Cohetes reutilizables: una solución económica para un ataque global rápido
La revolución en la creación de naves espaciales reutilizables
A principios del siglo XXI hubo una revolución en la exploración espacial. En silencio, casi imperceptiblemente, sin proyectos nacionales multimillonarios, como el programa para la exploración de la luna o el programa para la creación de la nave espacial reutilizable Space Shuttle. Por supuesto, estamos hablando de naves espaciales comerciales reutilizables y, en primer lugar, de los cohetes espaciales reutilizables Ilona Mask.
Despegue del "dinosaurio" de una época pasada: el transbordador espacial y el aterrizaje sincrónico de propulsores de naves espaciales reutilizables Falcon Heavy
Aterrizaje sincrónico de propulsores de naves espaciales reutilizables Falcon Heavy
Sin embargo, no descansó en sus laureles por mucho tiempo; otras compañías privadas, incluidas las chinas, respiran en la parte posterior de su cabeza. Por ejemplo, en 10 en agosto 2019, la compañía china LinkSpace lanzó el cohete RLV, que, habiendo alcanzado una altura de metros 300, regresó a la plataforma de lanzamiento por sí sola en 50 segundos. En 2020, se planea lanzar el cohete RLV-T16, que puede alcanzar una altitud de kilómetros 150. Las compañías privadas planean construir naves espaciales reutilizables para todos los rangos de posibles cargas, desde varios cientos de kilogramos hasta decenas y cientos de toneladas.
Rocket Lab planea devolver la primera etapa del vehículo de lanzamiento de clase ultraligera Electron con una capacidad de carga útil de 250 kilogramos a una órbita de referencia baja (SPL), y SpaexX planea lanzar el cohete BFR, con una capacidad de carga útil de toneladas 100 a un SPL, la misma rutina que volar un avión de línea
El uso generalizado de naves espaciales reutilizables capaces de reutilizarse hasta 100 veces, y hasta 10 veces sin realizar reparaciones, reducirá significativamente el costo de lanzar una carga útil en órbita, lo que a su vez estimulará el desarrollo del mercado espacial comercial.
No hay duda de que la posibilidad de poner la carga útil en órbita a un costo menor también interesará a los militares. En primer lugar, se trata de satélites de reconocimiento y comunicaciones tradicionales, cuya necesidad aumenta constantemente, teniendo en cuenta el aumento de la flota de vehículos aéreos no tripulados (UAV) de largo alcance, que se controlan a través de satélites.
En el futuro, la capacidad de generar una carga útil a un costo mínimo puede conducir a plataformas de choque orbital espacio-superficie.
El concepto de la plataforma de ataque orbital "Varitas de Dios"
Sin embargo, los misiles comerciales reutilizables pueden tener otros usos militares.
Planificación de ojivas hipersónicas
Desde 2003, la Agencia de Investigación y Desarrollo Avanzado de Defensa (DARPA), junto con la Fuerza Aérea de EE. UU., Ha desarrollado el Falcon HTV-2 (Vehículo de prueba hipersónico: una unidad experimental de combate guiada), diseñado para vuelos de velocidad hipersónica. El ejército de los EE. UU. Está desarrollando un proyecto similar AHW (Advanced Hypersonic Weapon, un hipersónico prometedor) оружие).
Aspecto estimado de la ojiva Falcon HTV-2
Los proyectos Falcon HTV-2 y AHW tienen un diseño similar: un vehículo de lanzamiento muestra una ojiva de planificación no montada en el motor a una altura predeterminada, luego se desmonta y se planifica a una velocidad hipersónica hacia el objetivo. El rango de vuelo estimado de las ojivas debería ser 6000-7600 kilómetros, con una velocidad de vuelo de 17-22 M (5,8-7,5 km / s). Por lo tanto, teniendo en cuenta el tiempo requerido para salir del cohete a la altura del lanzamiento de la ojiva, el tiempo de golpear el objetivo será de aproximadamente 20-30 minutos.
Perfil de vuelo estimado de Falcon HTV-2
Para lanzar las cabezas nucleares Falcon HTV-2, se propone utilizar vehículos de lanzamiento Minotaur-IV (LV) o misiles balísticos intercontinentales LGM-30G Minuteman-III (ICBM). Para probar los bloques hipersónicos AHW, se usó el cohete de combustible sólido de tres etapas STARS.
Se ha implementado un proyecto similar en Rusia: una ojiva guiada hipersónica como parte del complejo Avangard, lanzado por el IC-MIB UR-100N UTTKh. En esta área, Rusia está por delante de los Estados Unidos; ya en 2019, se planea adoptar el complejo Avangard en servicio. La velocidad de vuelo de la unidad de combate debe ser aproximadamente 27 M (9 km / s), el rango de vuelo es intercontinental. Hay una diferencia fundamental: la ojiva rusa está equipada con una ojiva nuclear, mientras que Estados Unidos está considerando el uso de ojivas hipersónicas en equipos no nucleares. Una ojiva no nuclear impone altas exigencias a la precisión de la orientación de las ojivas.
La supuesta aparición de la ojiva hipersónica rusa del complejo Avangard
Prueba y presentación del sistema de misiles Avangard.
Una solución alternativa son los misiles hipersónicos lanzados desde aviones estratégicos. aviación, como el estadounidense X-51 Waverider o el ruso 3M22 Zircon. Los misiles X-51 y 3M22 tienen una mayor versatilidad en comparación con las ojivas hipersónicas lanzadas por los vehículos de lanzamiento, y posiblemente un menor costo. Sin embargo, su alcance y velocidad son significativamente menores que los de las ojivas de planificación: alrededor de 500-2000 km y 5-8 M (1,7-2,7 km / s), respectivamente. Una velocidad y un rango más bajos no permitirán un tiempo de reacción comparable al que permite las ojivas de deslizamiento hipersónicas. Al alcanzar un rango de 6000-7000 o más, el tiempo de vuelo total de un bombardero y un misil hipersónico será de aproximadamente cinco horas, mientras que una unidad de combate de planificación hipersónica puede atacar durante media hora, lo que puede ser crítico para algunas misiones.
Cohete hipersónico estadounidense X-51 Waverider
Cohete hipersónico ruso Zircon 3M22
La comparación anterior no significa el abandono de un tipo u otro de armas, sino que solo muestra el nicho de cada una de ellas. En esta "división del trabajo", los bloques de planificación hipersónicos tienen la tarea de derrotar objetivos de alta prioridad: puestos de mando, centros de decisión, etc.
Golpe global rápido y terror VIP
El artículo Fuerzas estratégicas convencionales: portadores y armas. se consideró la instalación de ojivas hipersónicas en ICBM, cuyos términos están en servicio están llegando a su fin. Esta decisión está totalmente justificada y es lo que están considerando las fuerzas armadas de los Estados Unidos como parte del programa Fast Global Strike.
El programa BSU en sí mismo también causa escepticismo entre muchos, por alguna razón, siempre se opone a las armas nucleares. De hecho, no tiene ningún efecto sobre el escudo nuclear. Aunque en el tratado START-3 el equipo militar no nuclear se considera a la par del nuclear, lo que teóricamente podría conducir a una disminución en el número de armas nucleares estadounidenses, de hecho, tan pronto como se desarrolle el programa BSU y el número de ojivas comience a aumentar, el tratado START-3 caducará y si no, Estados Unidos se retirará de él con la misma facilidad con la que se retiró del Tratado ABM y del Tratado INF, al mismo tiempo que culpó a Rusia por esto.
Otra objeción es que el uso de fondos de BSU comenzará la tercera guerra mundial. Debe entenderse que Estados Unidos de ninguna manera planea utilizar los fondos de BSU contra Rusia en su nivel actual de desarrollo de las fuerzas armadas. Y contra China también. Pero países como Irán o Venezuela bien pueden convertirse en un objetivo para BSU, que recibirá el primer golpe de decapitación.
El artículo Arma estratégica convencional. Daño El arma convencional estratégica está formulada como: causando daño al enemigo, reduciendo significativamente sus capacidades organizativas, industriales y militares desde la distancia, minimizando o eliminando la probabilidad de una colisión de combate directo con las fuerzas armadas del enemigo. A esto podemos agregar: tan pronto como sea posible.
Los recursos materiales gastados en fondos de la BSU se amortizarán generosamente ahorrando fuerzas y medios de las fuerzas generales. En algunos casos, por ejemplo, en el caso de la liquidación de la dirección del enemigo, un conflicto militar puede terminar sin comenzar. Estados Unidos puede darse cuenta de tal situación, por ejemplo, en Venezuela. Por medio de BSU para liquidar al presidente en ejercicio, al mismo tiempo organizando otra revolución de "color", y no tanques, aviones y barcos no ayudarán a evitar tal escenario.
Con base en lo anterior, se puede llegar a otra conclusión: el arma del Quick Global Strike o el Arma Convencional Estratégica es una herramienta ideal para el terror VIP, es decir, la eliminación física del liderazgo superior del enemigo.
Ninguna otra arma tiene tales capacidades. La mera presencia de este tipo de armas de Ataque Global Rápido, o Armas Convencionales Estratégicas, obligará a los líderes del enemigo a actuar con prudencia al tomar decisiones militares, políticas y económicas, o los hará vivir en peligro de destrucción inevitable.
En algunos casos, los ICBM pueden no ser el medio más óptimo para las ojivas de planeo hipersónico, o el más barato. ¿Hay otros portadores más efectivos para las ojivas de planificación hipersónicas?
Cohete reutilizable como portador de ojivas hipersónicas
Los prometedores misiles reutilizables basados en productos comerciales pueden ser el medio más efectivo y económico de lanzar unidades de combate.
Según la información abierta publicada en Internet, la altura de lanzamiento de las ojivas hipersónicas debería ser de aproximadamente 100 kilómetros. La masa estimada de los blogs de batalla hipersónicos Falcon HTV-2 debe ser 1100-1800 kg.
La carga útil del cohete Falcon-9, lanzado en el IEO (km 200), es de toneladas 13-16. La masa total de la segunda etapa de la última versión del Falcon-9 es de toneladas 111, la segunda etapa está separada de la primera a una altitud de aproximadamente 70 km. La primera etapa del Falcon 9 está planeada para usarse hasta 10 veces, y con el mantenimiento después de cada vuelo 10, puede usarse hasta 100 veces.
Falcon-9 booster y aterrizando su primera etapa
Se puede suponer que para lanzar ojivas hipersónicas, la primera etapa del vehículo de lanzamiento Falcon-9 es suficiente. El abandono de la segunda etapa con una masa de toneladas 111 probablemente permitirá llevar a la altura de 100 km aproximadamente ojivas hipersónicas 10 que pesen 1100-1800 kg cada una.
Sobre la base de las tecnologías implementadas en la ciencia comercial de cohetes, se pueden crear otros pequeños vehículos de lanzamiento reutilizables para cargas dadas, que permiten el abandono de una o dos ojivas hipersónicas, seguidas del aterrizaje del transportista y su reutilización repetida.
Si hablamos de un aumento en la carga de combate, entonces no podemos evitar recordar los planes de SpaсeX para la construcción de un misil BFR de dos etapas totalmente reutilizable, con su posibilidad de poner cargas de carga de hasta 100 toneladas al DOE. Internet ya se está discutiendo La posibilidad del uso prospectivo de BFR como un bombardero orbital para golpear con varillas de tungsteno controladas.
El concepto de un vehículo de lanzamiento súper pesado BFR totalmente reutilizable
Si dibujamos una analogía usando la primera etapa del Falcon-9 LV, la primera etapa del BFR LV - Super Heavy podrá llevar a cabo las ojivas hipersónicas 55-85.
Por un lado, el desarrollo de BFR aún no se ha completado, por lo que hablar sobre su uso militar es algo prematuro. Por otro lado, Elon Musk está decidido a completar este misil. Según los planes de SpaEx, debería reemplazar todos los misiles utilizados por la compañía, incluido el vehículo de lanzamiento Falcon-9.
Surge la pregunta, ¿por qué debería desaparecer un desarrollo tan prometedor? SpaсeX bien puede adaptar la primera etapa del Falcon-9 o simplemente vender a los militares todos los desarrollos de este misil, centrándose completamente en BFR. Los militares, a su vez, recibirán una plataforma reutilizable única para lanzar ojivas de planificación hipersónicas u otras cargas útiles.
Basing
El problema con los misiles reutilizables es que, a diferencia de los bombarderos, no puedes ponerlos en el campo de aviación, sin embargo, las opciones para desplegar tales armas son suficientes.
En el caso de un vehículo de lanzamiento con ojivas hipersónicas de planificación en el sur de los Estados Unidos (se toma como ejemplo el sitio de lanzamiento en Cabo Cañaveral), prácticamente toda América Latina estará en el área afectada. Si se despliega en Alaska, la mayor parte de Rusia, China, toda Corea del Norte estará en el área afectada. Esto se estipula que el rango de vuelo de las ojivas será 6000-7000 kilómetros, y no será intercontinental, como en el complejo Avangard.
Rango de destrucción condicional al colocar un LV con ojivas de planificación hipersónicas en la parte sur de los EE. UU.
Rango de destrucción condicional al colocar un vehículo de lanzamiento con ojivas hipersónicas de planificación en Alaska
Estados Unidos puede usar el territorio de sus satélites para desplegar vehículos de lanzamiento con ojivas hipersónicas de planificación en Europa o Asia. Es poco probable que Polonia, Rumania o Japón se atrevan a rechazar tal pequeñez a su señor supremo.
Además, dado el hecho de que las compañías militares privadas (PMC) ya están armadas con aviones de combate, uno no puede dejar de imaginar un escenario en el que las plataformas para lanzar cohetes con ojivas hipersónicas de planificación serán alquiladas por PMC y proporcionadas por las Fuerzas Armadas de los EE. UU. A pedido sobre una base comercial.
Y finalmente, no se puede excluir la posibilidad de crear plataformas de lanzamiento en alta mar similares al proyecto comercial Sea Launch. Las dimensiones generales del Falcon-9 LV son comparables a las del Zenit-3SL LV, por lo que no debería haber problemas.
El puerto espacial flotante para lanzar cohetes Zenit-3SL
Teniendo en cuenta que solo será necesario lanzar la primera etapa con una carga de combate, dos vehículos de lanzamiento con diez ojivas hipersónicas de planificación en cada uno pueden colocarse en un puerto espacial flotante. Al colocar un puerto espacial flotante en el Mar Mediterráneo, casi toda África, el Golfo Pérsico, Pakistán, parcialmente Asia Central, China y la mayor parte del territorio de la Federación de Rusia caen en el área afectada. El aterrizaje del LV puede llevarse a cabo en plataformas ASDS (barco autónomo de drones con puertos espaciales autónomos - naves espaciales no tripuladas autónomas) utilizadas para aterrizar la primera etapa del Falcon-9 LV, o buques / plataformas similares desarrollados sobre su base.
Nave espacial no tripulada autónoma ASDS, y el plan de aterrizaje de la primera etapa del Falcon-9 LV
Rango de destrucción condicional al desplegar vehículos de lanzamiento con ojivas hipersónicas de planificación en un puerto espacial flotante en el Mar Mediterráneo
Uno puede preguntarse: si Rusia o China, como potencias nucleares, no se consideran objetivos de BSU, ¿por qué se indica que su territorio está en el área afectada? La respuesta es simple, BSU es un factor que deberá tenerse en cuenta. Si el despliegue de los lanzadores Mk-41 en Europa causó tanto ruido, ¿qué sucederá cuando aparezca un puerto espacial flotante con LV con ojivas hipersónicas de planificación en el Mar Mediterráneo ...
El lado financiero del asunto.
El costo de la primera etapa del vehículo de lanzamiento es 60 - 70% de su costo total. El costo de lanzamiento declarado para Falcon-9 es 60-80 millones de dólares, respectivamente, el costo de la primera etapa será 36-56 millones de dólares. Incluso teniendo en cuenta el uso diez veces mayor de la primera etapa del Falcon-9, el costo del retiro será de 3,6-5,6 millones de dólares, el costo del combustible será de aproximadamente 500 mil dólares para su lanzamiento. Por lo tanto, para los bloques 10, el costo de lanzamiento será de aproximadamente 400-600 mil dólares por bloque (sin contar el costo del bloque en sí). Con el recurso de la primera etapa de Falcon-9 en los lanzamientos de 100, el costo de cada lanzamiento caerá en casi un orden de magnitud. Por supuesto, es necesario tener en cuenta otros gastos: mantenimiento, reparación, transporte, etc., pero otros sistemas de armas no están exentos de costos adicionales. Por ejemplo, una hora de vuelo del B-2 cuesta más de 150 mil dólares, y cuando se golpea a una distancia de 7000 km, el tiempo total de vuelo será 10 horas de vuelo, es decir. un vuelo costará a 1,5 un millón de dólares.
Y que hay de nosotros
Aparentemente, con armas hipersónicas en general, y con la planificación de ojivas hipersónicas en particular, estamos por delante del resto.
Pero con los vehículos de lanzamiento reutilizables tenemos serios problemas, más precisamente, no hay problemas, ya que no hay vehículos de lanzamiento reutilizables. Pero hay proyectos, incluidos los interesantes, algunos de los cuales bien pueden adaptarse para uso militar. Quizás, como sucede a menudo en nuestro país, esto dará vida a sus modificaciones civiles. Sin embargo, hablaremos de esto en el próximo artículo.
información