Повномасштабна війна, що розпочалася на території України у 2022 році, довела важливість супутникових технологій у сучасних військових конфліктах. Орбітальне угруповання супутників Starlink та тисячі наземних приймальних станцій, наданих SpaceX українцям, забезпечили потреби військових з’єднань та цивільної інфраструктури у зв’язку, а спостереження, які проводяться за допомогою моніторингових SAR-супутників (зокрема, українським супутником ICEYE, придбаним у фінів), стали очима української розвідки, дозволивши локалізувати та завдавати ударів по військових складах, критично важливих переправах та логістичних вузлах окупаційних військ.
Однак низка військових відомств США розпочала підготовку до цього ще 70 років тому.
Перші розвідники на орбіті: програма WS 117L
Перші програми з використання супутників-шпигунів з метою розвідки розглядалися урядом США, починаючи з 50-х років минулого століття. Вже тоді було чітке розуміння, що в космічній ері, яка тільки-но почалась, саме моніторингові супутники стануть передовою зброєю розвідки: тихою, незримою, водночас із широким діапазоном застосування.
Перша програма супутникової розвідки отримала назву Weapon System 117L і була схвалена військовим командуванням ВПС США (USAF) у 1956 році. Програма передбачала виведення на низьку навколоземну орбіту супутників-розвідників, які будуть здатні вести фото- та відеозйомку та згодом передавати відзнятий матеріал на Землю.
1958 року програму перейменовано на Weapon System 117 ARPA. До того часу її фінансування урядом США вже досягло $108,2 млн (з поправкою на інфляцію сьогодні це ≈ $1,02 млрд). До 1960 року Сполучені Штати витратили на розвиток проєкту WS рекордні $163,9 млн (еквівалент нинішнім $1,5 млрд). WS 117L розглядала використання двох основних типів розвідувальних супутників, які отримали назву SAMOS:
1. SAMOS-E — супутник-шпигун для оптичної розвідувальної діяльності за допомогою фото- та відеозйомки на плівку.
2. SAMOS-F — розвідувальний супутник для радіоелектронної розвідки (Ferret ELINT).
У період з 1960 до 1962 року запущено 11 супутникових місій SAMOS, які в різній своїй комплектації використовували чотири типи камер. Проте чіткість отриманих за їхньою допомогою зображень залишалася для військових незадовільною, тож проєкт SAMOS, що розроблявся ВПС США, зрештою було згорнуто на користь альтернативного орбітального розвідника від ЦРУ. Програму нового розвідувального супутника назвали CORONA, а кодова назва її місій — Discoverer. Перші військові супутники США програми CORONA почали виводити на орбіту з 1959 року. У різні періоди було представлено шість різних модифікацій супутників, які отримали кодове позначення KH (від англійського Keyhole: замкова щілина). Для запуску супутників використовувалися розгінні блоки Agena-A та Thor Agena.
Супутники CORONA оснащували плівковою камерою з фокусною відстанню 24 дюйми (610 мм). У якості плівкової стрічки обрали Eastman виробництва Kodak, яка мала для тих часів феноменальну роздільну здатність: 170 ліній на 1 мм (для порівняння, найпередовіші плівки для аерофотозйомки могли забезпечити роздільну здатність лише 50 ліній на 1 мм). Перші версії CORONA містили 2,4 км плівки, однак у пізніх версіях супутників (КН-4А) загальну довжину плівки довели до 4,9 км (з огляду на те, що супутник мав дві камери, загальна довжина плівки становила 9,8 км).
У своїх місіях CORONA робила як інфрачервоні, так і кольорові знімки, проте останні мали вкрай незадовільну роздільну здатність і після місій 1105 і 1008 більше не використовувалися. Розвідувальні супутники США застосовували плівкові камери аж до 70-х років, коли їм на зміну прийшов супутник проєкту KH-11 KENNEN (пізніше перейменований у CRYSTAL). Апарат отримав уже цифрову камеру і міг надсилати дані на Землю за допомогою радіосигналу в режимі реального часу.
При прольоті над територією США супутники проєкту CORONA здійснювали орбітальний маневр, в результаті якого їхня капсула з корисним навантаженням, що містила відзняті матеріали, відстиковувалася та спускалася на парашуті, де її підбирали з літака спеціальною петлею для захоплення парашутних стропів.
У період з 1959 до 1972 року було запущено 144 супутники CORONA, 102 з яких успішно повернулися на Землю з фотографіями СРСР, Китаю та інших територій, що цікавили американську супутникову розвідку. У кращих традиціях шпигунства, американський уряд на чолі з президентом Ейзенхауером повністю заперечував будь-яке використання своїх супутників з метою розвідки. Зокрема, супутники програми SAMOS позиціонувалися як метеорологічні та науково-дослідні орбітальні зонди. Цей міф вдавалося підтримувати до 1992 року, коли програма CORONA була офіційно розсекречена.
Супутникова навігація: Transit та предтеча GPS
На початку 60-х років, з ескалацією гонки озброєнь між СРСР та США, командування ВМС США (UNS) відчуло потребу у створенні навігаційної системи для флоту, зокрема субмарин, які несли балістичні ракети, оснащені ядерними боєголовками. Субмаринам украй важливо було мати точні дані про своє місцезнаходження перед гіпотетичним здійсненням бойових ракетних пусків.
Реалізацією цієї потреби почала займатися DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), яка у співпраці з Лабораторією прикладної фізики Інституту Джона Хопкінса приступила до розробки першої у світі супутникової системи позиціонування, що отримала назву Transit.
Основна ідея нової системи супутникового геопозиціонування полягала у використанні ефекту доплерівського зсуву, що надходить від супутника, оснащеного системою радіотелеметрії, під час його орбітального руху. Голова дослідницького центру APL Френк Міллер виступив із пропозицією, що цей супутниковий доплерівський зсув можна використовувати для визначення розташування радіоприймача, який буде встановлений на Землі. 1958 року почалася розробка супутникової системи геопозиціонування, а вже за рік на орбіту виходить перший навігаційний супутник — Transit 1A. У 1960 році до нього приєднався другий супутник — Transit 1B.
У грудні 1962 року на полярну орбіту було запущено Transit 5А-1 — нову та більш стійку до польотних перевантажень модифікацію попередніх навігаційних супутників. До середини 60-х років угрупування супутників Transit було доведено до чисельності в п’ять апаратів, які курсували низькою полярною орбітою на висоті 1100 км (660 миль) та були здатні надавати дані щодо місцезнаходження приймача на Землі з точністю до 200 м та з інтервалом поновлення інформації раз на годину.
Знадобилося ще кілька років випробувань нової супутникової системи позиціонування, перш ніж вона стала на озброєння ВМС США в 1964 році. Активне використання системи військовими та цивільними американськими суднами розпочалося на три роки пізніше, у 1967-му, та тривало аж до 1991 року.
Система супутникового геопозиціонування Transit була повністю виведена з експлуатації в 1996 році. Її витіснила нова й технічно більш досконала GPS (Global Positioning System), головною перевагою якої було велике супутникове угрупування, що дозволяло оновлювати інформацію про геопозиціонування в режимі реального часу.
Свій військовий потенціал система розкриє під кінець ХХ століття, коли за її участі буде проведена перша супутникова війна, в якій GPS відіграє вирішальну роль.
Перська затока: перша перевірка боєм
Друга іракська війна розпочалася у серпні 1990 року з окупації іракськими військами території незалежного Кувейту. Це викликало шквал невдоволення західних лідерів, результатом чого стало створення коаліції Багатонаціональних сил (БНС) — контингенту союзних військ під проводом США, головною метою якого була повна деокупація Кувейту. Операція під кодовою назвою “Буря в пустелі” стала першим прецедентом повномасштабної військової операції з використанням космічного ресурсу для координації бойових дій.
“Буря в пустелі” розпочалася 24 лютого 1991 року, після низки масованих ракетних та авіаударів по іракських військових базах та складах постачання. Система GPS дозволила коаліційним силам забезпечити злагодженість та координацію всіх груп військ, які діяли в незвичних для себе умовах пустелі. Іракці явно не очікували, що американські військові можуть здійснювати маневри в пустелі, тому навіть не спромоглися подбати про зміцнення позицій на цих ділянках фронту.
За даними журналу Scientific American, рішення військового контингенту США повністю довірити долю своїх військових системі GPS, яка щойно з’явилася, було грандіозною авантюрою. Річ у тім, що станом на початок операції угруповання GPS нараховувало лише 16 виведених на орбіту супутників, а для злагодженої роботи системи їх необхідно було на вісім більше (США довели чисельність угруповання до 24 супутників лише у 1995 році). Це спричинило свої складнощі, пов’язані з витратами часу, який був необхідний для вирівнювання супутників на орбіті, причому вони могли надавати необхідну інформацію лише 19 годин на добу. Точність супутникової системи GPS варіювалася в районі 16 м.
GPS-приймачі, які використовувалися наземними військами для визначення місця свого розташування, були представлені у трьох різних варіаціях:
- PSN-8 — восьмикілограмові пристрої прийому сигналу, які встановлювалися на техніку союзників. На момент початку кампанії в лавах збройних сил коаліції налічувалося лише 550 таких пристроїв.
- AN/PSN-10 Small Lightweight GPS Receiver — також мав скорочену назву SLGR. Приймач використовувався піхотними з’єднаннями і важив 1,8 кг. На початок конфлікту в американських військах налічувалося близько 3500 подібних пристроїв.
- NAV 1000M — окремі підрозділи армії мали на озброєнні й GPS-приймач цивільного використання виробництва Magellan Corp. NAV 1000M призначався для навігації малогабаритних морських суден і користувався великою популярністю серед яхтсменів наприкінці 80-х років.
Завдяки сузір’ю з 16 супутників та активному використанню наземних GPS-приймачів війська коаліції завершили операцію “Буря в пустелі” всього за чотири дні. Втрати іракських військ, за різними підрахунками, становили від 20 до 35 тисяч осіб убитими і близько 100 тисяч пораненими. А от коаліційні сили втратили тільки 79 осіб убитими та 213 пораненими, ще 44 особи вважаються зниклими безвісти. Космічна війна на кілька порядків перевершила застарілі військові стратегії та логарифмічні лінійки, за допомогою яких іракські артилеристи коригували свій вогонь.
Утім, поряд з усіма позитивними сторонами “Буря в пустелі” розкрила деякі недоліки супутникових навігаційних систем. Передусім вони виявлялися в тому, що слабкі супутникові сигнали в умовах контактних боїв часто були вразливі до перешкод і їх можна було заглушити, буквально позбавляючи військових очей у незнайомій їм пустельній місцевості. Глушилки для супутникового сигналу були встановлені на низці важливих урядових об’єктів, зокрема на палаці Саддама Хусейна. Через деякий час американські солдати знайшли вихід із цього становища, і в наступних військових конфліктах для коригування ракетних і авіаударів вже використовували лазерні цілевказівники.
США та їхнім союзникам стало очевидно, що поряд з передовими супутниковими системами слід подбати і про наявність власних сучасних засобів протисупутникової боротьби, а також про розробку захисних доктрин, які б допомогли зберегти такі цінні орбітальні апарати від можливого виявлення та знищення протисупутниковою зброєю. Про найважливіші з них ми розповімо у наступній частині матеріалу, присвяченого історії військових супутників.
