ثورة في إنشاء مركبة فضائية قابلة لإعادة الاستخدام
في بداية القرن الحادي والعشرين ، كانت هناك ثورة في استكشاف الفضاء. بهدوء ، وبشكل غير محسوس تقريبًا ، بدون مشاريع وطنية بمليارات الدولارات مثل برنامج استكشاف القمر أو برنامج مكوك الفضاء القابل لإعادة الاستخدام. بالطبع ، نحن نتحدث عن المركبات الفضائية التجارية القابلة لإعادة الاستخدام ، والصواريخ القابلة لإعادة الاستخدام بشكل أساسي من شركة SpaceX التابعة لشركة Elon Musk.
ظهور "الديناصور" في حقبة ماضية - مكوك الفضاء ، والهبوط المتزامن للمعززات القابلة لإعادة الاستخدام لمركبة فالكون الثقيلة
هبوط متزامن لمعززات قابلة لإعادة الاستخدام لمركبة فالكون الثقيلة
ومع ذلك ، فإنه لن يكتفي بما حققه من أمجاد لفترة طويلة ؛ فالشركات الخاصة الأخرى ، بما في ذلك الشركات الصينية ، تتنفس من رقبته. على سبيل المثال ، في 10 أغسطس 2019 ، أطلقت شركة LinkSpace الصينية صاروخ RLV ، الذي انطلق على ارتفاع 300 متر ، وعاد إلى منصة الإطلاق من تلقاء نفسه في 50 ثانية. في عام 2020 ، من المخطط إطلاق صاروخ RLV-T16 ، والذي سيكون قادرًا على الوصول إلى ارتفاع 150 كيلومترًا. تخطط الشركات الخاصة لبناء مركبات فضائية قابلة لإعادة الاستخدام لجميع نطاقات الأحمال الممكنة - من بضع مئات من الكيلوجرامات إلى عشرات أو مئات الأطنان.
يخطط Rocket Lab لإعادة المرحلة الأولى من مركبة الإطلاق الخفيف للغاية من Electron التي يبلغ وزنها 250 كيلوغرامًا إلى مدار مرجعي منخفض (LEO) ، وتخطط SpaceX لتصنيع صاروخ BFR ، بسعة حمولة 100 طن لكل مدار أرضي منخفض ، شائع مثل الطيران. طائرة
إن الاستخدام الواسع النطاق للمركبات الفضائية القابلة لإعادة الاستخدام والقادرة على إعادة استخدامها حتى 100 مرة ، وحتى 10 مرات بدون أعمال إصلاح ، سيقلل بشكل كبير من تكلفة إطلاق الحمولات في المدار ، مما سيحفز بدوره على تطوير سوق الفضاء التجاري.
ليس هناك شك في أن إمكانية إطلاق حمولة في المدار بتكلفة أقل ستكون أيضًا ذات أهمية للجيش. بادئ ذي بدء ، ستكون هذه الأقمار الصناعية للاستطلاع والاتصالات التقليدية ، والتي تتزايد الحاجة إليها باستمرار ، مع الأخذ في الاعتبار الزيادة في أسطول المركبات الجوية طويلة المدى بدون طيار (UAVs) ، والتي يتم التحكم فيها عبر الأقمار الصناعية.
في المستقبل ، قد تؤدي القدرة على إخراج الحمولة بأقل تكلفة ممكنة إلى الظهور منصات تأثير مدارية من الفضاء إلى السطح.
مفهوم منصة التأثير المداري "صولجان الله"
ومع ذلك ، قد يكون للصواريخ التجارية القابلة لإعادة الاستخدام تطبيقات عسكرية أخرى.
مزلق الرؤوس الحربية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت
منذ عام 2003 ، تعمل وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة (DARPA) ، جنبًا إلى جنب مع القوات الجوية الأمريكية ، في إطار برنامج Rapid Global Strike ، على تطوير الرأس الحربي Falcon HTV-2 (مركبة اختبار فرط صوتية) ، المصمم للرحلات الجوية بسرعات تفوق سرعة الصوت. يطور الجيش الأمريكي مشروعًا مشابهًا AHW (سلاح فرط صوتي متقدم - فرط صوتي واعد سلاح).
المظهر المقدر للرأس الحربي Falcon HTV-2
يتميز مشروعا Falcon HTV-2 و AHW بتصميم مماثل - يتم إطلاق رأس حربي منزلق غير مزود بمحرك إلى ارتفاع معين بواسطة مركبة الإطلاق ، ثم يتم فصله وانزلاقه بسرعة تفوق سرعة الصوت نحو الهدف. يجب أن يكون مدى الطيران المقدر للرؤوس الحربية من 6000 إلى 7600 كيلومتر ، بسرعة طيران 17-22 م (5,8-7,5 كم / ث). وبالتالي ، مع الأخذ في الاعتبار الوقت اللازم لوصول الصاروخ إلى ارتفاع هبوط الرأس الحربي ، فإن وقت إصابة الهدف سيكون حوالي 20-30 دقيقة.
ملف الرحلة التقديري لـ Falcon HTV-2
لإطلاق الرؤوس الحربية Falcon HTV-2 ، من المفترض أن تستخدم مركبات الإطلاق (LV) Minotaur-IV أو الصواريخ الباليستية العابرة للقارات (ICBMs) LGM-30G Minuteman-III. لاختبار وحدات AHW التي تفوق سرعتها سرعة الصوت ، تم استخدام صاروخ STARS يعمل بالوقود الصلب من ثلاث مراحل.
تم تنفيذ مشروع مماثل في روسيا - رأس حربي موجه فرط صوتي كجزء من مجمع Avangard ، تم إطلاقه بواسطة UR-100N UTTKh ICBM. في هذا المجال ، تتقدم روسيا على الولايات المتحدة - بالفعل في عام 2019 ، من المخطط تشغيل مجمع Avangard. يجب أن تكون سرعة طيران الرأس الحربي حوالي 27 م (9 كم / ث) ، ومدى الطيران عابر للقارات. في الوقت نفسه ، هناك اختلاف جوهري - الرأس الحربي الروسي مزود برأس حربي نووي ، بينما تفكر الولايات المتحدة في استخدام الرؤوس الحربية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت في المعدات غير النووية. يضع الرأس الحربي غير النووي متطلبات عالية على دقة استهداف الرؤوس الحربية.
الظهور المزعوم للرأس الحربي الروسي الذي تفوق سرعته سرعة الصوت لمجمع أفانغارد
اختبار وعرض نظام الصواريخ Avangard
الحل البديل هو إطلاق صواريخ تفوق سرعة الصوت من الطائرات الإستراتيجية. طيران، مثل الأمريكية X-51 Waverider أو الروسية 3M22 الزركون. تتمتع صواريخ X-51 و 3M22 بمرونة انتشار أكبر من الرؤوس الحربية التي تطلق الصواريخ التي تفوق سرعتها سرعة الصوت وربما تكون التكلفة أقل. ومع ذلك ، فإن مداها وسرعتها أقل بكثير من تلك الخاصة بالرؤوس الحربية التخطيطية - حوالي 500-2000 كم و5-8 م (1,7-2,7 كم / ثانية) ، على التوالي. لن تسمح السرعة المنخفضة ومدى الطيران بوقت رد فعل مماثل لتلك التي توفرها الرؤوس الحربية الانزلاقية التي تفوق سرعة الصوت. عند الضرب على مدى 6000-7000 أو أكثر ، سيكون إجمالي وقت رحلة القاذفة والصاروخ الأسرع من الصوت حوالي خمس ساعات ، بينما يمكن أن يضرب رأس حربي انزلاقي تفوق سرعة الصوت في غضون نصف ساعة ، وهو ما يمكن أن يكون حاسمًا لبعض المهام.
الصاروخ الأمريكي الأسرع من الصوت X-51 Waverider
الصاروخ الروسي الأسرع من الصوت 3M22 الزركون
لا تعني المقارنة أعلاه رفض نوع أو آخر من الأسلحة ، ولكنها توضح فقط مكانة كل منها. في "تقسيم العمل" هذا ، يتم تكليف الوحدات الشراعية التي تفوق سرعة الصوت بمهمة ضرب الأهداف ذات الأولوية العالية - مراكز القيادة ومراكز اتخاذ القرار ، إلخ.
ضربة عالمية سريعة وإرهاب الشخصيات المهمة
المقال القوات التقليدية الاستراتيجية: ناقلات الأسلحة والأسلحة نظر في تركيب رؤوس حربية تفوق سرعة الصوت على الصواريخ البالستية العابرة للقارات ، وشروطها قيد الخدمة على وشك الانتهاء. هذا القرار له ما يبرره تمامًا وهذا القرار بالتحديد هو الذي تنظر فيه القوات المسلحة الأمريكية كجزء من برنامج Rapid Global Strike.
يثير برنامج BSU نفسه أيضًا شكوكًا بين الكثيرين ، لسبب ما ، فهو دائمًا يعارض الأسلحة النووية. في الواقع ، ليس لها تأثير على الدرع النووي. على الرغم من أن معاهدة START-3 تحسب الرؤوس الحربية غير النووية على قدم المساواة مع الرؤوس النووية ، مما قد يؤدي نظريًا إلى انخفاض في عدد الشحنات النووية في الولايات المتحدة ، في الواقع ، بمجرد تطور برنامج BSU والعدد من الرؤوس الحربية تبدأ في الزيادة ، وستنتهي بالفعل معاهدة START-3 ، وإذا لم يكن الأمر كذلك ، فستخرج الولايات المتحدة منها بنفس السهولة التي تركت بها معاهدة ABM ومعاهدة INF ، وفي نفس الوقت تلوم روسيا على هذه.
اعتراض آخر هو أن استخدام وسائل BGU سيبدأ حرب عالمية ثالثة. يجب أن يكون مفهوما أن الولايات المتحدة لا تخطط بأي شكل من الأشكال لاستخدام وسائل BSU ضد روسيا في مستواها الحالي من تطوير القوات المسلحة. وضد الصين أيضا. لكن دولًا مثل إيران أو فنزويلا قد تصبح هدفًا لـ BSU ، والتي ستتلقى أول ضربة قطع الرأس.
المقال سلاح تقليدي استراتيجي. تلف تمت صياغة مهمة الأسلحة التقليدية الاستراتيجية على النحو التالي: إلحاق الضرر بالعدو ، مما يقلل بشكل كبير من قدراته التنظيمية والصناعية والعسكرية من مسافة بعيدة ، ويقلل أو يقضي على احتمالية الاشتباك القتالي المباشر مع القوات المسلحة للعدو. لهذا يمكن أن يضاف - في أقرب وقت ممكن.
إن الموارد المادية التي يتم إنفاقها على أموال BSU ستؤتي ثمارها مائة ضعف من خلال توفير قوات ووسائل القوات العامة. في بعض الحالات ، على سبيل المثال ، في حالة تصفية قيادة العدو ، قد ينتهي الصراع العسكري قبل أن يبدأ. قد تدرك الولايات المتحدة مثل هذا السيناريو ، على سبيل المثال ، في فنزويلا. اقضِ على الرئيس الحالي بمساعدة جامعة بيلاروسيا الحكومية ، أثناء تنظيم ثورة "ملونة" أخرى ، ولا الدباباتوالطائرات والسفن لن تساعد في تجنب مثل هذا السيناريو.
بناءً على ما سبق ، يمكن استخلاص نتيجة أخرى - سلاح الضربة العالمية السريعة أو السلاح الاستراتيجي التقليدي هو أداة مثالية لإرهاب الشخصيات المهمة ، أي القضاء الجسدي على القيادة العليا للعدو.
لا يوجد سلاح آخر لديه مثل هذه القدرات. إن توفر هذا النوع من الضربات العالمية السريعة أو الأسلحة الاستراتيجية التقليدية في حد ذاته سيجبر قيادة العدو على أن تكون حكيمة في اتخاذ قرارات عسكرية وسياسية واقتصادية ، أو سيجبرها على العيش تحت تهديد التدمير الوشيك.
في بعض الحالات ، قد لا تكون الصواريخ البالستية العابرة للقارات هي الناقل الأمثل للرؤوس الحربية الانزلاقية التي تفوق سرعة الصوت ، ولا أرخصها. هل توجد ناقلات أخرى أكثر فعالية للرؤوس الحربية الانزلاقية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت؟
صاروخ قابل لإعادة الاستخدام كناقل لرؤوس حربية تفوق سرعة الصوت
يمكن أن تصبح الصواريخ الواعدة القابلة لإعادة الاستخدام القائمة على المنتجات التجارية الوسيلة الأكثر فعالية ورخيصة لنشر الرؤوس الحربية.
بناءً على المعلومات المفتوحة المنشورة على الإنترنت ، يجب أن يكون ارتفاع رمي الرؤوس الحربية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت حوالي 100 كيلومتر. يجب أن تكون الكتلة المقدرة لمدونات Falcon HTV-2 القتالية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت 1100-1800 كجم.
الحمولة الصافية لصاروخ Falcon-9 ، الذي تم إطلاقه إلى LEO (200 كم) ، هي 13-16 طنًا. الكتلة الإجمالية للمرحلة الثانية من أحدث إصدار من Falcon-9 هي 111 طنًا ، وتنفصل المرحلة الثانية عن الأولى على ارتفاع حوالي 70 كم. تم التخطيط لاستخدام المرحلة الأولى من Falcon 9 حتى 10 مرات ، ومع الصيانة بعد كل 10 رحلات ، يمكن استخدامها حتى 100 مرة.
مركبة الإطلاق Falcon-9 والهبوط في مرحلتها الأولى
يمكن افتراض أن المرحلة الأولى من مركبة الإطلاق Falcon-9 كافية لإطلاق رؤوس حربية تفوق سرعة الصوت. من المفترض أن يسمح رفض المرحلة الثانية التي تزن 111 طنًا بإطلاق حوالي 100 رؤوس حربية تفوق سرعة الصوت تزن 10-1100 كجم لكل منها على ارتفاع 1800 كيلومتر.
على أساس التقنيات المطبقة في علم الصواريخ التجاري ، يمكن إنشاء مركبات إطلاق صغيرة أخرى قابلة لإعادة الاستخدام لأحمال معينة ، مما يوفر إطلاق رأس أو رأسين حربيين تفوق سرعة الصوت ، يليه هبوط مركبة الإطلاق وإعادة استخدامها المتعدد.
إذا تحدثنا عن زيادة الحمل القتالي ، فلا يسع المرء إلا أن يتذكر خطط SpaceX لبناء صاروخ BFR قابل لإعادة الاستخدام بالكامل على مرحلتين ، مع قدرته على إطلاق حمولة تصل إلى 100 طن إلى المدار الأرضي المنخفض. لقد تمت مناقشتها بالفعل على الإنترنت. إمكانية استخدام واعد لمثبطات اللهب المبرومة كمفجر مداري للضرب بقضبان التنجستن الخاضعة للرقابة.
مفهوم مركبة الإطلاق الثقيلة للغاية القابلة لإعادة الاستخدام BFR
إذا قمنا بإجراء تشابه مع استخدام المرحلة الأولى من مركبة الإطلاق Falcon-9 ، فإن المرحلة الأولى من مركبة الإطلاق BFR-Super Heavy ستكون قادرة على إطلاق 55-85 رأسًا حربيًا تفوق سرعتها سرعة الصوت.
من ناحية أخرى ، لم يكتمل تطوير BFR بعد ، لذلك من السابق لأوانه إلى حد ما التحدث عن تطبيقه العسكري. من ناحية أخرى ، فإن Elon Musk مصمم على إكمال هذا الصاروخ. وفقًا لخطط SpaceX ، يجب أن تحل محل جميع الصواريخ التي تستخدمها الشركة ، بما في ذلك مركبة الإطلاق Falcon-9.
السؤال الذي يطرح نفسه ، لماذا يختفي مثل هذا التطور الواعد؟ قد تتكيف SpaceX بشكل جيد مع المرحلة الأولى من Falcon-9 أو ببساطة تبيع جميع التطورات على هذا الصاروخ للجيش ، مع التركيز بالكامل على BFR. وسيحصل الجيش بدوره على منصة فريدة قابلة لإعادة الاستخدام لإطلاق رؤوس حربية تفوق سرعتها سرعة الصوت أو حمولات أخرى.
الأساس
تكمن مشكلة الصواريخ القابلة لإعادة الاستخدام في أنه ، على عكس القاذفات ، لا يمكنك هبوطها في مطار ، ومع ذلك ، هناك خيارات كافية لوضع مثل هذه الأسلحة.
إذا تم نشر مركبة إطلاق برؤوس حربية تفوق سرعتها سرعة الصوت في الجزء الجنوبي من الولايات المتحدة (يتم أخذ الميناء الفضائي في كيب كانافيرال كمثال) ، فستكون جميع أمريكا اللاتينية تقريبًا في المنطقة المتأثرة. إذا تم نشرها في ألاسكا ، فإن معظم روسيا والصين وكوريا الشمالية كلها ستكون في المنطقة المتضررة. بشرط أن يتراوح مدى الرؤوس الحربية بين 6000 و 7000 كيلومتر ، ولن يكون عابراً للقارات ، مثل مجمع أفانغارد.
نطاق الاشتباك المشروط عند نشر مركبات الإطلاق برؤوس حربية تفوق سرعة الصوت في الجزء الجنوبي من الولايات المتحدة
نطاق الاشتباك الشرطي عند نشر مركبات الإطلاق برؤوس حربية تفوق سرعتها سرعة الصوت في ألاسكا
لنشر مركبات إطلاق برؤوس حربية تفوق سرعتها سرعة الصوت في أوروبا أو آسيا ، يمكن للولايات المتحدة استخدام أراضي أقمارها الصناعية. من غير المرجح أن تجرؤ بولندا أو رومانيا أو اليابان على رفض مثل هذا الشيء الصغير.
بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن الشركات العسكرية الخاصة مسلحة بالفعل بطائرات مقاتلة ، فلا يسع المرء إلا أن يتخيل سيناريو يتم فيه تأجير مواقع إطلاق طائرات LV برؤوس حربية تفوق سرعة الصوت من قبل الشركات العسكرية الخاصة وتقديمها للجيش الأمريكي عند الطلب بناءً على أسس تجارية.
وأخيرًا ، لا يمكن استبعاد مثل هذا الخيار مثل إنشاء منصات إطلاق بحرية مماثلة لمشروع Sea Launch التجاري. تتشابه خصائص وزن وحجم مركبة الإطلاق Falcon-9 مع تلك الخاصة بمركبة الإطلاق Zenit-3SL ، لذلك يجب ألا تكون هناك مشاكل.
ميناء فضاء عائم لإطلاق صواريخ "Zenit-3SL"
بالنظر إلى أن المرحلة الأولى فقط من الحمل القتالي ستكون مطلوبة للإطلاق ، يمكن وضع مركبتين إطلاق مع عشرة رؤوس حربية تفوق سرعة الصوت على كل منها في ميناء فضائي عائم. عند وضع ميناء فضائي عائم في البحر الأبيض المتوسط ، تقع كل إفريقيا تقريبًا والخليج العربي وباكستان وجزئيًا آسيا الوسطى والصين ومعظم أراضي الاتحاد الروسي في المنطقة المتأثرة. يمكن أن يتم إنزال مركبة الإطلاق على المنصات البحرية الحالية ASDS (سفينة الطائرات بدون طيار في ميناء فضاء مستقل) المستخدمة لهبوط المرحلة الأولى من مركبة الإطلاق Falcon-9 ، أو السفن / المنصات المماثلة التي تم تطويرها على أساسها.
ميناء فضائي ASDS غير مأهول مستقل ، ومخطط هبوط للمرحلة الأولى من مركبة الإطلاق Falcon-9
نطاق الاشتباك المشروط عند نشر مركبات الإطلاق برؤوس حربية تفوق سرعة الصوت في ميناء فضائي عائم في البحر الأبيض المتوسط
يمكن للمرء أن يطرح السؤال التالي: إذا لم يتم اعتبار روسيا أو الصين ، كقوى نووية ، هدفًا لـ BSU ، فلماذا يُشار إلى أن أراضيها تقع في المنطقة المتضررة؟ الجواب بسيط ، BSU هو عامل يجب أن يؤخذ في الاعتبار. إذا تسبب نشر قاذفات Mk-41 في أوروبا في حدوث الكثير من الضوضاء ، فماذا سيحدث عندما يظهر ميناء فضائي عائم بمركبة إطلاق برؤوس حربية تفوق سرعة الصوت في البحر الأبيض المتوسط ...
Финансовая сторона вопроса
تكلفة المرحلة الأولى لمركبة الإطلاق 60-70٪ من التكلفة الإجمالية. تبلغ تكلفة الإطلاق المعلنة لـ Falcon-9 60-80 مليون دولار ، على التوالي ، وتكلفة المرحلة الأولى ستكون 36-56 مليون دولار. حتى مع الأخذ في الاعتبار استخدام المرحلة الأولى من Falcon-9 بعشرة أضعاف ، فإن تكلفة الإنتاج ستكون 3,6-5,6 مليون دولار ، وستكون تكلفة الوقود حوالي 500 ألف دولار للإطلاق. وبالتالي ، بالنسبة لـ 10 كتل ، ستكون تكلفة الصب حوالي 400-600 ألف دولار لكل كتلة (بدون احتساب تكلفة الكتلة نفسها). مع مورد المرحلة الأولى من Falcon-9 الذي يبلغ 100 عملية إطلاق ، ستنخفض تكلفة كل عملية إطلاق بمقدار ما يقرب من الحجم. بالطبع ، يجب أيضًا مراعاة التكاليف الأخرى - الصيانة والإصلاحات والنقل وما إلى ذلك ، لكن أنظمة الأسلحة الأخرى لا يمكنها الاستغناء عن تكاليف إضافية. على سبيل المثال ، تكلف ساعة طيران B-2 أكثر من 150 دولار ، وبتأثير على مسافة 7000 كم ، سيكون إجمالي وقت الرحلة 10 ساعات طيران ، أي رحلة واحدة ستكلف 1,5 مليون دولار.
ما الذي نملكه؟
على ما يبدو ، فيما يتعلق بالأسلحة التي تفوق سرعتها سرعة الصوت بشكل عام ، ومن حيث التخطيط للرؤوس الحربية التي تفوق سرعة الصوت بشكل خاص ، فإننا نتقدم على البقية.
ولكن مع مركبات الإطلاق القابلة لإعادة الاستخدام ، نواجه مشكلات خطيرة ، أو بالأحرى لا توجد مشاكل ، حيث لا توجد مركبات إطلاق يمكن إعادة استخدامها. ولكن هناك مشاريع ، بما في ذلك مشاريع مثيرة للاهتمام ، قد يتم تكييف بعضها للاستخدام العسكري. ربما ، كما يحدث غالبًا في بلدنا ، سيعطي هذا الحياة تعديلاتهم المدنية. ومع ذلك ، سنتحدث عن هذا في المقالة التالية.