Die Entwicklung jeder Art von Waffe erfolgt oft in mehreren Iterationen. Und je innovativer eine Waffe ist, desto höher ist die Chance, dass sie nicht sofort umgesetzt, zurückgestellt oder als Beispiel für ein gescheitertes Konzept oder Projekt gezeigt wird. Beispiele für die Schaffung bahnbrechender Waffen, die ihrer Zeit voraus waren, und die Einstellung dazu haben wir bereits im Material "Chimera" wunderwaffe "gegen das Gespenst des Rationalismus" betrachtet. Dennoch entwickeln sich Technologien, Marschflugkörper und ballistische Raketen, die für Nazi-Deutschland nutzlos waren, sind zu einer beeindruckenden Waffe geworden, Laserwaffen nähern sich dem Schlachtfeld, zweifellos werden Railguns und andere vielversprechende Waffentypen eingesetzt. Und um sie zu schaffen, braucht man die Grundlagen, die man gerade im Zuge der Entwicklung der nutzlosen "Wunderwaffe" gewonnen hat.
Eine der "Wunderwaffen" heißt das amerikanische Raketenabwehrprogramm (ABM) "Strategic Defense Initiative" (SDI) von Ronald Reagan, das nach Ansicht vieler nur eine Möglichkeit war, Geld für den amerikanischen militärisch-industriellen Komplex zu verdienen und endete in einem "Puff", denn nach seiner Implementierung wurde es in Betrieb genommen echte Waffensysteme wurden nicht übernommen. Tatsächlich ist dies jedoch bei weitem nicht der Fall, und die im Rahmen des SDI-Programms untersuchten Entwicklungen wurden teilweise im Rahmen der Schaffung des nationalen Raketenabwehrprogramms (NMD) umgesetzt, das derzeit eingesetzt und betrieben wird.
Basierend auf den Aufgaben und Projekten, die im Rahmen des SDI-Programms umgesetzt werden, und der Hochrechnung der Technologie- und Technologieentwicklung für die nächsten Jahrzehnte, kann die Entwicklung des US-amerikanischen Raketenabwehrsystems für den Zeitraum 2030-2050 prognostiziert werden.
Ökonomie der Raketenabwehr
Damit ein Raketenabwehrsystem effektiv ist, müssen die durchschnittlichen Kosten für das Treffen eines Ziels, einschließlich eines falschen, gleich oder niedriger sein als die Kosten des Ziels selbst. In diesem Fall muss man die finanziellen Möglichkeiten der Gegner berücksichtigen. Mit anderen Worten, wenn die finanziellen Möglichkeiten der Vereinigten Staaten es ermöglichen, 4.000 Abfangraketen mit einem Preis von 5 Millionen Dollar pro Stück abzuziehen, und die finanziellen Möglichkeiten der Russischen Föderation die Herstellung von 1.500 Atomsprengköpfen zu 2 Millionen Dollar pro Stück ermöglichen, mit dem gleichen Prozentsatz der Ausgaben aus dem Verteidigungshaushalt oder dem Staatshaushalt, dann gewinnen die USA.
In Verbindung mit dem oben Gesagten besteht die Hauptaufgabe der Vereinigten Staaten bei der Schaffung eines globalen strategischen Raketenabwehrsystems darin, die Kosten für den Abschuss eines Gefechtskopfes zu reduzieren. Dazu müssen Sie Folgendes implementieren:
- die Kosten für die Stationierung von Raketenabwehrelementen zu senken;
- die Kosten der ABM-Elemente selbst zu senken;
- die Wirksamkeit einzelner Elemente der Raketenabwehr zu erhöhen;
- die Effektivität des Zusammenwirkens von Raketenabwehrelementen zu erhöhen.
Diamantkiesel und Elon Musk
Das Hauptsubsystem des SDI-Programms, das die Aufgabe hatte, die Sprengköpfe der ballistischen Interkontinentalraketen der UdSSR abzufangen, sollte ein "Diamantkiesel" sein - eine Konstellation von Abfangsatelliten, die im Orbit um die Erde und Abfangen von Sprengköpfen im mittleren Segment der Flugbahn. Es war geplant, etwa viertausend Abfangsatelliten in die Umlaufbahn zu bringen. Nicht, dass dies schon damals völlig unmöglich gewesen wäre, aber die Kosten für die Umsetzung eines solchen Programms wären selbst für die Vereinigten Staaten unerschwinglich gewesen. Und die Wirksamkeit des "Diamantkiesels" zu dieser Zeit konnte aufgrund der Unvollkommenheit von Computern und Sensoren des späten 20. Jahrhunderts in Frage gestellt werden. Seitdem gab es große Veränderungen.
Zum Punkt "Reduzierung der Kosten für den Einsatz von Raketenabwehrelementen". Zunächst haben die Vereinigten Staaten bereits die Möglichkeit erhalten, Fracht zu einem vergleichbaren oder sogar niedrigeren Preis in die Umlaufbahn zu bringen, als Russland eine Nutzlast in die Umlaufbahn bringen kann. Wir können sagen, dass die Vereinigten Staaten noch nie eine so billige Möglichkeit hatten, Fracht in den Orbit zu bringen. Berücksichtigt man die unterschiedlichen Haushalte der USA und Russlands, sieht die Situation alles andere als günstig für die Russische Föderation aus.
Dafür müssen wir natürlich dem Geliebten / Ungeliebten (Unterstreichung notwendig) von vielen Elon Musk danken. Es waren die Raketen von SpaceX, die den zuvor von Roskosmos dominierten kommerziellen Markt neu formatieren konnten.
Der Transport einer Tonne Fracht zur Falcon Heavy-Trägerrakete ist zweimal billiger als auf der russischen Proton-Trägerrakete und fast dreimal billiger als auf der Angara-A5-Trägerrakete –1, 4 Millionen Dollar gegenüber 2, 8 Millionen Dollar und 3, 9 Millionen US-Dollar bzw. Die vollständig wiederverwendbare superschwere Rakete BFR von SpaceX und die New Glenn-Rakete von Jeff Bezos' Blue Origin könnten noch beeindruckender sein. Wenn Elon Musk bei BFR erfolgreich ist, werden die US-Streitkräfte in der Lage sein, Fracht in solchen Mengen und zu einem solchen Preis ins All zu bringen, wie es noch niemand in der Geschichte der Menschheit erlebt hat. Und die Folgen davon sind schwer zu überschätzen.
Aber auch ohne die Trägerraketen BFR und New Glenn haben die USA genügend verfügbare Falcon 9- und Falcon Heavy-Raketen, um riesige Nutzlasten zu minimalen Kosten in die Umlaufbahn zu bringen.
Zur gleichen Zeit hat Russland die Trägerrakete Proton aufgegeben, die Situation mit der Familie der Angara-Trägerraketen ist unklar - diese Raketen sind teuer, und es ist keine Tatsache, dass sie billiger werden. Das Projekt der vielversprechenden Irtysh / Sunkar / Sojus-5/Phoenix / Sojus-7-Rakete könnte sich, wenn es überhaupt mit einem positiven Ergebnis endet, und der superschweren Jenissei-Trägerrakete, entgegen Rogosins Worten, über ein Jahrzehnt hinziehen, ist weit davon entfernt, dass sie wiederverwendbar sein wird, und die Kosten für den Start der Nutzlast dürften denen der von der NASA entwickelten superschweren und ultrateuren amerikanischen SLS-Rakete entsprechen.
Russland hat noch Kompetenzen im Bereich der Weltraumtechnologien. So wurden am 7. Februar 2020 34 Kommunikationssatelliten der britischen Firma OneWeb (Satelliten werden von Airbus entwickelt) vom Kosmodrom Baikonur der russischen Trägerrakete Sojus-2.1b mit der Oberstufe Fregat in die Zielumlaufbahn geschossen. Die Situation bei Roskosmos kann mit der Situation bei der russischen Marine verglichen werden. Es gibt Technologie, es gibt Erfahrung, aber gleichzeitig völlige Verwirrung und Schwankung in Bezug auf die allgemeine Entwicklungsrichtung, mangelndes Verständnis für die Ziele und Zielsetzungen der Raumfahrtindustrie.
SpaceX kann den US-Streitkräften Technologien zur Lösung von Problemen im Sinne des Postens "Kosten der Raketenabwehrelemente selbst senken" zur Verfügung stellen. Diese Annahme basiert auf dem von SpaceX bereitgestellten Starlink-Kommunikationssatellitennetzwerk, das einen globalen Zugang zum Internet bieten soll. Nach verschiedenen Schätzungen wird das Starlink-Netzwerk 4.000 bis 12.000 Satelliten mit einer Masse von 200 bis 250 Kilogramm und einer Orbitalhöhe von 300 bis 1200 Kilometern umfassen. Anfang 2020 wurden bereits 240 Satelliten in die Umlaufbahn gebracht, bis Ende des Jahres sind 23 weitere Starts geplant. Wenn jedes Mal 60 Satelliten gestartet werden, dann wird das Starlink-Netzwerk bis Ende 2020 1.620 Satelliten umfassen - mehr als alle Länder der Welt zusammen.
Auffallend ist dabei weniger die Fähigkeit eines privaten Unternehmens, solche Nutzlastmengen in die Umlaufbahn zu bringen, sondern vielmehr seine Fähigkeit, Hightech-Satelliten in Großserie zu produzieren.
Am 18. März 2019 setzte die NASA erfolgreich ein Array von 105 KickSat-Sprites-Nanosatelliten in einer Umlaufbahn in einer Höhe von 300 km ein. Jeder Sprites-Satellit kostet weniger als 100 US-Dollar, wiegt 4 Gramm und misst 3,5 x 3,5 Zentimeter, was bedeutet, dass es sich im Wesentlichen um eine Leiterplatte handelt, die mit einem Kurzstrecken-Telemetriesender und mehreren Sensoren ausgestattet ist. Bei all dem scheinbaren "Spielzeug" dieser Satelliten sind sie äußerst interessant, da diese ungeschützte Miniaturplattform erfolgreich im Weltraum funktioniert.
Was hat das mit Raketenabwehr zu tun? Die Erfahrungen von Unternehmen wie SpaceX oder OneWeb (Airbus) darin, in kürzester Zeit zu minimalen Kosten eine Vielzahl von Hightech-Satelliten zu bauen, können für den Bau einer neuen Generation von Raketenabwehrsatelliten genutzt werden. Warum zum niedrigsten Preis? Erstens, weil es sich um kommerzielle Projekte handelt, die wettbewerbsfähig sein müssen. Zweitens müssen sie ersetzt werden, da Satelliten mit niedriger Umlaufbahn in niedriger Umlaufbahn allmählich davon absteigen bzw. in der Atmosphäre verglühen. Und wenn man die Anzahl der Satelliten in den Konstellationen Starlink und OneWeb berücksichtigt, wird dies eine beachtliche Zahl sein.
Wie bereits erwähnt, entwickeln die USA im Rahmen von NMD MKV-Abfangjäger, die in Clustern eingesetzt werden und zum Abfangen von Interkontinentalraketen (ICBMs) mit mehreren Sprengköpfen ausgelegt sind. Gleichzeitig ist geplant, ihre Masse deutlich auf fast 15 Kilogramm pro Abfangjäger zu reduzieren. Es versteht sich, dass MKV-Abfangjäger von "traditionellen" Vertretern des amerikanischen militärisch-industriellen Komplexes der "alten Schule" entwickelt werden, von Lockheed Martin Space Systems Company und Raytheon Company, deren Produkte traditionell nicht billig sind. Allerdings zwingt der Markt amerikanische Unternehmen, sich flexibel anzupassen und bei Bedarf zu kooperieren, um gemeinsame Projekte durchzuführen. Die Invasion des Marktes für militärische Starts von SpaceX hat die "alte Garde", die während des Kalten Krieges an riesige Regierungsaufträge gewöhnt war, bereits gezwungen, ihre Aktivitäten zu optimieren. Gut möglich, dass SpaceX beispielsweise zusammen mit der Lockheed Martin Space Systems Company oder der Raytheon Company vielversprechende Abfangraketen für die Raketenabwehr entwickelt und produziert.
Was bedeutet das in der Praxis? Ja, die im SDI-Programm angekündigte Aufgabe, eine Gruppe von 4.000 oder mehr Abfangraketen in die Umlaufbahn zu bringen, könnte im nächsten Jahrzehnt Realität werden. In Anbetracht der Tatsache, dass das private Unternehmen SpaceX plant, 4.000 bis 12.000 Kommunikationssatelliten in die Umlaufbahn zu bringen, wird das US-Budget es ermöglichen, eine vergleichbare Anzahl von Abfangjägern in die Umlaufbahn zu bringen, mit Kosten in der Größenordnung von 1-5 Millionen US-Dollar pro Einheit
Gleichzeitig ermöglicht das Erscheinen einer solchen Trägerrakete wie der BFR nicht nur den kostengünstigen Start von Abfangsatelliten, sondern auch ihre Entfernung aus der Umlaufbahn und die Rückgabe zur Wartung, Modernisierung oder Entsorgung.
Warum Abfangjäger im Weltraum platzieren? Warum können sie nicht von Bodenfahrzeugen gestartet werden, wie es jetzt im Rahmen des GBI-Programms geschieht?
Erstens, weil der frühzeitige Einsatz von Abfangjägern bei kommerziellen Fluggesellschaften viel billiger sein wird. Die Kosten für den Start einer vergleichbaren Anzahl von Abfangjägern mit Militärraketen werden immer höher sein als die der privaten Unternehmen SpaceX oder Blue Origin. Es wird jedoch eine bestimmte Anzahl von Abfangjägern auf Boden- und U-Boot-Trägern eingesetzt, um die Möglichkeit der operativen Auffüllung / Stärkung der Satellitenkonstellation zu gewährleisten und die Aufgaben zu lösen, die wir im Folgenden betrachten werden.
Zweitens ist die Reaktionszeit der Satellitenkonstellation deutlich höher als die der Boden- oder Seekomponenten des Raketenabwehrsystems. Es ist davon auszugehen, dass Abfangsatelliten in einigen Fällen eine startende Interkontinentalrakete angreifen können, noch bevor diese ihre Sprengköpfe und Täuschkörper absetzt.
Drittens ist es äußerst schwierig, eine riesige Gruppe von Orbitalabfangjägern zu zerstören. Besonders im Orbit wird es neben Abfangsatelliten mehrere Tausend, wenn nicht sogar Zehntausende kommerzieller Satelliten geben. Und ja, ein Eimer Nüsse wird nicht helfen, Satellitenkonstellationen im Orbit zu zerstören, genauso wie Folie oder Silber nicht vor Laserwaffen schützen.
All dies deutet darauf hin, dass die Weltraumstaffel des US-Raketenabwehrsystems in Zukunft dominieren wird
Aber haben Russland und China Abfangsatelliten? Und hier wird schon der wirtschaftliche Faktor entscheidend sein: Wer billigere und effektivere Waffen zu einem günstigeren Preis in den Orbit bringen kann, auch unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Budgets der Gegner, ist im Vorteil. "Gott ist immer auf der Seite der großen Bataillone."
In Bezug auf das Timing möchte die US-Raketenabwehrbehörde die Zeit minimieren, die benötigt wird, um von bestehenden bodengestützten Abfangjägern zu Waffen der nächsten Generation zu wechseln. Einige Beobachter gehen davon aus, dass es zehn Jahre dauern wird, bis der erste Abfangjäger der nächsten Generation geliefert wird, aber andere schlagen vor, dass die Lieferungen um 2026 beginnen könnten.
PRO-Laser
Im Internet erscheinen regelmäßig Informationen, auch aus dem Munde amerikanischer Politiker, dass im Rahmen eines vielversprechenden Raketenabwehrsystems der Einsatz von Orbitalplattformen mit Kampflasern zur Zerstörung ballistischer Raketen in der Anfangsphase des Fluges geplant ist. Im Moment ist die US-Industrie durchaus in der Lage, Laserwaffen mit einer Leistung von etwa 300 kW herzustellen, in 10-15 Jahren kann diese Zahl 1 MW erreichen. Das Problem besteht darin, dass es extrem schwierig ist, Wärme von einem Laser im Weltraum abzuführen. Für einen Laser mit einer Leistung von 1 MW wird selbst bei einem auf dem aktuellen Stand der Technik durchaus erreichbaren Wirkungsgrad von 50 % noch 1 MW Wärme abgeführt. In diesem Fall ist eine Wärmeabfuhr aus der Energiequelle für den Laser erforderlich, deren Wirkungsgrad ebenfalls eindeutig nicht 100 % beträgt.
Russland könnte in dieser Hinsicht einen Vorteil haben, da im Rahmen der Schaffung eines Weltraumschleppers mit Atomkraftwerk effektive Wärmeabfuhrsysteme entwickelt werden, während die Kompetenz der USA in dieser Richtung unbekannt ist.
Was sind die Missionen für Orbitalplattformen mit Laserwaffen und welche Bedrohung können sie darstellen?
Laserschäden an bereits abgetrennten Gefechtsköpfen können praktisch ausgeschlossen werden, da sie mit einem leistungsstarken Wärmeschutz ausgestattet sind, der ihr Überleben beim Abstieg in die Atmosphäre sichert. Eine andere Sache ist die Niederlage von Interkontinentalraketen in der Booster-Sektion, wenn die Rakete gerade erst an Fahrt gewinnt: Der relativ dünne Körper ist anfällig für thermische Effekte, und die Triebwerksfackel entlarvt die Rakete so weit wie möglich, sodass Laserwaffen und Abfangjäger eingesetzt werden können darauf gerichtet.
Orbitale Laserwaffen stellen eine noch größere Bedrohung für den "Bus" dar - das Sprengkopf-Entkopplungssystem, da in einer Höhe von 100-200 Kilometern der Einfluss der Atmosphäre bereits ausgeschlossen ist und die Wirkung eines Hochleistungslaserstrahls stören kann der Betrieb von Sensoren, Lageregelungssystemen oder Triebwerken der Verdünnungsstufe, was zu einer Abweichung von Sprengköpfen vom Ziel und möglicherweise zu deren Zerstörung führt.
Eine ebenso wichtige Aufgabe kann eine Orbitallaserwaffe nach dem Einsatz von Gefechtsköpfen und dem Freisetzen von Ködern erfüllen. Wie Sie wissen, werden Köder in harte und leichte Ziele unterteilt. Die Anzahl der schweren Ziele ist durch die Tragfähigkeit der Interkontinentalraketen begrenzt, aber es kann viel mehr leichte Ziele geben. Wenn für jeden echten Gefechtskopf 1-2 schwere Täuschkörper und 10-20 leichte Täuschkörper vorhanden sind, werden selbst bei den bestehenden Beschränkungen mehr als 100.000 Abfangsatelliten benötigt, um 1.500 Sprengköpfe mit einem "Gefolge" von Täuschkörpern zu besiegen (wenn die Wahrscheinlichkeit des Abfangens durch einen Satelliten beträgt etwa 50%). Der Start von 100.000 oder mehr Abfangsatelliten ist höchstwahrscheinlich selbst für die Vereinigten Staaten unrealistisch.
Und hier kann eine orbitale Laserwaffe eine wichtige Rolle spielen. Selbst eine kurzzeitige Einwirkung starker Laserstrahlung an aufblasbaren falschen Gefechtsköpfen führt zu einer Änderung ihrer Radar-, thermischen und optischen Signatur und möglicherweise zu einer Änderung der Flugbahn und / oder vollständiger Zerstörung.
Die Hauptaufgabe von Orbitallaserwaffen besteht daher zunächst darin, Probleme der Raketenabwehr nicht direkt zu lösen, sondern die Lösung dieses Problems durch andere Subsysteme, vor allem durch eine Gruppe von Abfangsatelliten, zu erleichtern, indem die Identifizierung und / oder Zerstörung von falschen Zielen sowie eine Verringerung der Anzahl echter Ziele aufgrund der Zerstörung eines Teils der startenden Interkontinentalraketen und Sprengkopf-Auskopplungssysteme in der Anfangsphase des Fluges
Bodensegment-Raketenabwehr
Es stellt sich die Frage: Bleibt das Bodensegment als Teil des vielversprechenden US-Raketenabwehrsystems erhalten und wozu dient es? Natürlich ja. Aus verschiedenen Gründen.
Erstens, weil das Bodensegment am weitesten entwickelt und bereits eingesetzt ist. Die Schaffung einer Orbitalkonstellation aus Tausenden von Abfangsatelliten ist eine komplexe und risikoreiche Aufgabe. Zweitens kann das Segment der bodengestützten Raketenabwehr die Besiegung von tief fliegenden Zielen sicherstellen, beispielsweise gleitenden Hyperschallsprengköpfen, die gegenüber dem Weltraumsegment unverwundbar sind.
Jetzt sind GBI-Raketen in unterirdischen Minen die Hauptangriffskraft der Bodenebene des US-Raketenabwehrsystems. Nach der Verkleinerung der Abfangjäger und dem Erhalt der Fähigkeiten zum Abfangen von Interkontinentalraketen durch das schiffsgestützte Flugabwehrraketensystem (SAM) "Standard" ist sowohl eine Zunahme der Anzahl der eingesetzten Flugabwehrraketen auf den Schiffen zu erwarten der US-Marine und die Bodenwerfer dieser Anti-Raketen auf dem Territorium der Vereinigten Staaten und ihrer Verbündeten.
Schlussfolgerungen
Es ist davon auszugehen, dass für den Zeitraum bis 2030 die Bodenstaffel die wichtigste im amerikanischen Raketenabwehrsystem sein wird. Zu diesem Zeitpunkt kann die Gesamtzahl der Abfangjäger auf Raketen verschiedener Typen etwa 1000 Einheiten betragen.
Nach 2030 beginnt der Einsatz der Orbitalkonstellation, der etwa fünf Jahre dauern wird, wodurch 4000-5000 Abfangsatelliten im Orbit erscheinen werden. Wenn sich herausstellt, dass das System funktionsfähig, effizient und wirtschaftlich angemessen ist, wird sein Einsatz auf 10.000 oder mehr Abfangsatelliten fortgesetzt.
Das Erscheinen einer Orbital-Laserwaffe, die Probleme der Raketenabwehr lösen kann, ist frühestens 2040 zu erwarten, da es sich nicht nur um einen Abfangsatelliten mit einem Gewicht von 15-150 Kilogramm handelt, sondern um eine vollwertige Orbitalplattform mit hochentwickelter Ausrüstung, die mehrere aufnehmen kann Jahrzehnte zu entwickeln.
So ist im Zeitraum bis 2030 damit zu rechnen, dass das US-Raketenabwehrsystem etwa 300 Sprengköpfe und Täuschkörper abfangen kann, bis 2040 könnte diese Zahl um eine Größenordnung ansteigen - auf 3000-4000 Sprengköpfe und Täuschkörper, und nach dem Erscheinen von Orbitallaserwaffen, die leichte Köder „herausfiltern“können, wird das US-Raketenabwehrsystem vermutlich in der Lage sein, etwa 3000-4000 Gefechtsköpfe und schwere Köder sowie etwa einhunderttausend leichte Köder abzufangen.
Inwieweit diese Prognosen Wirklichkeit werden, hängt maßgeblich vom politischen Kurs der aktuellen und zukünftigen US-Führung ab. Wie wir aus den jüngsten Äußerungen von US-Präsident Donald Trump den Vereinigten Staaten entnommen haben. Für die VR China wird die im Aufbau befindliche Raketenabwehr bis 2035-2040 überflüssig sein. Nur Russland bleibt.
Es gibt keine grundlegenden technischen Hindernisse für die Schaffung der oben genannten Elemente des Raketenabwehrsystems. Technisch am schwierigsten ist die Schaffung orbitaler Laserwaffen, aber unter Berücksichtigung des aktuellen Stands der Arbeiten in den USA an Laserwaffen bis 2040 können die gestellten Aufgaben durchaus gelöst werden. Was die Stationierung von Tausenden von Abfangsatelliten betrifft, so kann indirekt die Möglichkeit der Umsetzung dieses Raketenabwehrsegments daran beurteilt werden, wie die Pläne kommerzieller Unternehmen umgesetzt werden, die neuesten wiederverwendbaren Raketen zu entwickeln und globale Satellitennetzwerke einzusetzen.
Zu Beginn der Arbeit am SDI-Programm erklärte der stellvertretende Verteidigungsminister für wissenschaftliche und technische Entwicklung, Richard Deloyer, dass unter den Bedingungen eines uneingeschränkten Aufbaus sowjetischer Atomsprengköpfe jedes Raketenabwehrsystem funktionsunfähig sein würde. Das Problem ist, dass unsere Nuklear-Triade nun durch den START-III-Vertrag zur Begrenzung strategischer Nuklearwaffen, der am 5. Februar 2021 auslaufen soll, weitgehend „erpresst“wird. Welches Abkommen es ersetzen wird und ob es überhaupt kommt, ist noch unbekannt.
