Gần đây hơn, chúng tôi đã xem xét khả năng của các thiết bị trinh sát trên không gian để phát hiện các nhóm tấn công tàu sân bay. Đặc biệt, tác giả đưa ra giả thiết về việc trong tương lai gần sẽ tạo ra các “chòm sao” vệ tinh trinh sát nhỏ gọn và rẻ tiền, đặt ở quỹ đạo thấp và có khả năng thay thế các vệ tinh trinh sát lớn và đắt tiền hiện có. Điều tương tự cũng đã xảy ra với các vệ tinh liên lạc nhờ Space X và dự án Internet vệ tinh tốc độ cao toàn cầu Starlink của nó.
Theo giả định của tác giả, các công nghệ được sử dụng để xây dựng và triển khai quy mô lớn của vệ tinh Starlink sau đó có thể được sử dụng để chế tạo vệ tinh do thám. Một số đối thủ đã phản đối điều này rằng các vệ tinh do thám sẽ lớn hơn, phức tạp hơn và đắt hơn nhiều. Và điều này đặc biệt đúng đối với các vệ tinh do thám radar chủ động, vốn được quan tâm nhiều nhất, vì chúng có thể hoạt động bất kỳ lúc nào trong ngày và trong bất kỳ thời tiết nào.
Chà, tương lai đến sớm hơn tác giả giả định. Nhưng, thật không may, tương lai này không đến với tất cả mọi người.
Không gian Capella
Được thành lập vào năm 2016, công ty Mỹ Capella Space có trụ sở tại San Francisco, California, nhằm cung cấp cho người dùng trên khắp thế giới khả năng thu được hình ảnh radar thương mại có độ phân giải cao về bề mặt hành tinh.
Capella Space có kế hoạch triển khai 36 vệ tinh được trang bị radar khẩu độ tổng hợp. Người ta cho rằng khối lượng của một vệ tinh là khoảng 40 kg. Hệ thống sẽ cho phép thu được hình ảnh radar (RL) của bề mặt trái đất với độ phân giải 50 cm.
Hơn nữa, có lẽ hệ thống có khả năng nhận hình ảnh có độ phân giải từ 25 cm trở lên, nhưng cơ hội này cho người tiêu dùng dân sự vẫn bị luật pháp Hoa Kỳ chặn.
Vào tháng 12 năm 2018, Capella Space đã phóng vệ tinh thử nghiệm đầu tiên của mình, Denali, lên quỹ đạo. Vụ phóng được thực hiện bằng phương tiện phóng SpaceX Falcon 9 từ Căn cứ Không quân Vandenberg (California).
Vệ tinh Denali được thiết kế để thử nghiệm thiết kế và công nghệ. Hình ảnh RL từ nó không được bán. Nhưng chúng đã được sử dụng để thử nghiệm nội bộ và thu hút các nhà đầu tư và khách hàng tiềm năng. Sau khi phóng, vệ tinh Denali triển khai một mạng lưới ăng-ten linh hoạt bao phủ một khu vực khoảng 8 mét.
Vào tháng 8 năm 2020, vệ tinh hoạt động nối tiếp đầu tiên, Sequoia, đã được phóng, đã có khả năng cung cấp hình ảnh radar về bề mặt trái đất cho các khách hàng thương mại. Vụ phóng lên quỹ đạo được thực hiện bởi RN Electron của công ty hàng không vũ trụ tư nhân Mỹ Rocket Lab.
Khối lượng của vệ tinh Sequoia là 107 kg. Nó chứa 400 mét cáp và dây kết nối hơn một trăm mô-đun điện tử. Phần mềm bao gồm hơn 250.000 dòng mã C, hơn 10.000 dòng mã Python và hơn 500.000 dòng mã FPGA.
Với độ cao quỹ đạo 525 km và độ nghiêng quỹ đạo 45 độ, Sequoia có thể cung cấp cho khách hàng hình ảnh radar ở các khu vực như Trung Đông, Hàn Quốc, Nhật Bản, Châu Âu, Đông Nam Á, Châu Phi và Hoa Kỳ.
Vào cuối năm 2020, SpaceX có kế hoạch phóng thêm hai vệ tinh Sequoia RN Falcon 9 lên quỹ đạo. Tổng cộng, nó được lên kế hoạch phóng ít nhất bảy vệ tinh loại này.
Cần hiểu rằng độ phân giải tối đa của khu vực được chọn để khảo sát được cung cấp khi hình ảnh radar tiếp xúc trong khoảng 60 giây, mà vệ tinh Sequoia được trang bị hệ thống định hướng cơ học của dải ăng ten. Thông quan trên chuyến bay sẽ thấp hơn. Chế độ khẩu độ tổng hợp cho phép định nghĩa địa hình và bề mặt 3D chính xác.
Giả thiết rằng chòm sao cuối cùng của 36 vệ tinh sẽ cung cấp hình ảnh của bất kỳ phần nào của hành tinh với khoảng thời gian không quá một giờ.
Vệ tinh Sequoia của Capella Space được tạo ra trong 4 năm bởi một nhóm 100 người.
Capella Space đã ký hợp đồng cung cấp thông tin bản đồ với các cơ quan chính phủ Hoa Kỳ.
Đặc biệt, vào năm 2019, một thỏa thuận đã được ký với Văn phòng Trinh sát Quốc gia Hoa Kỳ (NRO) để tích hợp các hình ảnh radar thương mại do vệ tinh Capella Space thu được với các vệ tinh giám sát của nhà nước NRO.
Vào tháng 11 năm 2019, Lực lượng Không quân (Air Force) Hoa Kỳ đã ký hợp đồng với Capella Space để kết hợp hình ảnh của công ty vào phần mềm thực tế ảo của Không quân (có thể đề cập đến bản đồ địa hình 3D chi tiết cao cho ngành hàng không).
Vào ngày 13 tháng 5 năm 2020, một hợp đồng đã được ký kết với Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ để cung cấp dữ liệu radar khẩu độ tổng hợp đường không cho Hải quân Hoa Kỳ. Capella cũng sẽ cung cấp cho Bộ Quốc phòng các dịch vụ phân tích nội bộ để giải thích các phát hiện.
Và vào ngày 25 tháng 6 năm 2020, Capella Space đã công bố việc ký kết Thỏa thuận Nghiên cứu và Phát triển chung (CRADA) với Cơ quan Không gian Địa lý Quốc gia Hoa Kỳ (NGA). Thỏa thuận CRADA sẽ cung cấp cho Capella Space quyền tiếp cận với các nhà nghiên cứu NGA để hiểu sâu hơn về các vấn đề. Đổi lại, NGA có quyền truy cập vào các dịch vụ phân tích và hình ảnh của Capella Space. Đây là thỏa thuận CRADA đầu tiên giữa NGA và một công ty thương mại cung cấp hình ảnh từ vệ tinh radar khẩu độ tổng hợp.
Tất nhiên, các vệ tinh Capella Space không thể được coi là tương tự trực tiếp của các vệ tinh do thám tinh vi và đắt tiền được phóng bởi các cường quốc công nghiệp-quân sự hàng đầu. Nhưng có điều gì đó khác quan trọng ở đây.
Một công ty gồm 100 người đã phát triển và sản xuất các vệ tinh có khả năng thu nhận hình ảnh radar độ phân giải cao. Công ty này có kế hoạch triển khai một chòm sao gồm 36 vệ tinh như vậy. Kích thước và khối lượng của các vệ tinh này cho phép chúng được đưa vào quỹ đạo theo từng cụm, như trường hợp của các vệ tinh liên lạc Starlink. Điều này giúp không chỉ có thể nhanh chóng xây dựng nhóm của chúng trên quỹ đạo, mà còn có thể khẩn cấp phóng chúng, nếu cần, bằng các phương tiện phóng tầm trung.
Nếu chỉ có một công ty khởi nghiệp tư nhân có khả năng này? Bộ Quốc phòng Mỹ có thể phóng bao nhiêu vệ tinh như vậy hoặc tương tự nếu cần thiết?
Nhân tiện, Capella Space không phải là công ty duy nhất làm việc theo hướng này.
ICEYE
Công ty Phần Lan ICEYE được thành lập vào năm 2014 với tư cách là công ty con của Đại học Aalto, Khoa Công nghệ Vô tuyến.
Kể từ năm 2019, ICEYE đã cung cấp dịch vụ thu được hình ảnh radar thương mại có độ phân giải cao thu được bằng cách sử dụng ba vệ tinh độc quyền. Vệ tinh ICEYE-X2 đầu tiên được phóng vào ngày 3 tháng 12 năm 2018 bằng phương tiện phóng Falcon 9 của SpaceX, và hai vệ tinh nữa được phóng vào ngày 5 tháng 7 năm 2019.
Người ta cho rằng với sự thành công về mặt thương mại của dự án, hàng năm sẽ có thêm một số vệ tinh được phóng lên.
Khối lượng của một vệ tinh là 85 kg. Nó được trang bị bộ đẩy ion để điều chỉnh quỹ đạo của nó. Độ phân giải của hình ảnh radar là 0, 25x0, 5, 1x1 hoặc 3x3 mét, độ chính xác căn chỉnh là 10 mét, tốc độ kênh liên lạc là 140 megabit / giây. Độ cao quỹ đạo là 570 km, độ nghiêng 97,69 độ.
Phòng thí nghiệm Hành tinh
Công ty Planet Labs của Mỹ, được thành lập vào năm 2010, phát triển và sản xuất các vi vệ tinh loại CubeSat được gọi là Dove, được đưa vào quỹ đạo như một trọng tải phụ trợ cho các sứ mệnh khác.
Mỗi vệ tinh Dove đều được trang bị hệ thống trinh sát quang học hiện đại được lập trình để khảo sát các phần khác nhau của Trái đất. Mỗi vệ tinh quan sát của Dove liên tục quét bề mặt Trái đất, gửi dữ liệu sau khi đi qua trạm mặt đất.
Hai vệ tinh Dove thử nghiệm đầu tiên được phóng vào năm 2013.
Sau khi mua lại công ty Blackridge AG của Đức, chòm sao vệ tinh Planet Labs đã được mở rộng với các vệ tinh RapidEye. Và sau khi Google mua lại TerraBella cũng bởi chòm sao SkySat.
Vào tháng 7 năm 2015, Planet Labs đã đặt 87 vệ tinh Dove và 5 vệ tinh RapidEye vào quỹ đạo. Năm 2017, Planet đã phóng thêm 88 vệ tinh Dove. Đến tháng 9 năm 2018, công ty đã phóng thêm khoảng 300 vệ tinh, trong đó có 150 vệ tinh đang hoạt động. Vào năm 2020, Planet Labs đã phóng thêm 6 vệ tinh SkySats có độ phân giải cao và 35 vệ tinh Dove.
Vệ tinh chim bồ câu nặng 4 kilôgam. Kích thước của chúng là 10x10x30 cm, chiều cao quỹ đạo là 400 km.
Các vệ tinh cung cấp hình ảnh với độ phân giải 3-5 mét.
Vệ tinh RapidEye có kích thước nhỏ hơn một mét khối và nặng 150 kg, nằm ở độ cao 630 km, cung cấp hình ảnh có độ phân giải 5 mét bằng cách sử dụng cảm biến đa kính màu xanh lam (440-510 nm), xanh lục (520-590 nm), dải bước sóng gần đỏ (630 –690 nm), đỏ xa (690–730 nm) và hồng ngoại gần (760–880 nm).
Vệ tinh SkySat cung cấp hình ảnh video độ phân giải dưới mét. Thiết kế của họ dựa trên việc sử dụng các linh kiện điện tử rẻ tiền, có bán trên thị trường.
Vệ tinh SkySat dài khoảng 80 cm và nặng khoảng 100 kg.
Vệ tinh SkySat đang bay trên quỹ đạo ở độ cao 450 km và được trang bị các cảm biến đa quang và toàn sắc. Độ phân giải không gian trong dải panchromatic 400-900 nm là 0,9 mét.
Cảm biến đa quang thu thập dữ liệu ở dải màu xanh lam (450-515 nm), xanh lục (515-595 nm), đỏ (605-695 nm) và hồng ngoại gần (740-900 nm) với độ phân giải 2 mét.
Chúng ta có một cái gì đó tương tự?
Nhà du hành vũ trụ tư nhân của Nga
Thành công của các nhà du hành vũ trụ tư nhân của Nga khiêm tốn hơn nhiều.
Trước hết, người ta có thể nhớ lại công ty SPUTNIX được thành lập vào năm 2011, công ty này vào năm 2014 đã đưa ra trình diễn công nghệ vi vệ tinh đầu tiên của Nga Tablettsat-Aurora vào quỹ đạo trái đất thấp với khối lượng 26 kg.
Là trọng tải chính, chiếc xe được trang bị một camera toàn sắc để chụp bề mặt trái đất ở dải quang phổ 430-950 nm với độ phân giải 15 mét và rộng 47 km.
Ngoài ra, một số tế bào nano khoa học và giáo dục được phát triển bởi sinh viên và học sinh đã được đưa ra.
Trong số các thiết bị đang được phát triển, có thể kể đến vệ tinh siêu nhỏ gọn dùng để viễn thám Trái đất RBIKRAFT-ZORKIY.
Khối lượng của nó sẽ là 10, 5 kg. Dự kiến ra mắt vào năm 2021.
Thiết bị sẽ mang một camera kính viễn vọng với độ phân giải 6, 6 mét mỗi pixel, do NPO Lepton sản xuất. Máy ảnh được trang bị hệ thống ổn định nhiệt và lấy nét, cũng như bộ nhớ tích hợp, cho phép chụp theo yêu cầu mà không bị ràng buộc với các trạm thu.
Độ cao quỹ đạo ước tính của vệ tinh RBIKRAFT-ZORKY sẽ là 550 km với độ nghiêng 98 độ.
Một công ty khác là NPP Dauria Aerospace, được thành lập vào năm 2011 và là một trong những công ty Nga đầu tiên chế tạo và phóng vệ tinh thương mại.
Vào ngày 8 tháng 7 năm 2014, Dauria Aerospay đã phóng vệ tinh đầu tiên của dòng DX được trang bị một trọng tải để nhận và truyền tín hiệu từ Hệ thống Nhận dạng Tự động, được thiết kế để điều hướng và xác định tàu bè trên Đại dương Thế giới và trên các tuyến sông.
Hai vệ tinh nữa PERSEUS-M1 và PERSEUS-M2 đã được bán cho Không gian Aquila của Mỹ vào cuối năm 2015.
Cùng năm 2015, Mikhail Kokorich, người sáng lập NPP Dauria Aerospay LLC, đã bán cổ phần của mình trong công ty và di cư sang Hoa Kỳ.
Như chúng ta thấy, sự tụt hậu của chúng ta trong lĩnh vực vệ tinh thương mại so với các nước hàng đầu thế giới là khoảng 10-15 năm.
Về mặt hình thức, có các công ty sản xuất linh kiện cho vệ tinh - động cơ ion, cảm biến, linh kiện điện tử. Nhưng việc tạo ra một cơ sở sản xuất tạo ra sản phẩm cuối cùng - các vệ tinh công nghệ cao - bằng cách nào đó không phát triển cùng nhau.
Chúng tôi gặp tình huống tương tự với các phương tiện phóng. Nói chung, chúng tôi chưa có gì có thể so sánh được với Spaсe X hay Capella Space.
kết luận
Việc thương mại hóa không gian đang phát triển với tốc độ cao nhất, cả về việc đưa các trọng tải vào quỹ đạo và về việc tạo ra các vệ tinh trái đất nhân tạo cho các mục đích khác nhau. Có thể lưu ý rằng xu hướng thương mại hóa không gian được vạch ra từ đầu những năm 2000 và trở nên bùng nổ trong thập kỷ gần đây. Tổng hợp lại, điều này đã cho phép sự xuất hiện của các thiết bị, công nghệ và dịch vụ mà gần đây không chỉ đối với khách hàng thương mại mà còn đối với các khách hàng chính phủ không thể tiếp cận được.
Trong bối cảnh này, viễn cảnh các lực lượng vũ trang Mỹ triển khai hàng trăm, thậm chí hàng nghìn vệ tinh do thám và liên lạc, và trong tương lai là các vệ tinh của hệ thống phòng thủ chống tên lửa (ABM), không còn đặt ra bất kỳ nghi ngờ nào
Điều này có ý nghĩa gì đối với chúng ta về mặt thực tế?
Có thể lập luận rằng từ một thời điểm nào đó, khi ngày càng có nhiều vệ tinh trinh sát thuộc nhiều loại và mục đích khác nhau được triển khai, cũng như các đặc tính kỹ thuật của chúng được cải thiện, thì hầu như không thể tránh khỏi sự phát hiện của nhiều loại vũ khí từ không gian
Khả năng thu thập dữ liệu trinh sát toàn cầu, liên tục và trong mọi thời tiết, trên quy mô thời gian gần với thực tế, sẽ giúp bạn có thể thực hiện các cuộc tấn công bằng vũ khí chính xác và máy bay không người lái (UAV) tới toàn bộ độ sâu của lãnh thổ của kẻ thù, không chỉ ở vị trí cố định, mà còn ở các mục tiêu di động, tái định vị vũ khí khi đang bay.
Bị đe dọa sẽ là các hệ thống tên lửa mặt đất di động (PGRK), một trong những thành phần của lực lượng răn đe hạt nhân Nga (SNF), và các tàu mặt nước theo cách bố trí truyền thống sẽ mất đi cơ hội nhỏ nhất để lạc vào sâu biển, nghĩa là máy bay tầm xa của đối phương sẽ luôn chủ động và có thể tập trung lực lượng cần thiết cho cuộc tấn công bằng tên lửa chống hạm (ASM), đủ sức vượt qua lực lượng phòng không (phòng không). của tàu sân bay và các nhóm tấn công hải quân (AUG và KUG).
Nếu Hoa Kỳ chính thức hợp pháp hóa việc bán hình ảnh từ không gian với độ phân giải 50 cm, thì độ phân giải nào dành cho quân đội - 25, 10 cm hoặc nhỏ hơn?
Với chất lượng hình ảnh này, không có gương phản xạ góc nào sẽ giúp ích được. Ví dụ, khi tấn công tàu, việc phát hiện ban đầu của chúng có thể được thực hiện với độ phân giải 3-5 mét, sau đó việc nhận dạng sẽ được thực hiện với độ phân giải từ 50 cm trở xuống. Và sau đó, sau khi phóng hệ thống tên lửa chống hạm, các tàu có thể được theo dõi và truyền tọa độ của chúng theo thời gian thực trực tiếp đến hệ thống tên lửa chống hạm thông qua một kênh liên lạc vệ tinh (nhắm mục tiêu lại trong chuyến bay).
Có người sẽ nói tại sao không sử dụng chiến tranh điện tử?
Họ có thể giải quyết một số vấn đề, nhưng không phải tất cả. Bản thân thiết bị tác chiến điện tử đã là “đèn hiệu” cho kẻ thù, không thể sử dụng chúng liên tục. Ngoài ra, các thiết bị trinh sát quang học vẫn còn.
Thực tế là không thực tế và không hiệu quả về mặt kinh tế nếu tiêu diệt một mạng lưới vệ tinh nhỏ từ bề mặt - có thể bổ sung nhóm vệ tinh nhỏ với ít thiệt hại kinh tế hơn là bắn hạ chúng bằng tên lửa phòng thủ. Điều này đòi hỏi các máy bay đánh chặn vũ trụ chuyên dụng có khả năng cơ động chuyên sâu và ở trên quỹ đạo trong thời gian dài, đảm bảo tiêu diệt nhiều mục tiêu nhất quán.
Và đừng dựa vào quan niệm sai lầm phổ biến về "một xô hạt trong quỹ đạo."Toàn bộ nền kinh tế của hành tinh sẽ không thể vận chuyển "hạt" vào quỹ đạo với số lượng đủ để phá hủy vệ tinh.
“Theo Cơ quan Vũ trụ Châu Âu, có hơn 29.000 mảnh vỡ lớn quay quanh hành tinh của chúng ta, từ những mảnh kim loại 4 inch đến toàn bộ vệ tinh không tồn tại và các thùng nhiên liệu đã qua sử dụng. Thêm khoảng 670.000 mảnh kim loại có kích thước từ 1 đến 10 cm, khoảng 170 triệu hạt sơn, và vô số hàng tỷ giọt nước làm mát đông cứng và các hạt bụi có kích thước nhỏ hơn một cm”.
Cải tiến công nghệ tạo vệ tinh kích thước nhỏ và công nghệ phòng thủ tên lửa rất có thể sẽ dẫn đến việc tiếp tục triển khai ở cấp kỹ thuật mới đối với các dự án đánh chặn phòng thủ tên lửa quỹ đạo kiểu "viên sỏi kim cương", có tính đến việc tăng cường khả năng trinh sát và tấn công của SNF Hoa Kỳ.
Vào cuối thế kỷ 20, người ta đã nói nhiều về thực tế rằng thế kỷ 21 sẽ là thế kỷ của thực tế ảo, công nghệ nano và công nghệ sinh học. Mặt khác, không gian đã trở nên "ứng dụng hàng ngày", liên kết với một thứ gì đó như truyền hình vệ tinh.
Sự xuất hiện của các công ty tư nhân với những mục tiêu và dự án đầy tham vọng đã thay đổi mọi thứ. Và không gian lại đi đầu trong tiến bộ công nghệ.
Không gian không chỉ là những dự án nghiên cứu khoa học và mở mang của loài người sang những vùng lãnh thổ mới, mà còn là nền tảng trong việc đảm bảo an ninh của quốc gia. Hiện tại, nếu không giành được lợi thế, hoặc ít nhất là ngang hàng trong không gian vũ trụ, thì bất kỳ lực lượng mặt đất, trên không và trên biển nào cũng sẽ phải đánh bại. Trong tương lai, tình trạng này sẽ chỉ trở nên tồi tệ hơn.
Điều này khiến các dự án chế tạo các phương tiện phóng và tàu vũ trụ đầy hứa hẹn cho nhiều mục đích khác nhau trở thành một trong những nhiệm vụ ưu tiên cao nhất của đất nước chúng ta.
