Crucero orbital: lo que equipará a las naves espaciales

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificación: 2023-12-16 16:02

El espacio ultraterrestre se considera cada vez más como un escenario de operaciones militares en toda regla. Después de la unificación de la Fuerza Aérea (Fuerza Aérea) y las Fuerzas de Defensa Aeroespacial en Rusia, se formaron las Fuerzas Aeroespaciales (VKS). También ha aparecido un nuevo tipo de Fuerzas Armadas en los Estados Unidos.

Sin embargo, hasta ahora estamos hablando más de defensa antimisiles, golpeando desde el espacio y destruyendo naves espaciales enemigas desde la superficie o desde la atmósfera. Pero tarde o temprano, pueden aparecer armas a bordo de naves espaciales en órbita. Imagínense la Soyuz tripulada o la lanzadera americana revivida que lleva láseres o cañones. Tales ideas han vivido durante mucho tiempo en la mente de los militares y los científicos. Además, la ciencia ficción y no del todo ciencia ficción los calienta periódicamente. Busquemos puntos de partida viables a partir de los cuales pueda comenzar una nueva carrera de armamentos espaciales.

Con un cañón a bordo

Y vamos cañones y ametralladoras - lo último en lo que pensamos cuando imaginamos una colisión de combate de naves espaciales en órbita, probablemente en este siglo todo empezará por ellos. De hecho, un cañón a bordo de una nave espacial es simple, comprensible y relativamente barato, y ya existen ejemplos del uso de tales armas en el espacio.

A principios de los años 70, la URSS empezó a temer seriamente por la seguridad de los vehículos enviados al cielo. Y fue por lo que, después de todo, en los albores de la era espacial, Estados Unidos comenzó a desarrollar satélites de reconocimiento e interceptores. Ese trabajo se está llevando a cabo ahora, tanto aquí como al otro lado del océano.

Los satélites inspectores están diseñados para inspeccionar las naves espaciales de otras personas. Maniobrando en órbita, se acercan al objetivo y hacen su trabajo: fotografían el satélite objetivo y escuchan su tráfico de radio. No es necesario ir muy lejos para obtener ejemplos. Lanzado en 2009, el aparato de reconocimiento electrónico PAN estadounidense, que se mueve en órbita geoestacionaria, "se infiltra" en otros satélites y escucha a escondidas el tráfico de radio del satélite objetivo con puntos de control en tierra. A menudo, el pequeño tamaño de estos dispositivos les proporciona sigilo, por lo que desde la Tierra a menudo se confunden con desechos espaciales.

Además, en los años 70, Estados Unidos anunció el inicio de las obras de la nave espacial de transporte reutilizable Space Shuttle. El transbordador tenía un gran compartimento de carga y podía entrar en órbita y regresar a la Tierra en una nave espacial de gran masa. En el futuro, la NASA pondrá en órbita el telescopio Hubble y varios módulos de la Estación Espacial Internacional en las bahías de carga de los transbordadores. En 1993, el transbordador espacial Endeavour agarró un satélite científico EURECA de 4,5 toneladas con su brazo manipulador, lo puso en la bodega de carga y lo devolvió a la Tierra. Por lo tanto, los temores de que esto pudiera sucederle a los satélites soviéticos o la estación orbital Salyut, y que bien pudiera encajar en el "cuerpo" del transbordador, no fueron en vano.

La estación Salyut-3, que fue puesta en órbita el 26 de junio de 1974, se convirtió en el primer y hasta ahora el último vehículo orbital tripulado con armas a bordo. La estación militar Almaz-2 se escondía bajo el nombre civil "Salyut". La posición favorable en una órbita con una altitud de 270 kilómetros dio una buena vista y convirtió la estación en un punto de observación ideal. La estación permaneció en órbita durante 213 días, 13 de los cuales trabajó con la tripulación.

Entonces, pocas personas imaginaron cómo se llevarían a cabo las batallas espaciales. Buscaban ejemplos en algo más comprensible, principalmente en la aviación. Sin embargo, ella sirvió como donante de tecnología espacial.

En ese momento, no pudieron encontrar una solución mejor, excepto cómo colocar un cañón de avión a bordo. Su creación fue asumida por OKB-16 bajo el liderazgo de Alexander Nudelman. La oficina de diseño estuvo marcada por muchos avances importantes durante la Gran Guerra Patria.

"Debajo del vientre" de la estación, se instaló un cañón automático de 23 mm, creado sobre la base de un cañón de fuego rápido de aviación diseñado por Nudelman - Richter R-23 (NR-23). Fue adoptado en 1950 e instalado en cazas soviéticos La-15, MiG-17, MiG-19, aviones de ataque Il-10M, aviones de transporte militar An-12 y otros vehículos. HP-23 también se produjo bajo licencia en China.

La pistola se fijó rígidamente paralela al eje longitudinal de la estación. Era posible apuntar al punto deseado del objetivo solo girando toda la estación. Además, esto podría hacerse tanto manualmente, a través de la vista, como de forma remota, desde el suelo.

El cálculo de la dirección y la potencia de la salva requeridos para garantizar la destrucción del objetivo fue realizado por el Dispositivo de Control de Programa (PCA), que controló el disparo. La velocidad de disparo del arma fue de hasta 950 disparos por minuto.

Un proyectil que pesaba 200 gramos voló a una velocidad de 690 m / s. El cañón podría impactar con eficacia objetivos a una distancia de hasta cuatro kilómetros. Según testigos de las pruebas en tierra del arma, una descarga del cañón rasgó medio barril metálico de gasolina ubicado a una distancia de más de un kilómetro.

Cuando se disparó en el espacio, su retroceso fue equivalente a un empuje de 218,5 kgf. Pero fue fácilmente compensado por el sistema de propulsión. La estación fue estabilizada por dos motores de propulsión con un empuje de 400 kgf cada uno o motores de estabilización rígidos con un empuje de 40 kgf.

La estación estaba armada exclusivamente para acciones defensivas. Un intento de robarlo de la órbita o incluso inspeccionarlo por un satélite inspector podría terminar en un desastre para el vehículo enemigo. Al mismo tiempo, no tenía sentido y, de hecho, era imposible usar el Almaz-2 de 20 toneladas, lleno de equipos sofisticados para la destrucción intencionada de objetos en el espacio.

La estación podría defenderse de un ataque, es decir, de un enemigo que se le acercó de forma independiente. Para las maniobras en órbita, que permitirían acercarse a los objetivos a una distancia de disparo precisa, el Almaz simplemente no tendría suficiente combustible. Y el propósito de encontrarlo era diferente: reconocimiento fotográfico. De hecho, el "arma" principal de la estación era la gigantesca cámara telescópica con lente de espejo de enfoque largo "Agat-1".

Durante la vigilancia de la estación en órbita, aún no se han creado oponentes reales. Aún así, el arma a bordo se usó para el propósito previsto. Los desarrolladores necesitaban saber cómo el disparo de un cañón afectaría la dinámica y la estabilidad de vibración de la estación. Pero para ello era necesario esperar a que la estación funcionara en modo no tripulado.

Las pruebas en tierra del arma mostraron que el disparo del arma iba acompañado de un fuerte rugido, por lo que existía la preocupación de que probar el arma en presencia de astronautas pudiera afectar negativamente su salud.

El disparo se llevó a cabo el 24 de enero de 1975 por control remoto desde la Tierra justo antes de que la estación fuera desorbitada. La tripulación ya había abandonado la estación en ese momento. El disparo se llevó a cabo sin objetivo, los proyectiles disparados contra el vector de velocidad orbital entraron en la atmósfera y se quemaron incluso antes que la propia estación. La estación no colapsó, pero el retroceso de la salva fue significativo, a pesar de que los motores se encendieron en ese momento para estabilizarse. Si la tripulación estuviera en la estación en ese momento, lo habría sentido.

En las próximas estaciones de la serie - en particular, "Almaz-3", que volaba bajo el nombre "Salyut-5" - iban a instalar armamento de cohetes: dos misiles de la clase "espacio-espacio" con un Alcance estimado de más de 100 kilómetros. Entonces, sin embargo, esta idea fue abandonada.

"Unión" militar: armas y misiles

El desarrollo del proyecto Almaz fue precedido por el programa Zvezda. En el período de 1963 a 1968, el OKB-1 de Sergey Korolev se dedicó al desarrollo de la nave espacial tripulada de investigación militar de varios asientos 7K-VI, que sería una modificación militar del Soyuz (7K). Sí, la misma nave espacial tripulada que todavía está en funcionamiento y sigue siendo el único medio de enviar tripulaciones a la Estación Espacial Internacional.

Las "Soyuz" militares estaban destinadas a diferentes propósitos y, en consecuencia, los diseñadores proporcionaron un conjunto diferente de equipo a bordo, incluidas las armas.

"Soyuz P" (7K-P), que comenzó a desarrollarse en 1964, se convertiría en el primer interceptor orbital tripulado de la historia. Sin embargo, no se previeron armas a bordo, la tripulación de la nave, después de examinar el satélite enemigo, tuvo que ir al espacio abierto y desactivar el satélite enemigo, por así decirlo, manualmente. O, si es necesario, colocando el dispositivo en un contenedor especial, envíelo a la Tierra.

Pero esta decisión fue abandonada. Temiendo acciones similares por parte de los estadounidenses, equipamos nuestra nave espacial con un sistema de autodetonación. Es muy posible que Estados Unidos hubiera seguido el mismo camino. Incluso aquí no querían arriesgar la vida de los astronautas. El proyecto Soyuz-PPK, que reemplazó al Soyuz-P, ya suponía la creación de un barco de combate en toda regla. Podría eliminar satélites gracias a ocho pequeños misiles espacio-espacio ubicados en la proa. La tripulación del interceptor estaba formada por dos cosmonautas. No había necesidad de que abandonara el barco ahora. Habiendo examinado el objeto visualmente o examinándolo con la ayuda de equipos a bordo, la tripulación decidió la necesidad de destruirlo. Si se aceptaba, la nave se alejaría un kilómetro del objetivo y le dispararía con misiles a bordo.

Se suponía que los misiles para el interceptor serían fabricados por la oficina de diseño de armas de Arkady Shipunov. Eran una modificación de un proyectil antitanque controlado por radio que iba al objetivo en un potente motor sustentador. Las maniobras en el espacio se llevaron a cabo encendiendo pequeñas bombas de pólvora, que estaban densamente salpicadas con su ojiva. Al acercarse al objetivo, la ojiva se socavó y sus fragmentos a gran velocidad golpearon el objetivo, destruyéndolo.

En 1965, OKB-1 recibió instrucciones de crear un avión de reconocimiento orbital llamado Soyuz-VI, que significa Explorador de gran altitud. El proyecto también se conoce con las designaciones 7K-VI y Zvezda. Se suponía que "Soyuz-VI" realizaría observación visual, reconocimiento fotográfico, maniobras de acercamiento y, si era necesario, podría destruir una nave enemiga. Para hacer esto, el ya familiar cañón de avión HP-23 se instaló en el vehículo de descenso del barco. Al parecer, fue de este proyecto que luego migró al proyecto de la estación Almaz-2. Aquí era posible dirigir el cañón solo controlando todo el barco.

Sin embargo, nunca se hizo un solo lanzamiento de la "Unión" militar. En enero de 1968, se interrumpió el trabajo en el barco de investigación militar 7K-VI y se desmanteló el barco inacabado. La razón de esto son las disputas internas y el ahorro de costos. Además, era obvio que todas las tareas de este tipo de barcos podían encomendarse a la Soyuz civil ordinaria oa la estación orbital militar de Almaz. Pero la experiencia adquirida no fue en vano. OKB-1 lo usó para desarrollar nuevos tipos de naves espaciales.

Una plataforma, diferentes armas

En los años 70, las tareas ya estaban definidas de forma más amplia. Ahora se trataba de la creación de vehículos espaciales capaces de destruir misiles balísticos en vuelo, especialmente importantes objetivos aéreos, orbitales, marinos y terrestres. El trabajo fue confiado a NPO Energia bajo el liderazgo de Valentin Glushko. Un decreto especial del Comité Central del PCUS y del Consejo de Ministros de la URSS, que formalizó el papel rector de "Energia" en este proyecto, se denominó: "Sobre el estudio de la posibilidad de crear armas para la guerra en el espacio y del espacio."

Se eligió como base la estación orbital de largo plazo Salyut (17K). En ese momento, ya había mucha experiencia en la operación de dispositivos de esta clase. Habiéndola elegido como plataforma base, los diseñadores de NPO Energia comenzaron a desarrollar dos sistemas de combate: uno para usar con armas láser y el otro con armas de misiles.

El primero se llamó "Skif". En 1987 se lanzará un modelo dinámico de un láser en órbita, la nave espacial Skif-DM. Y el sistema con armas de misiles se llamó "Cascade".

"Cascade" difería favorablemente del láser "hermano". Tenía una masa menor, lo que significa que podía llenarse con una gran cantidad de combustible, lo que le permitía "sentirse más libre en órbita" y realizar maniobras. Aunque para ese y el otro complejo, se asumió la posibilidad de repostar en órbita. Se trataba de estaciones no tripuladas, pero también se preveía la posibilidad de que una tripulación de dos hombres las visitara durante hasta una semana en la nave espacial Soyuz.

En general, la constelación de complejos orbitales de misiles y láser, complementada con sistemas de guía, se convertiría en parte del sistema de defensa antimisiles soviético: "anti-SDI". Al mismo tiempo, se asumió una clara "división del trabajo". Se suponía que el cohete "Cascade" funcionaría en objetivos ubicados en órbitas geoestacionarias y de altitud media. "Skif": para objetos de órbita baja.

Por separado, vale la pena considerar los misiles interceptores en sí, que se suponía que debían usarse como parte del complejo de combate Kaskad. Fueron desarrollados, nuevamente, en NPO Energia. Tales misiles no se ajustan del todo a la comprensión habitual de misiles. No olvides que se utilizaron fuera de la atmósfera en todas las etapas, no se pudo tener en cuenta la aerodinámica. Más bien, eran similares a las etapas superiores modernas utilizadas para llevar los satélites a las órbitas calculadas.

El cohete era muy pequeño, pero tenía suficiente potencia. Con una masa de lanzamiento de solo unas pocas decenas de kilogramos, tenía un margen de velocidad característico comparable a la velocidad característica de los cohetes que ponen naves espaciales en órbita como carga útil. El sistema de propulsión único utilizado en el misil interceptor utilizó combustibles no convencionales, no criogénicos y materiales compuestos de alta resistencia.

En el extranjero y al borde de la fantasía

Estados Unidos también tenía planes para construir buques de guerra. Entonces, en diciembre de 1963, el público anunció un programa para crear un laboratorio en órbita tripulado MOL (Laboratorio en órbita tripulado). La estación debía ser puesta en órbita por un vehículo de lanzamiento Titan IIIC junto con la nave espacial Gemini B, que debía llevar una tripulación de dos astronautas militares. Se suponía que debían pasar hasta 40 días en órbita y regresar en la nave espacial Gemini. El propósito de la estación era similar a nuestro "Almazy": iba a ser utilizado para reconocimiento fotográfico. Sin embargo, también se ofreció la posibilidad de "inspección" de satélites enemigos. Además, los astronautas tenían que salir al espacio y acercarse a vehículos enemigos utilizando la llamada Unidad de maniobra de astronautas (AMU), un jetpack diseñado para su uso en MOL. Pero no se pretendía instalar armas en la estación. El MOL nunca estuvo en el espacio, pero en noviembre de 1966 se lanzó su maqueta junto con la nave espacial Gemini. En 1969, el proyecto se cerró.

También había planes para la creación y modificación militar del Apolo. Podría participar en la inspección de satélites y, si es necesario, en su destrucción. Esta nave tampoco se suponía que tuviera armas. Curiosamente, se propuso usar un brazo manipulador para la destrucción, y no cañones ni misiles.

Pero, quizás, el más fantástico puede llamarse el proyecto de la nave de impulso nuclear "Orion", propuesto por la empresa "General Atomics" en 1958. Vale la pena mencionar aquí que este fue un momento en el que el primer hombre aún no había volado al espacio, pero sí tuvo lugar el primer satélite. Las ideas sobre las formas de conquistar el espacio exterior eran diferentes. Edward Teller, físico nuclear, "padre de la bomba de hidrógeno" y uno de los fundadores de la bomba atómica, fue uno de los fundadores de esta empresa.

El proyecto de la nave espacial Orion y su modificación militar Orion Battleship, que apareció un año después, era una nave espacial que pesaba casi 10 mil toneladas, propulsada por un motor de pulso nuclear. Según los autores del proyecto, se compara favorablemente con los cohetes de combustible químico. Inicialmente, incluso se suponía que Orion sería lanzado desde la Tierra, desde el sitio de pruebas nucleares de Jackess Flats en Nevada.

ARPA se interesó en el proyecto (DARPA se convertirá más tarde) - la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada del Departamento de Defensa de los Estados Unidos, responsable del desarrollo de nuevas tecnologías para su uso en los intereses de las Fuerzas Armadas. Desde julio de 1958, el Pentágono ha destinado un millón de dólares para financiar el proyecto.

Los militares estaban interesados en la nave, que permitió poner en órbita y mover cargas que pesaban alrededor de decenas de miles de toneladas en el espacio, realizar reconocimiento, alerta temprana y destrucción de misiles balísticos intercontinentales enemigos, contramedidas electrónicas, así como ataques contra tierra. blancos y blancos en órbita y otros cuerpos celestes. En julio de 1959, se preparó un borrador para un nuevo tipo de Fuerzas Armadas de Estados Unidos: la Fuerza de Bombardeo del Espacio Profundo, que puede traducirse como la Fuerza de Bombardero Espacial. Se preveía la creación de dos flotas espaciales operativas permanentes, formadas por naves espaciales del proyecto Orion. El primero debía estar de servicio en la órbita terrestre baja, el segundo, en reserva detrás de la órbita lunar.

Las tripulaciones de los barcos debían ser reemplazadas cada seis meses. La vida útil de los propios Orion era de 25 años. En cuanto a las armas del acorazado Orion, se dividieron en tres tipos: principal, ofensiva y defensiva. Las principales fueron ojivas termonucleares W56 equivalentes a un megatón y medio y hasta 200 unidades. Fueron lanzados usando cohetes de propulsante sólido colocados en el barco.

Los tres obuses de doble cañón Kasaba eran ojivas nucleares direccionales. Se suponía que los proyectiles, que salían del arma, al detonar, generarían un frente estrecho de plasma que se movía a una velocidad cercana a la de la luz, que era capaz de golpear naves espaciales enemigas a largas distancias.

El armamento defensivo de largo alcance consistía en tres montajes de artillería naval Mark 42 de 127 mm modificados para disparar en el espacio. Las armas de corto alcance eran los cañones automáticos de avión M61 Vulcan alargados de 20 mm. Pero al final, la NASA tomó la decisión estratégica de que en un futuro cercano el programa espacial se volverá no nuclear. Pronto ARPA se negó a apoyar el proyecto.

Rayos de la muerte

Para algunos, las armas y los cohetes de las naves espaciales modernas pueden parecer armas pasadas de moda. Pero, ¿qué es moderno? Láseres, por supuesto. Hablemos de ellos.

En la Tierra, ya se han puesto en servicio algunas muestras de armas láser. Por ejemplo, el complejo láser Peresvet, que asumió el deber de combate experimental en diciembre pasado. Sin embargo, el advenimiento de los láseres militares en el espacio aún está muy lejos. Incluso en los planes más modestos, el uso militar de tales armas se ve principalmente en el campo de la defensa antimisiles, donde los objetivos de las agrupaciones orbitales de láseres de combate serán misiles balísticos y sus ojivas lanzadas desde la Tierra.

Aunque en el campo del espacio civil, los láseres abren grandes perspectivas: en particular, si se utilizan en sistemas de comunicación espacial con láser, incluidos los de largo alcance. Varias naves espaciales ya tienen transmisores láser. Pero en lo que respecta a los cañones láser, lo más probable es que el primer trabajo que se les asigne sea "defender" la Estación Espacial Internacional de los desechos espaciales.

Es la ISS la que debería convertirse en el primer objeto en el espacio armado con un cañón láser. De hecho, la estación se ve sometida periódicamente a "ataques" de varios tipos de desechos espaciales. Para protegerlo de los desechos orbitales, se requieren maniobras evasivas, que deben realizarse varias veces al año.

En comparación con otros objetos en órbita, la velocidad de los desechos espaciales puede alcanzar los 10 kilómetros por segundo. Incluso una pequeña pieza de escombros transporta una enorme energía cinética, y si entra en una nave espacial, causará daños graves. Si hablamos de naves espaciales tripuladas o módulos de estaciones orbitales, entonces también es posible la despresurización. De hecho, es como un proyectil disparado por un cañón.

En 2015, científicos del Instituto Japonés de Investigación Física y Química tomaron el láser, diseñado para ser colocado en la ISS. En ese momento, la idea era modificar el telescopio EUSO ya disponible en la estación. El sistema que inventaron incluía un sistema láser CAN (Red de Amplificación Coherente) y un telescopio del Observatorio Espacial del Universo Extremo (EUSO). El telescopio tenía la tarea de detectar fragmentos de escombros y el láser tenía la tarea de sacarlos de la órbita. Se asumió que en solo 50 meses, el láser limpiaría por completo la zona de 500 kilómetros alrededor de la ISS.

Se suponía que una versión de prueba con una capacidad de 10 vatios aparecería en la estación el año pasado, y ya una versión completa en 2025. Sin embargo, en mayo del año pasado, se informó que el proyecto para crear una instalación láser para la ISS se había convertido en internacional y se incluyeron científicos rusos en él. Boris Shustov, presidente del grupo de expertos del Consejo sobre amenazas espaciales, miembro correspondiente de la Academia de Ciencias de Rusia, habló sobre esto en una reunión del Consejo sobre el espacio de RAS.

Los especialistas nacionales aportarán sus desarrollos al proyecto. Según el plan original, se suponía que el láser concentraría energía de 10 mil canales de fibra óptica. Pero los físicos rusos han propuesto reducir el número de canales en un factor de 100 utilizando las llamadas varillas delgadas en lugar de fibra, que se están desarrollando en el Instituto de Física Aplicada de la Academia de Ciencias de Rusia. Esto reducirá el tamaño y la complejidad tecnológica del láser orbital. La instalación láser ocupará un volumen de uno o dos metros cúbicos y tendrá una masa de unos 500 kilogramos.

La tarea clave que deben resolver todos los que se dedican al diseño de láseres orbitales, y no solo láseres orbitales, es encontrar la cantidad de energía necesaria para alimentar la instalación del láser. Para lanzar el láser planeado a máxima potencia, se necesita toda la electricidad generada por la estación. Sin embargo, está claro que es imposible desenergizar completamente la estación orbital. Hoy en día, los paneles solares de la ISS son la planta de energía orbital más grande del espacio. Pero dan solo 93,9 kilovatios de potencia.

Nuestros científicos también están reflexionando sobre cómo mantener dentro del cinco por ciento de la energía disponible para una inyección. A estos efectos, se propone alargar el tiempo de disparo a 10 segundos. Otros 200 segundos entre disparos tardarán en "recargar" el láser.

La instalación láser "sacará" la basura desde una distancia de hasta 10 kilómetros. Además, la destrucción de fragmentos de escombros no se verá igual que en "Star Wars". Un rayo láser, que golpea la superficie de un cuerpo grande, hace que su sustancia se evapore, lo que resulta en un flujo de plasma débil. Luego, debido al principio de propulsión a chorro, el fragmento de escombros adquiere un impulso, y si el láser golpea la frente, el fragmento se ralentizará y, perdiendo velocidad, entrará inevitablemente en las densas capas de la atmósfera, donde arderá.