CC BY
65Анализ современного состояния объектов
V V |
наземной космическом инфраструктуры
Банкожитенко Елена Владимировна,
старший преподаватель, ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)», [email protected]
В связи со стремительным развитием и наращиванием потенциала высокоточного неядерного оружия, возникает возможность нанесения упреждающего «обезглавливающего» удара неядерными силами и средствами. Создание такой возможности ставит под сомнение фактор ядерного сдерживания, основанный на концепции взаимного гарантированного уничтожения. Кроме того, вместо традиционных воздушного и космического театров военных действий, всё чаще речь идет о воздушно-космическом пространстве, как о новом едином театре военных действий. Вместе с этим возрастает роль космических средств как неотъемлемой составляющей современного высокоточного оружия. В статье проведен анализ современного состояния объектов космической инфраструктуры, рассмотрены особенности выведения космических аппаратов в различное время с космодромов РФ. Представлен перечень и варианты восполнения космических аппаратов с временными параметрами.
Ключевые слова: ракетно-космический комплекс, орбитальная группировка, малый космический аппарат, испытательный космодром, ракета космического назначения, околоземное космическое пространство.
Введение
Противоборство в воздушно-космическом пространстве немыслимо без системы средств выведения орбитальных группировок космических аппаратов. Существует масса работ, посвященных средствам выведения, однако в них средства выведения рассматриваются в отрыве от инфраструктуры с помощью которой осуществляется их подготовка. Этот факт несомненно снижает достоверность оценок возможности отечественных средств выведения. Кроме того, на настоящий момент система средств выведения претерпевает значительные изменения. На смену подлежащим утилизации ракетно-космическим комплексам (РКК) «Космос», «Циклон», «Зенит», «Молния-М» приходят новые РКК и КРК «Союз-2», «Ангара». Новые комплексы несут с собой новые особенности в системе эксплуатации, которые так же необходимо учитывать. Одновременно существует тенденция по переносу функций средних и тяжелых КА на малые КА (МКА). Таким образом возникает задача по анализу современного состояния объектов наземной космической инфраструктуры и проведению оценки возможностей инфраструктуры испытательного космодрома (ИК) по выведению орбитальных группировок (ОГ) МКА.
Особенности выведения орбитальной группировки в различное время
Рассмотрим возможности сил запуска (в качестве единицы сил запуска выбран испытательный космодром (ИК)) в разных условиях обстановки. В основном руководящем документе РФ в области обороны определены три основных состояния вооруженных сил (ВС) РФ: это мирное время, период непосредственной угрозы агрессии и военное время.
Рассмотрим особенности выведения ОГ КА в военное время. Очевидно, что основным фактором отличающим военное время от двух других является воздействие противника по объектам ИК. По данному вопросу существует руководящий документ разработанный штабом космических войск (КВ), в котором отражено воздействие вероятного противника по объектам ИК в ходе разного рода вооруженных конфликтов. Примем допущение, что выполнение задач по выведению ОГ МКА в военное время невозможно.
Оценка возможностей отечественных средств выведения в мирное время (при отсутствии воздействия противника по объектам ИК) приведена в работе. [1] Итогом проведения анализа, является вывод о том, что время восполнения национальной группировки ОГ КА с задействованием всех существующих возможностей сил запуска составляет порядка 150 суток. Однако в мирное время показатель оперативности не является критичным.
Таким образом, логика рассуждения приводит нас к определению времени периода непосредственной угрозы агрессии, ранее в руководящих документах существовал термин УП, его продолжительность была
X X
о
го А с.
X
го т
о
2 О
м о
о
CS
о
CS
о ш m
X
3
<
m О X X
определена сроком до 9 месяцев. Этого времени было вполне достаточно для восполнения, наращивания или выведения любых ОГ любых КА. Кроме того, именно на этот временной промежуток и ориентировалась основная масса диссертационных исследований. Однако на настоящий момент данный термин в руководящих документах отсутствует, его заменил термин непосредственная угроза агрессии. Причем временные сроки данного периода на настоящий момент не определены.
Так как ввиду динамики развития средств поражения, предсказать продолжительность периода непосредственной угрозы агрессии с достаточной степенью вероятности невозможно, уместно будет принять время данного периода за время готовности ВС вероятного противника к ведению боевых действий (БД).
На настоящий момент в соответствии со структурой объединенные вооруженные силы (ОВС) НАТО классифицируются по двум основным категориям - по оперативному предназначению и по степени боевой готовности. По степени боевой готовности (срок приведения в полную боевую готовность) ОВС НАТО подразделяются на силы высокой готовности (до 90 сут.); силы пониженной готовности (СПГ) (от 91 до 180 сут.) и силы длительного развертывания (более 365 сут.) [4].
Воздействие по объектам ИК вероятно с началом крупномасштабного конфликта, за время предшествующее БД примем время приведения в полную боевую готовность СПГ - 91 сут.
Сравним 150 суток необходимых для восполнения ОГ штатными КА и 91 сутки минимально необходимые для приведения в полную боевую готовность СПГ. Из сравнения следует необходимость повышения возможности сил запуска. Повысить возможности сил запуска для достижения требуемого уровня оперативности выведения ОГ КА можно путем развития малогабаритных КА, которые могут использоваться в качестве космических систем для второго эшелона, т.е. выводимого в случае утери первого или в дополнении к первому [2].
В условиях нарастания напряженности между США и Российской Федерацией несомненную актуальность приобретают вопросы вооруженного противоборства. На современном этапе развития вооружения и военной техники ни один вооруженный конфликт немыслим без применения космических средств. В этой связи задача выведения и восполнения орбитальных группировок (ОГ) космических аппаратов (КА) так же является более чем актуальной. Не случайно, основной задачей всей космической отрасли РФ является «обеспечение гарантированного доступа России в космос со своей территории, обеспечение решения задач по использованию космических средств в интересах развития социально-экономической сферы и науки» [3]
Создание ракетно-космического комплекса (РКК) «Союз-2» на космодроме «Восточный» и космического ракетного комплекса (КРК) «Ангара» на космодроме «Плесецк» обеспечило отечественные силы запуска возможностями по выведению полезной нагрузки на все необходимые типы орбит «со своей территории». Однако несмотря на увеличивающиеся возможности сил запуска, вопрос оперативности развертывания (восполнения) ОГ КА остается открытым.
Согласно [3], основной задачей всей космической отрасли РФ, является обеспечение гарантированного доступа России в космос со своей территории, обеспечение решения задач по использованию космических
средств в интересах развития социально-экономической сферы и науки. Постоянное развитие систем высокоточного оружия и средств поражения существенно влияет на динамику вооруженных конфликтов современности. При этом оценивая время выведения, восполнения и наращивания ОГ КА чаще всего время необходимое для развертывания связывают с продолжительностью угрожаемого периода.
В качестве примера оправданно будет выбрать ВС сил НАТО. По степени готовности все ВС НАТО делятся на силы высокой готовности (время готовности к выполнению задач 0-90 суток), силы пониженной готовности (91 - 180 суток) и силы длительного развертывания (время готовности к выполнению задач более 365 суток). К силам высокой готовности относятся в основном силы специальных операций и стратегическая составляющая. Основа армии - НАТО почти весь её кадровый состав относится к силам пониженной готовности. Для развязывания конфликта в котором по объектам ГИК возможно воздействие армии НАТО просто необходимо будет развернуть силы пониженной боевой готовности.
Примем в качестве отправной точки положение, что выполнять задачи по пуску ракет космического назначения (РКН) необходимо проводить с высокой интенсивностью в период предшествующий боевым действиям и очевидным станет положение, что выведение ОГ КА и восполнение национальной ОГ необходимо завершить в срок до 180 суток.
В данном случае в качестве основной характеристики ОГ становится оперативность её выведения.
Временной показатель восполнения ОГ напрямую зависит от потребности в КА на текущий период обстановки. Рассмотрим потребность в восполнении ОГ на примере национальной группировки космических аппаратов Российской Федерации. На январь 2016 года в околоземном космическом пространстве (ОКП) в составе находились 20 КА связи (в том числе КА связи и телевидения серии «Экспресс», «Ямал», низкоорбитальной связи серии «Гонец» и КА-ретрансляторы «ЛУЧ»), 28 КА глобальной навигационной системы (ГЛОНАСС), 3 КА ДЗЗ. При этом из общего количества КА у 9 вышел срок активного существования и у 10 срок активного существования близок к окончанию [2]. Таким образом, потребность в восполнении орбитальной группировки на начало эвентуального конфликта принимается за 19 КА разного типа. Несомненно, расчетный срок активного существования у КА схож с гарантией на любую систему и агрегат, то есть не является определяющим в сроках окончания работы. Многие КА (в том числе из функционирующих на орбите) переживают два и более расчетных срока активного существования. Однако, в расчетный срок активного существования закладывается количество маневров, запасы топлива, ресурс бортовых химических батарей, и КА с вышедшим сроком активного существования функционирует в режиме ограниченных возможностей. В соответствии с целевыми задачами каждый тип КА имеет собственные массогабаритные и баллистические характеристики, что существенно влияет на требования к средствам выведения. Ориентируясь на состояние национальной ОГ, условно примем потребность в восполнении КА за: 5 КА связи (Экспресс-АМ5), 2 КА низкоорбитальной связи (Гонец-М), 8 КА навигации (Глонасс-К) и 4 КА ДЗЗ (Ресурс-П) [2].
На данный момент ракеты космического назначения (РКН), выполняющие задачи по выводу КА в интересах
России, запускаются с трех космодромов и одного ракетного полигона. Это космодромы Плесецк, Байконур, Восточный и полигон Домбаровский.
Согласно информации с официального сайта федерального космического агентства на данный момент на космодроме «Байконур» успешно функционируют РКК «Протон-М» (2 стартовых комплекса (СК) - три пусковых установки (ПУ) и два технических комплекса (ТК) и РКК «Союз» [4] . По одному ТК и СК для подготовки РН «Союз-2» и «Союз-ФГ». То есть, подготовка двух ракет может идти параллельно. Для подготовки РКН «Протон-М» существует два МИК которые позволяют готовить две РКН параллельно, а три ПУ позволяют не учитывать 20 суток послепусковых операций.
РКН «Союз-ФГ» предназначена для проведения запусков в рамках пилотируемых программ, в частности, -запуска пилотируемых Ка «Союз-ТМА», однако в кризисных ситуациях возможно переориентировать данную РКН для вывода КА военного и двойного назначения.
На космодроме Плесецк на данном этапе успешно решают задачи по запуску КА два ракетно-космических комплекса (РКК) «Рокот», «Союз-2» и один космический ракетный комплекс (КРК) - «Ангара», который на настоящий момент находится на этапе летных испытаний. РКК «Рокот» выполняет задачи по запуску КА с помощью РН легкого класса, РКК «Союз-2» легкого и среднего классов. КРК «Ангара» в перспективе будет решать задачи по запуску КА РН легкого, среднего и тяжелого классов. Для запуска РКН «Рокот» существует один стартовый комплекс. Для запуска РН серии «Союз» - существует три пусковых установки (ПУ), однако производство РН «Союз-У», «Молния-М» прекращено, и только одна ПУ переоборудована под запуски РКН «Союз-2». КРК «Ангара» находится на этапе летных испытаний, поэтому его условно можно принять в расчет. Тактико-технические характеристики РН «Днепр», исходя из динамики пусков, условно принимается за производительность одного РКК «Рокот».
На космодроме «Восточный» проходит этап летных испытаний РКК «Союз-2» с 1ПУ и 1 ТК.
Циклы подготовки РКН имеют следующую продолжительность: РКН «Рокот» - порядка 30 суток, РКН «Союз-2» составляет порядка 16 суток (с разгонным блоком (РБ) «Фрегат» порядка 35 суток), «Протон-М» с РБ «Бриз-М» порядка 30 суток. Для запуска РН серии РКН «Союз-2» существует одна ПУ СК 17П32 -С4. Кроме того существуют две ПУ одна из них находится на этапе реконструкции СК 17П32 -3 и одна СК 17П32 -2 планируется к реконструкции с 2019 года [4].
Согласно, технологических графиков, время подготовки РКН легкого класса «Ангара -1.2» к пуску составляет порядка 90 суток, РКН тяжелого класса «Ангара-А5» порядка 60 суток (решение на летные испытания РКН «Ангара-А.3» будет принято отдельно и поэтому в настоящий расчет данная РН не принимается). Так как на данном этапе существует только одна пусковая установка (ПУ) для запуска РН «Ангара» и нет информации о возможности параллельной подготовки РН и сроках послепусковых операций, а так же в связи с тем что средств выведения легкого класса достаточно, из семейства «Ангара» в расчет принимается только РН тяжелого класса.
Исходя из потребности в восполнении КА (таблица 1) и сроков подготовки РКН (таблица 2) оптимальным является следующее распределение запусков КА: 4 КА «Ресурс-П» с космодрома Байконур РН «Союз-ФГ», 2 КА
серии «Глонасс» с космодрома «Плесецк» РКН «Союз-2», пять с космодрома «Байконур» с помощью трех РКН «Союз-2» и три с помощью одной РКН «Протон-М». 4 КА серии «Экспресс» с космодрома «Байконур» четырьмя РКН «Протон-М» и 1 КА с космодрома «Плесецк» одной РКН «Ангара-А5».
Таблица 1
Название КА Рабочие орбиты, км Масса, кг Необходимое количество, шт
Глонасс-К 19136 1415 8
Экспресс-АМ5 36000 3400 5
Гонец-М 1350/1500 225 2
Ресурс-П 475.0/259.1 5000 4
Таблица 2
Масса полез-
ной нагрузки, т. Плесецк/ Байконур Высота орбиты, км. Цикл подготовки, сут. Количество СК
Союз-2 - 6,83. 7.02 200
1а 18 (с РБ Фрегат 2(Байконур)
Союз-2 -1б* 7.85 /8.2 200 не менее 30) 1(Плесецк)
Союз-2 -1в 2.8 200 9 (с блоком выведения «Волга» не менее 23) 1(Байконур) 1(Плесецк)
Союз - ФГ 6,9 200 18 1
Ангара -1.2 3,8 200 90 1 (ПУ универ-
сальна и
обеспечи-
Ангара А-5 7,5/4,6 5500/36000 60 вает запуск всех классов РКН)
Днепр 3,7 300-900 - -
Протон-К 3,7 36000 30 2(3ПУ)
Рокот 1,9 200 30 2**
* далее под РКН «Союз-2» будет пониматься РКН «Союз-2-1б» **учитывая принятое допущение по полигону Домбаровский.
С восполнением группировки КА «Гонец» не возникает проблем, так как масса КА мала и возможно выведение нескольких КА одной РКН, для восполнения группировки КА с помощью любого из двух РКК (Рокот или Днепр) потребуется порядка 30 суток.
Время подготовки РКН «Союз-2» (Союз-ФГ) составляет порядка 16 суток, в случае когда старт один, при расчетах необходимо учитывать время послепусковых операций и ремонтно-восстановительных (РВР) работ, которые необходимо проводить после каждого пуска. Продолжительность данных операций и РВР составляет не менее 7 суток, полный цикл подготовки условно принимается за 23 дня, для восполнения группировки ДЗЗ с помощью РН «Союз-ФГ» потребуется порядка 92 суток.
КА «Глонасс-М» запускается РН «Союз-2» с использованием разгонного блока (РБ) «Фрегат», время подготовки РН «Союз-2» с РБ «Фрегат» составляет порядка 35 суток, для двух КА серии «Глонасс» с космодрома «Плесецк» РКН «Союз-2», трех с космодрома «Байконур» помощью трех РКН «Союз-2» потребуется порядка 126 суток
Время подготовки РН «Протон-М» с РБ «Бриз-М» к пуску составляет порядка 30 суток. То есть, для запуска 4 КА серии «Экспресс» и 3 КА серии «Глонасс» пятью РН «Протон-К» понадобится порядка 150 суток. Для запуска одного КА «Экспресс» рКн «Ангара-А5» понадобится так же 150 суток.
X X
о
го А
с.
X
го т
о
2 О
м о
о сч о сч
Исходя из параллельности проведения работ на комплексах общий временной интервал, необходимый для восполнения ОГ КА составляет 150 суток.
Далее при расчете пропускной способности отечественных космодромов необходимо учитывать ряд дополнительных факторов, а именно: Система управления (СУ) РКН «Рокот» изготавливается в Харькове, а СУ РКН «Днепр» в Днепропетровске. Сложная военно-политическая обстановка на Украине и резкое ухудшение отношений с Россией создает угрозы перспективам дальнейшей эксплуатации РКК «Рокот» и рКк «Днепр». Для произведения запусков КА с космодрома «Байконур» возникает необходимость в доставке на космодром 5 железнодорожных эшелонов с РН «Протон-М», 3 эшелонов с РН «Союз-2» и четырех с РН «Союз-ФГ». На космодром или полигон РН транспортируются в спецбагажных вагонах по обычной железной дороге. Высокая протяженность маршрута и другие специфические моменты, связанные с ж/д транспортом могут создать задержки в поставке РН и поставить под угрозу срыва сроки запусков РКН.
Кроме сроков подготовки РН существуют сроки подготовки КА которые зачастую превышают сроки подготовки ракет. В настоящее время существует такое понятие как КА «высокой» заводской готовности с минимальными сроками подготовки на техническом комплексе (именно это обстоятельство побудило не принимать их в расчет), однако из-за особенностей процесса подготовки приведение в «высокую» заводскую готовность возможно не для всех КА.
Заключение
Главный вывод из вышесказанного - в идеальных условиях -восполнение национальной ОГ (без наращивания) лишь немногим опережает время готовности к выполнению задач сил пониженной готовности ОВС НАТО (собственно время способности начать боевые действия против РФ).
Кроме того полученная в ходе проведенных расчетов цифра не отражает реальный срок восполнения отечественной ОГ, а показывает минимальное время за которое возможно восполнить ОГ при массе идеальных моментов и «допущений».
Из проведенного анализа следует, что время, необходимое для восполнения национальной ОГ, не отвечает жестким временным требованиям, которые предъявляются на данный момент и диктуются возрастающей динамикой современных вооруженных конфликтов.
Государственного испытательного космодрома МО РФ г. Мирный 2002 г. с.62.
2. Пономаренко М.М., Юденков Е.И., Троян В.С., Ионов С.В., Справочные материалы по космическим средствам 1 Государственного испытательного космодрома МО РФ г. Мирный 2000 г. с.79.
3. Основные положения государственной политики Российской Федерации в области космической деятельности на период до 2030 года и дальнейшую перспективу, утвержденные Президентом Российской Федерации от 19 апреля 2013 г. № Пр-906.
4. Федеральная целевая программа «Развитие космодромов на период 2017-2025 годов в обеспечении космической деятельности Российской Федерации». -251 с.
Analysis of the current state of ground-based space
infrastructure facilities Bankozhitenko E.V.
Moscow Aviation Institute (National Research University) In connection with the rapid development and increase in the potential of high-precision non-nuclear weapons, there is a possibility of applying a pre-emptive "decapitating" strike by non-nuclear forces and means. The creation of such a capability calls into question the nuclear deterrent based on the concept of mutually assured destruction. In addition, instead of the traditional air and space theaters of military operations, increasingly we are talking about the air and space space as a new unified theater of military operations. At the same time, the role of space assets as an integral part of modern high-precision weapons is increasing. The article analyzes the current state of space infrastructure objects, considers the features of launching spacecraft at different times from Russian cosmodromes. A list and options for replenishing spacecraft with time parameters are presented.
Key words: space-rocket complex, orbital constellation, small
spacecraft, test spaceport, space rocket, near-Earth space. References
1. Yudenkov EI, Troyan VS, lonov SV, Reference materials. Technical and launch complexes 1 of the State test cosmodrome of the RF Ministry of Defense, Mirny 2002 p.62.
2. Ponomarenko MM, Yudenkov EI, Troyan VS, Ionov SV, Reference materials on space assets 1 of the State test cosmodrome of the RF Ministry of Defense, Mirny 2000, p.79.
3. The main provisions of the state policy of the Russian Federation
in the field of space activities for the period up to 2030 and beyond, approved by the President of the Russian Federation on April 19, 2013 No. Pr-906.
4. Federal target program "Development of cosmodromes for the
period 2017-2025 in providing space activities of the Russian Federation." - 251 p.
О Ш
m x
Литература
1. Юденков Е.И., Троян В.С., Ионов С.В., Справочные материалы. Технические и стартовые комплексы 1
3
<
m о х
X
