В далекой-далекой галактике. Как на самом деле будут выглядеть битвы в космосе?

Джордж Лукас в курсе, что звуки в космосе не распространяются. Однако кинематограф диктует свои условия, и чтобы зрители не соскучились во время просмотра, фантастического фильма показывают яркие и громкие космические баталии. Но как на самом деле выглядело бы противостояние в космосе? Ответ на этот вопрос попытались найти специалисты Aerospace Corporation — организации, занимающейся консультациями по вопросам космических миссий. Nauka.ua делится основными мыслями их отчета. Не одной космической битвы еще не происходило (ну, по крайней мере, в окрестностях Солнечной системы). Если это и произойдет, вряд ли противниками будут внеземные цивилизации — о нет, человечество скорее использует космическое оружие против себя. Во время холодной войны между СССР и США правительства стран сделали несколько шагов навстречу этому. Так, американский проект Manned Orbiting Laboratory и советская программа «Алмаз» предусматривали построение пилотируемых космических станций, с помощью которых военные могли бы осуществлять разведку и в случае необходимости уничтожать вражеские спутники. Впрочем, очень быстро правительства убедились, что отправлять людей для таких миссий слишком обременительно, ведь экипаж требует пищи, воды и воздуха. В результате расходы на такие программы будут превышать их практическую пользу, поэтому от них отказались.

А сегодня, с развитием технологий и систем передачи данных, такие военные функции несут спутники. Россия, Китай, Индия, США работают над противоспутниковым оружием. Будущий космический конфликт, если он состоится, будет осуществляться исключительно беспилотными аппаратами, управляемыми операторами на Земле, которые к тому же будут сильно ограничены физикой движения в космосе.

Военные действия на Земле, как правило, предусматривают борьбу за доминирование в определенном физическом пространстве: на суше, в море или в воздухе. В этом плане космическая война будет выглядеть совсем иначе, ведь спутники постоянно перемещаются. Поэтому вести космические баталии можно несколькими способами:

спровоцировать врага, чтобы он отреагировал таким образом, что ударит по его интересам; ухудшить космические возможности противника — временно или навсегда; полностью уничтожить космический потенциал враждебного правительства.

Но то, как движутся предметы в космосе, не является интуитивно понятным для большинства людей. Именно поэтому авторы отчета подробно рассмотрели основные ограничения, которые будут влиять на передвижение и эффективность космического вооружения. Они выделили пять ключевых принципов, которые следует учитывать: скорость движения спутников, их предсказуемость, маневрирования, пространство для битвы и время.

Объекты, движущихся в космосе, передвигаются иначе, чем в атмосфере Земли. Чем больше высота спутника, тем меньше будет его скорость. Эту строгую зависимость преодолеть не получится, поэтому попытки увеличить или уменьшить скорость спутника каждый раз будет влиять и на его положение по отношению к поверхности планеты. Впрочем, спутники всегда движутся быстро. На общеупотребительных орбитах они преодолевают от 3 до 8 километров в секунду. Для сравнения: обычная пуля движется со скоростью 0,75 километров в секунду.

Направление полета спутника также ограничен. В отличие от самолета, который никогда не может изменить место, куда он направляется, спутник движется одним и тем же путем. Эти пути могут быть круговыми или эллиптическими, но в любом случае космические аппараты на орбите должны вращаться вокруг центра Земли. В результате спутник будет возвращаться примерно к одной точке на своей орбите, причем с регулярными интервалами. Круговые орбиты позволяют спутникам поддерживать постоянную скорость, а на эллиптических через различные высоты она будет периодически увеличиваться и уменьшаться.

Зависимость между высотой, скоростью и формой орбиты делает пути спутников предсказуемыми. Конечно, существуют определенные внешние факторы, которые могут повлиять на движение спутников, однако и они могут быть вычислены. Чтобы уклониться от установленной орбиты, спутники должны использовать двигатель, который позволит им маневрировать.

Но вспомним очевидную истину: космос велик. Пространство между околоземной и геостационарной орбитой скаладають около 200000000000000 кубических километров. Искать среди всей этой пустоты небольшие подвижные аппараты выглядит сложным испытанием. Спутники регулярно отслеживаются, и поскольку они ограничены в своем маневрировании, зафиксировав их орбиту, мониторы с легкостью смогут отслеживать их траекторию.

Кроме того, большинство космических сражений должны быть очень кратковременными. Никаких дуэлей на лазерах или длительной перестрелки с разрушением щитов, как в фильмах. Все будет выглядеть так: недели интенсивных расчетов в лабораториях, вывод спутника на нужную орбиту, и, наконец, быстрая атака, имеет все шансы завершиться удачей. Ведь если спутник, который нападает, должен выполнить сложные маневры, чтобы взять цель на мушку, он может не иметь резервов энергии, необходимых для реагирования, если цель попытается избежать атаки.

Кроме того, в планировании атаки важно определить лучшее время для удара. На Земле для противостояния часто требуется, чтобы соперники подошли друг к другу достаточно близко. То же касается и спутников. Мало запустить два аппарата на одинаковую высоту и в одну плоскость, нужно еще и добиться, чтобы их положение на траектории совпадали.

Существует несколько способов приблизиться к другому спутника. В частности, аппараты могут неподалеку друг от друга с помощью целенаправленных действий (маневров) или же их орбиты могут пересекаться естественным путем, и нужно лишь вычислить время их встречи. Метод согласования плоскостей предусматривает маневрирования нападающего, чтобы в результате оказаться в плоскости, находится на одной линии с целью. При этом нападающий может попытаться выдать себя за безобидный спутник и не начинать атаку сразу, ожидая лучшего момента.

Впрочем, ни маневрирования в космосе не будет происходить сразу. Спутникам могут понадобиться дни, а возможно, даже недели или месяцы, чтобы изменить позицию.

Существуют естественные ограничения относительно возможности маневрирования спутниками на низкой околоземной орбите. Если спутник опустится слишком низко, он упадет в атмосферу Земли и сгорит. С другой стороны, если аппарат отправить слишком далеко от он окажется в поясе Ван Аллена — радиационной среде, в которой накапливаются высокоэнергетические частицы.

Спутники на геостационарных орбитах сохраняют одинаковое положение по отношению к Земле, поэтому некоторые механики атаки и обороны здесь отличаться. Изменение расположения (так называемых слотов) вдоль этой орбиты означает изменение точки, над которой зависает спутник. Чтобы изменить свое положение здесь, спутник должна двигаться вперед или назад, и этот переход будет легко заметить, так же, как и нападающего, который будет приближаться к спутнику на этой орбите.

Но как можно осуществить атаку? Самый простой путь — физическое уничтожение цели. Для этого существует два варианта: наземные противоспутниковые ракеты и оружие на орбите.

В случае с ракетами все довольно просто: достаточно отправить снаряд на правильную траекторию. Это оружие, в отличие от орбитальной, не требует высокоточных настроек и потребляет мало топлива. Добраться до низкой околоземной орбиты она сможет за 10 минут, а до геостационарной — меньше, чем за 5:00. Все это оставляет для врага мало времени и возможностей среагировать и предотвратить атаку.

Орбитальная оружие — это, по сути, спутник, целенаправленно уничтожает себе подобных. В отличие от наземной ракеты, которую можно запустить без предупреждения практически в любой момент, запускать такой аппарат можно за месяцы или даже за годы до потенциального конфликта. Оружие должно быть размещена на орбите, и имеет доступ к цели. Ее преимущество заключается в том, что такой спутник-нападающий может преследовать цель, маневрируя, чем запущенная с поверхности ракета.

Оба типа кинетической атаки требуют приближения к цели, но существует другой, дистанционный способ. Чтобы причинить вред чужому спутнике, можно использовать электромагнитное излучение. В таком случае прямую атаку даже будет трудно отличить от непреднамеренного инцидента.

Чаще всего в таком случае используют радиочастоты. Они глушат сигнал противника и могут создавать шум, препятствует работе спутника, или же целенаправленно имитируют сигналы врага, чтобы заставить спутник выполнить вредные для него маневры.

Существует также оружие направленной энергии, применяются концентрированные радиочастоты или свет (лазеры), которые препятствуют работе спутника. Эффекты от такой атаки могутбыть необратимыми. Лазеры могут «ослепить» оптические датчики и камеры, а радиоволны мешать боротовой электронике, вызывая временные неисправности или даже плавления критических компонентов оборудования.

Также надо учитывать, что интенсивность сигнала уменьшается с квадратом расстояния от источника. Так, объект находитсь в 10 км от источника, испытывает лишь 1 процент интенсивности излучения по сравнению с объектом, находящимся непосредственно рядом с источником. Для спутников на орбите, где расстояния часто измеряется сотнями или тысячами километров, понадобится оружие большой мощности.

Таким образом, настоящие «звездные войны» будут выглядеть совсем не так, как в фильмах Джорджа Лукаса. Битвы в космосе — это скучно, сложно, дорого. К тому же, с последствиями таких столкновений придется бороться всему человечеству, независимо от того, какие именно страны начали конфликт. Ведь при разрушении спутников образуется космический мусор, движущегося по орбите с большими скоростями и может разрушать оборудования, в которое врезается. Таким образом, разрушение одного спутника поставит под угрозу существование других. Чем больше таких обломков будет накапливаться, тем более опасно будет запускать любой космический аппарат, а человечество имеет много планов по изучению космоса, в том числе и с помощью пилотируемых миссий. Поэтому прежде, чем начинать конфликт на орбите Земли, стоит хорошенько подумать.

Перевод материала nauka.ua