Статья: Научные и технологические тренды: 2020–2040 гг.: перспективы научно-технического развития (доклад организации НАТО по науке и технологиям, 2020 г.)

7. Устойчивость: необходимо будет развивать и поддерживать устойчивые космические активы и сети. Следует изучить новые методы быстрого недорогостоящего тактического запуска, повышения осведомленности о космической ситуации (включая космическую погоду), усиление защиты спутников (новые материалы, живучесть и кибернетика) и активного/пассивного противодействия атакам.

Человечество эффективно использует космос уже более 60 лет. Однако появились две взаимосвязанные тенденции, которые приводят к взрывному росту использования космоса и космических средств. Во-первых, мировая коммерческая космическая индустрия стала играть ведущую роль не только в разработке спутников, но и во все большей степени в области датчиков, связи и запуска. Эта тенденция привела к резкому снижению затрат на запуск, появлению новых вариантов развертывания космических средств и коммерческой доступности высококачественной космической информации практически в режиме реального времени. Во-вторых, новые технологии и методы производства изменили характер, доступность и стоимость космических спутников. Такие технологии включают в себя новые двигатели, бортовой ИИ, передовую робототехнику, дистанционное обслуживание спутников на орбите, миниатюризацию систем (что позволяет использовать меньшие и более дешевые спутники), усовершенствованные и новые датчики, 3D-печать, улучшенное хранение энергии и эффективность, а также технологии шифрования следующего поколения. В результате космическое пространство становится все более коммерческим, перегруженным и конкурентным.

Использование космического пространства для зондирования, навигации и обороны является центральным элементом многих существующих возможностей НАТО, и в конечном счете это основа, на которой НАТО построила технологическое преимущество. Это использование космоса и космических данных будет только увеличиваться в течение следующих 20 лет. В сочетании с Аналитикой больших данных и ИИ это может значительно улучшить оперативную информированность на всех уровнях, оценку ситуации в реальном времени и повысить качестве систем наведения. Однако по мере того, как Альянс все больше будет полагаться на эти возможности, риски от противоспутниковых или роботизированных паразитных систем будут становиться все более существенными. Также негативно влиять на надежность космических систем будет перегруженность космического пространства. Правовые и политические проблемы включают конфликты между коммерческим, академическим и военным использованием, управление глобальным (космическим) достоянием и потенциал для усиления милитаризации космоса.

В таблице 6 представлены: области перспективных исследований в области космических технологий, оценка их потенциального воздействия на сферу обороны и безопасности, технологический уровень и ожидаемые сроки массового распространения.

Таблица 6 Области перспективных исследований космических технологий

6. Гиперзвуковые (оружейные) системы

Усовершенствованные системы гиперзвукового вооружения (ракеты, транспортные средства и др.) работают на скоростях, превышающих 6125 км/ч. При такой скорости диссоциация воздуха становится значительной, и возрастающие тепловые нагрузки представляют чрезвычайную угрозу для транспортного средства. Гиперзвуковые фазы полета происходят во время возвращения из космоса в атмосферу или во время атмосферного полета с помощью ракетного, гиперзвукового или комбинированного двигателя. Системы такого рода могут основываться на кинетических эффектах или включать дополнительные боеголовки (ядерные или неядерные). Контрмеры против отдельных, залповых или роевых гиперзвуковых систем особенно сложны из-за их скорости и маневренности. Потенциальные области применения включают быстрый, дальний удар по целям, противоракетную оборону, спутники и многоразовые космические транспортные средства.

Разработки в области гиперзвуковых систем прошли несколько стадий за последние 60 лет, на последней из которых появились возможности их оперативного применения.

Гиперзвуковое оружие бывает трех типов:

1) Космопланы (глайдеры): гиперзвуковые планирующие аппараты используют баллистический запуск ракетой, но планируют и маневрируют без питания на гиперзвуковых скоростях в атмосфере. Эти аппараты обычно летают на высотах от 40 до 100 км, достигая скорости до 25 Маха;

2) Крылатые ракеты: гиперзвуковые крылатые ракеты обычно запускаются с воздуха и приводятся в действие гиперзвуковыми двигателями, которые используют тягу, создаваемую сжатым воздухом, движущимся с гиперзвуковой скоростью, смешанным с топливом, а затем воспламеняемым. В результате им требуются ракеты для вспомогательного взлета или запуска, чтобы разогнать гиперзвуковую ракету до 3 или 4 Маха, где начинает работать гиперзвуковой двигателе. Гиперзвуковые крылатые ракеты обычно летают на высотах 20-30 км;

3) Гиперзвуковые летательные аппараты: летательные аппараты с человеческим экипажем или беспилотники, которые обычно используются в ударных или разведывательных целях.

Баллистические ракеты достигают аналогичных скоростей, но обычно следуют по предписанной (т. е. баллистической) траектории полета после исчерпания запасов топлива. В результате они исключаются из этой оценки. Аналогичным образом, рельсовые пушки, которые стреляют гиперскоростными снарядами, также исключены, поскольку они обычно используют неманевренные снаряды и электромагнитный импульсный запуск.

Исследования, направленные на разработку новых конструкций двигателей и режимов их работы, будут иметь решающее значение для более широкого развития гиперзвуковых возможностей. В частности, разработка двухрежимных двигателей, обеспечивающих переход от экономичной работы турбины к прямоточному воздушно-реактивному режиму, обеспечит существенное продвижение в использовании гиперзвуковых средств для дальних ударов, а также позволит существенно снизить стоимость полетов на орбиту.

Экспериментальные разработки в данной области смогут проводить только страны с высокоразвитым научно-исследовательским потенциалом и готовые нести очень высокие издержки. Так, США ежегодно тратят 1 миллиард долларов на эти цели. В настоящее время США, Россия и Китай являются лидерами в области исследований и разработок в области применения военных гиперзвуковых аппаратов. При этом Китай демонстрирует значительное научно-техническое лидерство во многих аспектах гиперзвукового полета. Что еще более важно, Китай и Россия объявили об успешных испытаниях и разработках, в то время как США выразили опасения по поводу потери своего технологического превосходства в этой области.

Рисунок 3. Количество научных публикаций [Figure F.5, p. 81]

В последние годы многие другие страны, такие как Великобритания, Франция, Япония и Австралия инициировали новые программы гиперзвуковых исследований. Ожидается, что к 2030-м годам гиперзвуковые ракетные технологии выйдут за рамки доставки боеголовок и будут включать гиперзвуковые разведывательные полеты. Это актуализирует разработку контрмер. Использование перехватчиков, радиоэлектронных средств противодействия, лазеров и других систем направленной энергии (например, высокочастотного оружия большой мощности) предлагает некоторые варианты противодействия гиперзвуковым угрозам. Современные разработки гиперзвуковых систем можно считать революционными в немалой степени в силу отсутствия контрмер. В то же время, гиперзвуковое оружие не является экзистенциальной угрозой, учитывая значительные технические проблемы, возникающие при работе на таких высоких скоростях.

Гиперзвуковые аппараты могут использоваться в разведывательных целях или для быстрого дальнего удара гиперзвуковой крылатой ракетой. Их применение, скорее всего, будет стратегическим, а не тактическим, и только в отношении особо значимых целей в силу своей высокой стоимости.

Такие высокие скорости позволяют быстро наносить удары по критически важным целям с безопасных дистанций противостояния, удерживая стартовую платформу далеко за пределами районов военных действий. Кроме того, экстремальная скорость гиперзвуковых систем делает кинетический перехват очень трудным. Самодвижущиеся гиперзвуковые аппараты будут летать на очень большой высоте со скоростью около 6-8 Маха и с ограниченной маневренностью. Это создает значительные проблемы для контрмер и перехвата. Крылатые ракеты могут использоваться в качестве боеголовок баллистической ракеты, обладающей преимуществом маневренной способности для точного наведения и пробития обороны. Эти аппараты будут развивать более высокую гиперзвуковую скорость (>10 Маха), но в течение более короткого периода времени.

Дальняя разведка, наблюдение, рекогносцировка - это еще одно потенциальное применение. Хотя пилотируемые системы возможны, гиперзвуковой беспилотник будет более эффективным, чем разведывательные спутники с возможностью доставки оружия.

Гиперзвуковые ракеты могут также использоваться в оборонных целях, для перехвата крылатых ракет. Гиперзвуковой полет возможен также для многоразовых космических транспортных средств, например современного космического самолета ВВС США X-37.

6.1 Возможности использования гиперзвуковых (оружейных) систем для вооруженных сил Альянса

Использование гиперзвуковых систем позволит быстро и с высокой точностью наносить кинетический удар. В рое или залпе это позволило бы увеличить кинетическую вероятность поражения важных целей. Гиперзвуковые ракеты, в частности, обеспечивают значительные возможности для преодоления ПВО противника за счет высокой скорости, маневренности и рабочих высот между боевыми пространствами традиционных систем ПВО и баллистических ракет.

Противостоять гиперзвуковым системам трудно в силу их природы (скорость и маневренность). Силам НАТО необходимы новые оборонительные комплексы, способные поражать такие цели массово и устойчиво. Они, скорее всего, будут электромагнитными (направленная энергия, гиперзвуковые рельсовые пушки, помехи, ракеты космического базирования и др.).

Гиперзвуковые самолеты будут поддерживать возможности Альянса в пост-стелс-операционной среде, обеспечивая технологическое преимущество. Такие системы могут обеспечить быстрое развертывание специальных сил или материалов по всему миру в течение нескольких часов.

Самодвижующиеся гиперзвуковые аппараты будут использоваться для высотного быстрого сбора разведданных, в качестве альтернативы спутникам или беспилотным летательным аппаратам.

6.2 Риски для вооруженных сил Альянса

На протяжении 20-летнего горизонта гиперзвуковые оружейные системы будут оставаться областью, которая развивается только теми противниками, потенциал которых близок к потенциалу НАТО, что связано со сложностью технических проблем и высокими затратами на их создание. Повышенные ударные возможности, более эффективные оборонительные контрмеры и гиперзвуковые самолеты бросят вызов операциям Альянса. В частности, возможность нанесения неядерного (кинетического) удара по стратегическим и оперативным особо важным целям значительно сократит время для принятия стратегических и оперативных решений, что может привести к серьезной дестабилизации. Как Китай, так и Россия продемонстрировали передовые программы гиперзвуковых систем, хотя их истинный эксплуатационный статус является предметом дискуссий. В России на вооружение поступили ракетные комплексы «Циркон» и «Авангард», гиперзвуковая ракета воздушного базирования «Кинжал». Китайская разработка гиперзвуковых планирующих аппаратов завершилась оперативным развертыванием (по состоянию на 2019 год) DF-17 и разработкой противокорабельных ракет.

6.3 Проблемы совместимости гиперзвуковых (оружейных) систем

Учитывая высокую стоимость разработок, гиперзвуковые системы будут оставаться под контролем федерального центра. Гиперзвуковые оборонительные системы могут создавать некоторые проблемы совместимости, но они, как ожидается, могут быть согласованы с развертыванием обычных систем. Более критичным будет несоответствие возможностей (наступательных и оборонительных) внутри Альянса, а также проблемы, связанные с комплексным тактическим предупреждением и оценкой угроз.

6.4 Перспективы развития гиперзвуковых (оружейных) систем

За последние 70 лет гиперзвуковые исследования прошли несколько стадий своего развития. Последние достижения в области материалов, двигателей, систем наведения и управления обеспечили новые подходы к решению многих существенных проблем. Будущие исследования должны быть сосредоточены, в частности, на следующем: