Cruzador orbital: o que equipará as espaçonaves

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificação: 2023-12-16 16:14

O espaço exterior é cada vez mais visto como um teatro completo de operações militares. Após a unificação da Força Aérea (Força Aérea) e das Forças de Defesa Aeroespacial na Rússia, as Forças Aeroespaciais (VKS) foram formadas. Um novo tipo de Forças Armadas também apareceu nos Estados Unidos.

No entanto, até agora estamos falando mais sobre defesa contra mísseis, atacando do espaço e destruindo espaçonaves inimigas da superfície ou da atmosfera. Mas, mais cedo ou mais tarde, as armas podem aparecer a bordo de naves espaciais em órbita. Imagine a Soyuz tripulada ou a revivida American Shuttle carregando lasers ou canhões. Essas idéias existem há muito tempo nas mentes dos militares e dos cientistas. Além disso, a ficção científica, e não exatamente a ficção científica, os aquece periodicamente. Procuremos pontos de partida viáveis a partir dos quais uma nova corrida armamentista espacial possa começar.

Com um canhão a bordo

E vamos canhões e metralhadoras - a última coisa em que pensamos quando imaginamos uma colisão de combate de espaçonaves em órbita, provavelmente neste século tudo começará com eles. Na verdade, um canhão a bordo de uma espaçonave é simples, compreensível e relativamente barato, e já existem exemplos do uso de tais armas no espaço.

No início dos anos 70, a URSS começou a temer seriamente pela segurança dos veículos lançados ao céu. E foi por isso que, afinal, no alvorecer da era espacial, os Estados Unidos começaram a desenvolver satélites de pesquisa e satélites interceptores. Esse trabalho está sendo realizado agora - tanto aqui quanto do outro lado do oceano.

Os satélites inspetores são projetados para inspecionar as naves espaciais de outras pessoas. Manobrando em órbita, eles se aproximam do alvo e fazem seu trabalho: fotografam o satélite alvo e ouvem seu tráfego de rádio. Você não precisa ir longe para obter exemplos. Lançado em 2009, o aparato de reconhecimento eletrônico PAN americano, movendo-se em órbita geoestacionária, "se esgueira" em outros satélites e escuta o tráfego de rádio do satélite-alvo com pontos de controle no solo. Freqüentemente, o pequeno tamanho de tais dispositivos os fornece furtividade, de modo que, vindos da Terra, são freqüentemente confundidos com detritos espaciais.

Além disso, na década de 70, os Estados Unidos anunciaram o início dos trabalhos na espaçonave de transporte reutilizável do Ônibus Espacial. O ônibus espacial tinha um grande compartimento de carga e podia tanto entrar em órbita quanto retornar para uma espaçonave terrestre de grande massa. No futuro, a NASA lançará o telescópio Hubble e vários módulos da Estação Espacial Internacional em órbita nos compartimentos de carga dos ônibus espaciais. Em 1993, o ônibus espacial Endeavour agarrou um satélite científico EURECA de 4,5 toneladas com seu braço manipulador, colocou-o no porão de carga e o devolveu à Terra. Portanto, os temores de que isso pudesse acontecer com os satélites soviéticos ou com a estação orbital Salyut - e que pudesse caber no "corpo" do ônibus espacial - não foram em vão.

A estação Salyut-3, que foi colocada em órbita em 26 de junho de 1974, tornou-se o primeiro e até agora o último veículo orbital tripulado com armas a bordo. A estação militar Almaz-2 estava escondida sob o nome civil "Salyut". A posição favorável em uma órbita com altitude de 270 quilômetros dava uma boa visão e fazia da estação um ponto de observação ideal. A estação ficou em órbita por 213 dias, 13 dos quais trabalhou com a tripulação.

Então, poucas pessoas imaginaram como as batalhas espaciais aconteceriam. Eles estavam procurando exemplos em algo mais compreensível - principalmente na aviação. Ela, no entanto, serviu como doadora de tecnologia espacial.

Naquela época, eles não podiam encontrar nenhuma solução melhor, exceto como colocar um canhão de aeronave a bordo. Sua criação foi assumida pelo OKB-16 sob a liderança de Alexander Nudelman. O bureau de design foi marcado por muitos avanços revolucionários durante a Grande Guerra Patriótica.

"Debaixo da barriga" da estação, foi instalado um canhão automático de 23 mm, criado a partir de um canhão de tiro rápido de aviação projetado por Nudelman - Richter R-23 (NR-23). Foi adotado em 1950 e instalado nos caças soviéticos La-15, MiG-17, MiG-19, aeronaves de ataque Il-10M, aeronaves de transporte militar An-12 e outros veículos. HP-23 também foi produzido sob licença na China.

A arma foi fixada rigidamente paralela ao eixo longitudinal da estação. Era possível mirar no ponto desejado do alvo apenas girando toda a estação. Além disso, isso poderia ser feito tanto manualmente, através da visão, quanto remotamente - do solo.

O cálculo da direção e da força da salva necessários para a destruição garantida do alvo foi realizado pelo Dispositivo de Controle de Programa (PCA), que controlou o disparo. A taxa de tiro da arma era de até 950 tiros por minuto.

Um projétil pesando 200 gramas voou a uma velocidade de 690 m / s. O canhão poderia atingir alvos com eficácia a uma distância de até quatro quilômetros. Segundo testemunhas dos testes de solo da arma, uma rajada do canhão rasgou ao meio um barril de metal de gasolina localizado a uma distância de mais de um quilômetro.

Quando disparado no espaço, seu recuo foi equivalente a um impulso de 218,5 kgf. Mas foi facilmente compensado pelo sistema de propulsão. A estação foi estabilizada por dois motores de propulsão com empuxo de 400 kgf cada ou motores de estabilização rígida com empuxo de 40 kgf.

A estação estava armada exclusivamente para ações defensivas. Uma tentativa de roubá-lo da órbita ou mesmo inspecioná-lo por um satélite inspetor pode resultar em desastre para o veículo inimigo. Ao mesmo tempo, não fazia sentido e, de fato, impossível usar o Almaz-2 de 20 toneladas, recheado com equipamentos sofisticados para a destruição proposital de objetos no espaço.

A estação poderia se defender de um ataque, isto é, de um inimigo que se aproximasse dela de forma independente. Para manobras em órbita, que possibilitariam a aproximação de alvos a uma distância precisa de tiro, o Almaz simplesmente não teria combustível suficiente. E o propósito de encontrá-lo foi diferente - reconhecimento fotográfico. Na verdade, a principal "arma" da estação era a gigantesca câmera telescópica de lentes espelhadas de longo foco "Agat-1".

Durante a vigia da estação em órbita, nenhum oponente real foi criado. Ainda assim, a arma a bordo foi usada para o propósito pretendido. Os desenvolvedores precisavam saber como o disparo de um canhão afetaria a dinâmica e a estabilidade de vibração da estação. Mas para isso era necessário aguardar a estação operar no modo não tripulado.

Os testes de solo da arma mostraram que o disparo da arma era acompanhado por um forte rugido, então havia a preocupação de que testar a arma na presença de astronautas pudesse afetar negativamente sua saúde.

O disparo foi realizado em 24 de janeiro de 1975 por controle remoto da Terra, pouco antes de a estação ser retirada da órbita. A esta altura, a tripulação já havia deixado a estação. O disparo foi realizado sem um alvo, os projéteis disparados contra o vetor velocidade orbital entraram na atmosfera e queimaram antes mesmo da própria estação. A estação não desabou, mas o recuo da salva foi significativo, embora os motores tenham sido ligados naquele momento para estabilizar. Se a tripulação estivesse na estação naquele momento, ele teria sentido.

Nas próximas estações da série - em particular, "Almaz-3", que voava com o nome de "Salyut-5" - eles iriam instalar armamento de foguete: dois mísseis da classe "espaço-a-espaço" com um alcance estimado de mais de 100 quilômetros. Então, no entanto, essa ideia foi abandonada.

"União" militar: armas e mísseis

O desenvolvimento do projeto Almaz foi precedido pelo programa Zvezda. No período de 1963 a 1968, o OKB-1 de Sergey Korolev estava envolvido no desenvolvimento da nave espacial tripulada de pesquisa militar multiponto 7K-VI, que seria uma modificação militar do Soyuz (7K). Sim, a mesma espaçonave tripulada que ainda está em operação e continua sendo o único meio de levar tripulações à Estação Espacial Internacional.

Os "Soyuz" militares destinavam-se a finalidades diferentes e, consequentemente, os projetistas forneceram um conjunto diferente de equipamentos a bordo, incluindo armas.

O "Soyuz P" (7K-P), que começou a se desenvolver em 1964, tornou-se o primeiro interceptor orbital tripulado da história. No entanto, como não havia armas previstas a bordo, a tripulação do navio, tendo examinado o satélite inimigo, teve que ir para o espaço aberto e desativar o satélite inimigo, por assim dizer, manualmente. Ou, se necessário, colocando o dispositivo em um recipiente especial, envie-o para a Terra.

Mas essa decisão foi abandonada. Temendo ações semelhantes por parte dos americanos, equipamos nossa espaçonave com um sistema de autodetonação. É bem possível que os Estados Unidos tenham seguido o mesmo caminho. Mesmo aqui, eles não queriam arriscar a vida dos astronautas. O projeto Soyuz-PPK, que substituiu o Soyuz-P, já pressupunha a criação de uma nave de combate de pleno direito. Podia eliminar satélites graças a oito pequenos mísseis espaço-espaço localizados na proa. A tripulação do interceptor consistia em dois cosmonautas. Não havia necessidade de ele deixar o navio agora. Tendo examinado o objeto visualmente ou examinando-o com a ajuda do equipamento de bordo, a tripulação decidiu pela necessidade de destruí-lo. Se fosse aceito, o navio se afastaria um quilômetro do alvo e atiraria nele com mísseis de bordo.

Os mísseis para o interceptor deveriam ser feitos pelo escritório de design de armas Arkady Shipunov. Eles eram uma modificação de um projétil antitanque controlado por rádio indo para o alvo em um poderoso motor de sustentação. As manobras no espaço eram realizadas com a ignição de pequenas bombas de pólvora, densamente pontilhadas com sua ogiva. Ao se aproximar do alvo, a ogiva foi minada - e seus fragmentos em grande velocidade atingiram o alvo, destruindo-o.

Em 1965, o OKB-1 foi instruído a criar uma aeronave de reconhecimento orbital chamada Soyuz-VI, que significava High Altitude Explorer. O projeto também é conhecido sob as designações 7K-VI e Zvezda. O "Soyuz-VI" deveria realizar observação visual, reconhecimento fotográfico, fazer manobras de reaproximação e, se necessário, destruir um navio inimigo. Para fazer isso, o já conhecido canhão de aeronave HP-23 foi instalado no veículo de descida do navio. Aparentemente, foi desse projeto que ela migrou então para o projeto da estação Almaz-2. Aqui era possível dirigir o canhão apenas controlando todo o navio.

No entanto, nem um único lançamento da "União" militar foi feito. Em janeiro de 1968, o trabalho no navio de pesquisa militar 7K-VI foi interrompido e o navio inacabado foi desmontado. A razão para isso são disputas internas e economia de custos. Além disso, era óbvio que todas as tarefas deste tipo de navios poderiam ser confiadas a civis comuns Soyuz ou à estação orbital militar Almaz. Mas a experiência adquirida não foi em vão. OKB-1 o usou para desenvolver novos tipos de espaçonaves.

Uma plataforma - armas diferentes

Na década de 70, as tarefas já eram definidas de forma mais ampla. Agora se tratava da criação de veículos espaciais capazes de destruir mísseis balísticos em vôo, especialmente alvos aéreos, orbitais, marítimos e terrestres importantes. O trabalho foi confiado à NPO Energia sob a liderança de Valentin Glushko. Um decreto especial do Comité Central do PCUS e do Conselho de Ministros da URSS, que formalizou o papel de liderança da "Energia" neste projecto, foi denominado: "Sobre o estudo da possibilidade de criação de armas para a guerra no espaço e do espaço."

A estação orbital de longo prazo Salyut (17K) foi escolhida como base. Nessa época, já havia muita experiência na operação de dispositivos dessa classe. Tendo-a escolhido como plataforma base, os projetistas da NPO Energia começaram a desenvolver dois sistemas de combate: um para uso com armas a laser e outro com armas de mísseis.

O primeiro se chamava "Skif". Um modelo dinâmico de um laser orbital - a espaçonave Skif-DM - será lançado em 1987. E o sistema com armas de mísseis foi denominado "Cascade".

"Cascade" diferia favoravelmente do "irmão" laser. Ela tinha uma massa menor, o que significa que poderia ser abastecida com um grande suprimento de combustível, o que lhe permitia "se sentir mais livre em órbita" e realizar manobras. Ainda que para aquele e para o outro complexo, foi assumida a possibilidade de reabastecimento em órbita. Estas eram estações não tripuladas, mas a possibilidade de uma tripulação de dois homens visitá-las por até uma semana na espaçonave Soyuz também foi considerada.

Em geral, a constelação de complexos orbitais de laser e mísseis, complementados por sistemas de orientação, se tornaria parte do sistema de defesa antimísseis soviético - "anti-SDI". Ao mesmo tempo, uma clara "divisão de trabalho" foi assumida. O foguete "Cascade" deveria funcionar em alvos localizados em órbitas geoestacionárias e de altitude média. "Skif" - para objetos de órbita baixa.

Separadamente, vale a pena considerar os próprios mísseis interceptores, que deveriam ser usados como parte do complexo de combate Kaskad. Eles foram desenvolvidos, novamente, na NPO Energia. Esses mísseis não se encaixam perfeitamente no entendimento usual de mísseis. Não se esqueça que foram usados fora da atmosfera em todas as fases, a aerodinâmica não pode ser levada em consideração. Em vez disso, eram semelhantes aos estágios superiores modernos usados para colocar os satélites nas órbitas calculadas.

O foguete era muito pequeno, mas tinha potência suficiente. Com uma massa de lançamento de apenas algumas dezenas de quilogramas, ele tinha uma margem de velocidade característica comparável à velocidade característica dos foguetes que colocam a espaçonave em órbita como carga útil. O sistema de propulsão exclusivo usado no míssil interceptor usava combustíveis não convencionais e não criogênicos e materiais compostos para serviços pesados.

No exterior e à beira da fantasia

Os Estados Unidos também tinham planos de construir navios de guerra. Assim, em dezembro de 1963, o público anunciou um programa para criar um laboratório orbital tripulado MOL (Manned Orbiting Laboratory). A estação seria colocada em órbita por um veículo de lançamento Titan IIIC junto com a espaçonave Gemini B, que carregaria uma tripulação de dois astronautas militares. Eles deveriam passar até 40 dias em órbita e retornar na espaçonave Gemini. O propósito da estação era semelhante ao nosso "Almazy": era para ser usado para reconhecimento fotográfico. No entanto, a possibilidade de "inspeção" dos satélites inimigos também foi oferecida. Além disso, os astronautas tiveram que sair para o espaço e se aproximar dos veículos inimigos usando a chamada Unidade de Manobra do Astronauta (AMU), um jetpack projetado para uso no MOL. Mas a instalação de armas na estação não foi intencional. O MOL nunca esteve no espaço, mas em novembro de 1966 seu mock-up foi lançado em conjunto com a espaçonave Gemini. Em 1969, o projeto foi encerrado.

Também havia planos para a criação e modificação militar do Apollo. Ele poderia estar envolvido na inspeção de satélites e - se necessário - sua destruição. Este navio também não deveria ter armas. Curiosamente, foi proposto usar um braço manipulador para destruição, e não canhões ou mísseis.

Mas, talvez, o mais fantástico pode ser chamado de projeto do navio de impulso nuclear "Orion", proposto pela empresa "General Atomics" em 1958. Vale a pena mencionar aqui que esta foi uma época em que o primeiro homem ainda não havia voado para o espaço, mas o primeiro satélite aconteceu. As ideias sobre as formas de conquistar o espaço sideral eram diferentes. Edward Teller, físico nuclear, "pai da bomba de hidrogênio" e um dos fundadores da bomba atômica, foi um dos fundadores desta empresa.

O projeto da espaçonave Orion e sua modificação militar Orion Battleship, que apareceu um ano depois, era uma espaçonave pesando quase 10 mil toneladas, impulsionada por um motor de pulso nuclear. De acordo com os autores do projeto, ele se compara favoravelmente aos foguetes movidos a produtos químicos. Inicialmente, o Orion deveria ser lançado da Terra - do local de testes nucleares de Jackess Flats em Nevada.

O ARPA se interessou pelo projeto (DARPA se tornará depois) - a Agência de Projetos de Pesquisa Avançada do Departamento de Defesa dos Estados Unidos, responsável pelo desenvolvimento de novas tecnologias para uso no interesse das Forças Armadas. Desde julho de 1958, o Pentágono alocou um milhão de dólares para financiar o projeto.

Os militares se interessaram pela nave, que possibilitou colocar em órbita e movimentar cargas pesando cerca de dezenas de milhares de toneladas no espaço, realizar reconhecimento, alerta precoce e destruição de ICBMs inimigos, contramedidas eletrônicas, além de ataques ao solo alvos e alvos em órbita e outros corpos celestes. Em julho de 1959, um rascunho foi preparado para um novo tipo de Forças Armadas dos EUA: a Força de Bombardeio do Espaço Profundo, que pode ser traduzida como Força de Bombardeiro Espacial. Previa a criação de duas frotas espaciais operacionais permanentes, constituídas por espaçonaves do projeto Orion. O primeiro era para estar de plantão na órbita da Terra baixa, o segundo - na reserva atrás da órbita lunar.

As tripulações dos navios deveriam ser substituídas a cada seis meses. A vida útil dos próprios Orions foi de 25 anos. Quanto às armas do Encouraçado Orion, elas foram divididas em três tipos: principais, ofensivas e defensivas. Os principais eram ogivas termonucleares W56 equivalentes a um megatons e meio e até 200 unidades. Eles foram lançados com foguetes de propelente sólido colocados na nave.

Os três obuses Kasaba de cano duplo eram ogivas nucleares direcionais. Os projéteis, deixando o canhão, após a detonação, deveriam gerar uma estreita frente de plasma movendo-se quase na velocidade da luz, que era capaz de atingir naves inimigas a longas distâncias.

O armamento defensivo de longo alcance consistia em três montagens de artilharia naval Mark 42 de 127 mm modificadas para disparar no espaço. As armas de curto alcance eram os canhões de aviões automáticos M61 Vulcan de 20 mm, alongados. Mas no final, a NASA tomou uma decisão estratégica de que em um futuro próximo o programa espacial se tornará não nuclear. Logo o ARPA se recusou a apoiar o projeto.

Raios da morte

Para alguns, armas e foguetes em espaçonaves modernas podem parecer armas antiquadas. Mas o que é moderno? Lasers, é claro. Vamos falar sobre eles.

Na Terra, algumas amostras de armas a laser já foram colocadas em serviço. Por exemplo, o complexo de laser Peresvet, que assumiu funções de combate experimental em dezembro passado. No entanto, o advento dos lasers militares no espaço ainda está muito distante. Mesmo nos planos mais modestos, o uso militar dessas armas é visto principalmente no campo da defesa antimísseis, onde os alvos dos agrupamentos orbitais de lasers de combate serão mísseis balísticos e suas ogivas lançadas da Terra.

Embora no domínio do espaço civil, os lasers abrem grandes perspectivas: em particular, se forem utilizados em sistemas de comunicação espacial a laser, incluindo os de longo alcance. Várias espaçonaves já possuem transmissores de laser. Mas, no que diz respeito aos canhões laser, muito provavelmente a primeira tarefa que lhes será atribuída será "defender" a Estação Espacial Internacional dos detritos espaciais.

É a ISS que deve se tornar o primeiro objeto no espaço a ser armado com um canhão de laser. Na verdade, a estação é periodicamente sujeita a "ataques" de vários tipos de detritos espaciais. Para protegê-lo de detritos orbitais, são necessárias manobras evasivas, que devem ser realizadas várias vezes ao ano.

Em comparação com outros objetos em órbita, a velocidade dos detritos espaciais pode chegar a 10 quilômetros por segundo. Mesmo um minúsculo fragmento carrega uma enorme energia cinética e, se entrar em uma espaçonave, causará sérios danos. Se falamos de espaçonaves tripuladas ou módulos de estações orbitais, então a despressurização também é possível. Na verdade, é como um projétil disparado de um canhão.

Em 2015, cientistas do Instituto Japonês para Pesquisas Físicas e Químicas pegaram o laser, projetado para ser colocado na ISS. Na época, a ideia era modificar o telescópio EUSO já disponível na estação. O sistema que eles inventaram incluía um sistema de laser CAN (Coherent Amplifying Network) e um telescópio Observatório Espacial do Universo Extremo (EUSO). O telescópio foi encarregado de detectar fragmentos de detritos, e o laser foi encarregado de removê-los da órbita. Supunha-se que em apenas 50 meses, o laser limparia completamente a zona de 500 quilômetros ao redor da ISS.

Uma versão de teste com uma capacidade de 10 watts deveria aparecer na estação no ano passado, e já uma versão completa em 2025. No entanto, em maio do ano passado, foi relatado que o projeto para criar uma instalação de laser para a ISS havia se tornado internacional e cientistas russos estavam incluídos nele. Boris Shustov, Presidente do Grupo de Peritos do Conselho sobre Ameaças Espaciais, Membro Correspondente da Academia Russa de Ciências, falou sobre isso em uma reunião do Conselho Espacial da RAS.

Especialistas nacionais trarão seus desenvolvimentos para o projeto. De acordo com o plano original, o laser deveria concentrar energia de 10 mil canais de fibra óptica. Mas os físicos russos propuseram reduzir o número de canais por um fator de 100 usando os chamados bastonetes finos em vez de fibra, que estão sendo desenvolvidos no Instituto de Física Aplicada da Academia Russa de Ciências. Isso reduzirá o tamanho e a complexidade tecnológica do laser orbital. A instalação do laser ocupará um volume de um ou dois metros cúbicos e terá uma massa de cerca de 500 quilos.

A principal tarefa que deve ser resolvida por todos os que estão envolvidos no projeto de lasers orbitais, e não apenas os lasers orbitais, é encontrar a quantidade necessária de energia para alimentar a instalação do laser. Para lançar o laser planejado com potência total, é necessária toda a eletricidade gerada pela estação. No entanto, é claro que é impossível desenergizar completamente a estação orbital. Hoje, os painéis solares da ISS são a maior usina orbital do espaço. Mas eles fornecem apenas 93,9 quilowatts de potência.

Nossos cientistas também estão pensando em como manter 5% da energia disponível para um tiro. Para isso, propõe-se esticar o tempo de disparo para 10 segundos. Outros 200 segundos entre os disparos levarão para "recarregar" o laser.

A instalação do laser irá "retirar" o lixo de uma distância de até 10 quilômetros. Além disso, a destruição de fragmentos de destroços não será a mesma de "Star Wars". Um feixe de laser, atingindo a superfície de um grande corpo, faz com que sua substância evapore, resultando em um fluxo de plasma fraco. Então, devido ao princípio da propulsão a jato, o fragmento de entulho adquire um impulso, e se o laser atingir a testa, o fragmento irá desacelerar e, perdendo velocidade, inevitavelmente entrará nas camadas densas da atmosfera, onde se queimará.