[image]

Группировка Starlink — система орбитального перехвата принципиально нового типа

Создание группировки спутников Starlink и его последствия
 
MD Serg Ivanov #02.09.2022 15:40
+
0 (+1/-1)
-
edit
 

Группировка Starlink — система орбитального перехвата принципиально нового типа

Создание грандиозной группировки спутников Starlink продемонстрирует принципиально новые качества, которые начинают проявляться у экстремально больших спутниковых систем. Их баллистические возможности могут оказаться неожиданными и позволят использовать такую мегагрупприровку совсем не по основному назначению. Например, можно оперативно превратить часть мирных спутников в оружие и выполнить боевую задачу, а после вернуть спутники к их обычной работе. Naked Science задался вопросом, насколько это возможно. //  naked-science.ru
 

SpaceX продолжает наращивать орбитальную группировку спутников связи «Старлинк» (Starlink). Ее конечный состав должен достичь беспрецедентного в истории количества спутников. Каким он окажется фактически, мы пока точно не знаем, однако можно ожидать, что общая численность спутников в системе достигнет нескольких десятков тысяч единиц. Этого достаточно, чтобы она смогла стать оружием нового типа.
Одиночный спутник представляет собой плоскую панель массой 260 килограммов. Длина панели около 3 м, ширина 1,5 м, толщина 0,2 м. Спутники оснащены одной панелью солнечных батарей, и электростатическим двигателем Холла с криптоном в качестве рабочего тела. Для выполнения своей основной задачи спутники оснащены антеннами различных типов.

В настоящий момент SpaceX формирует сеть первого поколения спутников, состоящую из двух частей. Первую часть составят 4408 спутников, размещаемых слоями на высотах 540, 550, 560 и 570 км. Каждый слой содержит от 4 до 72 орбитальных плоскостей и от 520 до 1584 спутника. Именно в эту первую часть запускаются сейчас «Старлинки». В течение 2021 года было выполнено 19 запусков, количество рабочих спутников на орбите дошло до 1944. А в январе 2022 года количество рабочих «Старлинков» перевалило за 2000.

Вторая часть спутниковой сети первого поколения будет содержать 7518 спутников в трех слоях на высотах 336, 341 и 346 км. Вместе с первой частью, заполняемой сегодня, спутниковая сеть первого поколения должна насчитывать 11926 спутников.

Сеть из спутников нового поколения будет значительно многочисленнее. В октябре 2019 года SpaceX подала в Федеральную комиссию по связи (FCC) заявку на запуск 30 000 спутников Starlink второго поколения на рабочие орбиты высотой от 328 до 614 км. В августе 2020 года компания попросила внести изменения в свою заявку, связанные с возможностью запуска спутников большими группами на носителе «Starship». Однако общее количество спутников и высотный диапазон остались неизменными.

Планы конечной конфигурации группировки «Старлинк» с течением времени меняются. Согласно самому свежему письму SpaceX в Федеральную комиссию по связи (FCC) в январе 2022 года, в завершенном виде группировка «Старлинков» второго поколения будет состоять из 9 орбитальных слоев, находящихся на высотах 340, 346, 350, 360, 525, 530, 535, 604, 614 км. Слои будут содержать от 12 до 48 орбитальных плоскостей, в каждой из которых будут двигаться по 110 – 120 спутников (в двух верхних слоях по 12 и 18 спутников в каждой плоскости). Общее количество спутников составит 29988.

До этого приходилось слышать о планах увеличения группировки до 42 тысяч спутников. Пока что они не отразились в заявках в регулирующие федеральные органы, но с вводом в эксплуатацию сверхтяжелого «Starship», способного запускать порядка 500 спутников за один полет, можно ожидать поступления таких заявок и резкого ускорения наращивания группировки «Старлинк».
 

Другой взгляд на большую орбитальную систему

Однако можно посмотреть и иначе на саму баллистическую сущность сети «Старлинков». Очень большая спутниковая группировка представляет собой барражирующие в пространстве множественные высокоскоростные тела. Именно в силу того, что их очень много, и они «присутствуют везде», их можно рассматривать как кинетическое средство поражения, находящееся в предварительной готовности и достаточном количестве над любым районом земного шара.

Переформулируем определение «частая угроза столкновений» и получим другое: «большая спутниковая сеть все время держит под прицелом другие спутники, которые может уничтожить»

Выше мы отметили, что «Старлинки» часто проходят всего в километре от других спутников — у этой медали есть и оборотная сторона. Она в том, что для сокращения этой дистанции до нуля требуется совсем небольшой импульс. Который можно задать, в силу его малости, даже слабым двигателем, и достаточно оперативно.

Роскосмос и NORAD пока молчат об этом нюансе. Роскосмос, возможно, потому, что не готов признавать растущую угрозу орбитальной сети «Старлинков», а система слежения за баллистическими объектами NORAD вообще не занимается стратегиями боевого применения, ее дело отслеживать объекты и их текущее движение, и рассчитывать траектории и прогнозы. Вероятно, до реальной перспективы построения экстремально больших спутниковых систем просто не возникало таких подходов; никому и в голову не приходило воспринимать большую орбитальную группировку с этого ракурса (или приходило, но мы пока об этом не знаем).
 

Перехват может быть принципиально иным. Можно не ставить задачу гарантированного перехвата цели одним конкретным аппаратом-перехватчиком. Большая спутниковая сеть создает другие возможности. Надо просто поставить противоположную задачу системе управления движением орбитальной группировки. Такую, например: не избегать столкновений с другими спутниками, а наоборот, максимизировать вероятность столкновения со спутниками-целями. Под целью будем понимать конкретный космический аппарат, орбита и параметры движения которого известны, и полет которого нужно прекратить.
 

Итоговая полная вероятность такого перехвата не сосредоточена в одной точке траектории цели, или в одном выбранном моменте времени, как у обычного «сольного» перехвата. Она окажется «размазана» по траектории цели, по многим опасным сближениям на ней, и многим моментам времени. Поэтому нельзя сказать заранее, в каком сближении и когда вероятность соударения реализуется в фактическое событие.

С увеличением числа опасных сближений до достаточно большого растущая вероятность столкновения приведет к реальному событию перехвата. Можно назвать такой способ распределенным групповым орбитальным перехватом

Криптоновые двигатели «Старлинков» обладают малой тягой, однако ее вполне достаточно для маневров уклонения. Еще раз вспомним, что уже сегодня возникают множественные ситуации расхождения спутников на расстоянии одного километра и меньше. Нужно определить, с какими спутниками «Старлинк» у цели складываются подобные прогнозируемые сближения. Система управления движением орбитальной группировки определяет спутники «Старлинк», которые могут создать опасное сближение с заданной целью в ближайшие сутки или в другой интервал времени, при условиях небольшой корректировки их орбит. Таких спутников среди многотысячной группировки может оказаться достаточно много, возможно, много десятков или сотен.

По команде системы управления движением группировки выбранные спутники меняют задачу уклонения на задачу встречи. Они запускают двигатели орбитального маневрирования, и начинают изменять свое орбитальное движение так, чтобы количество опасных сближений с заданной целью начало расти. «Старлинки» могут рассчитывать задачу встречи автономно, или работу их двигателя задаст командой общая система управления сетью. Так начинается групповой орбитальный перехват цели. Спустя некоторое время – например, сутки – опасность столкновения задействованных спутников с заданной целью достигает боевых значений. В ходе чего реализуется и само столкновение. Перехват цели выполнен – распределенный групповой орбитальный перехват.
 
   52.052.0
Это сообщение редактировалось 02.09.2022 в 16:33
MD Serg Ivanov #02.09.2022 15:51
+
-
edit
 
Можно сказать, что задействовать столько спутников «Старлинк» ради одного перехвата нерационально. Но ведь израсходуется только один спутник. Остальные могут спокойно возвращаться на исходные орбиты, или в новую конфигурацию, обеспечивающую выполнение основных задач связи. Да, у задействованной в перехвате группы спутников возникнет незапланированный расход криптона, это снизит его запасы и сократит срок службы этих спутников.

Но насколько сократит? Возможно, не столь существенно. Ведь система управления выберет те спутники, которым потребуются минимальные коррекции. Этот дополнительный расход не выведет спутники перехватывающей группы из эксплуатации сразу. А в планах SpaceX стоят запуски «Старлинков» большим «Старшипом», который будет выводить на орбиту сразу около 500 (для разных орбит количество в запуске будет различаться) спутников за один пуск. Этим легко можно компенсировать снижение срока службы спутников из группы перехвата. При больших масштабах спутниковой группировки (не забудьте – 30 тысяч спутников!) перехватный перерасход криптона у сотни спутников окажется не только не критичным, но и незаметным для всей системы.
 

Групповой орбитальный перехват будет намного эффективнее, если потребуется перехватить не одиночную цель, а несколько целей – десять, тридцать или пятьдесят. Например, при задаче уничтожить космическую группировку: спутников связи, или спутников разведки. Тогда спутники из группы перехвата могут создавать угрозу не одной, а сразу нескольким или многим целям. Это в разы поднимет эффективность перехватчиков, и результативность группового перехвата. Возможна градация перехватчиков по количеству целей. Одни из перехватчиков могут создавать опасное сближение только для одной цели, другие – для двух целей, трех целей, N целей.

Потребуется разработка сложных моделей движения спутниковой системы, которые смогут наилучшим образом организовывать построение групп орбитального перехвата. С оптимальным числом перехватчиков в общей группе, с распределением целей между перехватчиками, с последовательностью изменения орбит той или иной категории перехватчиков, с минимизацией расхода криптона. При разработке схем и методов орбитального группового перехвата могут быть построены эффективные алгоритмы прогнозирования и выполнения боевой задачи.
 

Какие боевые цели могут быть у орбитальной группировки «Старлинк»? На этот вопрос можно ответить, оценив возможность изменения орбит спутников, становящихся перехватчиками. Чем дальше вверх и вниз от базовой высоты должны сместиться перехватчики, тем дольше будет выполнение перехвата и больше незапланированный расход криптона.

Поэтому высотный диапазон перехвата ожидается небольшим, в пределах 50 – 100 километров вверх и вниз от высоты базовой орбиты. Однако этот диапазон вполне захватывает несколько типов возможных целей, потому что он простирается от низких опорных орбит до высот в районе 700 км.
Во-первых, в него попадают спутники оптической разведки на солнечно-синхронных орбитах. Рабочие высоты таких орбит находятся как раз в диапазоне 550 – 700 км. И заселение орбит такого типа будет расти в силу больших преимуществ солнечно-синхронных орбит для наблюдения земной поверхности в оптическом диапазоне. Всегда одно и то же местное время в каждой подспутниковой точке, и соответственно неизменная теневая картина от объектов на поверхности, позволяет легко выявлять изменения на местности. В других вариантах использования солнечно – синхронных орбит они обеспечивают непрерывную круглосуточную освещенность аппарата и его солнечных батарей, что очень подходит для непрерывной радиолокационной работы с орбиты.

Во-вторых, целями «Старлинков» могут быть низкоорбитальные спутниковые системы связи. Третьим типом целей могут быть спутники на эллиптических орбитах с низкими перигеями, по высоте расположенными в зоне досягаемости группового перехвата. Целями могут служить вообще любые спутники, работающие на высотах обозначенного диапазона, или проходящие через него на этапах своего полета.
 

Оценка новых прикладных аспектов баллистики больших группировок назрела, и эту статью можно считать одним из упрощенных вариантов такой оценки. Каким образом будет развиваться экстремально большая орбитальная группировка и ее дополнительные возможности, покажут ближайшие годы.
   52.052.0
Это сообщение редактировалось 02.09.2022 в 15:57
RU СФ Mixalich #02.09.2022 22:50  @Serg Ivanov#02.09.2022 15:51
+
+1
-
edit
 

СФ Mixalich

втянувшийся

S.I.> Оценка новых прикладных аспектов баллистики больших группировок назрела, и эту статью можно считать одним из упрощенных вариантов такой оценки. Каким образом будет развиваться экстремально большая орбитальная группировка и ее дополнительные возможности, покажут ближайшие годы.

очень интересная мысль,но не проспали ли мы момент возможного противодействия старлинкам,учитывая,что маск спутники как семечки голубяб забрасывает? :D
   104.0104.0
MD Serg Ivanov #03.09.2022 19:09  @СФ Mixalich#02.09.2022 22:50
+
-
edit
 
Оценка новых прикладных аспектов баллистики больших группировок назрела, и эту статью можно считать одним из упрощенных вариантов такой оценки. Каким образом будет развиваться экстремально большая орбитальная группировка и ее дополнительные возможности, покажут ближайшие годы.
С.M.> очень интересная мысль,но не проспали ли мы момент возможного противодействия старлинкам,учитывая,что маск спутники как семечки голубяб забрасывает? :D
А какая разница? Это просто надо учитывать. Следить - чтобы начало атаки не проспать.
Ну и уходить из этих слоёв новыми группировками спутников.
   104.0.0.0104.0.0.0
CA Fakir #06.09.2022 12:18  @Serg Ivanov#02.09.2022 15:40
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
S.I.> Группировка Starlink — система орбитального перехвата принципиально нового типа — Naked Science
S.I.> SpaceX продолжает наращивать орбитальную группировку спутников связи «Старлинк» (Starlink). Ее конечный состав должен достичь беспрецедентного в истории количества спутников. Каким он окажется фактически, мы пока точно не знаем, однако можно ожидать, что общая численность спутников в системе достигнет нескольких десятков тысяч единиц. Этого достаточно, чтобы она смогла стать оружием нового типа.


Мда... Покруче "нырка шаттла над Москвой"(ТМ). Такой сок мозга, что я не удивлюсь, если
вскорости с такой речью в Совбезе или Совфеде выступит господин Ко... .

Впрочем, если баллистикам от этого перепадёт денег на расчёты - порадуемся за них, поупражняться никогда не вредно.
Плохо, если это приводит к нагнетанию бессмысленной паранойи.
   56.056.0
+
0 (+1/-1)
-
edit
 
Fakir> Покруче "нырка шаттла над Москвой"(ТМ). Такой сок мозга, что я не удивлюсь, если
Fakir> вскорости с такой речью в Совбезе или Совфеде выступит господин Ко... .

Самое точное определение...😂
   104.0.0.0104.0.0.0
RU Fonzeppelin #06.09.2022 12:41  @Serg Ivanov#02.09.2022 15:51
+
+1
-
edit
 

Fonzeppelin

втянувшийся

Ну, сам по себе "Старлинк" вряд ли. Больно мал запас дельта-V, и нет никакого терминального самонаведения. Но факт, что вполне возможно построить на основе архитектуры "Старлинка" систему дешевых орбитальных перехватчиков, перекрывающих весь земной шар. "Бриллиантовая галька" на новом техническом уровне.
   104.0104.0
CA Fakir #06.09.2022 13:11  @Fonzeppelin#06.09.2022 12:41
+
-1
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Fonzeppelin> Но факт, что вполне возможно построить на основе архитектуры "Старлинка" систему дешевых орбитальных перехватчиков, перекрывающих весь земной шар.

Ну что значит дешёвых? Дешёвых в пересчёте на единицу, а так - как минимум сопоставимо с целью, т.е. поражаемой спутниковой группировкой (про перехват БР говорить всё-таки совсем уж...).
И не забываем про весьма узкий диапазон высот орбит целей. Самое же важное - оно выше.
   56.056.0
RU Fonzeppelin #06.09.2022 13:42  @Fakir#06.09.2022 13:11
+
0 (+1/-1)
-
edit
 

Fonzeppelin

втянувшийся

Fakir> Ну что значит дешёвых? Дешёвых в пересчёте на единицу, а так - как минимум сопоставимо с целью, т.е. поражаемой спутниковой группировкой (про перехват БР говорить всё-таки совсем уж...).

Я именно что про перехват БР на разгоне. Разумеется, не "Старлинками". Но ИМХО, работоспособность сети "Старлинк" убедительно демонстрирует, что проект "Бриллиантовой гальки" на современном уровне технологии вполне может быть работоспособен.
   104.0104.0
MD Serg Ivanov #06.09.2022 13:46  @Fonzeppelin#06.09.2022 12:41
+
-
edit
 
Fonzeppelin> Ну, сам по себе "Старлинк" вряд ли. Больно мал запас дельта-V, и нет никакого терминального самонаведения.

А зачем ему самонаведение? Суть в том что за счёт большого числа опасных сближений раньше или позже происходит столкновение одного из старлинков с целью.
..уже сегодня возникают множественные ситуации расхождения спутников на расстоянии одного километра и меньше. Нужно определить, с какими спутниками «Старлинк» у цели складываются подобные прогнозируемые сближения. Система управления движением орбитальной группировки определяет спутники «Старлинк», которые могут создать опасное сближение с заданной целью в ближайшие сутки или в другой интервал времени, при условиях небольшой корректировки их орбит. Таких спутников среди многотысячной группировки может оказаться достаточно много, возможно, много десятков или сотен.
 

«Созвездие» Starlink обеспечит 90% всех опасных сближений на околоземной орбите: их уже 1600 еженедельно

Орбитальная механика для незнакомого с ее тонкостями человека выглядит совсем не интуитивно понятной. Учитывая скорости движения космических аппаратов, даже их пролет на расстоянии километра друг от друга считается потенциально опасным. Сейчас половина таких событий — 1600 еженедельно, — происходит с участием спутников группировки Starlink. А в будущем это количество достигнет поистине астрономических масштабов, что изрядно беспокоит профильных специалистов. //  naked-science.ru
 
   52.052.0
Это сообщение редактировалось 06.09.2022 в 13:59
CA Fakir #06.09.2022 13:59  @Fonzeppelin#06.09.2022 13:42
+
-1
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Fonzeppelin> Я именно что про перехват БР на разгоне. Разумеется, не "Старлинками". Но ИМХО, работоспособность сети "Старлинк" убедительно демонстрирует, что проект "Бриллиантовой гальки" на современном уровне технологии вполне может быть работоспособен.

Да нифига он не демонстрирует. Численность группировки для перехвата БР должна быть больше минимум на порядок, а энерговооружённость (располагаемая ХС) спутников - минимум на два порядка.

На кота широко, на собаку узко.
   56.056.0
MD Serg Ivanov #06.09.2022 14:03  @Fakir#06.09.2022 13:59
+
-1
-
edit
 
Fonzeppelin>> Я именно что про перехват БР на разгоне. Разумеется, не "Старлинками". Но ИМХО, работоспособность сети "Старлинк" убедительно демонстрирует, что проект "Бриллиантовой гальки" на современном уровне технологии вполне может быть работоспособен.
Fakir> Да нифига он не демонстрирует. Численность группировки для перехвата БР должна быть больше минимум на порядок, а энерговооружённость (располагаемая ХС) спутников - минимум на два порядка.
Fakir> На кота широко, на собаку узко.
Меньше на порядок, а не больше:
Один из наиболее реалистичных проектов – создание миниатюрных спутников-перехватчиков, которые должны были выводиться на орбиту в количестве несколько тысяч единиц. Предполагалось что они станут основным компонентом СОИ. Поражение цели должно было осуществляться кинетическим способом – ударом самого спутника-камикадзе, разогнанного до 15 километров в секунду. Систему наведения предполагалось выполнить на базе лидара – лазерного радара. Преимуществом «бриллиантовой гальки» было то, что она строилась на существующих технологиях. Кроме того, распределённую сеть, состоящую из нескольких тысяч спутников, крайне затруднительно уничтожить превентивным ударом.
 

У Маска заявлена численность около 30 тыс. спутников.
Проект «Бриллиантовой гальки» предусматривал вывод на околоземную орбиту системы из более чем 4000 миниатюрных спутников, оснащённых самостоятельной лидарной (лазерной) системой наведения. Спутники должны были наводиться на поднимающиеся из атмосферы баллистические ракеты с помощью маломощных лазеров, которые позволяли им выстраивать практически автономно собственную трёхмерную картину происходящего, в силу чего спутники «бриллиантовой гальки» практически не зависели от наземных радаров. После начального наведения спутники могли бы поражать стартующие МБР ещё на их активном участке (до этапа разделения РГЧ ИН и ложных целей) и выводить их из строя лобовым столкновением на встречном курсе.
Удар 14-килограммового кинетического аппарата в МБР при скорости взаимного сближения порядка 10-15 км/с гарантировал полное уничтожение ракеты или боеголовки неприятеля.
 

Скрыть развёртывание 4000 перехватчиков среди 30 тыс. группировки спутников связи - вполне реально. Надо отслеживать и инспектировать подозрительно молчащие аппараты.
Энерговооружённость при этом - при перехвате на пересекающихся курсах вполне достигаемая. Тем более что система работает как система, а не как одиночный спутник.
ХС в 5-6 км/с при начальной массе 200 кг и конечной 14 кг трёхступенчатый перехватчик вполне может обеспечить.
Во общем если "Бриллиантовая галька" реальна, а она считалась и тогда наиболее реальной среди всех проектов глобальной ПРО, то сейчас стало реально и её скрытное развёртывание. И тогда становятся понятны истоки успехов Маска в части финансирования его проектов..
   52.052.0
Это сообщение редактировалось 06.09.2022 в 15:10
MD Serg Ivanov #06.09.2022 15:04  @Fakir#06.09.2022 12:18
+
-
edit
 
Fakir> Плохо, если это приводит к нагнетанию бессмысленной паранойи.
Если у вас паранойя, это еще не значит, что за вами никто не следит© :)
   52.052.0
CA Fakir #06.09.2022 15:35  @Serg Ivanov#06.09.2022 14:03
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
S.I.> Меньше на порядок, а не больше:
S.I.> Скрыть развёртывание 4000 перехватчиков среди 30 тыс. группировки спутников связи - вполне реально.
S.I.> Энерговооружённость при этом - при перехвате на пересекающихся курсах вполне достигаемая. Тем более что система работает как система, а не как одиночный спутник.


Я понял, что у вас появился новый идефикс, и как любой ваш идефикс, логику и здравый смысл он игнорирует.
   56.056.0
MD Serg Ivanov #06.09.2022 16:43  @Fakir#06.09.2022 15:35
+
-
edit
 
Fakir> Я понял, что у вас появился новый идефикс, и как любой ваш идефикс, логику и здравый смысл он игнорирует.
Этот идефикс появился в США давным-давно, во времена Рейгана и никуда не уходил как выясняется. Было просто отложено. А то что Старлинк система в основном военного назначения - хорошо показала СВО.
   52.052.0

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru