», The Space Review, 16 июля 2018 г.). Это включало инфракрасный детектор для обнаружения запусков перехватчиков ASAT, перископ и радар для сканирования окрестностей станции на предмет приближающихся перехватчиков, устройство радиолокационных помех, приманки и скорострельную пушку (первоначально разработанную для 7K-ВИ), которая позже должна была быть заменена ракетами класса «космос-космос» с дальностью действия 100 километров.
Некоторые из этих полезных нагрузок планировалось ввести только на более поздней стадии проекта «Алмаз», и не все из них попадут в космос.
Барт Хендрикс - давний исследователь российской космической программы. С Дуэйном Дэем можно связаться по адресу zirconic1@cox.net.
Настольная игровая доска для командования космических систем Parallax Rising 2.2. Предоставлено: SSC Public Affairs.
ВАШИНГТОН — По мере того, как новые технологии прокладывают путь для дозаправки спутников в космосе, Space Force США изучают, как интегрировать эти возможности в свои операции. Штабные учения, получившие название «Parallax Rising 2.2», пролили свет на стратегические и логистические соображения, связанные с этой развивающейся областью.
На учениях, проведенных в конце августа в командовании космических систем в Эль-Сегундо, Калифорния, рассматривалось потенциальное влияние дозаправки на орбите на управление критически важными активами на геосинхронной околоземной орбите. 3 января SSC опубликовал новые подробности об учениях.
Space Force в настоящее время проводят «оценку космической мобильности и логистической архитектуры», чтобы определить, как наилучшим образом использовать такие технологии наряду с существующими коммерческими предложениями, говорится в пресс-релизе.
Parallax Rising 2.2 выходит за рамки технических аспектов дозаправки, углубляясь в политику и процедуры, необходимые для обеспечения своевременного получения спутниками материально-технической поддержки, особенно в условиях сложной космической обстановки. Официальные лица рассмотрели предпочтительные типы заправщиков и интеграцию коммерческих служб с возможностями Министерства обороны для сценариев, когда конфликт распространяется в космос. На учениях также рассматривалось применение уроков дозаправки, полученных от ВМС и ВВС.
«В сегодняшнем перегруженном и оспариваемом космическом пространстве обеспечение устойчивого маневрирования спутников является приоритетом для Space Force США», - заявили в SSC. В отличие от этого, американские военные традиционно запускали спутники на орбиту и ограничивали их передвижение в целях экономии топлива.
Слишком много маневров — либо для уклонения от обломков, либо от угрозы со стороны противника — могут полностью израсходовать запасы топлива на спутнике, сделав его уязвимым для атаки или столкновения. Но в связи с тем, что соперники выставляют маневренные космические корабли, руководители Space Force призывают к переходу к «динамичным космическим операциям», обеспечиваемым автономной дозаправкой и другими услугами на орбите.
Операции по дозаправке в «оспариваемом космосе»
Подполковник Майкл Киллерс, заместитель директора по обслуживанию, мобильности и логистике SSC, сказал, что в центре внимания динамических космических операций находится обеспечение того, чтобы спутники могли поддерживать наземный конфликт. «Parallax Rising был разработан для сопоставления этапов принятия решений, соображений по дозаправке и последствий оспариваемой космической среды», - сказал он.
В течение трех дней эксперты изучали дозаправку на орбите с нескольких точек зрения: какие типы заправщиков предпочтительнее, когда конфликт распространяется в космос, и почему? Как коммерческие заправщики будут интегрированы с заправщиками Министерства обороны? И какие процедуры дозаправки ВМС и ВВС могут быть применены к Космическим силам?
Военно-морской флот и Военно-воздушные силы, например, имеют собственные танкерные парки для дозаправки самолетов в полете, но сейчас начинают использовать коммерческие услуги дозаправки. Space Force заявили, что планируют использовать коммерческие услуги по дозаправке спутников, но также совместно финансируют разработку специального транспортного средства.
В Parallax Rising 2.2 приняли участие члены полевых командований Space Force, технические консультанты аэрокосмической корпорации и руководители коммерческой отрасли.
«Результаты последних учений будут проанализированы для принятия будущих решений о приобретении и помогут разработать будущую архитектуру Space Force США», - сказали в SSC.
Здание Douglas, где MOL будет проходить окончательную сборку перед отправкой на базу ВВС Ванденберг. (предоставлено NRO)
Американская история
Manned Orbiting Laboratory была первоначально создана ВВС США в конце 1963 года, изучалась в течение 1964 года и получила разрешение президента к лету 1965 года. Определение контракта, оценка предложений и переговоры по контракту велись до конца 1966 года, но к началу 1967 года стало ясно, что бюджета недостаточно для выполнения запланированного графика и последовали корректировки графика и контракта (см. «Алмазы и DORIAN: военно-космические станции Советского Союза «Алмаз» и пилотируемой орбитальной лаборатории Соединенных Штатов (часть 1)», The Space Review, 11 декабря 2023 г.). К середине 1967 года программа шла полным ходом, различные подрядчики по всей территории Соединенных Штатов строили объекты и наращивали объемы работ. MOL и его огромная оптическая система KH-10 DORIAN стали крупной военно-космической программой ВВС США и секретного Национального разведывательного управления (NRO).
Лаборатория MOL была большим транспортным средством со многими компонентами. (предоставлено: NRO)
Конструкция станции
MOL состояла из космического корабля Gemini, соединительной секции, рабочей герметичной секции, известной как «лабораторный модуль», и большого негерметичного сегмента, известного как «модуль миссии», содержащего оптику. Gemini был официально известен как Gemini B. Он был похож на космический корабль НАСА Gemini с одним существенным отличием: люк доступа, расположенный между креслами астронавтов и проходящий через теплозащитный экран. Это считалось потенциальной уязвимостью. В ноябре 1966 года военно-воздушные силы запустили ракету Titan III с модернизированным космическим кораблем Gemini, оснащенным люком с теплозащитным экраном. Ракета стартовала из Флориды, космический корабль пролетел по суборбитальной траектории и упал в Атлантический океан, доказав, что теплозащитный экран сработал.
Космический корабль Gemini B имел люк в теплозащитном экране, позволяющий астронавтам добраться до лабораторного модуля. В ноябре 1966 года ВВС запустили тестовую версию космического корабля для оценки люка. Здесь космический корабль разгружается во Флориде. (автор: Джо Пейдж II)
MOL был тяжелой полезной нагрузкой, и для выхода на орбиту требовалась мощная ракета. Ракета Titan IIIC была оснащена твердотопливными ракетными двигателями сбоку от основной ступени Titan II. Она совершила свой первый полет летом 1965 года. MOL требовала еще большей грузоподъемности, обеспечиваемой более мощными твердотопливными ракетными двигателями, состоящими из семи двигательных сегментов. Эта ракета получила обозначение Titan IIIM. Испытания не были запланированы до 1969 года.
Испытательный полет беспилотного "Джемини" проводился из Флориды с использованием ракеты Titan IIIC. Фактические запуски MOL должны были состояться в Калифорнии с использованием более мощной ракеты, известной как Titan IIIM. (автор: Джо Пейдж II)
Titan IIIC готовится к полету. Испытание прошло успешно, доказав, что люк с теплозащитным экраном безопасен. (фото: Википедия)
В течение 1967 и 1968 годов велись работы по крупному строительному проекту на военно-воздушной базе Ванденберг по обеспечению стартовой площадки для Titan IIIM и поддержке полезной нагрузки, включая космический корабль Gemini. Ванденберг был занят в конце 1950-х и на протяжении 1960-х годов испытательными запусками баллистических ракет и почти еженедельно запускал оперативные разведывательные спутники, но он никогда не поддерживал миссию с астронавтами. Строительство Space Launch Complex 6 (или «Slick-6») велось в южной части базы на недавно приобретенной земле, и это был один из крупнейших одиночных строительных проектов, которые когда-либо видела база. После расчистки территории и устройства бетонного фундамента для комплекса рабочие приступили к возведению стартовой вышки и связанных с ней сооружений.
Строительная площадка Space Launch Complex 6 была одним из крупнейших проектов на военно-воздушной базе Ванденберг. (автор: Джо Пейдж II)
SLC-6 в Ванденберге расположен между невысокими горами и Тихим океаном. Площадка недавно была передана SpaceX и, вероятно, возобновит запуски в 2025 году. (автор: Джо Пейдж II)
Оптическая полезная нагрузка DORIAN
Программа пилотируемой орбитальной лаборатории включала мощную оптическую систему под кодовым названием DORIAN, также известную как KH-10 тем, кто не был допущен к знанию конкретных конструктивных особенностей оборудования. Оптическая система была установлена в так называемом «модуле миссии», расположенном позади «лабораторного модуля». Модуль миссии был 11 метров (36 футов) в длину и три метра (десять футов) в диаметре. DORIAN был крупнейшей космической оптической системой, разработанной на тот момент. Он использовал ту же общую конфигурацию, что и спутник GAMBIT, у которого была оптическая система, разработанная Kodak. На одном конце — около середины аппарата MOL — было «зеркало слежения», которое отклоняло свет и направляло его на основное большое фокусирующее зеркало в задней части космического корабля. Затем основное зеркало отправляло сфокусированное изображение обратно на вторичное зеркало, расположенное перед зеркалом слежения. Это вторичное зеркало преобразовывало изображение в другое зеркало, которое затем отправляло изображение в камеру, где оно проецировалось на кусок пленки.
Часть оптической системы DORIAN, включая большое ”зеркало слежения“ (также называемое ”стереозеркальем"), которое смотрело вниз, на Землю. Астронавты на этом изображении должны были располагаться справа. (предоставлено NRO)
Основное зеркало имело диаметр 1,8 метра (72 дюйма). Фокусное расстояние остается засекреченным, но, судя по рассекреченным чертежам, которые включают размеры модуля миссии, оно составляло 12,45 метра (490 дюймов) и f/7, что соответствовало отношению диафрагмы к фокусному расстоянию. (Как правило, чем ниже коэффициент f, тем больше света достигает фокальной точки, в которой экспонируется пленка, - подобно разнице между просмотром короткого и широкого туннеля по сравнению с длинным и узким туннелем, который, естественно, будет темнее.)
Система DORIAN предназначалась для достижения десятисантиметрового (четырехдюймового) наземного разрешения с орбиты. Это называлось системой «очень высокого разрешения» или VHR. (К 1970-м годам термин, по-видимому, был изменен на сверхвысокое разрешение.) Целью такого высокого разрешения было предоставление технических деталей определенных советских систем вооружения. Например, система VHR могла определять аэродинамические характеристики оружия советской противоракетной обороны, указывая таким образом, предназначена ли она для работы в атмосфере или над ней.
MOL использовала бы самую большую оптическую систему, когда-либо летавшую в космос. Зеркало имело усовершенствованную легкую конструкцию, и позже технология была адаптирована для KH-11 KENNAN и космического телескопа Хаббл. (предоставлено NRO)
Большая основная разведывательная камера была дополнена дополнительными оптическими системами. Роботизированный космический корабль включал камеры, которые фотографировали горизонт Земли, что предоставляло точные данные о том, как был ориентирован космический корабль — например, был ли он направлен прямо вниз или в сторону? У них также были звездные камеры, которые смотрели вверх и фотографировали звезды, предоставляя данные о местоположении. У них часто были «рельефные» или картографические камеры, которые делали снимки с более широким полем зрения, чтобы фотоинтерпретаторы могли смотреть на объемное изображение, а затем сравнивать разведывательные снимки, чтобы точно знать, куда они смотрят.
У MOL было несколько уникальных требований. Астронавтам нужно было видеть не только то, что видела большая оптическая система в этот момент, но и то, какие потенциальные цели приближались. Таким образом, MOL имела две оптические системы наблюдения, по одной на астронавта. Астронавты должны были работать бок о бок, спиной к Земле. Каждый мог смотреть в свой собственный окуляр, который показывал местность впереди, а также в другой окуляр, который показывал, на что смотрит оптическая система KH-10 в этот конкретный момент. KH-10 имел основной и дополнительный окуляры, чтобы каждый астронавт мог видеть великолепную панораму земли, достаточно хорошую, чтобы видеть людей, идущих по городской улице.
Консоль управления MOL была подключена к мощному компьютеру — по стандартам 1960—х годов - который включал в себя предварительно загруженный набор целей и позволял астронавтам определять приоритеты, какие цели фотографировать, в зависимости от атмосферных условий, таких как облачность, а также от разведывательной ценности. Например, фотографирование советской ракеты на стартовой площадке было первоочередной задачей. (предоставлено NRO)
Работа астронавтов во время фотографического пролета над целевым районом заключалась в том, чтобы рассмотреть приближающиеся цели и затем расставить им приоритеты на основе таких факторов, как видимость (например, дымка или облачность) и интерес. Они быстро вводили эти данные в бортовой компьютер, который управлял наведением оптической системы DORIAN. У компьютера уже была база данных целей, и астронавты обновляли эту базу данных в режиме реального времени. В определенных условиях с большим количеством целей, таких как Москва, не все цели можно было сфотографировать до того, как космический корабль скроется из виду, поэтому такая расстановка приоритетов в режиме реального времени была ценной. Например, если во время полета над космодромом Байконур в Казахстане астронавты могли решить, какие именно стартовые площадки фотографировать, исходя из того, была ли ракета на площадке или она была закрыта облаками.
Поскольку MOL была необычной программой, включавшей как несекретные, так и засекреченные элементы, многие подробности о ней были обнародованы во время ее разработки, хотя это удобно помогло скрыть и исказить то, что MOL на самом деле предназначалось для выполнения. Например, общественное впечатление от MOL было таким, что это был большой герметичный отсек и множество экспериментов, а не маленький герметичный отсек и оперативная разведывательная миссия.
Основываясь только на несекретных деталях, было ясно, что MOL - сложный и дорогостоящий проект. В 1967 году ВВС заключили поощрительные контракты с фиксированной ценой для Douglas Aircraft на сумму 674,7 миллиона долларов и McDonnell на сумму более 180 миллионов долларов. Douglas отвечал за негерметичную и герметизированную секции лабораторного модуля, а McDonnell - за космический корабль Gemini B. Другие источники указывают, что McDonnell должна была предоставить четыре космических аппарата Gemini B с возможностью установки двух или более позже. Douglas подписал субподряды на такие компоненты, как система управления отходами, контроль ориентации и жизнеобеспечение. Когда Douglas и McDonnell объединились позже в том же году, объединенная компания отвечала за очень крупный космический контракт Министерства обороны.
Лаборатория MOL имела тот же диаметр, что и ракета-носитель Titan IIIM. Хотя лаборатория под давлением была небольшой по современным стандартам, это был самый большой разрабатываемый космический корабль для людей до Skylab. (предоставлено NRO)
Поскольку астронавты должны были жить внутри MOL в течение месячной миссии, это привело к требованию включать оборудование для жизнеобеспечения, которое не было необходимо на Mercury или Gemini. Космический корабль должен был быть оснащен большим количеством вариантов питания, а также туалетом. Это были новые системные разработки.
Общественное впечатление от MOL было таким, что это был большой герметичный отсек и множество экспериментов, а не маленький герметичный отсек и оперативная разведывательная миссия.
General Electric также получила контракт на 110 миллионов долларов на «работы по интеграции экспериментов», которые включали аспекты строго засекреченной оптической системы KH-10 DORIAN optics system. Однако компания Eastman Kodak, которая производила системы камер GAMBIT-1 (KH-7) и GAMBIT-3 (KH-8), также получила контракт на создание аналогичной, но гораздо более крупной системы KH-10, хотя сумма контракта остается засекреченной. Для других программ роботизированной разведки система камер была самой дорогостоящей (на систему камер KH-9 HEXAGON приходилось более половины общего бюджета программы), поэтому система DORIAN была бы недешевой. MOL, однако, пришлось дополнительно оплачивать все системы, включая космический корабль Gemini, необходимые для поддержки астронавтов. На пике своего развития у Kodak было более 1000 прямых и косвенных работников на DORIAN.
На одной иллюстрации показано, что и General Electric, и Eastman Kodak создали электронику для управления системой камер. Работа GE, по-видимому, была связана с управлением большим вращающимся зеркалом, отражающим изображение, для системы камер DORIAN. Это зеркало не только отслеживало движущуюся наземную цель, но и позволяло камере фотографировать землю под одним углом. Затем, когда космический корабль пролетал над ним, зеркало могло поворачиваться в новое положение и позволять камере рассматривать наземную цель под другим углом. Эта стереосъемка позволила проводить точные измерения объектов на земле.
Вид с космического корабля "Джемини-7". В то время как миссии NASA Gemini использовались для тестирования оборудования, процедур, операций и людей, Gemini B для MOL была в первую очередь способом для астронавтов достичь космоса и вернуться из него, и космический корабль был бы незанят в течение 30-дневной миссии. (предоставлено НАСА)
Возвращение снимков MOL на Землю
Техническая разведка не обязательно должна была быть оперативной разведкой. Аналитики, определяющие дальность действия баллистической ракеты, могли делать свои оценки со временем, и им не нужно было делать это немедленно. Но 30-дневная миссия MOL потребовала долгого времени для получения таких дорогостоящих фотографий, и с самого начала программы менеджеры искали способы вернуть часть снимков на Землю до завершения миссии.
Камера DORIAN имела широкоформатную пленку, которая находилась внутри лабораторного модуля под давлением. Астронавты могли снять пленку с камеры. Было три варианта возврата снимков на Землю. Первое заключалось в хранении пленки внутри космического корабля Gemini в одном из трех мест, установленных для этой цели. Количество пленки, которое можно было перевозить в Gemini, было ограничено массой, но, вероятно, также и объемом.
На космическом корабле Gemini B было лишь ограниченное пространство для хранения фотографий высокого разрешения, сделанных во время полета. (предоставлено NRO)
Второй вариант состоял в том, чтобы поместить фильм в спускаемый аппарат, который затем можно было бы сбросить за борт и вернуть на Землю. Этот «аппарат возврата данных» был основан на проверенной конструкции, используемой для разведывательных спутников CORONA и GAMBIT. Согласно одному документу, проектировщики рассматривали возможность включения в MOL до двух таких возвращаемых аппаратов. Спускаемый аппарат мог перевозить 27 килограммов (60 фунтов) пленки, а Gemini мог возвращать 109 килограммов (240 фунтов).
Другим методом возвращения пленки MOL на Землю было упаковать ее в спускаемый аппарат, подобный тому, который показан здесь перед полноразмерным космическим кораблем MOL. Военно-воздушные силы были обеспокоены размещением спускаемого аппарата с его ретро-ракетой и другими пиросистемами внутри космического корабля под давлением. (предоставлено NRO)
Третий вариант был первоначально предложен в 1964 году, но, по-видимому, был включен в базовый аппарат MOL только позже, возможно, к началу 1966 года. Это включало проявку пленки на орбите и ее сканирование с помощью лазерного сканирующего устройства, которое преобразовывало светлые и темные участки пленки в электрические импульсы, которые затем можно было передавать по радио на землю. К марту 1966 года Eastman Kodak и General Electric заключили контракт на проведение предварительных исследований характеристик и детального проектирования системы считывания, но должностные лица программы пришли к выводу, что подрядчики продвигаются недостаточно быстро.
Технология сканирования пленки была разработана десятилетиями ранее для газетной индустрии, чтобы можно было передавать фотографии по телефонным линиям, и она была встроена в первый разведывательный спутник ВВС Samos. Позже оно было адаптировано для использования НАСА в программе Lunar Orbiter. Доступная полоса пропускания ограничивала количество изображений, которые можно было отправить на землю: астронавты MOL отбирали для передачи только самые важные фотографии. Система могла быть полезна для разведки в кризисных ситуациях, но ее включение в состав космического корабля не было гарантировано.
Для MOL была предложена система считывания видеозаписей, позволяющая астронавтам отправлять изображения на Землю намного быстрее, чем при использовании космического корабля Gemini. Она была исключена из MOL из-за необходимости сокращения расходов. (предоставлено NRO)
Примерно с 1965 года и по 1966 год велись работы по разработке версии разведывательного спутника GAMBIT-3, известного как FROG, с функцией считывания данных. CBS Laboratories разрабатывала тестовую систему для работы с оптикой GAMBIT-3. Но в конце 1966 года было приказано прекратить эти работы к февралю 1967 года, потому что Исполнительный комитет NRO пришел к выводу, что система FROG не может быть предоставлена и является ненужной, учитывая другие разведывательные системы, используемые Соединенными Штатами. Директор NRO действительно предоставил технологию в распоряжение ВВС для возможного использования в самолетах-разведчиках, таких как RF-4C Phantom. Хотя об этом так и не стало известно, оно использовалось для наземной системы сканирования и передачи фотографий воздушной разведки.
Система считывания данных CBS Laboratories, разрабатываемая для FROG, наряду с планами наземной системы обработки данных, стала частью базовой для MOL, заменив более ранние системы, изучаемые Kodak и General Electric (см. «FROG: программа GAMBIT для зачитывания фильмов», The Space Review, 7 февраля 2022 г.).
Как система считывания пленки, так и система возврата пленки были включены в базовый проект MOL, хотя росла неопределенность относительно того, были ли необходимы и то, и другое. В ноябре 1966 года внутренняя оценка NRO пришла к выводу, что CBS Laboratories добились значительного прогресса в разработке системы передачи показаний. Еще многое предстояло сделать, но технология быстро развивалась.
К февралю 1967 года программа MOL оказалась под серьезной бюджетной нагрузкой.
После тщательных переговоров по контрактам с несколькими подрядчиками стало ясно, что у программы не хватит бюджета для их финансирования.
В камере DORIAN использовалась пленка шириной 23 сантиметра. Каждое изображение диаметром 23 сантиметра (9 дюймов) на пленке имело диаметр земли 2743 метра (9000 футов). Система считывания не была оборудована для передачи всего кадра с камеры DORIAN. Вместо этого астронавты изучали проявленную пленку на орбите с помощью микроскопа, а затем вырезали наиболее важную часть изображения. Затем этот «чип» будет отсканирован для передачи на землю. Возможности системы заключались в том, чтобы воспроизводить до 160 «чипов» кадров в день размером 5 х 15 сантиметров (2 х 6 дюймов), что примерно эквивалентно 610 на 1828 метров (2000 на 6000 футов) на земле. 30-дневная миссия MOL могла бы произвести до 5364 метров экспонированной пленки, хотя количество, которое было бы передано на землю, было бы относительно небольшим (см. «В прямом эфире с орбиты: сверхсекретная система считывания пленки пилотируемой орбитальной лаборатории», The Space Review, 18 сентября 2023 г.).
Для миссии наблюдения система будет обеспечивать перепрограммирование цели, анализ работы камеры и предоставлять срочную разведывательную информацию. Для миссии технической разведки она будет обеспечивать перепрограммирование цели и анализ работы камеры. По сравнению с аппаратом возврата данных, он мог бы обеспечивать ежедневный возврат данных по сравнению с аппаратом возврата всего один или два раза, хотя неясно, сколько времени для экипажа это потребовало бы.
Одним из требований к системе считывания пленки была передача фотографии с максимальным разрешением. Поскольку DORIAN предназначался для получения изображений с разрешением десять сантиметров (четыре дюйма), система считывания должна была обеспечивать передачу изображений с разрешением десять сантиметров. Это было необходимо для оценки работы камеры.
К февралю 1967 года программа MOL оказалась под серьезной бюджетной нагрузкой. После тщательных переговоров по контрактам с несколькими подрядчиками стало ясно, что у программы не хватит бюджета для их финансирования. Руководство программы MOL решило, что графики контрактов должны быть пересмотрены, чтобы оставаться в рамках имеющейся бюджетной статьи. Это также оказало давление на руководство с целью устранения систем, которые не считались необходимыми для миссии MOL, таких как системы считывания и возврата данных.
Кроме того, Eastman Kodak столкнулась с проблемой оптических компонентов системы DORIAN из плавленого кремнезема, которые из-за проблем с нагревом, вероятно, не смогут достичь цели системы по разрешению для первых двух миссий. Это также могло усилить давление с целью отмены несущественного оборудования.
Однако были аргументы в пользу сохранения показаний. Руководство MOL испытывало давление, требуя оправдать присутствие астронавтов на MOL. Система считывания была разработана для управления астронавтами, и не было никакого способа, которым автоматический MOL мог бы выбирать, какие изображения сканировать и передавать на землю, или мог передавать огромный объем данных в полноразмерном MOL-изображении.
Руководители программы MOL все больше отдавали предпочтение системе считывания, а не аппарату возврата данных. Аппарат для возврата данных имел световозвращающую ракету и пиротехнику, которые представляли опасность для экипажа, что стало серьезной проблемой после аварии «Аполлона-1» в январе 1967 года.
В марте 1967 года генерал-майор Гарри Эванс, заместитель директора программы MOL, рекомендовал директору NRO продолжить работу системы считывания MOL и ликвидировать капсулу восстановления данных. Эванс утверждал, что проблемы с безопасностью и инженерные проблемы капсулы были серьезными. Он также заявил, что система считывания была лучше капсулы. Однако большинство его обоснований включения системы считывания были в целях инженерных испытаний, а не из-за ее ценности как оперативной системы сбора разведданных.
20 марта полковник Ли Баттл отправил телеграмму директору NRO Александру Флаксу, в которой говорилось, что он решил отменить запуск аппарата восстановления данных и продолжить работу системы считывания. Однако по причинам, которые не совсем ясны на основе имеющихся записей, Флэкс не одобрил это решение. Согласно отчету о состоянии за апрель 1967 года, как система считывания, так и средство возврата данных были исключены из базовой программы разработки MOL. Требования к массе и объему для обеих систем по-прежнему были включены в базовый проект MOL на тот случай, если системы будут добавлены обратно на корабль.
Согласно одному источнику, система считывания была отменена осенью 1967 года, но, возможно, у нее было достаточное контрактное финансирование, чтобы эксплуатировать ее несколько месяцев после апреля 1968 года. Инженер General Electric, работавший над системой спускаемого аппарата, указал, что она всегда была на грани отмены, но ее не отменили до окончания программы. Возможно, что это тоже продолжалось с минимальными усилиями за счет имеющихся средств. Устранение спускаемого аппарата означало, что общее количество возвращаемой пленки было бы ограничено количеством, которое можно было бы перевозить на Gemini, даже если на орбиту можно было бы доставить больше.
Без считывания данные миссии были недоступны до конца миссии, и продление ее с 30 до 45 дней увеличило задержку, пока люди на земле не смогут увидеть фотографии.
В октябре 1968 года General Electric начала изучение широкополосной системы считывания данных «для бедных». В новом исследовании была предпринята попытка определить, могут ли данные передаваться через спутник связи IDCSP или DCS Phase II - первый уже находился в эксплуатации, а запуск второго был запланирован на начало 1970-х годов. Использование спутника-ретранслятора значительно увеличило бы время, доступное для передачи изображений, всего с 500 секунд в день при использовании одной наземной станции до более чем 38 000 секунд в день при использовании спутника на геостационарной орбите. Увеличение времени передачи означало, что можно было передавать больше изображений, хотя неясно, насколько добавление этой возможности ретрансляции снизило бы затраты.
General Electric представила отчет о возможностях системы считывания показаний к декабрю 1968 года. В предыдущие годы проект часто сокращали как «R/O», и программа решила, что в несекретных сообщениях система будет обозначаться греческой буквой «Rho», хотя умный офицер КГБ мог бы установить связь.
К маю 1969 года планировалось запустить четыре пилотируемых корабля MOL: в июле 1972 года, январе и июле 1973 года и январе 1974 года. Если MOL будет переведен в конфигурацию фазы II или блока II, полеты по этому графику могут продолжаться до января 1976 года. MOL Block II может иметь расширенные возможности, включая инфракрасные и мультиспектральные датчики, ультрафиолетовую астрономию, а также запись сцен и передачу с помощью прицела слежения и основной оптики. Продолжительность миссии может быть увеличена с базовых 30 дней до 45-дневной.
Одним из возможных улучшений было добавление удаленной функции считывания пленки. В отчете за май 1969 года о транспортном средстве Block II перечислялось несколько новых миссий, которые могли бы быть реализованы при наличии функции считывания. К ним относились управление кризисными ситуациями, предупреждение о событиях (включая ракетные испытания, деятельность на стартовой площадке или на пониженной дальности, запуски спутников, ядерные испытания и деятельность на площадке ПРО), возможные цели и поддержка запросов. Как отмечается в отчете, без считывания данные миссии были недоступны до окончания миссии, и продление ее срока с 30 до 45 дней увеличило задержку до тех пор, пока люди на местах не смогут увидеть фотографии. Для миссии технической разведки это не было проблемой, но для предупреждения событий и управления кризисными ситуациями фотографии могли оказаться бесполезными к тому времени, когда они достигнут земли.