Исторические напёрстки: Пролетарский ответ «Старлинку»

Внимательно читаем новость. «В России состоялся первый полет беспилотной стратосферной платформы «Барраж-1», созданной Фондом перспективных исследований (ФПИ). Аппарат способен поднимать до 100 кг полезной нагрузки на высоту до 20 км. Главной технической особенностью «Барраж-1» стала инновационная система пневматической балластировки.

В отличие от обычных аэростатов, платформа может маневрировать: меняя высоту, она ловит нужные ветровые течения для перемещения в заданном направлении или удержания позиции над конкретным районом. Специальные пленочные материалы оболочки позволяют аппарату находиться в воздухе много дней, в перспективе – и недель. «Барраж-1» планируется как эффективная альтернатива спутниковым группировкам, держит связь стандарта 5G NTN (Non-Terrestrial Network, вненаземные сети) с наземными абонентами.

Размещение подобных передатчиков на высоте 20 км позволит обеспечить Интернетом и связью огромные территории, где строительство наземных вышек или прокладка оптоволокна невозможно/нерентабельно.

Окунаемся в недельной давности (пардон, дамы) срачЪ по поводу отключения над воюющей Новороссией терминалов «Starlink». Несмотря на усилия истерящих тревожных граждан, сия неприятность на ход военных действий не оказала, но здравая дискуссия о необходимости наличия в войсках стабильного широкополосного Интернета завязалась. Вариантов всего оказалось три. Низкоорбитальная российская группировка спутников аля-Starlink – раз; сетки базовых станций «военных мобильных операторов» на вышках – два; сотни вёрст оптоволокна на различных мостах и роутерах – три.

Если говорить о спутниках, то придётся обождать год-третий, когда программа «Рассвет» доставит к имеющимся тестовым аппаратам хоть какое-то удобоваримое число недостающих, тогда и будем предметно разговаривать. Вариант с раздачей мобильного Интернета тот ещё костыль, его можно замедлять и глушить средствами РЭБ, атаковать вышки и мачты беспилотниками. Оптоволокно надёжнее, но тянуть кабель в каждый блиндаж, тем более НП или за штурмовыми группами – так себе развлечение. Хотя многие приспособились, но роутеры-кабель … эх, разоримся скоро.

Однако русская голь, как известно, на выдумки горазда, потому временное решение предложил научно-производственный центр «Ушкуйник» уважаемого Алексей Чадаева со своими подрядчиками и смежниками. Идея не новая (об этом ниже доложу), но творчески и самое главное – своевременно отправленная в тестовый полёт. Коль нет тысяч спутников по конском ценнику и под сотню космических запусков в год, тогда летать будем пониже.

Дым, само собой, получится пожиже, но раздавать широкополосный спутниковый формата 5G NTN можно из стратосферы (15-40 км над землей). Куда свои воздушные шары, мини-дирижабли и аэростаты способны запускать даже пионерские кружки авиамоделистов и любителей воздухоплавания. «Барраж-1» из той же серии. Самый дешманский аэростат-расходник, пузыри к которому способно пошить любое ателье, только спецматериал успевай подвозить. Мотор, движители, легкая гондола с крепежом для полезной нагрузки (ретранслятор), солнечные батареи на верхнюю полусферу, толика навигацкого железа, базовая станция на земле-матушке и всё.

Беспилотный автономный псевдоспутник готов раздавать конусом широкополосный интернет на сотни квадратных километров внизу. Дёшево-сердито, как лежавшие тридцать лет на печи русские чудо-богатыри любят. Хотя повесить в стратосфере несколько десятков таких аэростатов-спутников в непрерывной ротации над армейским (тыловым) рубежом обороны вдоль всей линии соприкосновения – тот ещё головняк, то правда.

Но куда лучшее решение, нежели ожидание космической погоды от больших дядей с их наполеоновскими планами. Уже полтора десятилетия уползающих вправо по срокам, в зенит – по «освоенным средствам».

Ладно, не будем о грустном, поговорим об эффективности предложенного решения. Разговоры, что подобные псевдо-спутники можно сбить средствами современного ПВО … несём в сторону контейнера с бытовыми отходами. Вспоминаем уморительную историю, как великие и могучие ВВС США плясали с бубнами под стратосферным порогом, стараясь сбить китайский метеозонд-шпион в 2023-ом. История длилась с 28 января по 4 февраля, хотя аэростат незамеченным плыл от самых Алеутских островов через всю Канаду. А затем им любовались над половиной американских штатов.

Наземными средствами ПВО/ПРО его сбить не могли по причине неспособности головкам самонаведения ЗУР захватить какую-нибудь полезную отражающую сигнатуру от баллона с газом. С минимумом железяк и температурой окружающей среды. С неизвестно какой попытки ракета «воздух-воздух» истребителя F-22 «Раптор» всё же достала поганца в режиме визуального контроля, для чего перехватчик был вынужден совершить опасный трюк «стратосферного прыжка». Разогнавшись в атмосфере на форсаже, пилот пробкой из бутылки выпорхнул в разреженные слои, сумел таки захватить в бортовой прицел воздушный шарик, довести по радиолучу ракету.

Напомню, дело было над Америкой. Не в зоне военных действий, где скучают без премиальных за ссаженные «литаки» бойцы наших славных «больших» комплексов ПВО/ПРО от С-300 и выше. Подтащить к передку единственное (в теории) средство борьбы с такими аэростатами, американский MIM-104 Patriot, поколдовать с дубовыми штатными РЛС AN/MPQ-53/65/65A тоже можно, но результат с вероятностью 99 в периоде процентов будет отрицательный.

Зато стопроцентный для наших средств поражения, как только заработает активная фазированная решётка данного агрегата, светящегося в специальном радиоэфире словно новогодняя ёлка. Тем более, повесить рядом с аэростатом-ретранслятором несколько обманок за копеечный прайс – пара пустых. Хороший будет экономический размен, несколько миллионов бумажек Микки-Мауса против малой поленницы деревянных.

Второй поступивший вопрос: как «Барраж-1» сохраняет позиционирование в заданном районе. Очень просто, процесс называется Пневматическая Балластировка. Активное управление подъемной силой (плавучестью) аппарата путем изменения количества и плотности газа в оболочке с помощью нагнетания или удаления воздуха/газа. Если воздушные шары раньше использовали сброс балласта для подъёма, а ныне процесс регулируется газовыми горелками вручную, то пневмо-балластировка позволяет стратостату не стравливать «подъёмную силу» (закачанный внутрь гелий)

А с помощью компрессоров использовать в качестве балласта внешний воздух через активную систему клапанов. Внутри двухсекционного эластичного баллона аэростата (баллонетах) или в одном из двух «пузырей». Ровно таким способом регулируется поганое свойство газов расширяться/сжиматься при атмосферном нагреве/охлаждении во время колебаний температур.

Пневматическая балластировка решает данную проблему с помощью закачки или стравливания забортного воздуха, оставляя драгоценный поднимающий гелий неприкосновенным в герметичной оболочке. Сдавливаемой или расширяющейся вторым балластным баллоном. Либо подвешенным ниже в самых примитивных конструкциях начинающих монгольфьеров.

Таким же образом осуществляется корректировка по высоте. Как известно твёрдым хорошистам по естественным наукам, стратосфера весьма разрежена, но при этом состоит из многих движущихся слоев. Весьма стабильных, давным-давно выявленных, учтённых, измеренных. Если стратостат начинает за счёт парусности баллона сносить в одном направлении, автоматика дает сигнал клапанам стравить или закачать заборный воздух, буквально за секунды аппарат попадает в противоположный по направлению поток.

Именно благодаря такому «рысканью» вверх-вниз (при надобности подрабатывая пропеллерами-движителями) стратостат находится в закольцованном трёхмерном движении, как говорят спецы – «на маршруте». Пребывать в таком состоянии аппарат может неделями, даже месяцами. А питание энергоустановки (компрессор, управляемые клапаны, электромотор, работа полезной нагрузки) обеспечивают солнечные батареи.

Днем напрямую, ночью – за счёт батареи. Так и получается из давно известного метеорологического зонда беспилотный управляемый стратосферный спутник. Слава Архимеду, одним словом. С опорой на коего русские Левши научно-производственной экосистемы волонтёрского «Ушкуйника» немного чувствительно пнули в копчик раздобревших на государственном харче государевых столбовых бояр да воевод. Нерадивых, конечно.

Пролюбивших военно-морским манером все космические полимеры по обеспечению Армии спутниковой цифровой коммуникацией.

Ладно, опять тихо смердеть начинаю. Пора итожить предложенный проект. Решение «Барраж-1» временное и промежуточное, но единственно рабочее. Разработчики не раскрывают площадь зоны покрытия, но китайские наработки в данной сфере по эксплуатации стратостатов с раздачей 4G/5G для тестирования «мостов» станция-ретранслятор-смартфон показывают: 400-500 км² покрытия один такой дирижабль даёт уверенно.

Что является … минус сотни вышек наземной мобильной связи в сухом остатке, а в деньгах даже страшно представить экономию. Задержка передачи сигнала тоже минимальная, примерно 0.2 мс против 30 мс у LEO-спутников. Сравнивать проектную стоимость развёртывания стратосферного флота в конкретной локации против обширной спутниковой группировки тоже не будем.

Для запуска эластичных пузырей с гелием с минимумом почти бытового оборудования не требуются ракет, космодромов, инфраструктуры, страшных регламентов безопасности. Есть абсолютная ремонтопригодность, стратостат можно вернуть, осмотреть, починить, обслужить и отправить взад нести службу. Она нужна, поскольку современный тип военных действий буквально каждый месяц требует нарастающих объёмов передачи данных. Особенно формата видео с высочайшим разрешением для разведки, доразведки, визуального наведения и подтверждения результатов огневого воздействия.

При всей хитрости и надёжности наземных штатных средств инструментального обеспечения/контроля, там есть ограничения: рельеф, противодействие средств РЭБ. А эффективная скорость прохождения команд внутри многоуровневых разведывательно-ударных контуров порой падает на природных препятствиях, под воздействием противника, либо из-за канонического рукожопства (пардон, дамы, из песни слов не выкинешь) личного состава.

Потому, чем меньше уязвимых для умного врага и своего дурака передаточных этапов для обмена актуальной информацией (особенно живущей не более получаса-часа), тем меньше расход личного состава и боекомплекта. Сигнал стратосферных высот не зависит от капризов ландшафта, гарантирует устойчивую связь любого типа для подразделений на десятки квадратных километров вокруг. Связка таких ретрансляторов – на сотни.

Вывести систему из строя невозможно по определению, принцип децентрализации связи в войсках понимают, знают, умеют, практикуют. Сбить стратостаты тоже задачка уровня квантовой механики, тут бессильны самые продвинутые комплексы ПВО натовской нечисти, о беспилотниках тоже речи не идёт на высотах 20+ километров. Если отладить работу «Барража-1» или его модернизаций в родном небе подле линии фронта, то в перспективе их появление над головами супостата в самом глубоком тылу станет малой технической мелочью. Лютой жутью для противника.

Сейчас об этом можно говорить свободно, ибо тактика раскрыта: для натовско-шароварной богадельни более девяти месяцев было страшной военной загадкой поразительная точность наших «Гераней» последних модификаций. Оказалось, они жужжали и реактивно свистели умной и очень протяжённой «ниткой» виртуального маршрута. С обманками и … самое главное, ретрансляторами полётной mesh-сети. То есть, с модемами, постоянно поддерживающими контакт внутри группы, а на конечном участке задания позволяющими оператору ручками донавести припас. Например, по пыхтящему в сторону фронта железнодорожному локомотиву.

Система сложная, требующая железной технической дисциплины, профессионализма, чёткости в маневрах обхода зон ПВО всех видов. С появлением же недосягаемых стратосферных «наводчиков» и ретрансляторов, устойчивых к подавлению … дела гетманского воинства (и любого прочего) станут совсем безнадёжными. Ни спрятаться, ни скрыться. Если мы примём политическое решение. Успешное и частное решение сделать Системой, в переводе – захватить аэростатами пока неосвоенную стратосферу. Вклинившись в пространство между господством канонических ВВС/ПВО и низкоорбитальными группировками спутников.

Выводы

Готов принести извинения за дилетантский заголовок статьи, ибо даже развитый в некое системное и более технологичное решение «Барраж-1» … конкуренцию «Starlink» полностью не составит. Это просто ситуативный ответ для решения прикладной и локальной задачи. Глобальное и непрерывное покрытие спутниковой группировкой против погодно непредсказуемой деятельности флотилии стратосферных аэростатов – потешное соперничество. Годное лишь для решения специфической задачи. Конкретной.

Для начала необходимо добиться стабильных полётов с нарастающей полезной нагрузкой, ста поднимаемых килограмм мало для устойчивой связи, это вес ретранслятора, а не полноценной станции 5G NTN. Что автоматически ставит барьер по числу подключаемых и обслуживаемых наземных абонентов. Также придётся решать проблему «по маршруту», в холодные сезонные погоды стратосферные ветра остаются стабильными, но неприятно сильными. Сопротивляться им частой сменой эшелона … никаких аккумуляторных батарей не хватит. Но проблемы решаемы, если подход будет системным.

Промышленное производство самих стратостатов, НИОКР, специализированные подразделения МТО, жёстко прописанные приказами командные контуры в общей системе управления и многое другое. Без чего любая чудодейственная вундервафля превращается в гнилую тыкву. И времени тут в обрез, поскольку идея освоить (читай, захватить) стратосферу для военно-гражданских нужд витала давненько над уровнем моря в головах естествоиспытателей, да повода хорошего не представлялось поставить вопрос ребром.

Закругляюсь. Человечество полетело в космос благодаря неказистым высотным аэростатам, это непреложный факт. Не задержавшись на данном любопытном эшелоне из-за повышенных амбиций двух противоборствующих политических систем. Проехали станцию, если сказать посконным языком.

Угрохав триллионы денег в прогнозы погоды, военную разведку, навигацию, позиционирование, связь, туризм и прочие впечатляющие прожекты посредством орбитального пространства. Хотя копеечные воздушные шары с движителями, эластичными баллонетами системы «гелий-воздух» с подобными задачами справляются не хуже. Дешевле по многим показаниям.

С учётом появившейся возможности их возвращать на текущее обслуживание, ремонт, модернизацию, дооснащение. Стра-тос-фе-ра (ударение на 3-й слог, если что) означает: данная среда «стратифицирована», имеет слоистую структуру, сложена из множества более мелких слоев со своими неизменными закономерностями. Ветры там дуют. На разной высоте свои.

По силе и направлению. Первыми додумкали использовать такие знания самураи в 1940-х, отправляя клятым янки воздушные шары с фугасными гостинцами. Правда, по струйным тропосферным течениям, но не суть, схема похожая. На тысячи миль от своих Островов по расписанию!

XXI век открыл другую «инновацию». Возможность использования аэростатами таких же ветров, но дующих во встречных направлениях. Более спокойных, нежели струйные мощные течения атмосферы, останавливающие огромные турбовинтовые бомбардировщики атмосферы. Щепоть алгоритмов по метеоданным и voilà, простым переходом из эшелона в эшелон по вертикали можно висеть в заданном квадрате неделями, месяцами, годами.

Называются сии аппараты «стратолитами», если быть исторически точным. Название запатентовала американская пентагоновская прокладка, компания из Лас-Вегаса «WorldView», занимавшаяся воздушной стратосферной разведкой над Латинской Америкой. Под прикрытием сладких слов «мониторинга пожароопасных районов планеты, изучения изменений климата, пресечения пиратства в отдаленны уголках Мирового Океана».

Дальше пошли военно-политические китайцы, вложившие в якобы частный проект «воздушные стратосферные шары для телекоммуникаций и путешествий» несколько миллиардов американских денег. На деле оказалось, что идёт разработка платформ для «кубсатов». Малых спутников, которым не требуется дорогостоящий запуск с самой Земли. Достаточно их доставить на высоту 30-50 километров дешёвыми гелиевыми пузырями, отстыковать, дать команду на запуск не шибко мощным двигателям. И стоимость проекта вывода на орбиту разных полезных вещей становится смешной.

Но соль, опять-таки, не в этом. Обнаружить такую стратосферную платформу-дирижабль можно современными средствами наблюдения разве случайно. Как было в случае с китайским метеозондом в 2023-ем. Слабое мерцание оболочки разглядели в любительский телескоп на стыке рассвета и белого дня два любопытных балбеса, а сообщила миру о страшной угрозе провинциальная кабельная телекомпания. Бедным военным янки, про…любившим все полимеры со своими стратегическими супер-пупер противоракетными системами и тотальным контролем воздушного пространства, пришлось раскошеливаться на многомиллионные попытки сбить заблудшее поделие ханьского погодного Бюро, а осведомлённые читающие люди ударили в набат.

Ибо в 2017-ом году научная лаборатория воздухоплавания при Академии наук КНР запустила из стратосферы два малых БпЛА. Отстыковав их от чуть модернизированного метеорологического зонда, снабжённого простейшей аппаратурой позиционирования. Забавы ради. Хотя вышел лютый скандал, запуск шара и появление БпЛА над Пекином прошляпили все назначенные державой войска. Получилось глубокомысленно. Незаметный для всех средств ПВО/ПРО высотный барражирующий стратосферный аэростат отсоединяет десятки БпЛА, уверенно ими управляет, смотрит куда надо.

А если надо, и направляет. Вот что такое пропущенное якобы прогрессивным человечеством «пространство стратосферы». Неконтролируемое. Будет хорошо, коль делянку застолбим. Уважаемый Алексей Викторович, мужики из «Ушкуйника», «Аэродроммаша», МГТУ им. Баумана … работайте, братья.