Агентство космического развития США к 2022 году планирует развернуть в ближнем космосе, на низкой околоземной орбите группировку спутников слежения. Планируется, что эти аппараты должны защитить Соединенные Штаты от внезапных ударов гиперзвуковых ударных блоков российских и китайских ракет. Рабочее название этой группировки – Constellation (рус. «Созвездие»), и она должна быть поистине огромной, то есть состоять из нескольких тысяч аппаратов. Теперь стало известно, что создавать эти спутники и запускать их будет компания Илона Маска SpaceX.
Такая многочисленная группировка низкоорбитальных спутников должна усовершенствовать концепцию, в западной литературе называемую Overhead Persistent Infrared (OPIR), что в буквальном переводе означает «постоянное инфракрасное слежение». Российский аналог этой системы – космический эшелон системы предупреждения о ракетном нападении (СПРН), функции которого сегодня выполняют спутники «Тундра». Основой обнаружения баллистических ракет системой OPIR/СПРН является их инфракрасный след, который образуется при работе ракетных двигателей.
Мы боимся ваших ударных блоков
Зачем же вдруг США понадобилось совершенствовать свою систему OPIR (СПРН), которая надежно работает еще с конца 1960-х годов? Все дело в том, что традиционный подход подразумевал размещение спутников оповещения о ракетном нападении на стационарной или полярной высокоэллиптической орбите. Три–четыре спутника на геостационарной орбите позволяли отслеживать запуски баллистических ракет с территории России и Китая. Такое же количество спутников на полярных высокоэллиптических орбитах позволяло контролировать полярные области Северного полушария Земли, которые были «слепым пятном» для спутников на геостационарной орбите. За счет особенности своей эллиптической орбиты такие спутники подолгу «висели» в апогее над Северным полушарием, а Южное полушарие проходили быстро, в перигее.
Однако такая система хорошо защищает только от классических баллистических ракет, которые летят по хорошо предсказуемой траектории и легко определяются по заметному инфракрасному следу. Все радикально изменилось с созданием Россией (и, возможно, Китаем) гиперзвуковых управляемых боевых блоков (УББ). Российская система известна под названием «Авангард». Такие боеголовки получили в свое распоряжение целый арсенал средств по изменению своей траектории. В их число входят как пассивные аэродинамические поверхности («крылья»), так и активные («рули»), а также – системы коррекции курса, основанные на ракетных или гиперзвуковых прямоточных воздушно-реактивных двигателях (ГПВРД). Причем свои двигатели гиперзвуковые УББ включают очень ненадолго, а их инфракрасный след гораздо слабее и плохо заметен.
Гиперзвуковые УББ могут делать сразу несколько вещей, на которые не способны обычные боеголовки. Например, резко менять свой курс, активно уходить от перехвата противоракетами противника и даже несколько раз повторно «нырять» в атмосферу Земли. Такие последовательные погружения в земную атмосферу сильно осложняют работу спутников OPIR, не говоря уж о перехвате. Российское военно-политическое руководство неоднократно заявляло, что гиперзвуковые блоки «Авангард» перехватить невозможно – и это действительно так.
Тем более что для уверенного повторного обнаружения гиперзвуковых УББ их надо отслеживать с гораздо более близкого расстояния, ведь эпизодическая работа их двигателей гораздо менее интенсивна, нежели у обычных баллистических ракет. Поэтому спутники OPIR требуется опустить на низкую околоземную орбиту – только вот тут эти аппараты подстерегают другие сложности.
Долго мы тут не протянем!
Как показывают расчеты, сносно определять гиперзвуковые УББ с помощью низкоорбитальных спутников OPIR можно уже с высоты в 600–1200 км. А уверенно делать это можно и вовсе только с орбиты высотой в 200–300 км – слишком уж хорошо «прячутся» гиперзвуковые УББ в каждом своем нырке в атмосферу нашей планеты. Опустить спутники слежения ниже уже никак нельзя. На низких орбитах космический аппарат живет лишь от недели до нескольких месяцев, а затем начинает резко тормозиться за счет трения об остаточную атмосферу нашей планеты. Поэтому столь низкую орбиту используют исключительно для начального выведения аппаратов, после чего они уже с помощью собственных двигателей стараются поскорее перейти куда-нибудь повыше.
Поэтому орбиты в 600–1200 км (и тем более в 200–300 км) оказываются гораздо более неудобными с точки зрения размещения средств контроля – спутников OPIR. Их группировку приходится постоянно пополнять из-за торможения аппаратов и схода с расчетной орбиты. На орбите в 200–300 км, как показывают расчеты, даже спутник с собственной двигательной установкой протянет до полутора лет, после чего полностью исчерпает свой запас топлива.
С похожей проблемой столкнулся и Илон Маск при развертывании своей системы интернет-связи Starlink: чтобы его абоненты уверенно принимали сигнал спутников на небольшие антенны, ему тоже пришлось опустить свои аппараты максимально низко к атмосфере.
Но за это пришлось заплатить: в ходе реализации полного развертывания Starlink на орбиту должно быть выведено несколько тысяч аппаратов. Причем усилия по поддержанию такой низкоорбитальной группировки будут поистине титаническими: ежемесячно с орбиты за счет торможения об атмосферу будет сходить чуть ли не 500–600 аппаратов.
Так что заказ Пентагона своих новых спутников OPIR на заводе Маска практически вынужденный: американским военным необходимы дешевые аппараты, которые можно будет выводить в космос сотнями штук ежемесячно. Прекрасно понимая, что через короткий срок эти «инфракрасные глаза» просто сгорят в атмосфере.
Смогут ли США увидеть наши блоки?
В силу вышесказанного первый этап развертывания «Созвездия» низкоорбитальных OPIR будет копировать архитектуру системы глобальной телефонной связи Iridium, созданной в 1990 годах. Тогда Iridium для полного покрытия земного шара обошлась лишь 77 спутниками, расположенными на орбите высотой в 784 км. Первый этап проекта «Созвездие», который был опубликован в открытых источниках, предполагает подобную архитектуру – с 70 спутниками на орбите высотой в 700–800 км.
Однако в таком варианте «Созвездие» будет «подслеповатым», лишь немного улучшая способность обнаружения гиперзвуковых УББ по сравнению с геостационарным OPIR. А вот второй этап развертывания низкоорбитального OPIR уже гораздо интереснее: он предполагает, что на орбитах высотой в 200–300 км будет размещено несколько тысяч небольших и недорогих спутников.
Уменьшить количество этих аппаратов невозможно. В силу низкой орбиты они достаточно «зоркие», чтобы обнаружить прячущийся в атмосфере гиперзвуковой блок, но «видят» только очень небольшой участок под собой (мешает кривизна Земли и поглощение инфракрасных лучей в атмосфере).
По сути, план низкоорбитального OPIR для Пентагона во много повторяет вторую фазу развертывания нашумевшей системы глобального спутникового интернета Starlink от компании SpaceX. Что, в общем-то, уже породило шутливое предложение, что Илону Маску пора закончить «шифроваться» и честно сказать, что на спутниках Starlink будут установлены инфракрасные датчики, которые станут работать в интересах Пентагона. Ведь никаких препятствий к этому не существует – единичный низкоорбитальный спутник OPIR представляет собой достаточно простой аппарат, а сложность состоит именно в насыщении спутниковой группировки аппаратами и поддержании требуемого их количества.
Конечно, такой подход – золотое дно для пусковой и спутниковой индустрии. Делать по десятку запусков в месяц и собирать несколько сотен новых спутников ежемесячно с тем, чтобы просто поддерживать стабильность спутниковой группировки – это же просто какая-то мечта!
Но остается простой вопрос: сможет ли такая система надежно защитить США от удара гиперзвуковыми блоками? Ответ на этот вопрос, конечно, сценарный и возвращает нас к известной «дилемме ПРО», являющейся частным случаем «дилеммы заключенного».
Со времен создания в США и в СССР сравнимых арсеналов ядерного оружия, к тому же способных уничтожить земную цивилизацию по нескольку раз, самым неприятным сценарием для обеих сторон является опасность контрсилового, или иначе – обезоруживающего удара. В таком сценарии предполагается, что агрессор наносит внезапный удар по стратегическим объектам и ядерным силам оппонента, чтобы парализовать его командную систему и ограничить возможности ответного ядерного удара. Эдакое «предательство сокамерника» из дилеммы заключенного, только на глобальный лад.
После этого система ПРО агрессора уже имеет дело не с несколькими тысячами боеголовок, как в случае первого или ответно-встречного удара, а лишь с несколькими десятками, которые она уже вполне в состоянии перехватить и уничтожить. Поэтому, конечно, выход США из Договора о ПРО, который значительно ограничивал мощность противоракетной обороны, создал совсем иную реальность.
В этой реальности низкоорбитальная OPIR может и сработать, обеспечив перехват небольшого количества российских или китайских гиперзвуковых блоков, уцелевших после обезоруживающего удара.
Однако если Москва и Пекин не будут уничтожены в результате вероломного удара, а китайский или российский арсенал «отработают» по США в рамках ответно-встречного запуска ракет, то судьба США выглядит незавидно. Даже низкоорбитальный OPIR не поможет перехватить все гиперзвуковые блоки – ведь в этом случае речь будет идти о сотнях, если не тысячах боеголовок.
Впрочем, для Илона Маска это не так важно. Свои миллионы на постройке спутников он заработает гарантированно.