Будь-яка космічна діяльність починається з безпеки. Вона передує усім стадіям життя космічного апарата — з етапу проєктування і будівництва до обслуговування та подальшої утилізації. Це й недивно, адже безпека у космічному просторі прямо впливає на безпеку земну. В сучасному житті втрата супутників загрожує повним блокуванням будь-якої сфери державного чи інституціонального управління: банківської системи, зв’язку, логістики, навігації. Та насамперед — оборонного сектора. Про це – в матеріалі видання MaxPolyakov.space.
Для запобігання цим фатальним наслідкам слід укласти чіткий міжнародний регламент з єдиних безпекових норм поведінки у космосі, а також виробити надійний механізм обізнаності щодо космічного руху. Утім, позаяк на Землі зростає рівень міжблокових конфронтацій, про прозорий обмін інформацією (особливо коли вона стосується маршруту пересування супутників та космічних кораблів військового призначення) вже не йдеться.
Глобальні супутникові мережі військового управління
Кількість країн, що виходять на орбіту, зростає ледь не щороку. З новими гравцями розширюється і різноманіття інтересів, які вони прагнуть відстоювати з залученням власного космічного сектора.
Особливо дієвим для процесу посилення національної безпеки є використання військових, геопросторових та моніторингових супутників для цілей зовнішньої розвідки, ситуаційного контролю та управління на полі бою. Скоординовані під єдиним командним управлінням, ці супутники здатні надавати військовим надважливу інформацію та обізнаність, які можна використовувати для досягнення переваги у бойових діях.
Новітні американські військові доктрини покладаються на супутники майже у всьому. Саме вони є ключовою ланкою військової доктрини Joint All Domain Command and Control (JADC2), яка передбачає створення єдиної мережі управління для командування та контролю всіх типів військових операцій. І сьогодні США спроможні виділяти на це великі гроші.
Цього року JADC2 та інші космічні стратегії Міністерства оборони США отримають на свою підтримку Президентський космічний бюджет-2024 у розмірі $33,3 млрд, який буде розподілено так:
- $5 млрд — на попередження про ракети та їхнє відстеження (охоплює два основні напрямки: $2,3 млрд на нові розповсюджені стійкі архітектури та $2,6 млрд на постійне інфрачервоне з’єднання нового покоління).
- $1,3 млрд — на розвиток програм з позиціонування, навігації та синхронізації в часі, включно з розробкою системи оперативного контролю наступного покоління для GPS.
- $3 млрд — на розробку 15 ракет-носіїв (для виведення військових супутників на орбіту) та модернізацію дальності подібних ракет.
- $4,7 млрд — захищений і стійкий до перешкод супутниковий зв’язок. Насамперед ці гроші мають спрямувати на основну космічну систему команди та контролю, яка наразі є у США — транспортний рівень (Transport layer) космічних даних Агентства космічного розвитку (Space Development Agency, SDA).
Transport layer — це сузір’я з 20 супутників тактичного рівня дії з можливістю розширення шляхом підключення низки апаратів комерційного призначення, які Міністерство оборони планує орендувати у приватних компаній. Transport layer дозволить зв’язати командування над кожним об’єктом на полі бою на єдиному мережевому рівні. Орбітальні вузли зв’язку транспортного рівня відіграють важливу роль у злагодженості всіх родів військ, особливо опікуючись передачею чутливих до часу даних з розвідувальних дронів, а також візьмуть на себе навігаційні й логістичні функції командування Космічних сил.
Багаторівнева система Transport layer передбачає злагоджену координацію двох основних типів супутників, розташованих на різних висотах орбіт. Супутники сенсорного рівня будуть розміщені в межах LEO (600 км) та відповідатимуть за відстежування гіперзвукових балістичних ракет зі здатністю до маневрування, а також реагуватимуть на раптові переміщення військ противника.
Апарати сенсорного рівня передаватимуть отримані розвідувальні дані на другий рівень супутників Transport layer, які займають своє місце на більшій висоті (1200 км). Зі свого боку вони виступатимуть як ланка основних супутників попередження США про запуск балістичних ракет. Серед їхніх обов’язків буде ретрансляція геопросторового GPS-сигналу (передачею цих типів даних переймається кожен супутник сузір’я).
Взаємодія супутників зв’язку між собою відбуватиметься каналами лазерної комунікації, що дасть американським військовим перевагу саме у швидкості отримання інформації.
Задля посилення стійкості на орбіті Агентство космічного розвитку пропонує кардинально новий для військових підхід, який полягає в орендуванні комерційних супутників у компаній, які підходять під стандарти, встановлені Transport layer. Таким чином супутники дистанційного зондування та зв’язку американських комерційних компаній можуть стати ланкою розгалуженої мережі передачі даних. Однак, допоки ця практика набере розповсюдження, спочатку мають бути запропоновані єдині стандарти оптичного супутникового зв’язку та надійні системи шифрування сигналу.
SDA прагне відійти від традиційного виробництва нових супутників з нуля за замовленням і суттєво зменшити навантаження на власні військові супутники, залучаючи до процесу вже функціонуючі апарати комерційного сектора. Така практика має багато переваг, хоча їй властивий і один серйозний безпековий мінус — комерційні супутники, залучені до Transport layer, можуть стати потенційними цілями у разі розгортання конфлікту в космосі. Особливо це стосується тих країн, що впродовж останніх десятиріч налагодили розробку нових типів протисупутникових озброєнь.
Протисупутникова зброя: безпека, що породжує небезпеку
Посилення впливу розгалуженої супутникової мережі на ведення та координацію сучасної війни змусило замислитися головних стратегічних супротивників США над розробкою заходів супутникової протидії. Новітні контркосмічні заходи охоплюють роботу по виведенню з ладу, захопленню, усуненню, або ж взагалі знищенню сенсорних та телекомунікаційних супутників.
Найбільш доступним засобом для знищення супутників на сьогодні є протисупутникова (ASAT) зброя прямого підйому кінетичного ураження. Такі балістичні ракети можуть бути запущені з комплексів наземного (мобільні та стаціонарні пускові установки), водного (кораблі й підводні човни) та повітряного базування (з борту літака).
У тому чи іншому вигляді протисупутникові ракети відомі вже давно. США, наприклад, проводили іспити своїх протисупутникових ракет ASM-135 ASAT ще у далекому 1985 році. Проте тільки зараз вони стали справжньою загрозою саме через переповненість орбіти космічними апаратами.
Головною загрозою у випадку масованого застосування ASAT проти супутників може стати синдром Кесслера — прогнозована подія, за якої перевантаженість орбіти уламками спричинить неконтрольований каскад зіткнень космічних апаратів на орбіті (з подальшим утворенням ще більшої кількості мотлоху). Це віддалено нагадуватиме сніжний ком, який, котячись з гори, вкривається новими шарами снігу.
Реальність така, що навіть без повсюдного використання протисупутникової зброї (починаючи з 1959 року, її випробувано близько 100 разів), кількість великих уламків на орбіті (10 см і більше) сьогодні вже сягнула ≈ 34 000 фрагментів. Додайте сюди ще понад сотню мільйонів частинок дрібнішого сміття (менше 1 см) — і картина стане страхітливою.
Початок випробувань китайської та російської ASAT-зброї у новому тисячоріччі — це, по-перше, послідовна стратегія зі стримування домінування США у космосі, адже космічні засоби наразі становлять левову частку в організації розвідки, військового зв’язку та командування, позиціонування і навігації, а також систем раннього ракетного попередження. За словами Джона Ф. Пламба, помічника міністра оборони з космічної політики, зараз обидві країни продовжують розвиток засобів для завдання шкоди американським супутникам: КНР робить ставку на створення наземних систем контркосмічної боротьби точного ураження, а стратегія рф спирається переважно на наявність великої кількості кінетичних протисупутникових ракет прямого підйому. Подібне виведення з ладу американських військових супутників під час відкритої конфронтації загрожує швидко звести нанівець усю злагодженість та скоординованість американської військової машини.
Загроза ASAT-зброї прямого знищення — не єдина стратегія боротьби з американськими супутниками. Низка методів “м’якого” ураження, над якими працюють росіяни та китайці, передбачає виведення з ладу чи блокування роботи супутників осліплювальними лазерами, а також здійснення кібератак, метою яких є перешкоджання супутниковому сигналу. Пошкоджені та некеровані внаслідок подібних атак супутники хоча й не розбиваються на дрібні шматки, але можуть становити небезпеку для інших космічних апаратів, що рухаються орбітою.
Одним з останніх прикладів використання контркосмічної зброї “м’якого” впливу стала кібератака рф на супутники Viasat під час війни в Україні (нагадаємо, що супутники Viasat допомагають українським військовим в організації командного зв’язку). Росіяни неодноразово намагалися глушити сигнал супутників Starlink, які використовуються для координації дій українських підрозділів.
Як вірно відмічає звіт “Глобальні контркосмічні можливості” за 2023 рік, ASAT-зброя присутня у нашому житті вже давно, проте саме сьогодні вона дедалі частіше розробляється сторонами як суто наступальна
Може скластися враження, що різке підвищення кількості телекомунікаційних супутників зв’язку, які зараз подеколи налічують до кількох тисяч у сузір’ї (той самий Starlink від SpaceX), зробило використання ASAT-ракет недоцільним, адже навіть високий відсоток уражень таких цілей може лише послабити надання послуг телекомунікації. Але така думка є хибною. За досягнення критичного рівня засміченості орбіти та утворення синдрому Кесслера виведення нових апаратів на орбіту може стати проблематичним.
Остання спроба ввести мораторій на випробування протисупутникової зброї на рівні ООН датована 7 грудня 2022 року. Саме тоді була укладена резолюція під назвою “Випробування руйнівної протисупутникової ракети прямого підйому” (DA-ASAT), спрямована на припинення гонки озброєнь у космічному просторі та зменшення ризиків, що могли б перенести збройні конфлікти у площину орбіти. Сама ініціатива створення подібного міжнародного заклику надійшла від США — у квітні 2022 року вперше щодо цього питання висловилася віцепрезидентка країни Камала Гарріс.
Свідомий світ у своїй переважній більшості підтримав безпековий заклик американців. Результати грудневого голосування ООН по резолюції зупинилися на позначці 155 голосів за і дев’ять проти. Мабуть, марно згадувати, що серед критиків американської ініціативи були країни відверто антизахідного блоку: Іран, Білорусь, рф, Сирія, Китай, Болівія, Куба, Нікарагуа.
Для цих держав ASAT була і залишається зброєю залякування та стримування інтересів США — інакше пояснити їхнє відверте небажання заборонити протисупутникову зброю неможливо. Будемо відвертими: пацифістські заклики ООН на цьому шляху можна тільки вітати, втім, сучасні часи вже не раз доводили, як погано працюють у реальності сформовані на дипломатичному рівні тези. Особливо тоді, коли на протилежну сторону немає альтернативного впливу — на сьогодні надійна протидія ASAT-ракетам прямого підйому залишається актуальним питанням.
Реакція бізнесу на загрозу: підхід гнучкості
Звісно, крупний аерокосмічний бізнес вітає заклики США щодо відмови від ASAT. Жоден свідомий підприємець не буде у захваті від ризиків перетворення поля його діяльності на військовий полігон.
Одна з найбільших офіційних заяв крупного космічного бізнесу стосовно підтримки заборони використання протисупутникової зброї була представлена 14 листопада 2023 року. Під документом з назвою “Заява космічної промисловості на підтримку міжнародного зобов’язання не проводити руйнівні протисупутникові випробування” поставили свої підписи 26 великих аерокосмічних компаній та молодих стартапів зі США, Японії, Швейцарії, Італії, Індії, Франції, Канади, Великої Британії та Нідерландів.
Таке різноманіття країн наголошує глобальність безпекової проблеми, яку створює ASAT-зброя. Сьогодні дедалі переконливішим стає той факт, що подальша мілітаризація космосу є одним з найбільших викликів на шляху сталого економічного зростання космічного сектора. Це помічають усі сфери супутникового бізнесу: від простих моніторингових метеозондів до супутникових мегасузір’їв з багаторівневою архітектурою.
Окрім загрози застосування ASAT-ракет, бізнес насторожує і велика кількість нових супутників (особливо тих, що з’являються на LEO). Критична переповненість орбіти сама по собі здатна зробити її непридатною для використання вже за лічені десятиріччя. І все це відбувається у той самий час, коли кількість приватних гравців у аерокосмічному секторі продовжує збільшуватися: тільки станом на 2021 рік цей показник вже сягнув позначки у 10 000 космічних компаній.
У цьому велетенському вирі нових стратегій та технологій, які розробляються для використання на орбіті, деякі винаходять засоби саме для усунення уламків з орбіти, переважно шляхом використання космічних апаратів з роботизованим маніпулятором, що дозволяє захоплювати та вилучати зайве з орбіти, перенаправляючи у атмосферу Землі, де воно згорає. Одним зі стартапів, що пропонують подібну стратегію боротьби з орбітальним сміттям, є швейцарська ClearSpace, яка нещодавно виграла контракт від Європейського космічного агентства (ESA) на суму 86 млн євро зі зведення з орбіти розгінного блока ракети Vega — 100-кілограмового уламка Vespa.
Має робочі рішення для деорбіти ракетних модулів та уламків і японська Astroscale. Компанія розробляє космічний апарат під назвою ELSA-M і може провести свою першу демонстрацію вже цього року, прибравши з орбіти неактивний супутник сузір’я OneWeb. Інший космічний апарат від Astroscale під назвою ADRAS-J спробує видалити залишки верхнього ступеня ракети Н-2А.
Альтернативним варіантом протидії нагромадженню орбітального сміття є розробка нових систем космічної обізнаності та моніторингу космічного руху стартапом Scout Space. В листопаді 2021 року компанія виграла контракт ВПС США на інтеграцію даних із супутників і наземних датчиків спостереження за об’єктами на орбіті.
Інші рішення стосуються використання нових типів орбітальних двигунів для коригування орбіти, які переважно працюють на електричній тязі. Нещодавно французький стартап ThrustMe провів перші випробування на орбіті інноваційної електричної силової установки на йодному паливі NPT30-I2-1U. Це буде перша йодна силова електроустановка, яка вирушить у космос на борту Beihangkongshi-1 виробництва китайської супутникової компанії Spacety. Новими типами надійних електричних двигунів для коригування орбіти заклопотана й українська компанія SETS, яка розробляє електричні супутникові двигуни, що працюють на ефекті Голла.
Отже, очевидно, що крім підтримки міжнародних безпекових ініціатив, ринок продемонстрував більш гнучкий підхід саме у викоріненні наслідків використання ASAT. І слід констатувати, що правило, “якщо ти не здатен вплинути на московського диктатора-параноїка та змусити його відмовитися від використання ASAT-зброї — запропонуй робоче рішення з усунення його потенційних наслідків”, виявилося ефективним.
Важливо усвідомлювати, що засоби боротьби із засміченням орбіти, які наразі пропонує бізнес, є лише проміжним рішенням для такого глобального виклику. Повністю впоратися з цією безпековою проблемою допоможуть тільки нові правила експлуатації та утилізації супутників, а також цілковитий мораторій на використання ASAT-зброї на орбіті.
Читайте також:
Як військові використовують супутники: виклики ХХІ століття
Розвиток мілітарного сектору космічної галузі прискорюється
Майбутнє Starlink: прихований військовий потенціал
Зоряні війни: як космічний простір використовують у земних протистояннях
