Технические науки

Другой аспект проблемы надежности боевой космической станции отражает ее работоспособность в режиме выполнения ею основных функций – уничтожения ракет противника. Оперативная надежность боевой системы подразумевает ее способность выполнять намеченные боевые функции в любых ситуациях и на различных рабочих режимах. В данном случае следует учитывать не только техническую надежность работы отдельных ее подсистем и элементов, а также всей системы в целом при максимально допустимых нагрузках, но и возможность выполнения боевых функций в условиях противодействия. Очевидно, что любая космическая станция будет иметь определенные боезапас и скорострельность, т.е. будет рассчитана на завершение своего боевого цикла за определенный промежуток времени. Очевидно также и то, что, подобно любой другой технической системе, боевая космическая станция будет иметь максимальную надежность при работе в оптимальном режиме, тогда как продолжительная работа в условиях максимальных нагрузок и противодействия противника может привести к отказам и ошибкам в работе отдельных ее компонентов и соответствующему снижению эффективности всей противоракетной системы.

Для того чтобы избежать подобной опасности, требования к уровню оперативной надежности, предъявляемые к боевой станции, должны исходить из значений ее параметров, существенно превышающих считающиеся на данный момент оптимальными.

У стороны, против которой развернута противоракетная система, остаются достаточно широкие возможности повышения нагрузки на ПРО. Как уже отмечалось в выступлениях ученых и специалистов, наиболее

естественной и простой контрмерой в ответ на развертывание противоракетной системы станет простое количественное наращивание арсенала стратегических наступательных вооружений, т.е. числа объектов, подлежащих перехвату и уничтожению системой ПРО [2.1]. Увеличение числа МБР приведет к переходу противоракетной системы на более напряженный режим работы, что может повести к снижению ее надежности. Другой мерой противодействия станет сокращение времени, которым располагает система ПРО. Это может быть достигнуто атакующей стороной, например, путем сокращения продолжительности активного участка траектории или применения настильных траекторий, а также путем увеличения числа боеголовок и ложных целей. Сочетание этих мер может позволить атакующей стороне превзойти предел нагрузки противоракетной системы.

На первый взгляд может показаться, что эта проблема имеет относительно простое количественное решение, поскольку увеличение числа развернутых в космосе боевых станций может позволить снизить нагрузку, приходящуюся на каждую из них. В американской специальной литературе эта проблема рассматривается в основном с экономической точки зрения в соответствии с так называемым «критерием Нитце», согласно которому эффективность системы ПРО увязывается с отношением стоимости развертывания дополнительного числа атакующих ракет к стоимости развертывания необходимого для их отражения числа дополнительных боевых станций [2.2].

Трудно решить проблему повышения боевой надежности и путем качественного совершенствования самих средств поражения, развернутых на боевых космических станциях.

Скорострельность и боезапас космической станции определяются многочисленными техническими параметрами как самих средств поражения, так и различного рода вспомогательных компонентов. Первое и довольно сложное препятствие, возникающее при решении такой задачи, – это необходимость эффективного отвода избыточного тепла, возникающего при работе БКС. Необходимость теплоотвода возникает вследствие того, что ни один из рассматриваемых в настоящее время видов оружия направленной передачи энергии, в том числе электромагнитные

пушки, не будет обладать достаточно высоким коэффициентом полезного действия. Работа боевых космических станций системы ПРО будет сопровождаться выделением огромной тепловой энергии, которая в ряде ситуаций может привести к выходу станции из строя. С учетом возможности резкого увеличения числа подлежащих перехвату целей другой стороны (в первую очередь за счет наращивания числа дешевых ложных целей) не выдерживает критики упоминавшаяся в некоторых исследованиях концепция работы боевой станции «на теплоемкости», когда станция совершает определенное число выстрелов, после чего вследствие насыщения ее теплоемкости выходит из строя. Такой подход означал бы, что система ПРО создается для перехвата заранее заданного числа целей. Это явилось бы сильнейшим стимулом для другой стороны интенсифицировать развитие наступательных ракет.

Представляется, что системы теплосъема должны стать неотъемлемой принадлежностью боевых космических станций, использующих обсуждавшиеся выше средства поражения. В то же время современные системы теплосъема при значительных массах и габаритах обладают недостаточной для рассматриваемых задач эффективностью.

Проблема удаления избыточного тепла становится несколько менее острой в случае использования в качестве средств поражения химических инфракрасных газодинамических лазеров.

Приведенные выше примеры и соображения затрагивают только небольшую часть существующих технических проблем. Но они лишний раз доказывают, что технические трудности повышения качественных параметров средств поражения противоракетной системы достаточно многочисленны и взаимосвязаны таким образом, что решение одной проблемы ведет к появлению другой, не менее, а иногда и более сложной. Все это существенно ограничивает возможности совершенствования (т.е. качественного улучшения) противоракетной системы и, следовательно, возможности создания требуемого резерва оперативной надежности системы и ее компонентов. В то же время количественный путь решения этой задачи (т.е. создание боеготовного резерва боевых космических станций) будет блокирован возможностью другой стороны осуществлять развитие стратегических наступательных вооружений в направлении резкого наращивания числа целей для насыщения противоракетной системы другой стороны.

Таким образом, следует ожидать, что боевые космические станции должны будут работать в режимах максимально допустимых нагрузок, что заставляет сомневаться в возможности обеспечения высокого уровня надежности этих систем.

Другим важнейшим условием работоспособности и эффективности космических элементов противоракетной системы является защищенность ее боевых станций и всех других орбитальных средств от прямой атаки и активного противодействия противника. Космические станции противоракетной системы сами по себе будут довольно уязвимыми целями для атаки самыми различными и зачастую весьма простыми и дешевыми противоспутниковыми средствами. Это связано прежде всего с тем, что все боевые станции и другие космические элементы системы ПРО будут иметь значительные габариты и двигаться в космосе по заранее известным постоянным орбитам.

Рассматривая проблему уязвимости элементов космического базирования, можно утверждать, что вне зависимости от конкретных вариантов обеспечения защиты космических станций системы ПРО любые средства защиты не будут дешевыми и потребуют выведения в космос значительных дополнительных масс. Предлагаемые в настоящее время подходы к решению проблемы защиты космических станций немногочисленны, не покрывают всех возможных контрмер и в основном предусматривают маневрирование станций на орбите для ухода из-под удара, маскировку, в том числе за счет развертывания сети ложных целей, а также оснащение станций различного рода пассивными защитными средствами типа экранов и различного рода покрытий. Еще одну группу защитных мер представляют различные активные средства, основанные на принципе создания вокруг боевой станции своего рода «зоны суверенитета». При этом размещенные на станции средства самозащиты будут уничтожать любой обтъект, приближающийся к станции ближе заранее установленного расстояния.

Последний подход, считающийся сторонниками СОИ одной из наиболее эффективных мер защиты, заслуживает особого внимания.

Кроме того, существует довольно высокая вероятность попадания в эти зоны как метеоритов и других космических тел, так и переставших функционировать искусственных спутников Земли или различного рода их обломков, число которых на околоземных орбитах исчисляется на сегодняшний момент десятками тысяч и еще больше возрастет в будущем. В ответ на каждый подобный акт «нарушения суверенитета», даже если он непосредственно не угрожает самой станции, ее система защиты должна приводиться в действие.

Таким образом, обеспечение защиты космического эшелона системы ПРО, помимо того, что будет существенно увеличивать массу, габариты, сложность, а соответственно, и общую стоимость всей системы, также явится дополнительным фактором дестабилизации стратегической ситуации в мире.

Хотя активация противоракетной системы, т.е. ее перевод на повышенный режим готовности, очевидно, будет одним из важнейших дестабилизирующих факторов, необходимость многоуровневого режима функционирования боевых космических станций объективно определяется колоссальными энергопотребностями средств системы ПРО. Даже в базовом режиме (режиме ожидания) потребление электроэнергии боевой станцией в зависимости от типов установленного на ней оборудования может достигать нескольких сотен киловатт, что во много десятков раз превышает мощности современных космических энергетических установок. Перевод станции на режим повышенной боевой готовности потребует соответствующего увеличения энергопотребления. Потребляемая станцией в этом режиме мощность, по имеющимся оценкам, составит несколько мегаватт. Таким образом, поддержание станции в некоем состоянии «спячки» на минимальном режиме энергопотребления представляет на сегодняшний день и на обозримую перспективу технический императив, поскольку создание мощных источников энергии, способных обеспечить энергопотребности станции в режиме повышенной боевой готовности на продолжительное время (измеряемое годами), представляет исключительно сложную техническую проблему. Кроме того, даже если соответствующие источники электроэнергии будут созданы и доставлены на орбиту, из соображений ресурса будет нежелательно без крайней необходимости длительно использовать их на рабочих режимах.

Вообще говоря, задача создания космических энергосистем, отвечающих потребностям широкомасштабной противоракетной системы, заслуживает особого внимания. Уже сегодня достаточно очевидно, что в этой области потребуются новые технические решения. Традиционные системы энергообеспечения, такие, как солнечные батареи, радиоизотопные генераторы и различного рода аккумуляторы, широко используемые в настоящее время для энергоснабжения искусственных спутников Земли, вряд ли могут обеспечить потребности боевых космических станций противоракетной системы. При сравнительно невысоком КПД их масса и габариты довольно велики. Развитие космической энергетики в рассматриваемом случае пойдет, скорее всего, по пути создания космических ядерных реакторов с различными системами преобразования энергии. Пожалуй, только ядерные энергетические установки обладают удовлетворительным соотношением массы и мощности при потенциальной возможности обеспечения требуемого рабочего ресурса, т.е. характеристиками, позволяющими рассматривать их в качестве наиболее вероятных кандидатов на роль источников энергии в противоракетной системе. Но и здесь существует ряд трудных проблем, которые еще далеки от своего разрешения.

Во-первых, ядерные реакторы должны быть снабжены эффективными средствами преобразования вырабатываемой ими тепловой энергии в электрическую. Такие преобразователи (по крайней мере, в обозримой перспективе) могут быть трех типов: термоэлектрические, термоэмиссионные и турбогенераторные. Каждая из этих систем имеет свои преимущества и недостатки. Термоэлектрические и термоэмиссионные системы имеют

сравнительно небольшую массу, но довольно недолговечны и дают постоянный ток, тогда как большинство потребителей нуждается в переменном. Турбогенераторная система вырабатывает переменный ток, но обладает значительной массой и является источником сильных вибраций.

Во-вторых, ядерные реакторы должны оснащаться значительными по размерам и массе системами сброса тепла в космос, поскольку единственно приемлемым будет использование замкнутого цикла работы реактора.

В-третьих, ядерные реакторы должны оснащаться мощной радиационной защитой, ограждающей электронное оборудование от широкого спектра излучения, в первую очередь нейтронного и гамма-излучения. Такая защита не может быть сделана легкой, что приведет к значительному увеличению массы всей системы.

И наконец, в-четвертых, ядерные энергетические установки имеют ограниченный ресурс. Для их работы характерны активные высокотемпературные коррозионные и усталостные процессы, приводящие к довольно быстрому износу конструкции, что, в свою очередь, требует частого проведения ремонтных работ и технического обслуживания. Таким образом, при использовании ядерных энергетических установок крайне сложно достигнуть необходимого для противоракетной системы уровня технической надежности [2.3].

Проведенное рассмотрение ядерных реакторов позволяет сделать вывод, что боевые космические станции будут получать электроэнергию, скорее всего, от энергетических орбитальных платформ, расположенных на достаточном удалении от потребителей. Таким образом, подсистема энергообеспечения, помимо самих космических электростанций, должна включать в свой состав также и устройства передачи электроэнергии, что потребует оснащения космического эшелона системы ПРО соответствующим оборудованием и явится дополнительным источником ее уязвимости.