Reklama

Technologie wojskowe

Sztuka niszczenia satelitów bez skutków ubocznych nie istnieje [ANALIZA]

Aktualna mapa obiektów obserwowanych w Kosmosie na Ziemią przez startup LeoLabs
Autor. platform.leolabs.space/visualization

Problemem nie jest samo zniszczenie satelity, ale zrobienie tego tak, by nikt nie wiedział kto to zrobił i by się od tego samemu nie ucierpiało. I tego problemu Rosji nie udało się rozwiązać, pomimo cyklicznie wysyłanych gróźb i deklaracji wojennych.

Alarmujące sygnały ze Stanów Zjednoczonych, że Rosjanie rozmieszczają na orbicie wojskowe systemy antysatelitarne, w tym jądrowe, nie powinny nas bardziej niepokoić niż antynatowskie deklaracje Donalda Trumpa. O pracach nad wojskowym wykorzystaniem Kosmosu przez co najmniej cztery państwa na świecie wszyscy bowiem dobrze wiedzą, a więc Rosja wcale nie stanowi niechlubnego wyjątku. Problem jest tylko w samym sposobie osiągania pewnych, określonych zdolności.

Reklama

W przypadku Federacji Rosyjskiej nie zwraca się bowiem praktycznie żadnej uwagi na ewentualne skutki przeprowadzonego ataku, pomimo że mogą one dotknąć również Federację Rosyjską. Przykładem takiej bezmyślności było ćwiczebne zestrzelenie przez Rosję własnej, niedziałającej już satelity wywiadowczej w listopadzie 2021 roku. I oczywiście, pokaz zdolności rosyjskich systemów satelitarnych zakończył się sukcesem, jednak efektem tej próby była ogromna ilość niekontrolowanych szczątków jakie zaczęły poruszać się na orbicie.

Zniszczono bowiem typowego, starego satelitę radzieckiego „Kosmos 1408”, który ważył 2200 kg. Powstała w ten sposób chmura śmieci zagroziła wielu innymi satelitom (w tym rosyjskim) na niskiej robicie okołoziemskiej i  …. Międzynarodowej Stacji Kosmicznej ISS (International Space Station), na której byli w tym czasie również rosyjscy kosmonauci. I nie można się temu dziwić, ponieważ nawet najmniejsza śrubka, która jest na orbicie, porusza się wokół Ziemi z prędkością ponad 30 000 kilometrów na godzinę i przy zderzeniu może doprowadzić do katastrofy.

Reklama

Zagrożenie stało się na tyle poważne, że 15 listopada 2021 roku astronauci otrzymali polecenie, by w przypadku kolizji z wytworzonymi przez Rosjan śmieciami szukać schronienia w zadokowanych do ISS statkach kosmicznych. Czterech astronautów NASA wycofało się więc do kapsuły SpaceX Dragon, podczas gdy piąty amerykański astronauta i dwóch rosyjskich kosmonautów schronili się w statku kosmicznym Sojuz, pozostając tam około dwie godziny. Co, więcej całą sekwencję trzeba było powtórzyć półtoragodzinny później, gdy stacja weszła w kolejną chmurę szczątków zniszczonego satelity.

Na szczęście „beztroska” rosyjskich wojskowych nie zakończyła się wtedy katastrofą, ale jak widać Rosjanie nie powiedzieli ostatniego słowa. Do walki z satelitami mają kilka sposobów, jednak za każdym razem efekt niszczący ze skutkami ubocznymi będzie taki sam i to nie tylko dla zaatakowanego państwa. Rosja musi więc uwzględnić w swoich planach, że atak na satelity amerykańskie wywoła natychmiastową reakcję nie tylko Stanów Zjednoczonych, ale także 105 innych państw i organizacji międzynarodowych, które korzystają z Kosmosu – w tym co najważniejsze: Chin i Indii.

I to być może odpowiedź Pekinu i Delhi bardziej przystopuje zapędy Kremla niż przeciwdziałanie Waszyngtonu. Prace nad uzbrojeniem antysatelitarnym się jednak na pewno nie zakończą i niestety pójdą w kilku kierunkach.

Rakiety antysatelitarne

Najprostszym i już dostępnym uzbrojeniem antysatelitarnym ASAT (anti-satellite weapons) są rakiety. Oficjalnie są one na wyposażeniu czterech państw (Stanów Zjednoczonych, Rosji, Chin i Indii), ponieważ to one przeprowadziły odpowiednie próby i teoretycznie powinny te pociski wprowadzić do służby. W rzeczywistości każdy kraj lub organizacja, które są w stanie wystrzelić w Kosmos jakikolwiek obiekt mogą mówić, że mają uzbrojenie antysatelitarne.

Start indyjskiej rakiety antysatelitarnej PDV MkII w marcu 2019 roku
Autor. Indyjskie ministerstwo obrony

Odpowiednio programując lot statku kosmicznego można go bowiem wprowadzić na kurs kolizyjny z dowolną satelitą i z mniejszym lub większym prawdopodobieństwem go zniszczyć. Jest to oczywiście bardzo kosztowne, ale tak samo kosztowne są specjalistyczne rakiety antysatelitarne. I to dlatego nie są one wprowadzane masowo, ale tylko w ilości zapewniającej możliwość reagowania w określonym miejscu i czasie.

Reklama

Trzeba bowiem pamiętać, że według danych portalu „Orbiting Now” z 3 stycznia 2024 roku, wokół Ziemi rozmieszczonych zostało 8377 satelitów z czego ponad połowa jest aktywna. I z tych aktywnych obiektów na orbicie aż 2926 jest amerykańskich, 493 chińskich, 450 brytyjskich i tylko 167 rosyjskich.

Przy czym najmniejsze satelity zajmują najczęściej najniższą orbitę LEO (84%) znajdującą się w odległości od 200 do 2000 km, natomiast największe umieszcza się najczęściej na orbicie geostacjonarnej GEO (12%) czyli w odległości 35786 km. Najmniej satelitów krąży na średniej orbicie okołoziemskiej (MEO), znajdującej się od 3000 do 30000 km. To właśnie na MEO umieszcza się systemy nawigacyjne w tym: GPS (20200 km) i GLONASS (19100 km).

Rozmieszczenie orbit satelitarnych wokół Ziemi
Autor. Global Satellite Operators’ Association

Jak widać Rosjanie nie mają możliwości zestrzelenia wszystkich amerykańskich satelitów, nie tylko ze względu na ich ilość, ale również wysokość, na jakiej się one znajdują (zgodnie z zasadą: im wyżej tym trudniej i drożej). W czasie wspomnianej już próby przeprowadzonej przez Rosję w listopadzie 2021 roku zaatakowano stosunkowo łatwy obiekt, duży i znajdujący się na niskiej orbicie okołoziemskiej. Pomimo tego rakieta niszcząca nie startowała z jakiejś mobilnej wyrzutni, ale musiała korzystać ze stacjonarnych stanowisk startowych na kosmodromie Plesieck na południe od Archangielska.

Specjalistyczne, stacjonarne wyrzutnie są również stosowane w przypadku rosyjskich systemów antybalistycznych wykorzystywanych przede wszystkim do obrony Moskwy. Rakiety jakie mogły zwalczać cele „tylko” do wysokości 670 km miały długość aż 22 m i średnicę 2,75 m przy wadze 33 tony. Nie mniejszy jest nowy, rosyjski system antybalistyczny i antysatelitarny, który ma się opierać na rakietach A-235 „Nudol”. Rosjanie chwalą się oczywiście, że pociski te mogą będą mogły już startować z wyrzutni mobilnych i mają zdolność zwalczania celów do odległości 40 tysięcy km od Ziemi.

YouTube cover video

Przy takim pułapie rażenia jest to jednak mało prawdopodobne, ponieważ potrzebne są do tego co najmniej dwustopniowe statki kosmiczne, większe niż typowe pociski międzykontynentalne. Rosjanie oczywiście już w 2018 roku pokazali film ze startu „rakiety” A-235 na poligonie Sary-Szagan. Problem polega na tym, że na nagraniu widać prawdopodobnie tylko start pierwszego członu pocisku, którego silnik rakietowy bardzo szybko przestał działać po starcie. I to właśnie dlatego poszczególne ujęcia filmu nie pokazują lotu rakiety na najwyższych wysokościach. „Nudol” będzie więc bardzo duży i jest mało prawdopodobne, by zbudowano go w takiej ilości, by rzeczywiście mógł zniszczyć całą konstelację amerykańskich satelitów.

I najważniejsze – trzeba ten projekt zakończyć, a to w obecnej sytuacji Rosji może być bardzo trudne.

Kosmiczne systemy antysatelitarne

Jak widać wystrzelenie rakiety ASAT niewiele się różni pod względem trudności i kosztów od startu załogowej lub transportowej, małej rakiety kosmicznej. By tego uniknąć już od lat mówi się o wcześniejszym wyniesieniu w Kosmos odpowiednich systemów uzbrojenia, tak by je można stamtąd było użyć, bez konieczności używania skomplikowanych i nielicznych, naziemnych systemów startowych. W takich, swego rodzaju „minach kosmicznych” mogą być zamontowane różnego rodzaju efektory.

Najbardziej skutecznym wydaje się być system-kamikaze niszczący samym sobą satelity przeciwnika. Ale pojawiły się również projekty zakładające rozrzucenie na drodze satelitów niewielkich „śmieci”, które działałby na takiej samej zasadzie jak odłamki w pocisku artyleryjskim, czy granacie. Zapowiada się również stworzenie rojów mini-pojazdów kosmicznych, które na orbicie będą działały jak drony kamikaze, podchodząc do wybranego satelity i niszczyć go, uderzając w jego najbardziej wrażliwe miejsce.

Sposób niszczenia satelitów przez rozrzucenie na ich drodze śmieci/odłamków
Autor. Wikipedia

Przewiduje się również umieszczenie silnych generatorów, działających na zasadzie działa elektromagnetycznego, jak również wysokomocowego lasera (który może być również umieszczony na powierzchni Ziemi). Jednak najbardziej „brutalny”, ale również teoretycznie najprostszy sposób polega na wyniesienie na orbitę ładunków jądrowych. Wbrew pozorom nie jest to idea rewolucyjna, ponieważ sami Amerykanie przeprowadzili pięć prób atomowych poza ziemską atmosferą. Z kolei Rosjanie zakładają, że ich systemy antyrakietowe i antysatelitarne będą przenosiły głowice jądrowe niszcząc głównie impulsem elektromagnetycznym wszystkie obiekty znajdujące się w promieniu rażenia (prawdopodobnie dlatego, że mają problemy z dokładnym trafieniem).

Przypuszcza się, że ostatnie zaniepokojenie Amerykanów wywołał właśnie tego rodzaju projekt, którego realizacją grożą Rosjanie. Taki wybuch jądrowy na orbicie nie wywoływałby fali uderzeniowej rozbijającej cele na kawałki, ale teoretycznie „przepalałby” systemy elektroniczne na satelitach, pozostawiając je w dużej części w całości. Nie można jednak twierdzić, że w ten sposób nie powstawałyby śmieci, tak jak w przypadku ataku rakietowego.

Pierwszy problem jest w tym, że wybuch jądrowy jest niekierowany i razi wszystko, co znajduje się w pobliżu. Zniszczone byłyby więc zarówno satelity amerykańskie, jak i innych państw – w tym Chin. Po drugie taki „spalony” satelita przestaje być kontrolowany. Staje się więc dużym śmieciem i zaczyna stanowić zagrożeniu dla wszystkiego co znajduje się na pobliskich orbitach. W tym także dla satelitów rosyjskich.

Rozprzestrzenianie się śmieci po zniszczonych satelitach w czasie testów systemów ASAT w latach 1968-2021
Autor. Secure World Fundation/Visual Capitalist

Prawdą jest, że za zaśmiecenie Kosmosu odpowiadają praktycznie wszystkie kraje, jakie go wykorzystują. Jednak świadomość jak to jest szkodliwe zaczyna wpływać na sposób działania, i to również na wojsko. O ile więc próbne zniszczenie satelity z Ziemi przez Chińczyków w 2007 roku spowodowało, że na orbicie pojawiło się tysiące śmieci to po próbie amerykańskiej w 2008 r. naliczono ich już „tylko” czterysta.

Czytaj też

Z kolei Indie, czwarty kraj z uzbrojeniem ASAT, w czasie próby swojej rakiety w marcu 2019 r., wybrały nieczynnego satelitę na bardzo niskiej orbicie okołoziemskiej. W ten sposób, po trafieniu celu, większość jego szczątków bardzo szybko spłonęła w atmosferze Ziemi i obecnie rejestruje się na orbicie tylko trzy pozostałości tego zdarzenia. Działanie przeciwko tej tendencji (a to zapowiada Rosja) wywołałyby protesty na całym świecie. I byłyby to protesty całkowicie uzasadnione.

Efekt Kesslera - najlepszym zabezpieczeniem przed rosyjskimi planami

Jak na razie nie ma szans by powstrzymać takie kraje jak Rosja przed tworzeniem systemów antysatelitarnych. Będzie to zresztą bardzo trudne ponieważ zadaniem stawianym przed uzbrojeniem ASAT jest nie tylko zestrzeliwanie satelitów, ale również zwalczania w Kosmosie nadlatujących rakiet balistycznych. Nawet system THAAD można uznać za swego rodzaju system antysatelitarny, ponieważ jego oficjalny pułap określa się na 150 km. Pamiętając, że niska orbita zaczyna się od 200 km, można tak „podrasować” pocisk, by sięgnąć najniżej pracujące satelity.

Rzeczywistym powodem, dla którego poszczególne kraje mogą się powstrzymywać od użycia ASAT przeciwko satelitom są śmieci. Nawet bezpośrednie trafienie w obiekt w kosmosie nie spowoduje, że on „wyparuje”, ale zarówno on, jak i trafiający go pocisk rozsypie się na tysiące kawałków. Te śmieci mogą się zderzać z innymi satelitami generując kolejne szczątki, w efekcie doprowadzając do tzw. efektu Kesslera (Kessler effect).

Aktualna mapa obiektów obserwowanych w Kosmosie na Europą przez startup LeoLabs
Autor. platform.leolabs.space/visualization

Ten naukowiec z NASA już 1978 roku opisał scenariusz, w którym gęstość obiektów (satelitów i śmieci) na orbicie LEO staje się tak duża, że dochodzi do kaskady. To znaczy: zderzenia pomiędzy obiektami wyprodukują kolejne śmieci, które doprowadzą do kolejnych kolizji i kolejnych śmieci. W ten sposób ich ilość może zwiększyć się do poziomu, utrudniającego lub uniemożliwiającego korzystanie z niskich orbit i to dla wielu pokoleń.

Czy to jest realne niebezpieczeństwo? Naukowców z grupy Union of Concerned Scientists oszacowali, że zniszczenie jednego satelity ważącego 10 ton spowoduje pojawienie się od 8 do 14 milionów kawałków zanieczyszczeń o wielkości od 1 mm do 1 cm, od 250 000 do 750 000 kawałków śmieci o średnicy od 1 cm do 10 cm i od 5 000 do 15 000 kawałków śmieci o średnicy większej niż 10 cm. Dołączą one do już orbitujących wokół Ziemi zanieczyszczeń, które łącznie mogą ważyć nawet 8800 ton. Efekt jest tego taki, że Międzynarodowa Stacja Kosmiczna musiała przeprowadzić od 1999 roku aż 29 manewrów mających na celu uniknięcie kolizji z kawałkami śmieci.

Czytaj też

Efekt Kesslera dotknie więc wszystkich i przerwie programy kosmiczne na całym świecie. I nawet szalony Putin musi zdawać sobie z tego sprawę. Tym bardziej, że taki atak na orbicie będzie od razu zarejestrowany i wszyscy się dowiedzą, kto go przeprowadził. Przykładowo rząd amerykański śledzi wszystkie obiekty w pobliżu Ziemi, które są większe niż 10 cm. Z kolei startup LeoLabs obserwuje już obiekty o wielkości połowy piłki golfowej.

Każdy system antysatelitarny umieszczony na orbicie przez Rosjan będzie więc zlokalizowany i jego skryte działanie jest praktycznie niemożliwe. O ile więc Putin może myśleć o bezkarnej dywersji pod wodą na rurociągach i kablach telekomunikacyjnych, to w Kosmosie wszyscy będą doskonale wiedzieli, kto stoi za ewentualnym atakiem. Można więc mieć nadzieję, że scenariusz filmu „Grawitacja” z 2013 roku, w którym Rosjanie niszcząc satelitę doprowadzają do katastrofy, jeszcze długo nie stanie się rzeczywistością.

Interesujesz się kosmosem i chciałbyś wiedzieć więcej na temat eksploracji, przemysłu, wojska i nowych technologii? Dołącz do grona naszej społeczności zapisując się do newslettera i zaobserwuj nas na social mediach, aby zawsze być na bieżąco!

Reklama

Komentarze (1)

  1. kaczkodan

    Putin w lodówce raczej nie przejmuje się kosmicznymi śmieciami. A co do zasady ludzie którzy wysłali kilkaset tysięcy swoich na śmierć - również. Oni przejmują się jedynie reakcją "przyjaciół".

Reklama