Противоспутниковое оружие ( ASAT ) — это космическое оружие, предназначенное для вывода из строя или уничтожения спутников в стратегических или тактических [1] целях. Хотя ни одна система ASAT еще не [обновлять]использовалась в военных действиях , несколько стран ( Китай , Индия , Россия и США ) успешно сбили свои собственные спутники, чтобы продемонстрировать [2] свои возможности ASAT в качестве демонстрации силы . [3] [4] ASAT также использовались для удаления выведенных из эксплуатации спутников. [5]
Роль противоспутниковых систем включает: защитные меры против космического и ядерного оружия противника, фактор усиления для ядерного первого удара , контрмеры против противоракетной обороны (ПРО) противника , асимметричное противодействие технологически превосходящему противнику и оружие противодействия . [6]
Использование спутников ASAT приводит к образованию космического мусора , который может сталкиваться с другими спутниками и создавать еще больше космического мусора. [2] Каскадное размножение космического мусора может привести к тому, что Земля пострадает от синдрома Кесслера .
Разработка и проектирование противоспутникового оружия шло по нескольким путям. Первые попытки Соединенных Штатов и Советского Союза были направлены на использование ракет наземного базирования с 1950-х годов; впоследствии появилось множество более экзотических предложений.
В конце 1950-х годов ВВС США начали серию передовых стратегических ракетных проектов под обозначением Weapon System WS-199A. Одним из проектов, изучаемых под эгидой 199A, была авиационная баллистическая ракета (ALBM) Мартина Bold Orion для B-47 Stratojet , основанная на ракетном двигателе от ракеты Sergeant . Двенадцать испытательных запусков были проведены между 26 мая 1958 года и 13 октября 1959 года, но они в целом были неудачными, и дальнейшая работа над ALBM была прекращена. Затем система была модифицирована с добавлением верхней ступени Altair для создания противоспутникового оружия с дальностью действия 1770 километров (1100 миль). Был проведен только один испытательный полет противоспутниковой миссии, в ходе которого была проведена имитация атаки на Explorer 6 на высоте 251 км (156 миль). Для записи траектории полета Bold Orion передавал телеметрию на землю, сбрасывал осветительные ракеты для визуального слежения и непрерывно отслеживался радаром. Ракета успешно прошла в 6,4 км (4 мили) от спутника, что было бы пригодно для использования с ядерным оружием, но бесполезно для обычных боеголовок. [7]
Похожий проект, реализованный в рамках 199A, High Virgo компании Lockheed , изначально был еще одной ALBM для B-58 Hustler , также основанной на Sergeant. Она также была адаптирована для противоспутниковой роли и предприняла попытку перехвата Explorer 5 22 сентября 1959 года. Однако вскоре после запуска связь с ракетой была потеряна, и не удалось восстановить комплекты камер, чтобы проверить, был ли тест успешным. В любом случае, работа над проектами WS-199 завершилась с началом проекта GAM-87 Skybolt . Одновременные проекты ВМС США также были заброшены, хотя более мелкие проекты продолжались до начала 1970-х годов.
Использование ядерных взрывов на большой высоте для уничтожения спутников рассматривалось после испытаний первых обычных ракетных систем в 1960-х годах. Во время испытания Hardtack Teak в 1958 году наблюдатели отметили разрушительное воздействие электромагнитного импульса (ЭМИ), вызванного взрывами, на электронное оборудование, а во время испытания Starfish Prime в 1962 году ЭМИ от боеголовки мощностью 1,4 мегатонны тротила (5,9 ПДж), взорванной над Тихим океаном, повредило три спутника, а также нарушило передачу электроэнергии и связь через Тихий океан. Дальнейшие испытания воздействия оружия проводились в рамках серии DOMINIC I. Адаптированная версия ядерной ракеты Nike Zeus использовалась в качестве противоспутниковой ракеты с 1962 года. Ракета под кодовым названием Mudflap получила обозначение DM-15S, и одна ракета была развернута на атолле Кваджалейн до 1966 года, когда проект был закрыт в пользу программы 437 ASAT на базе ВВС США Thor , которая действовала до 6 марта 1975 года.
Другой областью исследований было направленное энергетическое оружие , включая предложение о рентгеновском лазере с ядерным взрывом, разработанное в Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса (LLNL) в 1968 году. Другие исследования основывались на более традиционных лазерах или мазерах и развивались с целью включения идеи спутника с фиксированным лазером и развертываемым зеркалом для наведения. LLNL продолжали рассматривать более передовые технологии, но разработка их системы рентгеновского лазера была отменена в 1977 году (хотя исследования рентгеновских лазеров были возрождены в 1980-х годах в рамках СОИ ) .
ASAT, как правило, имели низкий приоритет до 1982 года, когда информация об успешной программе СССР стала широко известна на Западе. Затем последовала «аварийная программа», которая развилась в Vought ASM-135 ASAT , основанную на AGM-69 SRAM с верхней ступенью Altair. Система была установлена на модифицированном F-15 Eagle , который нес ракету прямо под центральной линией самолета. Система наведения F-15 была модифицирована для миссии и обеспечивала новое направление наведения через дисплей на лобовом стекле пилота , а также позволяла обновлять данные на середине курса через канал передачи данных . Первый запуск новой противоспутниковой ракеты состоялся в январе 1984 года. Первый и единственный успешный перехват состоялся 13 сентября 1985 года. F-15 вылетел с авиабазы Эдвардс , поднялся на высоту 11 613 м ( 38 100 футов) [8] и вертикально запустил ракету в Solwind P78-1 , американский спутник гамма-спектроскопии, находящийся на орбите на высоте 555 км (345 миль), который был запущен в 1979 году. [9] Последний фрагмент обломков от уничтожения Solwind P78-1, внесенный в каталог как COSPAR 1979-017GX, SATCAT 16564, сошёл с орбиты 9 мая 2004 года. Несмотря на успех, программа была отменена в 1988 году.
USA-193 был американским разведывательным спутником , который был запущен 14 декабря 2006 года ракетой Delta II с авиабазы Ванденберг . Примерно через месяц после запуска было сообщено, что спутник вышел из строя. В январе 2008 года было отмечено, что спутник сходит с орбиты со скоростью 500 м (1640 футов) в день. [10] После публичного объявления о своем намерении сделать это неделей ранее, [11] 21 февраля 2008 года ВМС США уничтожили USA-193 в ходе операции Burnt Frost , используя запускаемую с корабля ракету RIM-161 Standard Missile 3 на высоте около 247 км (153 мили) над Тихим океаном. В результате этого испытания было получено 174 фрагмента орбитального мусора, достаточно крупных для обнаружения, которые были каталогизированы американскими военными. [12] Хотя большинство обломков вернулись в атмосферу Земли в течение нескольких месяцев, несколько фрагментов продержались немного дольше, поскольку были выброшены на более высокие орбиты. Последний обнаруживаемый фрагмент обломков USA-193 вернулся 28 октября 2009 года. [12]
По данным правительства США, основной причиной уничтожения спутника было наличие на борту приблизительно 450 кг (1000 фунтов) токсичного гидразинового топлива, которое могло представлять опасность для здоровья людей, находящихся в непосредственной близости от места крушения, если бы значительное количество топлива выжило при входе в атмосферу. [13] 20 февраля 2008 года было объявлено, что запуск был осуществлен успешно, и был зафиксирован взрыв, соответствующий разрушению топливного бака с гидразином. [14]
С тех пор Соединенные Штаты прекратили испытания противоспутниковых ракет прямого запуска, запретив эту практику в 2022 году. [15] [16]
Призрак бомбардировочных спутников и реальность баллистических ракет побудили Советский Союз исследовать оборонительное космическое оружие. Советский Союз впервые испытал перехватчик «Полет» в 1963 году и успешно испытал орбитальное противоспутниковое (ASAT) оружие в 1968 году. [17] По некоторым данным, Сергей Королев начал некоторую работу над концепцией в 1956 году в своем ОКБ-1 , в то время как другие приписывают работу ОКБ-52 Владимира Челомея около 1959 года. Не вызывает сомнений то, что в начале апреля 1960 года Никита Хрущев провел совещание в своей летней резиденции в Крыму, обсудив ряд вопросов оборонной промышленности. Здесь Челомей изложил свою программу ракет и космических аппаратов и получил добро на начало разработки ракеты УР-200 , одной из многочисленных ролей которой была пусковая установка для его противоспутникового проекта. Решение о начале работ над оружием в рамках программы « Истребитель спутников» (ИС) было принято в марте 1961 года.
Система IS была «соорбитальной», приближаясь к своей цели с течением времени, а затем взрывала осколочную боеголовку достаточно близко, чтобы уничтожить ее. Ракета запускалась, когда наземная траектория спутника-цели поднималась над местом запуска. После обнаружения спутника ракета запускается на орбиту, близкую к целевому спутнику. Требуется от 90 до 200 минут (или один-два оборота) для того, чтобы перехватчик ракеты приблизился достаточно близко к своей цели. Ракета управляется бортовым радаром. Перехватчик, который весит 1400 кг (3086 фунтов), может быть эффективен на расстоянии до одного километра от цели.
Задержки в программе ракеты УР-200 побудили Челомея запросить ракеты Р-7 для испытаний прототипа ИС. Два таких испытания были проведены 1 ноября 1963 года и 12 апреля 1964 года. Позже в том же году Хрущев отменил УР-200 в пользу Р-36, заставив ИС перейти на эту ракету-носитель, чья космическая версия была разработана как Циклон -2 . Задержки в этой программе привели к внедрению более простой версии, 2А, которая провела свой первый испытательный запуск ИС 27 октября 1967 года, а второй — 28 апреля 1968 года. Дальнейшие испытания проводились против специального космического корабля-мишени, ДС-П1-М, который зафиксировал попадания осколков боеголовки ИС. Всего было идентифицировано 23 запуска как часть серии испытаний ИС. Система была объявлена работоспособной в феврале 1973 года.
Первый в мире успешный перехват был завершён в феврале 1970 года. [18] В ходе первого успешного испытания (второго по счёту) было достигнуто 32 попадания (каждое из которых могло пробить 100 мм брони). [19]
Испытания возобновились в 1976 году в результате работы США над космическим челноком . Представители советской космической промышленности убедили Леонида Брежнева , что челнок — это одноорбитальное оружие, которое будет запускаться с авиабазы Ванденберг , маневрировать, чтобы избежать существующих объектов противоракетной обороны, бомбить Москву в первом ударе, а затем приземляться. [20] Хотя советские военные знали, что эти заявления ложны, [ нужна цитата ] Брежнев поверил им и приказал возобновить испытания ИС вместе с собственным шаттлом. В рамках этой работы система ИС была расширена, чтобы позволить атаки на больших высотах, и была объявлена работающей в этом новом соглашении 1 июля 1979 года. Однако в 1983 году Юрий Андропов прекратил все испытания ИС, и все попытки возобновить их потерпели неудачу. [21] По иронии судьбы, именно в этот момент США начали свои собственные испытания в ответ на советскую программу.
В начале 1980-х годов Советский Союз также начал разрабатывать аналог американской системы ПСА воздушного базирования, используя модифицированные МиГ-31Д «Лисьи гончие» (по крайней мере шесть из которых были завершены) в качестве стартовой платформы. Система называлась 30П6 «Контакт», используемая ракета — 79М6. [22] [23] СССР также экспериментировал с вооружением космических станций «Алмаз» авиационными автоматическими пушками «Рихтер» Р-23 . Другой советской разработкой был 11Ф19ДМ «Скиф-ДМ/Полюс» , орбитальный мегаваттный лазер, который потерпел неудачу при запуске в 1987 году. [24]
В 1987 году Михаил Горбачев посетил космодром Байконур , где ему показали противоспутниковую систему «Наряд» (Часовой), также известную как 14Ф11, запускаемую ракетами УР-100Н . [25]
Эпоха Стратегической оборонной инициативы (предложенной в 1983 году) была сосредоточена в первую очередь на разработке систем защиты от ядерных боеголовок, однако некоторые из разработанных технологий могут быть полезны и для противоспутникового применения.
Стратегическая оборонная инициатива дала мощный толчок программам США и СССР по противоспутниковой обороне; проекты противоспутниковой обороны были адаптированы для использования в системе ПРО , и обратное также было верно. Первоначальный план США состоял в том, чтобы использовать уже разработанный MHV в качестве основы для космической группировки из примерно 40 платформ, развертывающих до 1500 кинетических перехватчиков. К 1988 году проект США превратился в расширенную четырехэтапную разработку. Начальный этап должен был состоять из оборонительной системы Brilliant Pebbles [26] , спутниковой группировки из 4600 кинетических перехватчиков (KE ASAT) весом 45 кг (100 фунтов) каждая на низкой околоземной орбите и связанных с ними систем слежения. Следующий этап должен был развернуть более крупные платформы, а последующие фазы включали бы лазерное и заряженное пучковое оружие, которое должно было быть разработано к тому времени на основе существующих проектов, таких как MIRACL . Первый этап предполагалось завершить к 2000 году при стоимости около 125 миллиардов долларов.
Исследования в США и Советском Союзе доказывали, что требования, по крайней мере для орбитальных систем энергетического оружия, были, при имеющихся технологиях, близки к невыполнимым. Тем не менее, стратегические последствия возможного непредвиденного прорыва в технологиях заставили СССР инициировать огромные расходы на исследования в 12-м пятилетнем плане , объединив все различные части проекта под контролем ГУКОСа и совместив предложенную США дату развертывания в 2000 году. В конечном итоге, Советский Союз приблизился к точке экспериментальной реализации орбитальных лазерных платформ с (неудачным) запуском Полюса .
Обе страны начали сокращать расходы с 1989 года, а Российская Федерация в одностороннем порядке прекратила все исследования СОИ в 1992 году. Однако сообщается, что исследования и разработки (как систем ASAT, так и другого космического/развернутого оружия) были возобновлены при правительстве Владимира Путина в качестве противодействия возобновленным усилиям США по стратегической обороне после Договора по противоракетной обороне . Однако статус этих усилий или, в действительности, то, как они финансируются через зарегистрированные проекты Национального разведывательного управления , остается неясным. США начали работать над рядом программ, которые могут стать основополагающими для космического ASAT. Эти программы включают экспериментальную космическую систему ( USA-165 ), эксперимент в ближнем инфракрасном диапазоне (NFIRE) и космический перехватчик (SBI).
После распада Советского Союза проект МиГ-31Д был приостановлен из-за сокращения расходов на оборону. [27] Однако в августе 2009 года Александр Зелин объявил, что ВВС России возобновили эту программу. [28] « Сокол Эшелон» — это прототип лазерной системы на базе самолета А-60 , разработка которой, как сообщается, возобновится в 2012 году. [29] [ требуется обновление ]
Сообщается, что еще три запуска были проведены в декабре 2016 года, 26 марта 2018 года и 23 декабря 2018 года — последние два с TEL. [30] [31]
В сентябре 2018 года на борту МиГ-31 была замечена новая противоспутниковая ракета. [32] [33]
15 апреля 2020 года официальные лица США заявили, что Россия провела испытание противоспутниковой ракеты прямого запуска, которая может вывести из строя космические аппараты или спутники на низкой околоземной орбите . [34] [35] Новый испытательный запуск состоялся 16 декабря 2020 года. [36]
В ноябре 2021 года «Космос-1408» был успешно уничтожен российской противоспутниковой ракетой в ходе испытания, в результате чего образовалось поле мусора, которое повлияло на Международную космическую станцию . [37]
В 2024 году источники в разведке США намекнули, что Россия работает над противоспутниковым оружием с использованием некой ядерной технологии, хотя было неясно, было ли это ядерное оружие или просто устройство с ядерной силовой установкой. [38]
11 января 2007 года Китайская Народная Республика успешно уничтожила неработающий китайский метеорологический спутник Fengyun-1C (FY-1C, COSPAR 1999-025A ). Уничтожение, как сообщается, было осуществлено ракетой SC-19 ASAT с кинетической боеголовкой поражения [39], аналогичной по концепции американскому Exoatmospheric Kill Vehicle . FY-1C был метеорологическим спутником, вращающимся вокруг Земли по полярной орбите на высоте около 865 км (537 миль), с массой около 750 кг (1650 фунтов). Запущенный в 1999 году, он был четвертым спутником в серии Fengyun . [40]
Ракета была запущена с мобильного транспортного средства Transporter-Erector-Launcher (TEL) в Сичане ( 28°14′49″N 102°01′30″E / 28.247°N 102.025°E / 28.247; 102.025 (Центр запуска спутников Сичан) ), и боеголовка уничтожила спутник в лобовом столкновении на чрезвычайно высокой относительной скорости. Имеются данные, что та же система SC-19 также испытывалась в 2005, 2006, 2010 и 2013 годах. [41] В январе 2007 года Китай продемонстрировал сбитый спутник , детонация которого сама по себе вызвала появление более 40 000 новых кусков мусора диаметром более одного сантиметра и внезапное увеличение общего количества мусора на орбите. [42] [43]
В мае 2013 года правительство Китая объявило о запуске суборбитальной ракеты с научным грузом для изучения верхней ионосферы. [44] Однако источники в правительстве США описали это как первое испытание новой наземной системы ASAT. [45] Анализ открытых источников, проведенный Secure World Foundation , частично основанный на коммерческих спутниковых снимках, показал, что это действительно могло быть испытание новой системы ASAT, которая потенциально могла угрожать спутникам США на геостационарной орбите Земли . [46] Аналогичным образом 5 февраля 2018 года Китай испытал экзоатмосферную баллистическую ракету с потенциалом использования в качестве оружия ASAT, Dong Neng-3, при этом государственные СМИ сообщили, что испытание было чисто оборонительным и достигло желаемых целей. [47]
В телевизионном пресс-брифинге во время 97-го Индийского научного конгресса, состоявшегося в Тируванантапураме, генеральный директор Организации оборонных исследований и разработок (DRDO) Рупеш объявил, что Индия разрабатывает необходимую технологию, которую можно объединить для производства оружия для уничтожения вражеских спутников на орбите. 10 февраля 2010 года генеральный директор DRDO и научный советник министра обороны доктор Виджай Кумар Сарасват заявил, что у Индии есть «все необходимые строительные блоки» для интеграции противоспутникового оружия для нейтрализации вражеских спутников на низких околоземных и полярных орбитах . [48]
В апреле 2012 года председатель DRDO В.К. Сарасват заявил, что Индия обладает критически важными технологиями для противоспутникового оружия, разработанными для индийской программы противоракетной обороны . [49] В июле 2012 года Аджай Леле, научный сотрудник Института оборонных исследований и анализа , написал, что испытание противоспутникового оружия укрепит позицию Индии, если будет установлен международный режим контроля за распространением противоспутникового оружия, аналогичный ДНЯО . Он предположил, что испытание на низкой орбите против спутника, запущенного с определенной целью, не будет рассматриваться как безответственное. [50] Программа была санкционирована в 2017 году. [51]
27 марта 2019 года Индия успешно провела испытание противоспутниковой системы под названием «Миссия Шакти» . [52] Перехватчик смог поразить испытательный спутник на высоте 300 километров (186 миль) на низкой околоземной орбите (НОО), тем самым успешно испытав свою противоспутниковую ракету. Перехватчик был запущен около 05:40 UTC на комплексном испытательном полигоне (ITR) в Чандипуре, штат Одиша , и поразил свою цель Microsat-R [53] через 168 секунд. [54] [55] Операция получила название «Миссия Шакти» . Ракетная система была разработана Организацией оборонных исследований и разработок (DRDO) — исследовательским крылом индийских оборонных служб. [56] С этим испытанием Индия стала четвертой страной, обладающей противоспутниковыми ракетными возможностями. Индия заявила, что эти возможности являются сдерживающим фактором и не направлены против какой-либо страны. [57] [58]
В заявлении, опубликованном после испытания, Министерство иностранных дел Индии заявило, что испытание проводилось на низкой высоте, чтобы гарантировать, что образовавшийся мусор «распадется и упадет обратно на Землю в течение нескольких недель». [59] [60] По словам Джонатана Макдауэлла , астрофизика из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики , некоторые обломки могут сохраняться в течение года, но большинство должно сгореть в атмосфере в течение нескольких недель. [61] Брайан Уиден из Secure World Foundation согласился, но предупредил о возможности выведения некоторых фрагментов на более высокие орбиты. Космическое командование ВВС США заявило, что отслеживает 270 фрагментов мусора с испытания. [62]
После испытания исполняющий обязанности министра обороны США Патрик Шанахан предупредил о рисках, связанных с космическим мусором, вызванным испытаниями противоспутниковой системы, но позже добавил, что он не ожидает, что мусор от индийского испытания будет долго существовать. [63] [64] Государственный департамент США признал заявление Министерства иностранных дел о космическом мусоре и подтвердил свое намерение преследовать общие интересы в космосе, включая вопросы космической безопасности с Индией. [65] Россия признала заявление Индии о том, что испытание не было направлено против какой-либо страны, и пригласила Индию присоединиться к российско-китайскому предложению о договоре против размещения оружия в космосе . [66]
Arrow 3 или Hetz 3 — это противоракета, которая в настоящее время находится на вооружении. Она обеспечивает внеатмосферный перехват баллистических ракет. Также считается (такими экспертами, как профессор Ицхак Бен Исраэль, председатель Израильского космического агентства ), что она будет работать как противоспутниковая система. [67]
Хотя предполагалось, что страна, перехватывающая спутники другой страны в случае конфликта, может серьезно помешать военным операциям последней, легкость сбивания орбитальных спутников была поставлена под сомнение. Хотя спутники были успешно перехвачены на низких орбитальных высотах, отслеживание военных спутников в течение длительного времени может быть осложнено защитными мерами, такими как изменение наклона. В зависимости от уровня возможностей отслеживания перехватчик должен был бы заранее определить точку удара, компенсируя боковое движение спутника и время, необходимое перехватчику для набора высоты и перемещения. [68]
Американские спутники разведки, наблюдения и рекогносцировки (ISR) находятся на орбите на высоте около 800 км (500 миль) и движутся со скоростью 7,5 км/с (4,7 миль/с), поэтому, если бы между Соединенными Штатами и Китаем вспыхнул конфликт, китайской баллистической ракете средней дальности пришлось бы преодолеть 1350 км (840 миль) движения за три минуты, необходимые для подъема на эту высоту. Однако даже если спутник ISR будет выведен из строя, у США есть обширный набор пилотируемых и беспилотных самолетов ISR, которые могли бы выполнять миссии на удалении от китайских наземных систем ПВО. [68]
Спутники глобальной системы позиционирования и связи вращаются на больших высотах 20 000 км ( 12 000 миль) и 36 000 км ( 22 000 миль) соответственно, и это выводит их из зоны действия твердотопливных межконтинентальных баллистических ракет . Космические ракеты-носители на жидком топливе могут достигать этих высот, но их запуск занимает больше времени, и их можно атаковать на земле, прежде чем они смогут запуститься в быстрой последовательности. Созвездие из 30 спутников GPS обеспечивает избыточность, при которой по крайней мере четыре спутника могут быть приняты в шести орбитальных плоскостях в любой момент времени, поэтому злоумышленнику потребуется отключить по крайней мере шесть спутников, чтобы нарушить работу сети. [68] Однако даже если атака будет успешной, ухудшение сигнала длится всего 95 минут, и резервные инерциальные навигационные системы (ИНС) по-прежнему будут доступны для относительно точного движения, а также лазерного наведения для наведения оружия. Для связи Военно-морская телекоммуникационная система (NTS), используемая ВМС США, использует три элемента: тактическая связь внутри боевой группы; дальняя связь между береговыми передовыми военно-морскими станциями связи (NAVCOMSTA) и развернутыми плавучими подразделениями; и стратегическая связь, соединяющая NAVCOMSTA с Национальными командными органами (NCA). [68] Первые два элемента используют радиостанции прямой видимости (25–30 км (13–16 морских миль; 16–19 миль)) и расширенной прямой видимости (300–500 км (160–270 морских миль; 190–310 миль)) соответственно, поэтому только стратегическая связь зависит от спутников. Китай предпочел бы отрезать развернутые подразделения друг от друга, а затем договориться с NCA о выводе или прекращении боевых действий боевой группы, но противоспутниковые системы могли бы добиться только противоположного. Более того, даже если бы каким-то образом был поражен спутник связи, боевая группа все равно могла бы выполнять свои задачи при отсутствии прямого руководства со стороны NCA. [68]
Это различие, в свою очередь, должно помочь отличить военно-морскую противоспутниковую оборону как тактическую операцию от противоспутниковой обороны стратегического оповещения [...].
Зелин объявил о решении возобновить программу разработки противокосмических систем на базе тяжёлого истребителя-перехватчика МиГ-31.