Croiseur orbital : de quoi équiperont les vaisseaux spatiaux

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-16 16:04

L'espace est de plus en plus considéré comme un théâtre d'opérations militaires à part entière. Après l'unification de l'armée de l'air (Air Force) et des forces de défense aérospatiale en Russie, les forces aérospatiales (VKS) ont été formées. Un nouveau type de forces armées est également apparu aux États-Unis.

Cependant, jusqu'à présent, nous parlons davantage de défense antimissile, de frappe depuis l'espace et de destruction d'engins spatiaux ennemis depuis la surface ou depuis l'atmosphère. Mais tôt ou tard, des armes peuvent apparaître à bord de vaisseaux spatiaux en orbite. Imaginez simplement le Soyouz habité ou la navette américaine ressuscitée transportant des lasers ou des canons. De telles idées ont longtemps vécu dans l'esprit des militaires et des scientifiques. De plus, la science-fiction et pas tout à fait la science-fiction les réchauffe périodiquement. Cherchons des points de départ viables à partir desquels une nouvelle course aux armements spatiaux peut commencer.

Avec un canon à bord

Et laissez les canons et les mitrailleuses - la dernière chose à laquelle nous pensons lorsque nous imaginons une collision de combat de vaisseaux spatiaux en orbite, probablement dans ce siècle, tout commencera par eux. En fait, un canon à bord d'un engin spatial est simple, compréhensible et relativement bon marché, et il existe déjà des exemples d'utilisation de telles armes dans l'espace.

Au début des années 70, l'URSS a commencé à craindre sérieusement pour la sécurité des véhicules envoyés dans le ciel. Et c'est à cause de ce qu'après tout, à l'aube de l'ère spatiale, les États-Unis ont commencé à développer des satellites d'enquête et des satellites intercepteurs. Un tel travail est effectué maintenant - ici et de l'autre côté de l'océan.

Les satellites inspecteurs sont conçus pour inspecter les engins spatiaux d'autres personnes. Manœuvrant en orbite, ils s'approchent de la cible et font leur travail: ils photographient le satellite cible et écoutent son trafic radio. Vous n'avez pas besoin d'aller loin pour des exemples. Lancé en 2009, l'appareil de reconnaissance électronique américain PAN, se déplaçant en orbite géostationnaire, "se faufile" sur d'autres satellites et écoute le trafic radio du satellite cible avec des points de contrôle au sol. Souvent, la petite taille de ces appareils leur confère une furtivité, de sorte que depuis la Terre, ils sont souvent confondus avec des débris spatiaux.

De plus, dans les années 70, les États-Unis ont annoncé le début des travaux sur le vaisseau spatial de transport réutilisable Space Shuttle. La navette avait un grand compartiment cargo et pouvait à la fois se mettre en orbite et en revenir vers un vaisseau spatial de grande masse. À l'avenir, la NASA lancera le télescope Hubble et plusieurs modules de la Station spatiale internationale en orbite dans les soutes des navettes. En 1993, la navette spatiale Endeavour a saisi un satellite scientifique EURECA de 4,5 tonnes avec son bras manipulateur, l'a placé dans la soute et l'a ramené sur Terre. Par conséquent, les craintes que cela puisse arriver aux satellites soviétiques ou à la station orbitale Saliout - et cela pourrait bien s'intégrer dans le "corps" de la navette - n'étaient pas vaines.

La station Salyut-3, qui a été mise en orbite le 26 juin 1974, est devenue le premier et à ce jour le dernier véhicule orbital habité avec des armes à bord. La station militaire Almaz-2 se cachait sous le nom civil "Salyut". La position favorable sur une orbite à une altitude de 270 kilomètres a donné une bonne vue et a fait de la station un point d'observation idéal. La station est restée en orbite pendant 213 jours, dont 13 jours avec l'équipage.

À l'époque, peu de gens imaginaient comment se dérouleraient les batailles spatiales. Ils cherchaient des exemples dans quelque chose de plus compréhensible - principalement dans l'aviation. Elle a cependant servi de donatrice pour la technologie spatiale.

À cette époque, ils ne pouvaient pas trouver de meilleure solution, sauf comment placer un canon d'avion à bord. Sa création a été reprise par OKB-16 sous la houlette d'Alexander Nudelman. Le bureau d'études a été marqué par de nombreux développements marquants au cours de la Grande Guerre patriotique.

"Sous le ventre" de la station, un canon automatique de 23 mm a été installé, créé sur la base d'un canon d'aviation à tir rapide conçu par Nudelman - Richter R-23 (NR-23). Il a été adopté en 1950 et installé sur les chasseurs soviétiques La-15, MiG-17, MiG-19, les avions d'attaque Il-10M, les avions de transport militaire An-12 et d'autres véhicules. HP-23 a également été produit sous licence en Chine.

Le canon était fixé rigidement parallèlement à l'axe longitudinal de la station. Il n'était possible de le viser au point souhaité sur la cible qu'en tournant toute la station. De plus, cela pourrait être fait à la fois manuellement, à travers le viseur, et à distance - depuis le sol.

Le calcul de la direction et de la puissance de la salve nécessaire pour garantir la destruction de la cible était effectué par le Program Control Device (PCA), qui contrôlait le tir. La cadence de tir du canon atteignait 950 coups par minute.

Un projectile pesant 200 grammes a volé à une vitesse de 690 m/s. Le canon pourrait effectivement toucher des cibles à une distance allant jusqu'à quatre kilomètres. Selon des témoins des essais au sol de l'arme, une volée du canon a arraché un demi-baril d'essence métallique situé à une distance de plus d'un kilomètre.

Lorsqu'il est tiré dans l'espace, son recul équivalait à une poussée de 218,5 kgf. Mais il était facilement compensé par le système de propulsion. La station était stabilisée par deux moteurs de propulsion d'une poussée de 400 kgf chacun ou des moteurs de stabilisation rigides d'une poussée de 40 kgf.

La station était armée exclusivement pour l'action défensive. Une tentative de le voler en orbite ou même de l'inspecter par un satellite inspecteur pourrait se solder par un désastre pour le véhicule ennemi. Dans le même temps, il était insensé et, en fait, impossible d'utiliser l'Almaz-2 de 20 tonnes, bourré d'équipements sophistiqués pour la destruction délibérée d'objets dans l'espace.

La station pouvait se défendre contre une attaque, c'est-à-dire contre un ennemi qui s'en serait approché de manière indépendante. Pour les manœuvres en orbite, qui permettraient d'approcher des cibles à une distance de tir précise, l'Almaz n'aurait tout simplement pas assez de carburant. Et le but de le trouver était différent - une reconnaissance photographique. En fait, la principale "arme" de la station était la gigantesque caméra-télescope à lentille miroir à longue focale "Agat-1".

Pendant la surveillance de la station en orbite, aucun adversaire réel n'a encore été créé. Pourtant, l'arme à bord a été utilisée aux fins prévues. Les développeurs devaient savoir comment tirer un canon affecterait la dynamique et la stabilité vibratoire de la station. Mais pour cela, il a fallu attendre que la station fonctionne en mode sans pilote.

Les tests au sol de l'arme ont montré que le tir de l'arme était accompagné d'un fort rugissement, de sorte que l'on craignait que tester l'arme en présence d'astronautes puisse affecter négativement leur santé.

Le tir a été effectué le 24 janvier 1975 par télécommande depuis la Terre juste avant la désorbitation de la station. L'équipage avait déjà quitté la station à ce moment-là. Le tir a été effectué sans cible, les obus tirés contre le vecteur vitesse orbitale sont entrés dans l'atmosphère et ont brûlé avant même la station elle-même. La station ne s'effondre pas, mais le recul de la salve est important, même si les moteurs sont allumés à ce moment-là pour se stabiliser. Si l'équipage était au poste à ce moment-là, il l'aurait ressenti.

Sur les prochaines stations de la série - en particulier, "Almaz-3", qui volait sous le nom de "Salyut-5" - ils allaient installer un armement de fusée: deux missiles de la classe "espace-espace" avec un portée estimée à plus de 100 kilomètres. Puis, cependant, cette idée a été abandonnée.

"Union" militaire: canons et missiles

Le développement du projet Almaz a été précédé par le programme Zvezda. Entre 1963 et 1968, l'OKB-1 de Sergey Korolev était engagé dans le développement du vaisseau spatial habité de recherche militaire multi-siège 7K-VI, qui serait une modification militaire du Soyouz (7K). Oui, le même vaisseau spatial habité qui est toujours en opération et reste le seul moyen de transporter des équipages vers la Station spatiale internationale.

Les "Soyouz" militaires étaient destinés à des fins différentes et, par conséquent, les concepteurs ont prévu un ensemble différent d'équipements à bord, y compris des armes.

"Soyouz P" (7K-P), qui a commencé à se développer en 1964, allait devenir le premier intercepteur orbital habité de l'histoire. Cependant, aucune arme n'était envisagée à bord, l'équipage du navire, ayant examiné le satellite ennemi, a dû se rendre dans l'espace ouvert et désactiver le satellite ennemi, pour ainsi dire, manuellement. Ou, si nécessaire, en plaçant l'appareil dans un conteneur spécial, envoyez-le sur Terre.

Mais cette décision a été abandonnée. Craignant des actions similaires de la part des Américains, nous avons équipé notre vaisseau spatial d'un système d'auto-détonation. Il est fort possible que les États-Unis aient suivi le même chemin. Même ici, ils ne voulaient pas risquer la vie des astronautes. Le projet Soyouz-PPK, qui a remplacé le Soyouz-P, supposait déjà la création d'un navire de combat à part entière. Il pourrait éliminer les satellites grâce à huit petits missiles espace-espace situés à l'avant. L'équipage de l'intercepteur était composé de deux cosmonautes. Il n'avait plus besoin de quitter le navire maintenant. Après avoir examiné l'objet visuellement ou en l'examinant à l'aide d'équipements embarqués, l'équipage a décidé de la nécessité de le détruire. S'il était accepté, le navire s'éloignerait d'un kilomètre de la cible et lui tirerait dessus avec des missiles embarqués.

Les missiles de l'intercepteur étaient censés être fabriqués par le bureau de conception d'armes Arkady Shipunov. Il s'agissait d'une modification d'un projectile antichar radiocommandé se dirigeant vers la cible sur un puissant moteur de soutien. Les manœuvres dans l'espace ont été effectuées en enflammant de petites bombes à poudre, qui étaient densément parsemées de son ogive. À l'approche de la cible, l'ogive a été minée - et ses fragments à grande vitesse ont touché la cible, la détruisant.

En 1965, OKB-1 a été chargé de créer un avion de reconnaissance orbitale appelé Soyouz-VI, ce qui signifie High Altitude Explorer. Le projet est également connu sous les appellations 7K-VI et Zvezda. "Soyouz-VI" était censé effectuer une observation visuelle, une reconnaissance photographique, effectuer des manœuvres de rapprochement et, si nécessaire, pourrait détruire un navire ennemi. Pour ce faire, le canon d'avion HP-23 déjà familier a été installé sur le véhicule de descente du navire. Apparemment, c'est à partir de ce projet qu'elle a ensuite migré vers le projet de la station Almaz-2. Ici, il n'était possible de diriger le canon qu'en contrôlant l'ensemble du navire.

Cependant, pas un seul lancement de l'« Union » militaire n'a jamais été effectué. En janvier 1968, les travaux sur le navire de recherche militaire 7K-VI ont été interrompus et le navire inachevé a été démantelé. La raison en est les querelles internes et les économies de coûts. De plus, il était évident que toutes les tâches de ce genre de navires pouvaient être confiées soit à des Soyouz civils ordinaires, soit à la station orbitale militaire d'Almaz. Mais l'expérience acquise n'a pas été vaine. OKB-1 l'a utilisé pour développer de nouveaux types de vaisseaux spatiaux.

Une plate-forme - des armes différentes

Dans les années 70, les tâches étaient déjà définies plus largement. Il s'agissait maintenant de créer des véhicules spatiaux capables de détruire des missiles balistiques en vol, en particulier des cibles aériennes, orbitales, maritimes et terrestres importantes. Les travaux ont été confiés à NPO Energia sous la houlette de Valentin Glushko. Un décret spécial du Comité central du PCUS et du Conseil des ministres de l'URSS, qui officialisait le rôle de premier plan d'« Energia » dans ce projet, était intitulé: « Sur l'étude de la possibilité de créer des armes pour la guerre dans l'espace et depuis l'espace."

La station orbitale à long terme Saliout (17K) a été choisie comme base. À cette époque, il y avait déjà beaucoup d'expérience dans l'utilisation d'appareils de cette classe. L'ayant choisie comme plate-forme de base, les concepteurs de NPO Energia ont commencé à développer deux systèmes de combat: l'un pour une utilisation avec des armes laser, l'autre avec des armes à missiles.

Le premier s'appelait "Skif". Un modèle dynamique d'un laser en orbite - le vaisseau spatial Skif-DM - sera lancé en 1987. Et le système avec des armes de missiles a été nommé "Cascade".

"Cascade" différait favorablement du laser "frère". Elle avait une masse plus petite, ce qui signifie qu'elle pouvait être remplie d'une grande réserve de carburant, ce qui lui permettait de "se sentir plus libre en orbite" et d'effectuer des manœuvres. Bien que pour cela et l'autre complexe, il a été supposé la possibilité de faire le plein en orbite. Il s'agissait de stations sans pilote, mais la possibilité qu'un équipage de deux hommes les visite jusqu'à une semaine à bord du vaisseau spatial Soyouz a également été envisagée.

En général, la constellation de complexes orbitaux de lasers et de missiles, complétée par des systèmes de guidage, devait faire partie du système de défense anti-missile soviétique - "anti-SDI". Dans le même temps, une claire « division du travail » était supposée. La fusée "Cascade" était censée travailler sur des cibles situées sur des orbites à moyenne altitude et géostationnaires. "Skif" - pour les objets en orbite basse.

Séparément, il convient de considérer les missiles intercepteurs eux-mêmes, qui étaient censés être utilisés dans le cadre du complexe de combat de Kaskad. Ils ont été développés, encore une fois, chez NPO Energia. De tels missiles ne correspondent pas tout à fait à la compréhension habituelle des missiles. N'oublions pas qu'ils ont été utilisés hors atmosphère à toutes les étapes, l'aérodynamisme n'a pu être pris en compte. Au contraire, ils étaient similaires aux étages supérieurs modernes utilisés pour amener les satellites sur les orbites calculées.

La fusée était très petite, mais elle avait assez de puissance. Avec une masse au lancement de quelques dizaines de kilogrammes seulement, il avait une marge de vitesse caractéristique comparable à la vitesse caractéristique des fusées qui mettent en orbite des engins spatiaux comme charge utile. Le système de propulsion unique utilisé dans le missile intercepteur utilisait des carburants non-conventionnels non cryogéniques et des matériaux composites à usage intensif.

À l'étranger et au bord du fantasme

Les États-Unis prévoyaient également de construire des navires de guerre. Ainsi, en décembre 1963, le public annonce un programme de création d'un laboratoire orbital habité MOL (Manned Orbiting Laboratory). La station devait être mise en orbite par un lanceur Titan IIIC avec le vaisseau spatial Gemini B, qui devait transporter un équipage de deux astronautes militaires. Ils étaient censés passer jusqu'à 40 jours en orbite et revenir sur le vaisseau spatial Gemini. La fonction de la station était similaire à notre « Almazy »: elle devait être utilisée pour la reconnaissance photographique. Cependant, la possibilité d'une « inspection » des satellites ennemis était également offerte. De plus, les astronautes devaient aller dans l'espace et s'approcher des véhicules ennemis à l'aide de la soi-disant Astronaut Maneuvering Unit (AMU), un jetpack conçu pour être utilisé sur MOL. Mais l'installation d'armes à la gare n'était pas prévue. Le MOL n'a jamais été dans l'espace, mais en novembre 1966, sa maquette a été lancée en tandem avec le vaisseau spatial Gemini. En 1969, le projet a été fermé.

Il y avait aussi des plans pour la création et la modification militaire de l'Apollo. Il pourrait être engagé dans l'inspection des satellites et - si nécessaire - leur destruction. Ce navire n'était pas non plus censé avoir d'armes. Curieusement, il a été proposé d'utiliser un bras manipulateur pour la destruction, et non des canons ou des missiles.

Mais, peut-être, le plus fantastique peut être appelé le projet du navire à impulsion nucléaire "Orion", proposé par la société "General Atomics" en 1958. Il convient de mentionner ici que c'était une époque où le premier homme n'avait pas encore volé dans l'espace, mais le premier satellite a bel et bien eu lieu. Les idées sur les moyens de conquérir l'espace étaient différentes. Edward Teller, physicien nucléaire, "père de la bombe à hydrogène" et l'un des fondateurs de la bombe atomique, fut l'un des fondateurs de cette société.

Le projet de vaisseau spatial Orion et sa modification militaire Orion Battleship, apparu un an plus tard, était un vaisseau spatial pesant près de 10 000 tonnes, propulsé par un moteur nucléaire à impulsions. Selon les auteurs du projet, il se compare avantageusement aux fusées à carburant chimique. Initialement, Orion était même censé être lancé depuis la Terre – depuis le site d'essais nucléaires de Jackess Flats dans le Nevada.

L'ARPA s'est intéressée au projet (la DARPA deviendra plus tard) - l'Agence pour les projets de recherche avancée du département américain de la Défense, responsable du développement de nouvelles technologies à utiliser dans l'intérêt des forces armées. Depuis juillet 1958, le Pentagone a alloué un million de dollars pour financer le projet.

L'armée s'intéressait au navire, qui permettait de mettre en orbite et de déplacer des cargaisons pesant environ des dizaines de milliers de tonnes dans l'espace, d'effectuer des reconnaissances, des alertes précoces et des destructions d'ICBM ennemis, des contre-mesures électroniques, ainsi que des frappes au sol. cibles et cibles en orbite et autres corps célestes. En juillet 1959, un avant-projet fut préparé pour un nouveau type de forces armées américaines: la Deep Space Bombardment Force, que l'on peut traduire par Space Bomber Force. Il prévoyait la création de deux flottes spatiales opérationnelles permanentes, constituées d'engins spatiaux du projet Orion. Le premier devait être de service en orbite terrestre basse, le second - en réserve derrière l'orbite lunaire.

Les équipages des navires devaient être remplacés tous les six mois. La durée de vie des Orions eux-mêmes était de 25 ans. Quant aux armes du cuirassé Orion, elles étaient divisées en trois types: principale, offensive et défensive. Les principaux étaient des ogives thermonucléaires W56 équivalant à une mégatonne et demie et jusqu'à 200 unités. Ils ont été lancés à l'aide de fusées à propergol solide placées sur le navire.

Les trois obusiers à double canon Kasaba étaient des ogives nucléaires directionnelles. Les obus, quittant le canon, lors de la détonation, étaient censés générer un front étroit de plasma se déplaçant à une vitesse proche de la lumière, capable de frapper les vaisseaux spatiaux ennemis à de longues distances.

L'armement défensif à longue portée se composait de trois supports d'artillerie navale de 127 mm Mark 42 modifiés pour le tir dans l'espace. Les armes à courte portée étaient les canons d'avion automatiques allongés M61 Vulcan de 20 mm. Mais à la fin, la NASA a pris la décision stratégique que dans un proche avenir, le programme spatial deviendrait non nucléaire. Bientôt, l'ARPA a refusé de soutenir le projet.

Rayons de la mort

Pour certains, les armes à feu et les roquettes des vaisseaux spatiaux modernes peuvent sembler être des armes à l'ancienne. Mais qu'est-ce que le moderne ? Laser, bien sûr. Parlons d'eux.

Sur Terre, quelques échantillons d'armes laser ont déjà été mis en service. Par exemple, le complexe laser Peresvet, qui a pris des fonctions expérimentales de combat en décembre dernier. Cependant, l'avènement des lasers militaires dans l'espace est encore loin. Même dans les plans les plus modestes, l'utilisation militaire de telles armes se voit principalement dans le domaine de la défense antimissile, où les cibles des groupements orbitaux de lasers de combat seront des missiles balistiques et leurs ogives lancées depuis la Terre.

Bien que dans le domaine de l'espace civil, les lasers ouvrent de belles perspectives: notamment s'ils sont utilisés dans des systèmes de communication spatiale laser, y compris à longue portée. Plusieurs engins spatiaux ont déjà des émetteurs laser. Mais en ce qui concerne les canons laser, il est fort probable que le premier travail qui leur sera confié sera de « défendre » la Station spatiale internationale contre les débris spatiaux.

C'est l'ISS qui devrait devenir le premier objet dans l'espace à être armé d'un canon laser. En effet, la station est périodiquement soumise à des "attaques" de divers types de débris spatiaux. Pour le protéger des débris orbitaux, des manœuvres d'évitement sont nécessaires, qui doivent être effectuées plusieurs fois par an.

Par rapport à d'autres objets en orbite, la vitesse des débris spatiaux peut atteindre 10 kilomètres par seconde. Même un petit morceau de débris transporte une énorme énergie cinétique, et s'il pénètre dans un vaisseau spatial, il causera de graves dommages. Si l'on parle d'engins spatiaux habités ou de modules de stations orbitales, alors la dépressurisation est également possible. En fait, c'est comme un projectile tiré d'un canon.

En 2015, des scientifiques de l'Institut japonais de recherche physique et chimique ont utilisé le laser, conçu pour être placé sur l'ISS. A cette époque, l'idée était de modifier le télescope EUSO déjà disponible à la station. Le système qu'ils ont inventé comprenait un système laser CAN (Coherent Amplifying Network) et un télescope de l'Extreme Universe Space Observatory (EUSO). Le télescope était chargé de détecter les fragments de débris et le laser de les retirer de l'orbite. On supposait qu'en seulement 50 mois, le laser effacerait complètement la zone de 500 kilomètres autour de l'ISS.

Une version test d'une capacité de 10 watts devait faire son apparition à la station l'année dernière, et déjà à part entière en 2025. Cependant, en mai de l'année dernière, il a été signalé que le projet de création d'une installation laser pour l'ISS était devenu international et que des scientifiques russes y étaient inclus. Boris Shustov, président du groupe d'experts du Conseil sur les menaces spatiales, membre correspondant de l'Académie des sciences de Russie, en a parlé lors d'une réunion du Conseil de la RAS sur l'espace.

Des spécialistes nationaux apporteront leurs développements au projet. Selon le plan initial, le laser était censé concentrer l'énergie de 10 000 canaux à fibres optiques. Mais des physiciens russes ont proposé de réduire le nombre de canaux d'un facteur 100 en utilisant des tiges dites minces au lieu de fibres, qui sont en cours de développement à l'Institut de physique appliquée de l'Académie des sciences de Russie. Cela réduira la taille et la complexité technologique du laser orbital. L'installation laser occupera un volume d'un ou deux mètres cubes et aura une masse d'environ 500 kilogrammes.

La tâche clé qui doit être résolue par tous ceux qui sont impliqués dans la conception de lasers orbitaux, et pas seulement de lasers orbitaux, est de trouver la quantité d'énergie requise pour alimenter l'installation laser. Pour lancer le laser prévu à pleine puissance, toute l'électricité produite par la station est nécessaire. Cependant, il est clair qu'il est impossible de désactiver complètement la station orbitale. Aujourd'hui, les panneaux solaires de l'ISS sont la plus grande centrale électrique orbitale de l'espace. Mais ils ne donnent que 93,9 kilowatts de puissance.

Nos scientifiques réfléchissent également à la manière de conserver à moins de cinq pour cent de l'énergie disponible pour un tir. A ces fins, il est proposé d'allonger le temps de tir à 10 secondes. Il faudra encore 200 secondes entre les tirs pour « recharger » le laser.

L'installation laser "sortira" les ordures à une distance allant jusqu'à 10 kilomètres. De plus, la destruction des fragments de débris ne sera pas la même que dans "Star Wars". Un faisceau laser, frappant la surface d'un grand corps, provoque l'évaporation de sa substance, ce qui entraîne un faible flux de plasma. Ensuite, grâce au principe de la propulsion par jet, le fragment de débris acquiert une impulsion, et si le laser frappe le front, le fragment ralentira et, perdant de la vitesse, entrera inévitablement dans les couches denses de l'atmosphère, où il brûlera.