dxdt.blog: занимательный интернет-журнал

На фотографии – B-2 Spirit:

(Фото: U.S. Air Force)

На днях DARPA провело очередное испытание автономного робота-вездехода. Раньше мы уже видели соревнование автомобилей-роботов в езде по городу, устроенное тем же DARPA. Очередной самоездящий робот – это как раз предварительный вариант того, на что пойдут наработки победителей соревнований роботов. (Правда, сама программа довольно старая.)

Сейчас изделие называется Crusher и в снаряжённом состоянии весит около шести тонн. Crusher может перевозить более тонны груза. Робот умеет ездить, самостоятельно преодолевая препятствия.

Собственно, на таких платформах и будут строить роботов “поля боя” в не столь далёком будущем (лет пять-семь на разработку, потом развёртывание). А первыми, вероятно, появятся автоматические автономные конвои из роботов-грузовиков, осуществляющих снабжение военных баз.

Кстати, на первой картинке в этой заметке – “затаившийся” в кустах робот “осматривается” с помощью телескопической мачты. Представление о самоходном роботе можно получить по этим снимкам:

(Все фото: Carnegie Mellon University.)

(Via – по ссылке есть ещё видео с испытаний.)

Итак, штатовский разведывательный спутник сбила штатовская же ракета SM-3 с корабля USS Lake Erie. Технику перехвата обеспечила система Aegis.

В принципе, можно считать, что теперь открыто давно ожидаемое направление – активная борьба, с помощью разработки оружейных систем, за господство в ближнем космосе. Собственно, речь идёт о том, сумеют ли США надёжно закрыть околоземное пространство таким образом, чтобы обеспечить неуязвимость собственных спутников.

Насколько сейчас Штаты привязаны к военной спутниковой группировке – сказать сложно. Понятно, что зависимость есть. По крайней мере, планирование военных операций осуществляется с использованием информации с разведывательных спутников в оперативном режиме (наверное, не совсем онлайн, но близко к тому). И, конечно, в качестве первичного навигационного инструмента используется GPS. (Но это, пока что, не означает, что других способов навигации не знают; просто, если доступна GPS – используют её.)

Тенденция в развитии такая: требуется вывести на орбиту побольше спутников-наблюдателей, целую сеть. Управление этой сетью завести в мощную информационную систему. В этом случае уже получится наблюдать за объектами по всей поверхности Земли в реальном времени, круглые сутки.

Тут важно заметить, что в ближайшей перспективе – спутники со сложными сенсорами и специальными радарами. Совокупность оборудования обеспечивает наблюдение в любое время суток, при любой погоде (облака – не помеха).

Понятно, что построив такую глобальную систему слежения и запустив её в работу, потом будет сложно перейти к старому, дедовскому методу планирования и управления операциями. То есть появляется серьёзная зависимость от спутниковой группировки. Собственно, именно поэтому так важны оружейные системы, способные уничтожать орбитальные объекты.

Небольшое продолжение про штатовский падающий спутник и шоу, в котором его будут сбивать на подлёте.

Для атаки спутника обещают использовать противоракету SM-3 и систему Aegis (кстати, Aegis – это “Эгида” по-русски; “Эгида” – так в древнегреческой мифологии назывался волшебный щит Зевса). Aegis – это распределённая система, то есть информацию о цели собирают несколько РЛС. Эти РЛС установлены на кораблях, на специальной плавучей платформе; в принципе, могут использоваться и наземные РЛС. Основная хитрость в работе РЛС в том, что нужно точно отслеживать быстролетящую малозаметную цель, которая к тому же находится очень далеко (многие сотни километров) за атмосферой (а разные слои атмосферы по-разному влияют на распространение радиоволн).

За спиной Aegis несколько успешных стрельб по заатмосферным мишеням. Было и несколько неуспешных испытаний.

Как происходит перехват? В общем-то, несмотря на секретность штатовской системы, можно описать в общих чертах.

После того как система “управления перехватом” Aegis захватит цель и вычислит предварительные параметры её, цели, полёта, из пусковой установки на том или ином корабле, участвующем в операции, стартует ракета SM-3 (это мощная многоступенчатая ракета, несущая, собственно, перехватчик). SM-3 начинает разгон по траектории, рассчитанной компьютерами комплекса. Эта траектория, видимо, зависит от параметров цели и условий перехвата.

Наведение SM-3 на цель происходит по данным с поверхности. То есть, РЛС Aegis сопровождают и цель, и ракету, компьютеры в реальном времени уточняют ситуацию и передают целеуказание на борт ракеты, которая корректирует свой полёт. Наведение силами только самой ракеты при нынешнем уровне развития технологий тут вряд ли достижимо. При этом ракета, отрабатывая ступени, разгоняется всё быстрее.

В заключительной стадии, когда разогнанный ракетой перехватчик находится довольно близко к цели, активируются его системы наведения. Ещё раз уточнив у системы управления предполагаемое положение цели, перехватчик “открывает” свои сенсоры (по крайней мере, у него есть инфракрасные сенсоры) и пытается эту цель увидеть. Если цель перехватчиком обнаружена, то он уже своими силами наводится точно на неё. Как писали разработчики, возможен даже выбор перехватчиком нужной “точки поражения” на самой цели. То есть, грубо говоря, перехватчик попадает в самое уязвимое место. (В случае со спутником таким местом можно объявить тот элемент конструкции, который нужно гарантированно уничтожить.)

Заключительная стадия перехвата занимает какие-то секунды. Сближение перехватчика и цели происходит со скоростью в несколько километров в секунду. Оценка в случае с намеченным спутниковым шоу – около 9 километров в секунду. Кстати, в отличие от традиционных зенитных ракет, перехватчик должен именно попасть в цель, а не взорвать заряд шрапнели в её окрестности.

На картинке ниже (это компьютерная графика, понятно) штатовский космический аппарат Orion производит стыковку с МКС. Orion – это вероятный кандидат на замену шаттлам:

(Картинку прислал: Lockheed Martin)

CNN пишет, что яркое шоу с публичным обстрелом штатовского спутника-шпиона ракетами с кораблей ВМФ США намечено в Тихом океане, на раннее утро четверга, 21-е февраля (это по московскому времени, в Тихом океане будет ещё поздний вечер среды, 20-е). Подробности позже.

Addon: в ЖЖ я провожу опрос на тему исхода операции сбивания спутника. Пока мнения разделились.

Пять избранных записок в блоге dxdt.ru за неделю:

• Акустическая “невидимость” под водой;
• США: Управление погодой как оружие;
• Флот США собирается сбивать спутник;
• Бипланы и монопланы на заре авиации;
• Квантовые компьютеры убьют химию.

Кроме прочих зондов и спутников, NASA готовится отправить на Марс целую лабораторию на колёсах (Mars Science Laboratory – развитие марсианских роверов, которые сейчас работают на Красной планете). На фото – испытания парашюта посадочной системы лаборатории:

(Фото: NASA/JPL)

Координаты и параметры орбиты падающего штатовского спутника-шпиона (не совсем ясно, насколько данные точные, но лучше всё равно в Интернете не найдёте) можно выяснить на специальной странице сайта heavens-above.com.

Там же есть карта с текущим положением спутника и прогноз его полёта, а кроме того, можно узнать, когда имеет смысл попытаться посмотреть на этот спутник из того или иного места на Земле. Например, в районе Москвы спутник можно будет наблюдать в двадцатых числах февраля (если до тех пор не собьют). Правда, виден этот объект довольно низко над горизонтом, и нужен хотя бы бинокль для наблюдения.

Физический arXiv blog пишет, со ссылкой на работу группы исследователей из Гарварда, что практические квантовые компьютеры, когда (и если) они появятся, окончательно добьют химию.

Речь о том, что квантовый компьютер сможет полностью и точно моделировать химические реакции. Современным классическим компьютерам пока под силу только весьма приблизительное моделирование, работающее для “частных случаев” химических задач.

Появление же квантовых компьютеров достаточной мощности (в несколько сотен кубитов) позволит, как пишут, отказаться от химических опытов вообще (перевод мой):

“[вычислительные способности квантовых компьютеров] …обречены превратить химию в ещё более непопулярную дисциплину, чем она есть сейчас. Кому захочется возиться с пробирками и бунзеновскими горелками, если квантовый компьютер может сам вычислить ответ, пока вы сидите сложа руки?”

В начале 20-го века множество моделей самолётов строилось по схеме биплана. Биплан – это самолёт с двумя крыльями (немного полезных пояснений: addon: крылья расположены одно над другим; если крыльев больше двух, то схема обычно называется триплан – три крыла; схемы с большим трёх числом крыльев – это полипланы; впрочем, триплан тоже иногда называют полипланом). Схема с одним крылом – это моноплан.

Целый букет расхожих заблуждений касается “взаимоотношений” бипланов (полипланов вообще) и монопланов на заре авиации: кто там кого вытеснил, когда и почему. Что тут важно отметить интересного?

Например, бипланы вполне себе сосуществовали с монопланами много десятилетий. Действительно, первые реальные самолёты братьев Райт были бипланами. А вот в 1909-м году через Ла-Манш впервые в истории на самолёте собственной конструкции перелетел француз Луи Блерио. Рекордный самолёт “Блерио ХI” был монопланом:

(На фото – “Блерио ХI”)

На фоне развития военных бипланов (по большей части деревянных, с полотняной обшивкой), в 1917-м году германская фирма “Юнкерс” построила Junkers J 9 – цельнометаллический моноплан (на фото):

(Junkers J 9)

Такой вариант “Юнкерса”, как J-10, 1918-1919 гг., вообще сильно похож на современные спортивные пилотажные самолёты:

(Junkers J 10)

Французский “Моран-Солнье тип L”, 1914 г, тоже моноплан:

Со стороны бипланов, задержавшихся в строю с наступлением господства монопланов, можно вспомнить итальянский “Фиат” CR.42 (“Фалько”), выпускавшийся до 1942-го года, или советский истребитель-биплан И-153 “Чайка”, воевавший до рубежа 1942-1943 гг.

Так что схема моноплана была хорошо известна с давних времён, а удачные бипланы использовались и тогда, когда основными стали монопланы. Господство бипланов в начале 20-го века было вызвано в основном тем, что тогда не умели конструировать прочное и лёгкое крыло – не было ни технологий-материалов, ни теории для расчётов.

Использование нескольких крыльев позволяло имеющимися технологиями достичь нужной подьёмной силы, сохранив небольшую удельную нагрузку на крыло. Понятно, что снижались требования к прочности конструкции, а это позволяло сделать её более лёгкой.

Бипланы вовсе не были “аэродинамически отсталыми” самолётами. Напротив, бипланы имеют хорошую маневренность и управляемость, особенно на малых скоростях. Но, конечно, как только удалось добиться нужной прочности крыла, от бипланов отказались, по одной простой причине: меньшее лобовое сопротивление моноплана позволяло, “при прочих равных”, достичь большей скорости полёта.