Текст книги "Военные аспекты советской космонавтики"

Автор книги: Максим Тарасенко

сообщить о нарушении

Текущая страница: 5 (всего у книги 9 страниц)

Однако помимо связываемой с передачей изображений трансляции на УВЧ, от спутников 4 поколения время от времени фиксируются также стандартные УКВ сигналы поисковых маяков. Такие сигналы обычно принимаются на 9-й и 18-й день полета и свидетельствуют о периодическом возвращения на Землю объектов, которые считаются капсулами с отснятой пленкой [14].

Советские спутники четвертого поколения представляются таким образом аналогами американских спутников типа Big Bird, которые оборудовались одновременно оптическими системами для обзорного наблюдения с радиопередачей изображения и для получения детальных снимков, возвращаемых на Землю в капсулах.

Различие профилей полета этих двух типов заключается в том, что по течении расчетного срока пребывания на орбите советские спутники не разрушаются в атмосфере, как американские, а совершают посадку на территории СССР. Долгое время полагалось, что спутники четвертого поколения, «Биг Берд», сводятся с орбиты для затопления несгоревших обломков в океане. Однако в 1988 г. удалось зафиксировать сход с орбиты «Космоса-1942», который был направлен в обычный район приземления советских пилотируемых кораблей [14]. Возвращение спутников 4 поколения преследует, очевидно, цель повторного использования дорогостоящей фотоаппаратуры и, частично, бортовой электроники.

Говоря об аналогии между советскими спутниками 4 поколения и американскими Big Bird, уместно напомнить, что сама система «Биг Берд» была у ВВС США резервным проектом для прорабатывавшейся с 1965 г. пилотируемой разведывательной станции MOL (Manned Orbiting Laboratory). В тот же период КБ Челомея спроектировало аналогичную орбитальную пилотируемую станцию (ОПС) «Алмаз»[12]12
  Примечательно даже совпадение использовавшихся обозначений «ОПС» и «MOL» (Manned Orbiting Laboratory) – орбитальная пилотируемая станция.


[Закрыть]. В 1969 г. проект «МОЛ» был отменен, как неоправданное дублирование станции НАСА «Скайлэб», и ВВС США воспользовались запасным вариантом, разработав автоматические спутники КН-9, ставшие известными как «Биг Берд». В СССР же пилотируемые разведывательные станции дошли до стадии летных испытаний. Челомею «только» запретили использовать для доставки экипажей собственные транспортные корабли и заставили поделиться своими заготовками с королевской фирмой, которая сделала из них «гражданские» «Салюты» [15].

В отличие от последних, «Алмазы» выводились на значительно более низкие орбиты высотой от 220 до 250 км. Установка на борту фотокамеры со «складной» оптикой, обеспечивающей фокусное расстояние 10 метров [16] и постоянная ориентация станций на Землю системой электромеханической стабилизации однозначно говорили о предназначении «Алмазов» для детальной разведывательной съемки. Отснятую пленку предполагалось проявлять на борту станции, после чего экипаж должен был просмотреть ее и передать наиболее интересные кадры по телевизионному каналу. Остальная пленка возвращалась на Землю в капсуле, отделявшейся от станции в ходе полета [15].

Первый «Алмаз», названный официально «Салютом-2», был запущен 3 апреля 1972 г., но вышел из строя еще до старта корабля с экипажем. 28 апреля ТАСС объявил, что «программа полета завершена», опустив дежурное слово «успешно» и 28 мая станция упала в океан вблизи Австралии.

Последующие станции данного типа, ставшие известными как «Салют-3» и «Салют-5», были выведены на орбиты в 1974 и 1976 гг. Из 5 запущенных к ним кораблей «Союз» только три смогли состыковаться и доставить на станции экипажи, проработавшие в общей сложности 80 суток.

В 1978 г. работы по пилотируемым «Алмазам» были прекращены. Предпочтение было отдано автоматическим системам – по-видимому, именно вышеописанным спутникам четвертого поколения.

Использование для запуска спутников 4 поколения носителя «Союз», применявшегося и для предшествовавших типов фоторазведчиков, свидетельствует в пользу того, что это поколение также разработано Куйбышевским ЦСКБ, ответственным как за выпуск носителей «Восток» и «Союз», так и аппаратов на базе корабля «Восток». Однако запас автономности и характеристической скорости спутников четвертого поколения означает, что конструктивно они имеют мало общего с «востоковскими» предшественниками.

В западной литературе распространено мнение, что спутники 4 поколения созданы на базе корабля «Союз», вызванное прежде всего сходством требований к двигательной системе. Автору это представляется не очевидным, т к. именно двигательные установки являются причиной многочисленных аварий спутников 4 поколения, не наблюдаемых в пилотируемых полетах. Уже то, что два из трех первых спутников в 1975—76 г. взорвались на орбитах, свидетельствует об использовании новой ДУ. Ее очевидная модернизация в середине 80-х, когда ресурс спутников 4 поколения был продлен до двух месяцев, снова привела к тому, что почти ежегодно один из спутников взрывается на орбите. (В 1991 г. очередную аварию, возможно, удалось предотвратить, досрочно возвратив «Космос-2149» после 40 суток полета).

Компоновка спутников 4 поколения остается неизвестной. Можно сказать лишь, что их масса не превосходит 7 тонн, которые носитель «Союз» способен вывести на низкую орбиту, а конструкция включает солнечные батареи, необходимые при полетах длительностью полтора-два месяца.

Пятое поколение советских спутников оптической разведки отсчитывают от стартовавшего в декабре 1982 г. «Космоса-1426». Выведенный с Байконура носителем «Союз» на орбиту с уникальным наклонением 50,6 градуса «Космос-1426» провел на ней 67 суток – на 17 суток дольше тогдашнего рекорда длительности спутников 4 поколения. В течение полета он выполнил 10 коррекций траектории, поддерживая ее перигей на высоте 200—210 км в условиях благоприятной освещенности. 5 марта «Космос-1426» исчез с орбиты, хотя естественное падение было исключено.

Все последующие спутники пятого поколения запускаются на орбиты с наклонением 64,8 градуса и заметно более круглые, чем у «Космоса-1426». В отличие от спутников 4 поколения они не используют свою маневренность для временного снижения орбиты, постоянно сохраняя ее почти круговой и поддерживая высоту в довольно узком диапазоне. Примерно раз в две недели по мере снижения перигея до 220, а апогея до 260 км, производится двухимпульсный маневр, поднимающий орбиту до номинальной с перигеем около 240 и апогеем около 285 км. При этом аргумент перигея постоянно поддерживается близким к 90 градусам, т е. перигей находится над наиболее северными из достигаемых спутниками районов.

Длительность полетов спутников пятого поколения составляет 6—8 месяцев, а в 1987 г. «Космос-1881» установил рекорд долгожительства советских фоторазведчиков, равный 259 суткам. Благодаря этому уже с августа 1986 г, удалось обеспечить постоянное присутствие на орбите как минимум одного спутника пятого поколения. Непрерывность была нарушена очевидными неполадками в ходе полета «Космоса-1936», вызвавшими в мае 1988 г. его возвращение всего через 7 недель после старта и годичный перерыв в дальнейших запусках.

Тем не менее, уже сейчас можно утверждать, что штатный режим эксплуатации данной системы предусматривает постоянное нахождение на орбите двух спутников. Начиная с «Космоса-1770 и -1810» в 1986 г., во всех случаях, когда два спутника пятого поколения оказываются на орбитах одновременно, плоскости их орбит отстоят друг от друга ровно на 91 градус.

Точно такая же конфигурация из двух взаимно перпендикулярных околокруговых орбит с 1976 г. используется американскими спутниками КН-11, осуществляющими обзорное наблюдение с передачей в реальном масштабе времени цифровых изображений, получаемых электронно-оптическими приемниками с зарядовой связью.

О том, что спутники пятого поколения также должны передавать получаемые изображения по радиоканалу, говорит уже продолжительность их полетов в совокупности с отсутствием видимых признаков возвращения на Землю чего-нибудь вещественного. В отличие от всех предыдущих фоторазведчиков, Кеттерингской группе до сих пор не удалось зафиксировать не только сигналов возвращаемых капсул, но и вообще каких-либо радиопередач спутников пятого поколения. Это может объясняться ретрансляцией информации с помощью остронаправленной антенны через спутники связи или сбросом ее только при прохождении над территорией СССР.

Передача через спутники предпочтительнее, т к. позволяет наземным службам получать изображения в реальном масштабе времени, но трудности, наблюдаемые при использовании геостационарных ретрансляторов для орбитальных станций «Мир» и «Алмаз», могут означать, что такая методика еще недостаточно отработана. Тем не менее, разведка США утверждает, что СССР обладает возможностью получать спутниковые изображения в близком к реальному масштабе времени и «движется к созданию систем наблюдения в реальном времени» [17].

Ввод в эксплуатацию долгоживущих спутников 5 поколения, видимо, стал причиной сокращения обзорных полетов спутников 3 поколения, и полного прекращения их в 1990 г. За счет этого общее количество запусков фоторазведывательных ИСЗ с 1984 г. начало уменьшаться, в то время как их суммарный годовой налет продолжал расти.

Последним новшеством в советской программе, связываемой с оптической разведкой, стал «Космос-2031», запущенный 18 июля 1989 г. Выведенный с Байконура на орбиту с наклонением 50,6 градуса, использовавшимся до этого лишь дважды, причем последний раз – столь же непонятным «Космосом-1426», он не походил по поведению ни на спутники четвертого, ни пятого поколений. После 44 суток пребывания на орбите, в течение которых «Космос-2031» выполнил 9 маневров, была предпринята попытка возвратить его, но она не удалась, и при прохождении над стандартным районом посадки аппарат был взорван [10].

Необычно и то, что запуск «Космоса-2031» заслужил отдельного описания в журнале ВВС «Авиация и космонавтика», где утверждалось, что он является «первым из новой серии космических аппаратов для научных исследований» [18].

Возможно, именно этот запуск послужил основанием для упоминаний о «спутниках шестого поколения», хотя на это звание имеются более ранние претенденты.

В 1986—87 гг. несколько спутников были выведены на низкие орбиты ракетами «Зенит». Один из них, «Космос-1871» был официально признан неудачным и через 10 суток после старта неуправляемо упал с орбиты. Показательно, что этот аппарат был одним из менее чем десяти советских спутников, выведенных на орбиту с обратным вращением. Наклонение свыше 90 градусов имеет смысл только для сохранения постоянных условий освещенности во время полета, и такие солнечно-синхронные орбиты с 1966 г. используются почти всеми американскими фоторазведчиками.

Поскольку высота, при которой достигается солнечная синхронность орбиты, очень сильно зависит от наклонения, точно определить расчетную высоту орбиты «Космоса-1871» не представляется возможным. Тем не менее, наклонение его переходной орбиты – 97 градусов – больше соответствует американским фоторазведчикам «Биг Берд» и KH-11, работающим на высотах от 160 до 500 км, а не летающим на высотах от 700 до 1200 км спутникам метеорологического наблюдения и дистанционного зондирования, которые используют наклонения 98-99 градусов.

Все остальные спутники, выведенные «Зенитом» на низкие орбиты, имели наклонения 64.8 градуса, однако ТАСС указал, что «Космос-1873» аналогичен «Космосу-1871». Поскольку обнародованные планы создания систем дистанционного зондирования предусматривают запуски «Зенита» на солнечно-синхронные орбиты не ранее 1993 г, рассмотренные пуски трудно объяснить иначе, чем испытаниями нового типа спутников оптической разведки. Аппараты, масса которых превышала грузоподъемность носителя «Союз» (объявленная масса «Космоса-1871» составляла 10 тонн), возможно, разрабатывались уже не ЦСКБ Д. Козлова, а, например, НПО «Южное», изготовляющим сами РН «Зенит». Последнее обстоятельство, кстати, могло бы способствовать прекращению программы после первых неудач.

Наиболее важным показателем систем космической съемки помимо временного охвата является пространственное разрешение, определяющее минимальный размер различимых на поверхности Земли деталей. Понято, что ни одна сторона не желает раскрывать реальных возможностей слежения за противником и не показывает своих разведывательных снимков.

Наиболее детальные из доступных изображений земной поверхности получаются установленными на спутниках «Ресурс Ф» камерами СА-20М (КФА 1000) с фокусным расстоянием 1 м. и размером кадра 300х300 мм. Эти снимки имеют пространственное разрешение 6—8 метров [19], которое последующей обработкой может быть улучшено до 2—4 метров, но уже сам факт их свободного коммерческого распространения подтверждает, что это далеко от предела возможностей военных пользователей.

В 1989 г. тогдашний начальник космических частей А. А. Максимов утверждал, что «космическая разведка делает возможным получение изображений с разрешением до 0,2—0,3 метра» [20]. Американским спутникам КН-11А приписывается способность различать объекты поперечным размером менее 10 см, что по мнению одних экспертов является физическим пределом, устанавливаемым свойствами атмосферы, тогда как другие утверждают, что компьютерное улучшение изображений теоретически не имеет предела разрешения.

Встречая утверждения о способности разведывательных спутников читать номера автомобилей, следует не только помнить, что номера не пишутся на крышах, но и иметь в виду, что линейные протяженные объекты могут разрешаться на снимках, если их поперечный размер составляет всего 5% от элемента разрешения, т е. на снимке, где удается разглядеть, скажем, кабель диаметром 5 сантиметров, точечные объекты будут разрешаться, только если их размер превосходит метр.

Сравнение хронологии использования советских спутников оптической разведки со сменой поколений фоторазведывательных спутников США показывает, что советские системы находятся в эксплуатации дольше, чем американские и новые типы спутников после введения в строй долгое время сосуществуют с предыдущими, не сменяя их сразу, а постепенно вытесняя. Одно из возможных объяснений состоит и том, что системы принимаются недоработанными и годами доводятся уже в ходе эксплуатации. Другой причиной может быть инерционность промышленных предприятий, заинтересованных в продолжительном серийном выпуске уже освоенных аппаратов.

Показательно, что только в 1990-91 гг. стало резко сокращаться использование спутников третьего поколения для ведения детальной фоторазведки, хотя приспособленные для аналогичных целей спутники 4 поколения применяются с 1975 г.

Процесс этот, по всей видимости, стимулировался бюджетными ограничениями, которые Министерство обороны стремилось удовлетворить за счет прекращения эксплуатации более старых систем. Это, однако, отнюдь не означает снижения приоритета фоторазведывательных спутников, что видно уже из того, что уменьшение количества их запусков не сказалось на суммарном налете фоторазведчиков ввиду увеличения среднего времени активного существования.

3.2.2 Радиотехническая разведка.3.2.2.1 Системы радиопрослушивания

При всей детальности космической фотосъемки оптические изображения выявляют только внешний вид и расположение наблюдаемых объектов. Прослушивание же излучений в радиодиапазоне дает возможность более точно определить назначение военных объектов, их характеристики и режим функционирования. Так, регистрация излучения радиолокационных станций позволяет определить их дальность действия, чувствительность, охватываемый объем, что облегчает создание средств противодействия. Интенсивность радиообмена между штабами и подразделениями вооруженных сил качественно характеризует режим их функционирования, и ее резкое изменение может свидетельствовать о готовящейся перегруппировке сил еще до того, как соответствующие изменения обнаружатся на оптических изображениях.

Отождествление спутников, предназначенных для пассивного прослушивания радиосигналов, значительно сложнее и неопределеннее, чем в случае оптической разведки. Тем не менее, формулируя общие требования к космической системе радиотехнической разведки, можно определить, какие из наблюдаемых спутниковых систем удовлетворяют им наилучшим образом.

Во-первых, задача радиопрослушивания требует глобального охвата, поэтому спутники должны запускаться на орбиты с высоким наклонением. Во-вторых, система должна обеспечивать неоднократное прослушивание каждого района в течение суток, чтобы затруднить меры радиомаскировки. В-третьих, спутники должны летать возможно ниже, чтобы фиксировать слабые сигналы, но достаточно высоко для того, чтобы длительность их орбитального существования превышала ресурс бортовой аппаратуры. (Система коррекции орбиты представляется излишней, т к. спутники радиотехнической разведки принимают сигналы сразу со всей зоны видимости и поэтому не нуждаются в такой точности наведения, как фоторазведчики).

Первая советская космическая система, связываемая с осуществлением радиотехнической разведки, начала развертываться в 1967 г. и в завершенном виде состояла из 4 спутников, обращающихся по околокруговым орбитам средней высотой около 525 км и наклонением 74 градуса, отстоящим друг от друга примерно на 45 градусов по долготе восходящего узла [22]. На такие же орбиты выводились американские спутники радиотехнической разведки, запускавшиеся с 1962 по 1971 г, причем с 1966 г. последние использовали даже то же наклонение – 75 градусов.

Спутники, масса которых могла достигать 1 тонны, запускались с Плесецка носителями С-1 («Космос»), причем замены производились до того, как сопротивление атмосферы сводило предыдущие спутники с рабочей орбиты. С 1970 по 1977 г. ежегодно осуществлялось в среднем по 4 запуска, что соответствует характерному времени активного функционирования около года (см. табл. 2.5) С 1978 г. частота пусков резко упала, и в 1982 г. они полностью прекратились, уступив место новой системе.

Спутники второго поколения начали запускаться уже с 1970 г. и поначалу были приняты за аварийные «Метеоры», поскольку, как и метеоспутники первого поколения, выводились носителями «Восток» на круговые орбиты высотой около 650 км и наклонением 81,2 градуса.

Регулярное появление 1—2 «неудачных «Метеоров» в последующие годы быстро опровергло предположение об авариях. Кроме того, с 1971 г. все «Метеоры» стали запускаться на орбиты высотой около 900 км. Продолжение пусков «Космосов» на прежнюю орбиту некоторое время приписывалось развертыванию специальной военной метеорологической системы, подобной американской системе DMSP, созданной ВВС после того, как гражданские метеоспутники США стали выводиться на более высокие орбиты.

В 1975г. наконец определился интервал между плоскостями орбит в создаваемой системе – 60° вместо 90 у «Метеора». После того, как в 1978 г. все 6 плоскостей были впервые заполнены, система радиотехнической разведки на базе носителей С-1 стала свертываться, и «метеороподобная» группа была окончательно признана вторым поколением спутников радиотехнической разведки [23].

Возможность двухимпульсного выведения на круговые орбиты грузов, неподъемных для С-1, представилась с появлением носителя «Циклон» (F-2). С 1978 г. он тоже стал использоваться для запусков на орбиту высотой 650 км, но с наклонением не 81,2, а 82,6 градуса.

Два из трех таких спутников, запущенных на этапе летных испытаний «Циклона», были объявлены как экспериментальные океанографические. Начиная же с «Космоса-1300», в августе 1981 г. началось формирование группировки, параллельной системе радиоразведки второго поколения.

Наиболее вероятно, что отработка «Циклона» позволила вернуть спутники второго поколения на носители «родной» фирмы, отказавшись от вынужденного использования «Востоков». Различие штатных траекторий выведения и итоговых наклонений орбит не позволяло провести прямую замену спутников в уже созданной группировке. Отчасти поэтому переход от «Востоков» к «Циклонам» растянулся на 2 года, и в процессе его новые спутники выводились на орбиты, отстоящие то на 45, то на 90 градусов друг от друга, прежде чем в 1983 г. стала устанавливаться стандартная конфигурация из 6 орбитальных плоскостей, разнесенных на 60 градусов.

Значительное повышение точности выведения при переходе от «Востока» к «Циклону» позволило понять, что расчетная орбита спутников радиотехнической разведки является кратной, и их трассы должны повторяться через каждые 44 витка, по прошествии 3 суток (для наклонения 82,6 градуса такая кратность достигается при средней высоте орбиты 647 километров).

Система из 6 орбитальных плоскостей с наклонением 82,6 градуса была полностью укомплектована спутниками в 1985 г и с тех пор непрерывно поддерживается в рабочем состоянии. Прием телеметрических сигналов свидетельствует, что в каждой плоскости может одновременно функционировать более одного спутника, следовательно, новые запуски производятся не только для замены вышедших из строя, но и заблаговременно. В последние годы частота запусков резко сократилась, что говорит либо о возросшей продолжительности существования спутников данного типа, либо о создании достаточного их орбитального резерва в предыдущие годы. Если в 1985—88 гг. запускалось в среднем 5 спутников в год, то в 1989 ни одного, а в 1990—91 по одному (см. табл. 2.5).

Последняя на сегодняшний день система, связываемая с ведением глобальной радиотехнической разведки, состоит из спутников, выводимых на круговые орбиты высотой около 850 км и наклонением 71 градуса.

Хотя наклонение орбит этих спутников ниже, чем у предыдущего семейства, охват от полюса до полюса сохраняется благодаря большей высоте полета, а период обращения, составляющий чуть менее 102 минут, обеспечивает почти точное воспроизведение ежесуточной трассы через 14 витков.

Эти обстоятельства позволили уже после первого запуска в сентябре 1984 г. заключить, что данные аппараты представляют собой новое поколение спутников радиотехнической разведки [24]. Перед попыткой запуска аналогичного спутника 27 июля 1991 г. он был впервые официально объявлен как «спутник военно-технического назначения, имеющий целью контроль за выполнением договорных обязательств по проблемам разоружения» [25].

Штатным носителем для спутников этого типа является РН «Зенит», но первые два, «Космос-1603» и «Космос-1656», были запущены в 1984 и 1985 гг. ракетами «Протон» (D-1-e), что, по всей видимости, было связано с запозданием разработки «Зенита», первый испытательный пуск которого состоялся только в апреле 1985 г.

На используемую орбиту высотой 850 км с наклонением 71 градус «Зенит» способен вывести до 10 тонн, что делает аппараты «типа «Космоса-1603» самыми крупными из находящихся сейчас в эксплуатации советских разведывательных спутников[13]13
  Расчеты траектории выведения «Космоса-1603» РН D-le «Протон» дают верхнюю оценку его массы примерно 8.4 тонны, но и это значительно превосходит 7 тонн, доставляемые на низкую орбиту РН «Союз».


[Закрыть].

Уже первые запуски этой серии показали, что спутники выводятся в орбитальные плоскости, отстоящие друг от друга на 45 градусов, и позволили заключить, что полная система должна состоять из 4 аппаратов. До сих пор, однако, одновременно функционировало не более трех. Попытки завершить развертывание системы в 1990 и 1991 гг. были сорваны авариями ракет-носителей, приведшими к гибели двух спутников 4 октября 1990 и 30 августа 1991 г. В начале 1992 г. произошла третья подряд авария «Зенита» с аналогичным спутником [25а].