Революция в создании многоразовых космических кораблей
В начале XXI века произошла революция в освоении космоса. Тихо, практически незаметно, без многомиллиардных национальных проектов типа программы освоения Луны или программы создания многоразовых космических кораблей Space Shuttle. Разумеется, речь идёт о коммерческих многоразовых космических кораблях, и в первую очередь многоразовых ракетах компании SpaсeX Илона Маска.
Взлёт «динозавра» ушедшей эпохи – космического корабля Space Shuttle, и синхронная посадка многоразовых ускорителей космического корабля Falcon Heavy
Синхронная посадка многоразовых ускорителей космического корабля Falcon Heavy
Впрочем, на лаврах ему почивать не долго, в затылок дышат другие частные компании, в том числе китайские. Например, 10 августа 2019 года китайская компания LinkSpace осуществила запуск ракеты RLV, которая взлетев на высоту 300 метров, через 50 секунд самостоятельно вернулась к стартовой площадке. В 2020 году планируется запуск ракеты RLV-T16, которая сможет достичь высоты 150 километров. Частные компании планируют строить многоразовые космические корабли для всех диапазонов возможных нагрузок – от нескольких сот килограмм до десятков-сотен тонн.
Компания Rocket Lab планирует возвращать первую ступень ракеты-носителя сверхлёгкого класса Electron, грузоподъёмностью 250 килограмм на низкую опорную орбиту (НОО), а компания SpaсeX планирует сделать вывод на орбиту своей ракеты BFR, грузоподъёмностью 100 тонн на НОО, такой же обыденностью, как полёт авиалайнера
Широкое применение многоразовых космических кораблей, способных повторно использоваться до 100 раз, и до 10 раз без проведения ремонтных работ, позволит существенно снизить стоимость запуска полезной нагрузки на орбиту, что в свою очередь подстегнёт развитие коммерческого космического рынка.
Нет сомнений, что возможность вывода полезной нагрузки на орбиту за меньшую стоимость заинтересует и военных. В первую очередь это будут традиционные спутники разведки и связи, потребность в которых всё время возрастает, с учётом увеличения парка беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) большой дальности, управление которыми осуществляется через спутники.
В дальнейшем возможность вывода полезной нагрузки за минимальную стоимость может привести к появлению орбитальных ударных платформ класса «космос-поверхность».
Концепция орбитальной ударной платформы «Жезлы Бога»
Однако, у многоразовых коммерческих ракет может быть и иное военное применение.
Планирующие гиперзвуковые боевые блоки
С 2003 года Агентством по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам (DARPA) совместно с ВВС США, в рамках программы «Быстрый глобальный удар», осуществляется разработка управляемого боевого блока Falcon HTV-2 (Hypersonic Test Vehicle – экспериментальный управляемый боевой блок), предназначенного для полётов с гиперзвуковой скоростью. Армией США разрабатывается аналогичный проект AHW (Advanced Hypersonic Weapon – перспективное гиперзвуковое оружие).
Предполагаемый облик боевого блока Falcon HTV-2
Проекты Falcon HTV-2 и AHW имеют схожую компоновку – не оснащённый двигателем планирующий боевой блок выводится на заданную высоту ракетой-носителем, затем отделяется и планирует на гиперзвуковой скорости к цели. Предполагаемая дальность полёта боевых блоков должна составить 6000—7600 километров, при скорости полёта 17-22 М (5,8-7,5 км/с). Таким образом, с учётом времени, необходимого на выход ракеты на высоту сброса боевого блока, время поражения цели составит порядка 20-30 минут.
Предполагаемый профиль полёта Falcon HTV-2
Для вывода боевых блоков Falcon HTV-2 предполагается использовать ракеты-носители (РН) Минотавр-IV или межконтинентальные баллистические ракеты (МБР) LGM-30G Minuteman-III. Для испытаний гиперзвуковых блоков AHW использовалась трёхступенчатая твердотопливная ракета STARS.
В России реализован аналогичный проект – гиперзвуковой управляемый боевой блок в составе комплекса «Авангард», запускаемый МБР УР-100Н УТТХ. По данному направлению Россия опережает США – уже в 2019 году планируется принятие комплекса «Авангард» на вооружение. Скорость полёта боевого блока должна составить порядка 27 М (9 км/с), дальность полёта — межконтинентальная. При этом имеется принципиальное отличие – российский боевой блок оснащён ядерной боеголовкой, в то время как США рассматривают применение гиперзвуковых боевых блоков в неядерном оснащении. Неядерная боевая часть предъявляет повышенные требования к точности наведения боевых блоков.
Предполагаемый облик российского гиперзвукового боевого блока комплекса «Авангард»
Испытания и презентация ракетного комплекса «Авангард»
Альтернативным решением являются гиперзвуковые ракеты, запускаемые с самолётов стратегической авиации, типа американской X-51 Waverider или российской 3M22 «Циркон». Ракеты X-51 и 3M22 имеют большую гибкость применения, по сравнению с гиперзвуковыми боевыми блоками, запускаемыми ракетами-носителями, и возможно меньшую стоимость. Однако их дальность и скорость существенно меньше, чем у планирующих боевых блоков – порядка 500-2000 км и 5-8 М (1,7-2,7 км/с) соответственно. Меньшая скорость и дальность полёта не позволят обеспечить время реакции, сравнимое с тем, которое позволяют обеспечить гиперзвуковые планирующие боевые блоки. При нанесении удара на дальность 6000—7000 и более суммарное время полёта бомбардировщика и гиперзвуковой ракеты составит порядка пяти часов, при этом гиперзвуковым планирующим боевым блоком удар может быть нанесён в течение получаса, что может быть критичным для некоторых миссий.
Американская гиперзвуковая ракета X-51 Waverider
Российская гиперзвуковая ракета 3M22 «Циркон»
Вышеприведённое сравнение не говорит об отказе от того или иного типа вооружения, а лишь показывает нишу применения каждого из них. В этом «разделении труда» гиперзвуковым планирующим блокам отводится задача поражения высокоприоритетных целей – командных пунктов, центров принятия решений и т.п.
Быстрый глобальный удар и VIP-террор
В статье Стратегические конвенциональные силы: носители и вооружение рассматривалась установка гиперзвуковых боевых блоков на МБР, сроки нахождения которых на вооружении подходят к концу. Это решение вполне оправдано и именно оно рассматривается вооружёнными силами США в рамках программы Быстрый глобальный удар.
Сама программа БГУ также у многих вызывает скепсис, почему-то её всегда противопоставляют ядерному оружию. Фактически же на ядерный щит она не оказывает никакого влияния. Хотя в договоре СНВ-3 неядерное боевое оснащение засчитывается наравне с ядерным, что теоретически может привести к снижению количества ядерных зарядов у США, фактически, как только программа БГУ получит развитие, и количество боевых блоков начнёт увеличиваться, договор СНВ-3 уже завершит своё действие, а если нет, то США выйдут из него с такой-же лёгкостью, как вышли из договора о ПРО и ДРСМД, заодно обвинив в этом Россию.
Другим возражением является то, что применение средств БГУ начнёт третью мировую войну. Надо понимать, что США ни в коей мере не планируют применять средства БГУ против России при её текущем уровне развития вооружённых сил. И против КНР тоже. А вот страны типа Ирана или Венесуэлы вполне могут стать целью для БГУ, которым будет нанесён первый обезглавливающий удар.
В статье Стратегическое конвенциональное оружие. Нанесение ущерба задача стратегического конвенционального оружия сформулирована как: нанесение противнику ущерба, существенно снижающего его организационные, промышленные и военные возможности с расстояния, минимизирующего или исключающего вероятность непосредственного боевого столкновения с вооружёнными силами противника. К этому можно добавить – в кратчайшие сроки.
Материальные ресурсы, потраченные на средства БГУ, окупятся сторицей экономией сил и средств сил общего назначения. В некоторых случаях, например, в случае ликвидации руководства противника, военный конфликт может закончиться не начавшись. Такой сценарий США вполне могут реализовать, например, в Венесуэле. Средствами БГУ ликвидировать действующего президента, одновременно организовав очередную «цветную» революцию, и никакие танки, самолёты и корабли не помогут избежать такого сценария развития событий.
Исходя из вышеизложенного можно сделать ещё один вывод – оружие Быстрого глобального удара или Стратегическое конвенциональное оружие – это идеальное средство для VIP-террора, то есть физического устранения высшего руководства противника.
Никакое другое средство вооружения не имеет подобных возможностей. Само по себе наличие на вооружении такого типа средств Быстрого глобального удара, или Стратегического конвенционального оружия, заставит руководство противника вести себя осмотрительно при принятии военных, политических и экономических решений, или заставит их жить под угрозой неминуемого уничтожения.
В некоторых случаях МБР может быть не самым оптимальным носителем для гиперзвуковых планирующих боевых блоков, как и не самым дешёвым. Есть ли для гиперзвуковых планирующих боевых блоков другие, более эффективные носители?
Многоразовая ракета как носитель гиперзвуковых боевых блоков
Наиболее эффективным и дешёвым средством заброски боевых блоков могут стать перспективные многоразовые ракеты, основанные на коммерческих изделиях.
Исходя из открытой информации, размещённой в сети Интернет, высота заброса гиперзвуковых боевых блоков должна составить порядка 100 километров. Предполагаемая масса гиперзвуковых боевых блогов Falcon HTV-2 должна составить 1100—1800 кг.
Полезная нагрузка ракеты Falcon-9, выводимая на НОО (200 км), составляет 13-16 тонн. Полная масса второй ступени последней версии Falcon-9 составляет 111 тонн, вторая ступень отделяется от первой на высоте около 70 км. Первую ступень Falcon 9 планируется использовать до 10 раз, а с проведением технического обслуживания после каждых 10 полётов, её можно будет использовать до 100 раз.
Ракета-носитель Falcon-9 и посадка её первой ступени
Можно предположить, что для запуска гиперзвуковых боевых блоков достаточно первой ступени РН Falcon-9. Отказ от второй ступени массой 111 тонн предположительно позволит выводить на высоту 100 км порядка 10 гиперзвуковых боевых блоков массой 1100—1800 кг каждый.
На базе технологий, реализованных в коммерческом ракетостроении, могут быть созданы иные малые многоразовые ракеты-носители под заданные нагрузки, обеспечивающие заброску одного-двух гиперзвуковых боевых блоков, с последующей посадкой носителя и его многократным повторным использованием.
Если говорить об увеличении боевой нагрузки, то нельзя не вспомнить о планах SpaсeX по строительству полностью многоразовой двухступенчатой ракеты BFR, с её возможностью вывода на НОО полезной нагрузки массой до 100 тонн. В сети интернет уже обсуждается возможность перспективного использования BFR в качестве орбитального бомбардировщика для нанесения удара управляемыми вольфрамовыми стержнями.
Концепт полностью многоразовой сверхтяжёлой ракеты-носителя BFR
Если провести аналогию с использованием первой ступени РН Falcon-9, то первая ступень РН BFR – Super Heavy (Сверхтяжёлый) сможет осуществлять заброску 55-85 гиперзвуковых боевых блоков.
С одной стороны, разработка BFR ещё не завершена, поэтому говорить о её военном применении несколько преждевременно. С другой стороны, Илон Маск решительно намерен достроить эту ракету. По планам SpaсeX она должна заменить все использующиеся компанией ракеты, включая РН Falcon-9.
Возникает вопрос, а зачем пропадать такой перспективной разработке? Компания SpaсeX вполне может адаптировать первую ступень Falcon-9 или просто продать военным все наработки по этой ракете, полностью сосредоточившись на BFR. Военные в свою очередь получат уникальную многоразовую платформу для запуска планирующих гиперзвуковых боевых блоков или иной полезной нагрузки.
Базирование
Проблема с многоразовыми ракетами в том, что, в отличие от бомбардировщиков, их на аэродром не посадишь, тем не менее, вариантов размещения такого оружия вполне достаточно.
В случае размещения РН с планирующими гиперзвуковыми боевыми блоками в южной части США (космодром на мысе Канаверал взят для примера) в зоне поражения окажется практически вся Латинская Америка. В случае размещения на Аляске, в зоне поражения окажется большая часть России, Китая, вся Северная Корея. Это при условии, что дальность полёта боевых блоков составит 6000—7000 километров, а не будет межконтинентальной, как у комплекса «Авангард».
Условная дальность поражения при размещении РН с планирующими гиперзвуковыми боевыми блоками в южной части США
Условная дальность поражения при размещении РН с планирующими гиперзвуковыми боевыми блоками на Аляске
Для размещения РН с планирующими гиперзвуковыми боевыми блоками в Европе или Азии США могут воспользоваться территорией своих сателлитов. Маловероятно, что Польша, Румыния или Япония посмеют отказать своему сюзерену в такой малости.
Помимо этого, учитывая то, что частные военные компании (ЧВК) уже вооружаются боевыми самолётами, нельзя не предположить сценарий, в котором площадки для запуска РН с планирующими гиперзвуковыми боевыми блоками будут арендоваться ЧВК и предоставляться ВС США по запросу на коммерческой основе.
Ну и наконец, нельзя исключать такой вариант, как создание морских платформ для запуска, аналогичных коммерческому проекту «Морской старт». Массогабаритные характеристики РН Falcon-9 сравнимы с таковыми у РН Зенит-3SL, поэтому проблем возникнуть не должно.
Плавучий космодром для запуска ракет «Зенит-3SL»
Учитывая то, что запускать потребуется только первую ступень с боевой нагрузкой, на плавучем космодроме вполне могут быть размещены две РН с десятью планирующими гиперзвуковыми боевыми блоками на каждой. При размещении плавучего космодрома в Средиземном море в зону поражения попадает почти вся Африка, Персидский залив, Пакистан, частично Средняя Азия, Китай, большая части территории РФ. Посадка РН может осуществляться на существующие морские платформы ASDS (Autonomous spaceport drone ship – автономный беспилотный корабль-космопорт), использующиеся для посадки первой ступени РН Falcon-9, или аналогичные суда/платформы, разработанные на их основе.
Автономный беспилотный корабль-космопорт ASDS, и схема посадки первой ступени РН Falcon-9
Условная дальность поражения при размещении РН с планирующими гиперзвуковыми боевыми блоками на плавучем космодроме в Средиземном море
Можно задать вопрос: если Россия или Китай, как ядерные державы, не рассматриваются в качестве цели для БГУ, то почему указывается, что их территория находится в зоне поражения? Ответ простой, БГУ – это фактор, который придётся учитывать. Если уж размещение пусковых установок Mk-41 в Европе вызвало столько шума, то что будет при появлении в Средиземном море плавучего космодрома с РН с планирующими гиперзвуковыми боевыми блоками...
Финансовая сторона вопроса
Стоимость первой ступени ракеты-носителя составляет 60–70% от её полной стоимости. Заявленная для Falcon-9 стоимость запуска составляет 60-80 миллионов долларов, соответственно стоимость первой ступени составит 36-56 миллионов долларов. Даже с учётом десятикратного использования первой ступени Falcon-9, стоимость вывода составит 3,6-5,6 миллиона долларов, стоимость топлива составит порядка 500 тысяч долларов на запуск. Таким образом, для 10 блоков стоимость заброски будет составлять порядка 400-600 тысяч долларов за блок (не считая стоимости самого блока). При ресурсе первой ступени Falcon-9 в 100 запусков, стоимость каждого запуска упадёт ещё практически на порядок. Безусловно, необходимо учитывать и другие расходы – техническое обслуживание, ремонт, транспортировку и т.д., но ведь и другие системы вооружений не обходятся без дополнительных расходов. Например, час полета B-2 стоит более 150 тыс. долларов, и при ударе на дальность 7000 км суммарное время полёта составит 10 летных часов, т.е. один вылет обойдётся в 1,5 миллиона долларов.
А что у нас?
Судя по всему, по гиперзвуковому оружию вообще, и по планирующим гиперзвуковым боевым блокам в частности, мы впереди планеты всей.
А вот с многоразовыми ракетами-носителями у нас есть серьёзные проблемы, точнее проблем нет, поскольку нет самих многоразовых РН. Но есть проекты, в том числе интересные, некоторые из которых вполне могут быть адаптированы для военного применения. Возможно, как часто происходит в нашей стране, это даст жизнь и их гражданским модификациям. Впрочем, об этом поговорим в следующем материале.
