Nanosatellieten worden binnenkort samen met drones onderdeel van gevechtssystemen
In de Verenigde Staten is een rapport verschenen met een commerciële prognose voor de ontwikkeling van de wereldmarkt voor militaire satellieten. In 2012 werd dit segment van de ruimtevaartindustrie geschat op $ 11,8 miljard. De auteurs van het rapport denken dat het jaarlijks met 3,9% zal groeien. En in 2022 zal het $ 17,3 miljard bereiken.
Opgemerkt moet worden dat langetermijnvoorspellingen op het gebied van ruimtevaart altijd zijn onderscheiden, op zijn zachtst gezegd, onbetrouwbaarheid. De ontwikkeling van de industrie wordt sterk beïnvloed door politiek en economie. Projectfinanciering hangt vaak af van de ambities van de leiders van het land. En nog vaker - van de staat van de economie. In een crisis beginnen ze te besparen op de duurste programma's met een lange termijn terugkeercyclus. En de gemakkelijkste manier om te sekwestreren is de obscure uitgaven aan ruimte.
Maar recentelijk is een sterkere invloedsfactor de ruimtevaart binnengedrongen - de snelle verandering van technologische generaties. Nu is het niet langer mogelijk om de creatie van een ruimtevaartuig (AC) 10-15 jaar te rekken, wat voorheen de norm was. Gedurende deze tijd slaagt het apparaat erin om verouderd te raken, zonder ooit te gaan werken. Iets soortgelijks gebeurde aan het einde van de twintigste eeuw met zware communicatiesatellieten. Glasvezelcommunicatielijnen, die in korte tijd de hele wereld verstrengelden, maakten langeafstandscommunicatie algemeen beschikbaar, goedkoop en betrouwbaar. Daardoor waren tientallen satelliettransponders niet in trek, wat zware verliezen met zich meebracht.
De snelle verandering van technologische generaties heeft geleid tot de ontwikkeling van de belangrijkste trends in het ontwerp en de fabricage van ruimtevaartuigen - dit zijn miniaturisatie, modulariteit en efficiëntie. Satellieten worden kleiner in omvang en gewicht, hebben minder energie nodig, kant-en-klare elementen en assemblages worden gebruikt bij het ontwerp en de fabricage, wat de productietijd en -kosten aanzienlijk vermindert. En de kosten van het lanceren van een lichte satelliet zijn goedkoper.
Navigatie overal
Op dit moment is het aantal ruimtelanceringen in de wereld veel lager dan in de jaren zeventig en tachtig. Dit is voornamelijk te wijten aan een aanzienlijke toename van de overlevingskansen van het ruimtevaartuig. De normale levensduur van satellieten in een baan om de aarde is 15-20 jaar. Het is niet langer nodig, omdat de satelliet tegen die tijd onvermijdelijk verouderd zal zijn.
Onder militaire ruimtevaartuigen is het aandeel communicatiesatellieten 52,8%, inlichtingen en bewaking - 28,4%, navigatiesatellieten bezetten 18,8%. Maar het is de sector van navigatiesatellieten die een gestage opwaartse trend vertoont.
Momenteel omvat de orbitale constellatie van Amerikaanse navigatiesatellieten van het NAVSTAR GPS-systeem 31 ruimtevaartuigen, die allemaal werken zoals bedoeld. Sinds 2015 is het de bedoeling om de constellatie te vervangen door satellieten van de derde generatie als onderdeel van de ontwikkeling van het systeem naar het GPS III-niveau. De Amerikaanse luchtmacht is van plan in totaal 32 GPS III-ruimtevaartuigen aan te schaffen.
Roskosmos verwacht tegen 2020 de nauwkeurigheid van het bepalen van coördinaten door het GLONASS-systeem op minder dan 10 cm te bereiken, zei het hoofd van de afdeling Vladimir Popovkin tijdens een vergadering van de Russische regering, waar het ruimteprogramma tot 2020 werd overwogen. "Vandaag is de meetnauwkeurigheid 2,8 meter, in 2015 zullen we 1, 4 meter bereiken, in 2020 met 0, 6 meter", zei het hoofd van Roscosmos, opmerkend dat "rekening houdend met de toevoegingen die vandaag zijn geïmplementeerd, in feite zal het minder dan 10 centimeter nauwkeurig zijn." Add-ons zijn grondstations voor differentiële correctie van het navigatiesignaal. Tegelijkertijd moet de huidige GLONASS-orbitale constellatie worden vervangen door ruimtevaartuigen van de volgende generatie, waarvan het aantal zal worden verhoogd tot 30.
De Europese Unie creëert haar navigatiesysteem samen met de European Space Agency. Het was gepland in 2014-2016 om een constellatie van 30 ruimtevaartuigen te creëren - 27 die in het systeem werken en 3 stand-by. Door de economische crisis kunnen deze plannen enkele jaren worden uitgesteld.
In 2020 is de VRC van plan de oprichting van het nationale satellietnavigatiesysteem Beidou te voltooien. Het systeem werd op 27 december 2012 commercieel in gebruik genomen als een regionaal plaatsbepalingssysteem, met een orbitale constellatie van 16 satellieten. Dit leverde een navigatiesignaal op in China en omringende landen. In 2020 moeten 5 ruimtevaartuigen in een geostationaire baan worden ingezet en 30 satellieten buiten de geostationaire baan, waardoor het hele grondgebied van de planeet kan worden bedekt met een navigatiesignaal.
In juni 2013 wil India de eerste navigatiesatelliet van zijn nationale systeem IRNSS (Indian Regional Navigation Satellite System) lanceren vanaf het eiland Sriharikota voor de zuidkust van Andhra Pradesh. De lancering in een baan om de aarde zal worden uitgevoerd door het Indiase PSLV-C22 draagraket. De tweede satelliet zal naar verwachting eind 2013 in de ruimte worden gelanceerd. In 2014-2015 zullen er nog vijf worden gelanceerd. Zo zal een regionaal navigatiesatellietsysteem worden gecreëerd dat het Indiase subcontinent en nog eens 1.500 km van zijn grenzen bestrijkt met een nauwkeurigheid van 10 m.
Japan ging zijn eigen weg en creëerde het Quasi-Zenith-satellietsysteem (QZSS, "Quasi-Zenith-satellietsysteem") - een systeem voor tijdsynchronisatie en differentiële correctie van het GPS-navigatiesignaal voor Japan. Dit regionale satellietsysteem is ontworpen om een positiesignaal van hogere kwaliteit te verkrijgen bij gebruik van GPS. Het werkt niet apart. De eerste Michibiki-satelliet werd in 2010 in een baan om de aarde gelanceerd. De komende jaren is het de bedoeling er nog drie in te trekken. QZSS-signalen zullen Japan en de westelijke Stille Oceaan bestrijken.
Mobiele telefoon in een baan
Micro-elektronica is misschien wel het snelst groeiende gebied van moderne technologie. Samsung Electronics, Apple en Google staan klaar om de komende maanden de "slimme" horlogecomputer letterlijk te presenteren. Is het een wonder dat ruimtevaartuigen steeds kleiner worden? Nieuwe materialen en nanotechnologie maken ruimtetoestellen compacter, lichter en energiezuiniger. Er kan worden aangenomen dat het tijdperk van kleine ruimtevaartuigen al is begonnen. Afhankelijk van hun gewicht zijn ze nu onderverdeeld in de volgende categorieën: tot 1 kg - "pico", tot 10 kg - "nano", tot 100 kg - "micro", tot 1000 kg - "mini". Zelfs 10 jaar geleden leken microsatellieten met een gewicht van 50-60 kg een uitstekende prestatie. Nu is de wereldwijde trend nanosatellieten. Meer dan 80 van hen zijn al in de ruimte gelanceerd.
Net zoals de productie en ontwikkeling van onbemande luchtvaartuigen (UAV's) wordt uitgevoerd in veel landen die voorheen niet eens aan hun eigen luchtvaartindustrie dachten, zo wordt het ontwerp van nanosatellieten nu uitgevoerd in veel universiteiten, laboratoria en zelfs individuele amateurs. Bovendien blijken de kosten van dergelijke apparaten, geassembleerd op basis van kant-en-klare elementen, extreem laag te zijn. Soms is de basis van een nanosatellietontwerp een gewone mobiele telefoon.
Vanuit India werd een smartphone in een baan om de aarde gestuurd, die in het kader van het Sat-Smartphone-project als basis diende voor de experimentele strand-1-satelliet. De satelliet is in het Verenigd Koninkrijk gezamenlijk ontwikkeld door het University of Surrey Space Center (SSC) en Surrey Satellite Technology (SSTL). Het gewicht van het apparaat is 4, 3 kg, de afmetingen zijn 10x10x30 cm Naast de smartphone bevat het apparaat de gebruikelijke set werkende componenten - voeding en besturingssystemen. In de eerste fase wordt de satelliet bestuurd door een standaard boordcomputer, daarna wordt deze functie volledig overgenomen door een smartphone.
Het Android-besturingssysteem met een aantal speciaal ontworpen applicaties maakt een aantal experimenten mogelijk. De iTesa-app registreert de magnetische veldwaarden terwijl de satelliet beweegt. Met een andere applicatie maakt de ingebouwde camera foto's die worden verzonden om op Facebook en Twitter te plaatsen. En dit is nog maar een klein deel van het onderzoeksprogramma. De missie duurt zes maanden. Terugkeer naar de aarde is niet voorzien. Kosmonauten zijn niet langer het lot van de elite.
De belangrijkste conclusie: militaire en ruimtevaarttechnologieën zijn niet langer de locomotief van de ontwikkeling van de civiele industrie. Integendeel - civielwetenschappelijke intensieve ontwikkelingen maken de ontwikkeling van militaire ruimtetechnologie mogelijk. De inkomsten van bedrijven die consumptiegoederen produceren zijn vele malen hoger dan de inkomsten van defensiebedrijven. De wereldleiders op het gebied van elektronica kunnen miljarden dollars uitgeven aan nieuwe ontwikkelingen. En sterke concurrentie dwingt ons om alles in de kortst mogelijke tijd te doen.
Nanosatellieten rukken op
In 2005 gooide de Russische kosmonaut Salizhan Sharipov eenvoudigweg de eerste Russische nanosatelliet TNS-1 de ruimte in vanuit het internationale ruimtestation. Het apparaat met een gewicht van 4,5 kg werd in slechts een jaar tijd gemaakt door het Russian Research Institute of Space Instrumentation met behulp van het geld van het bedrijf. Wat is in wezen een satelliet? Dit is een apparaat in de ruimte!
De goedkope TNS-1 in gebruik bleek bijna gratis te zijn. Hij had geen Mission Control Center, enorme zendontvangerantennes, telemetrie-analyse en nog veel meer nodig. Het kon worden bestuurd met behulp van een laptop, zittend op een bankje in het park. Het experiment toonde aan dat het met behulp van mobiele communicatie en internet mogelijk is om een ruimtevoorwerp te besturen. Bovendien hebben 10 nieuwe uitrustingsassemblages de tests voor vliegontwerp doorstaan. Zonder de nanosatelliet zouden ze getest moeten worden als onderdeel van de uitrusting aan boord van een van de toekomstige ruimtevaartuigen. En dit is tijdverspilling en grote risico's.
TNS-1 was een grote doorbraak. Het zou kunnen gaan over het creëren van tactische ruimtesystemen op het niveau van bijna een bataljonscommandant, zoals kleine tactische drones. Een goedkoop apparaat, binnen enkele dagen in de gewenste configuratie geassembleerd en gelanceerd door een lichte raket vanuit een draagvliegtuig, zou de commandant het slagveld kunnen laten zien, communicatie en een geautomatiseerd controlesysteem voor het tactische echelon kunnen bieden. Dergelijke ruimtevaartuigen kunnen een grote hulp zijn tijdens het lokale conflict in Zuid-Ossetië en de Noord-Kaukasus.
Een ander belangrijk gebied is het wegnemen van de gevolgen van natuurrampen en door de mens veroorzaakte rampen. En ook hun waarschuwing. Goedkope nanosatellieten met een geldigheidsduur van enkele maanden kunnen de toestand van de ijssituatie in een bepaalde regio weergeven, bosbranden bijhouden en het waterpeil tijdens overstromingen volgen. Voor operationele controle kunnen nanosatellieten direct boven het gebied van natuurrampen worden gelanceerd om online veranderingen in de situatie te volgen. En het bleek dat het RF-ministerie van Noodsituaties na de overstroming ruimtebeelden van Krymsk ontving als liefdadigheidshulp van de Verenigde Staten.
In de toekomst mogen we de introductie van nanosatellieten verwachten in de gevechtssystemen van 's werelds leidende legers, voornamelijk de Verenigde Staten. Hoogstwaarschijnlijk niet voor eenmalig gebruik, maar de lancering van kleine ruimtevaartuigen in hele zwermen, waaronder satellieten voor verschillende doeleinden - communicatie, heruitzending, peilen van het aardoppervlak in verschillende golflengten, elektronische tegenmaatregelen, doelaanduiding, enz. Dit zal de mogelijkheden voor het voeren van contactloze oorlogsvoering aanzienlijk vergroten.
Als miniaturisatie een van de belangrijkste trends in de ontwikkeling van militaire ruimtevaartuigen blijkt te zijn, zal de prognose voor een toename van de markt voor militaire satellieten uitblijven. Integendeel, het zal in monetaire termen afnemen. Lucht- en ruimtevaartbedrijven zullen echter proberen geen winst te missen en kleine concurrenten af te remmen. In Rusland is het gelukt. Fabrikanten van zware satellieten hebben bij de RNII gelobbyd voor ruimte-instrumentatie om ruimtevaartuigen te verbieden. Pas nu is de kwestie van de lancering van de TNS-2 nanosatelliet, die acht jaar geleden gereed was, opnieuw besproken.
De vraag naar zware energie-intensieve ruimtevaartuigen in nabije banen om de aarde blijft afnemen. Bovendien wordt het grondmaterieel van de gebruikers steeds gevoeliger en zuiniger.
Zware satellieten blijven grotendeels voorbehouden aan wetenschappers. Ruimtetelescopen, beeldvormingsapparatuur met hoge resolutie en automatische stations voor planetaire studies zullen in het belang van de hele mensheid blijven worden vervaardigd en gelanceerd.
Nationale programma's zullen zich richten op goedkopere ruimtevaartuigen die geschikt zijn voor massaproductie en operationeel gebruik. Het voorbeeld van UAV's, die scherp de gevechtssystemen van ontwikkelde landen zijn binnengedrongen, overtuigt hier duidelijk van. Letterlijk een decennium was genoeg voor aanvalsverkennings-UAV's om hun plaats in te nemen in de Amerikaanse luchtmacht en haar bondgenoten. Het lijdt geen twijfel dat tegen 2020 het uiterlijk van de orbitale groeperingen net zo radicaal zal veranderen. Er verschijnen zwermen pico en nanosatellieten.
Nu hebben we het over femto-satellieten met een gewicht tot 100 g. Als computers worden verkleind tot het formaat van polshorloges, zullen binnenkort satellieten van vergelijkbare afmetingen verschijnen.
