Боевые измерения
Строится орбитальная инфракрасная сеть нового типа для обнаружения гиперзвуковых целей. Как она может снизить потенциал гиперзвукового оружия?
Многоспутниковые орбитальные сети идут в боевую область. Первая такая сеть строится как боевая система для выявления и уничтожения гиперзвуковых целей, самого перспективного сегодня класса оружия. Первая серия ее спутников запущена в этом году и сейчас работает для проверки концепции этой сети.
Перехват не теряя времени
В форсажном грохоте лизнув бетонку огненным языком, дежурная пара самолетов круто ушла в небо по боевой тревоге. В стратосфере они поднялись на боевой потолок и вышли на максимальную сверхзвуковую скорость, покрывая километры словно спокойными щелчками пальцев. Цель идет в стороне в сотнях километров, еще не видимая визуально. Но в горизонте видна отметка на стекле шлема, отмеченная рамкой с числами.
В них удаление до цели, ее азимут, высота, скорость движения, параметры непрерывного маневрирования. Текущие координаты, прогноз генерального движения, режим сближения с самолетом. Скорость цели высокая, значение числа Маха ее полета достигает 5,5.
Выйдя в район перед целью, дежурная пара довернула свой курс до курса движения цели, которая теперь быстро приближается сзади. Плавно снизившись на километр для разгона перед горкой, самолеты круто задрали носы и на форсаже пошли дальше в чернеющую стратосферу. Вот и динамический потолок на вершине огромной полубаллистической дуги, немного не достающей до высоты 30 км.
В этот момент в паре километров выше из зенита вперед быстро проходит цель, уверенно обгоняя самолеты. В черноте неба короткое время визуально виден поблескивающий дефис гиперзвуковой ракеты. Снизу самолетов вспух огонь пуска ракет.
Двигатели за секунды разогнали их до своих М = 4, которые добавились к сверхзвуковой скорости самолетов; в сумме скорость ракет превысила М = 6. Через короткое время в небе ярко высверкнуло с отблеском на носовых обтекателях самолетов, выходящих из атаки по нисходящей кривой. Перехват состоялся.
Ключевую роль в нем сыграло наличие у самолетов точных данных о координатах и движении цели. Не теряя время на ее поиск, они с упреждением прибыли в район перехвата, определенный по этим данным. По ним же построив и выполнив перехват на динамическом потолке на отставании. Четкое исполнение атаки стало отработкой ключевой информации, обеспечившей уничтожение цели.
Как засекают баллистический межконтинентальный пуск
Горячее вещество излучает в широком электромагнитном диапазоне, в том числе тепловом и оптическом. На первых 1000°С вещество излучает больше энергии в тепловом (инфракрасном) диапазоне. Поэтому инфракрасное зрение и видит горячую цель даже в полной темноте, оптическом нуле. На ночной стороне Земли видно расположение и характеристики источников тепла. И на дневной тоже, если они ярче фона.
Это используют спутники систем предупреждения о ракетном нападении. В случае пуска ракеты они заметят горячую реактивную струю взлетающей ракеты и измерят ее координаты в пространстве в последовательные моменты времени. Этим получат пространственный вектор скорости и его изменение во времени. А отсюда и ускорение, его направление, траекторию и наземную трассу полета. По ним построятся прогнозы, в том числе времени и района падения, определится наземная полоса подлета к нему, в которой можно применить противоракетные средства. И приготовить их к бою, пока цель туда летит.
Так работает американская система раннего обнаружения пусков межконтинентальных ракет SBIRS (SpaceBased Infrared System). Она наблюдает Землю из десяти точек в космосе: шести собственных геостационарных спутников и четырех контейнеров, установленных на высокоэллиптических военных спутниках в качестве дополнительной нагрузки. Спутники SBIRS построены компанией Lockheed Martin.
Они видят инфракрасную картину местности и тепловые источники, определяют их параметры и поведение. По горячей реактивной струе обнаруживают пуск, наблюдая старт баллистической ракеты (или ее появление над облаками) и полет с работающим двигателем. По этим измерениям можно построить дальнейшую баллистическую траекторию и положение на ней цели в любой момент времени, а также спрогнозировать район падения.
Траекторию цели строит наземный комплекс обработки. Определив наземную трассу полета, выбирают противоракетные комплексы (наземные, морские, воздушные), расположенные ближе к трассе. Для каждого комплекса рассчитываются последовательные положения цели в небе с течением времени. Эти данные называются целеуказаниями; они могут заводиться в систему управления полетом зенитной противоракеты, объектовую систему ПРО, передаваться истребителю. По целеуказаниям будут строиться перехваты, рассчитываться моменты и азимуты пусков противоракет, подход истребителей к району атаки, построение атаки и другие действия для уничтожения цели.
Наблюдение с больших высот
Взлет МБР хорошо виден с высоты 35 786 км геостационарной орбиты, а точки пуска могут отстоять дальше еще на тысячи километров. С геостационарной высоты видно примерно треть поверхности Земли. Поэтому спутников нужно немного, всего шесть, с учетом периферийного перекрытия зон обзора. Плюс четыре еще выше, сменяющие друг друга на апогейных участках высоких эллиптических орбит. Большая чувствительность инфракрасных сенсоров (датчиков) позволяет видеть с этих высот все события с уровнем яркости пуска МБР. А большие зоны обзора высотных спутников ложатся с широким перекрытием, повышая надежность наблюдений.
Так сложена парадигма высотного наблюдения пусков МБР, реализуясь в нескольких мощных спутниках инфракрасного наблюдения на большой высоте. SBIRS хотели оснастить вторым, нижним эшелоном спутников для быстрой передачи данных местным потребителям, но после трех пробных запусков от него отказались. Сегодня SBIRS поставляет огромный поток данных, отслеживая на планете за год около тысячи пусков баллистических ракет.
Реактивная струя разгоняющейся МБР — это большой горячий столб и очень яркий инфракрасный источник. Яркость цели складывается из температуры и размера излучающей области. Это и реактивная струя двигателя, и горячий слой сжатого воздуха на поверхностях гиперзвукового аппарата. Их температуры вполне сравнимы. Например, температура струи на срезе сопла двигателя РД-107 ракеты-носителя «Союз» примерно 1700°С. Жара на поверхности боеголовок МБР бывает и сильнее.