9 апреля, 2008

СПРН: новые возможности

Поначалу было не вполне ясно, как поведут себя радиотехнические средства СПРН в условиях ракетно-ядерной войны, в частности, при осуществлении вероятным противником высотных ядерных взрывов.

В связи с этим в 1961-1962 гг. была проведена серия высотных ядерных взрывов (ВЯВ) в интересах разработки противоракетной обороны (т.н. операции "К"). Взрывы осуществлялись на высотах 300, 150 и 60 км. Эквиваленты боевых частей различались более чем на два порядка. Подрывы проводились непосредственно над средствами экспериментальной системы "А" (главный конструктор, член-корреспондент АН СССР Г. В. Кисунько), развернутой на полигоне Сарышаган.

Операции "К", общее научное руководство которыми осуществлял председатель Научно-технического совета ВПК академик А.Н. Шукин, позволили составить достаточно полное представление о функционировании радиоэлектронных средств в условиях ВЯВ и получить исходные данные для создания и развития систем РКО.

Рис. 1

Системы ракетно-космической обороны создаются в тот период в недрах Войск ПВО страны, причем эти системы и системы противосамолетной обороны выполняют свои задачи в различных высотных зонах (то есть действуют практически независимо).

Система ПРН является стратегической системой, информация которой используется при принятии решения на проведение ответных действий Вооруженных Сил, включая применение стратегических ядерных сил (СЯС) России. Статус системы ПРН закрепляется соответствующими внутригосударственными и международными правовыми актами. Преднамеренное нарушение функционирования системы ПРН со стороны иностранных государств является одним из источников внешней военной угрозы России и может расцениваться как акт подготовки к нанесению ракетного удара со стороны данных государств.

Основными требованиями к СПРН являются:

1) обеспечение глобального контроля всех возможных районов старта БР, направлений ракетно-ядерных ударов и определение страны-агрессора; 2) обнаружение существующих и перспективных типов БР на всех физически реализуемых траекториях их полета вне зависимости от изменяющихся внешних условий; 3) обеспечение достоверности информации предупреждения о ракетном нападении (высокая вероятность правильной классификации ракетно-ядерного удара при низкой частоте ложных тревог); 4) высокая помехозащищенность и определение факта преднамеренного помехового подавления системы и ее средств; 5) своевременное формирование информации предупреждения, достаточной для принятия решения на ответные действия, адекватные складывающейся обстановке. Кроме того, развитие системы предупреждения должно соответствовать существующим и прогнозируемым угрозам применения вероятным противником стратегических наступательных вооружений.

Для выполнения первого требования при строительстве системы в случае неуправляемых БР и их головных частей (ГЧ), которыми до сих пор оснащено подавляющее большинство ракет, необходимо зафиксировать из космоса излучения при их старте, а контроль направления удара свободного полета ракет в поле тяготения может быть осуществлен в барьерной зоне наземных РЛС СПРН. В самом деле, задача "прицеливания" БР сводится к решению двухточечной краевой задачи в гравитационном поле земного сфероида с учетом параметров конца активного участка, определяющих досягаемость стрельбы и торможения ГЧ при ее входе в атмосферу, причем последнее обстоятельство и обусловливает точность попадания в поражаемый объект. Эти факторы при траекторной обработке результатов измерений как раз и учитываются в боевых алгоритмах системы.

Уверенное обнаружение (второе требование) определяется не только характеристиками БР и средствами системы, но и параметрами среды распространения электромагнитных волн, с использованием которых извлекается информация о целях. В общем случае полезную информацию о цели не удается отделить от искажений, которые обусловлены средой распространения волн, зависящей от уровня ее возмущенности. Возмущения среды околоземного космического пространства (ОЗКП) - тропосферы, ионосферы и магнитосферы - могут возникать как за счет естественных причин (процессов на Солнце и солнечно-земных связей), так и при воздействии искусственных источников (высотных ядерных взрывов, мощных радиоволн и др.).

Обеспечение достоверности и помехозащищенности (третье и четвертое требования) при создании системы также в значительной степени определяются влиянием внешних условий функционирования СПРН. Так, наличие неоднородностей ионосферы и тропосферной турбулентности приводит к появлению рассеянных помех, к амплитудным и фазовым флуктуациям полезного сигнала, к искажению диаграмм направленности антенн, к возникновению дополнительных ошибок измерения координат и скорости целей. Все это приводит к запаздыванию обнаружения и захвата на сопровождение целей, к повышению уровня ложных тревог, а, в конечном итоге, к снижению достоверности информации предупреждения. Вместе с тем обнаружение преднамеренного помехового противодействия работе системы должно облегчать принятие решения о ракетном нападении боевым алгоритмом СПРН.

Своевременность же формирования информации предупреждения (пятое требование) обеспечивается рациональным построением космического эшелона системы, расположением группировки средств надгоризонтной локации на периферии страны и комплексным боевым алгоритмом СПРН принятия решения о ракетном нападении.

На основе этих положений в шестидесятых годах прошлого столетия началось создание системы предупреждения о ракетном нападении. В 1962 г. было принято решение о строительстве 10 РЛС "Днестр", разработанной возглавляемым академиком А. Л. Минцем Радиотехническим институтом, в районах Мурманска, Риги, Иркутска и Балхаша для раннего обнаружения ударов БР с территории США, акваторий Северной Атлантики и Тихого океана. В это же время в ЦНИИ "Комета" началась разработка космической системы УС-К, а в НИИ дальней радиосвязи - загоризонтной РЛС "Дуга" для обнаружения стартов БР с ракетных баз США, и в 1969 году было принято решение об их создании.

Распад СССР в начале 1990-х гг. повлек за собой критический период в развитии СПРН: более половины РЛС системы предупреждения оказались на территории других государств, значительная часть производственной базы осталась за рубежом, и резко сократилось финансирование, что привело к уменьшению числа КА системы УС-К. Не удалось сохранить РЛС "Дарьял-УМ" в Латвии, Украине и даже РЛС "Дарьял-У" в Енисейске, причем последняя РЛС была разрушена своими руками из-за якобы нарушения Договора по ПРО в результате односторонних уступок Соединенным Штатам. На развитие СПРН в этот период наложили свои отпечатки и другие подписанные договоры по ограничению стратегических вооружений (СНВ-1 и СНВ-2). Так, уничтожение разделяющихся ГЧ, которое составляло главное содержание СНВ-2, привело к разработке противником БР с системой ГЕМС.

В этих условиях принято решение основное внимание сосредоточить на развитии космического эшелона СПРН. С середины 1990-х гг. принята на вооружение первая очередь космической системы УСК-МО с КА типа 71Х6 на стационарной орбите. Более того, предложены технические разработки, в которых роль космического эшелона в решении общесистемных задач значительно возрастает. Помимо обнаружения старта ракет, для БР с системой ГЕМС предусматривается наблюдение работы двигателей 2-й и 3-й ступеней на активном участке, определение азимута стрельбы и предполагаемых точек падения, а также выдача информации для выбора режима работы средств надгоризонтной радиолокации.

В то же время развернуты работы по созданию нового поколения надгоризонтных РЛС - разнодиапазонных локаторов высокой заводской готовности (ВЗГ). Эти сравнительно недорогие станции предполагается разместить по периферии России. В 2003 г. принята на вооружение РЛС "Волга" на узле Барановичи. Вместе с тем, обеспечение гарантированного возмездия по данным СПРН в современных условиях, путем реализации ответных действий, влечет за собой повышение требований по живучести ее космического эшелона (особенно в условиях предварительной войны в космосе) и требований по обнаружению ядерных взрывов.

НОВЫЕ УГРОЗЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СИСТЕМЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ

В условиях распада СССР и стремления США к построению однополярного мира правящие круги последних проводят гибкую политику ядерного разоружения России: количественно-качественные параметры СЯС РФ подгоняют под реальные возможности своего боевого потенциала, заключая и сохраняя выгодные для себя международные договоренности, и одновременно, опираясь на свои финансовые и технологические возможности, создают новейшие образцы ударных и оборонительных вооружений.

В первую очередь это относится к созданию нового поколения термоядерного оружия, которое позволяет минимизировать экологические последствия его применения. Разрабатываются также для поражения высокозащищенных и сильнозаглубленных целей ядерные боеприпасы, проникающие перед взрывом в грунт.

Первостепенное внимание уделяется реализации новой глобальной системы разведки за счет объединения в единое целое средств ведения космической, воздушной, наземной и подповерхностной (подземной и подводной) разведок.

Средства доставки ядерного и неядерного оружия также непрерывно совершенствуются. Существующая триада стратегических ударных сил, включающая МБР, ПЛАРБ и СБА, сохраняет свою структуру, но ее ядерные вооружения, в соответствии с договоренностями об ограничении наступательных потенциалов, с имеющихся сейчас 6 тыс. ядерных зарядов будет сокращено примерно до 2 тыс., а остальные будут переведены в резерв. Существенная часть стратегического наступательного арсенала должна включать средства воздушного, морского и наземного базирования, способные наносить высокоточные удары.

Так, к концу 2007 г. в США осуществлено переоборудование первых двух атомных подводных лодок с БР (ПЛАРБ) типа "Огайо" (из запланированных четырех) в атомные подводные лодки-носители крылатых ракет (ПЛАРК), причем часть ПЛ специально спроектированы с учетом особенностей действий в прибрежных районах. Каждая ПЛАРК оснащается 154 крылатыми ракетами морского базирования (КРМБ) RGM-109Е с дальностью полета до 3 тыс. км, с точностью стрельбы КВО до 3-5 м. В ближайшем будущем ожидается появление новых типов средств нападения, таких как управляемые и маневрирующие боевые части БР, гиперзвуковые летательные аппараты, стартующие с воздушных или космических носителей. В недалекой перспективе (примерно в 2030 г.) следует ожидать появления суборбитальных средств, действующих в области высот от 30-40 до 120-150 км, которые способны маневрировать с орбиты в атмосферу и наоборот. Такое развитие средств нападения вероятного противника приведет к превращению воздушно-космического пространства в единую зону вооруженной борьбы не только по высотным, но и по скоростным параметрам средств ВКН.

Таким образом, договоры по ограничению стратегических вооружений (СНВ-1, СНВ-2), выход США из договора по ПРО (2002 г.), новая американская ядерная доктрина (2005 г.) и новая "национальная космическая политика США" (2006 г.) снижают порог стратегической стабильности, основанной на принципе сбалансированного устрашения, и приводят к появлению новых угроз безопасности российского потенциала ядерного сдерживания.

С военно-политической точки зрения создание воздушно-космической обороны является одним из важнейших факторов обеспечения стратегической стабильности и сдерживания вероятных противников от развязывания вооруженных конфликтов с применением как обычного, так и ядерного оружия, а, в конечном итоге, своевременного обеспечения руководства России достоверной информацией для принятия соответствующих решений. Приоритетным направлением начального этапа создания ВКО следует считать реализацию и отработку информационно-технического сопряжения средств РКО и ПРО на ТВД в интересах решения задачи обороны от ударов нестратегических ракет. Необходимо подчеркнуть, что появление новых угроз ставит СПРН при обеспечении ответно-встречных действий в весьма сложное положение.

Действительно, в случае организации боевого патрулирования ПЛАРК США в прибрежных акваториях арктических и восточных морей в зону досягаемости новых КРМБ попадают все позиционные районы РВСН и пункты базирования ракетных подводных крейсеров стратегического назначения. В этой связи следует вернуться к проблеме включения ЗГ РЛС в состав СПРН.

На наш взгляд, включение ЗГ РЛС (Чернобыль и Комсомольск-на-Амуре) в состав системы для контроля стартов БР с территории США в свое время было ошибочным.

Использование как скользящей, так и 2-х - 3-х скачковых мод распространения коротких волн в волноводе Земля-ионосфера в данном случае было энергетически неоправданно из-за прохождения трасс локации через неоднородные структуры овала полярных сияний. На рис. 1 для Чернобыля и Комсомольска-на-Амуре приведены возможные трассы локации КВ РЛС при слабом (а) и умеренном (б) уровнях геомагнитных возмущений ионосферы.

Однако при создании ВКО включение односкачковых ЗГ РЛС в СПРН, для сохранения ее стратегического статуса, не только возможно, но и необходимо с целью контроля районов патрулирования ПЛАРК в акваториях прибрежных морей. Кроме того, односкачковая ЗГ РЛС может являться источником информации не только о воздушных, но и о маневрирующих суборбитальных целях в волноводе Земля-ионосфера на дальностях 1-3,5 тыс. км от радиолокатора.

Естественно, что при этом должен быть доработан комплексный боевой алгоритм системы, в котором при обработке траекторных измерений и классификации целей при их движении необходимо учитывать не только гравитацию, но и сравнимую с ней силу (аэродинамическую или тягу двигателя), ответственную за маневр этих целей.

Необходимо особо остановиться на принципиальной роли алгоритмов принятия решений, реализуемых в СПРН. Так, по мнению американских специалистов, несмотря на менее качественные, чем в США системы наблюдения за космическим пространством, Россия, в ряде случаев, компенсирует ограниченность своей технологии и, используя передовые математические алгоритмы, получает приемлемые конечные результаты. Следует подчеркнуть важную роль алгоритмов обнаружения и идентификации тех или иных явлений и процессов, влияющих на принятие решений в СПРН и на направления ее развития, при возможном появлении новых угроз применения геофизического оружия.

В связи с существенным влиянием внешних условий и среды распространения радиоволн на функционирование СПРН военные специалисты основных стран НАТО исследуют методы активного воздействия (АВ) на ОЗКП, рассчитывая получить замаскированные под естественные явления виды воздействий, создающие неблагоприятные геофизические условия для работы российских средств системы.

Проводятся опыты по созданию искусственной "авроры" с помощью электронных пучков, эксперименты по изучению нелинейных процессов в ионосфере и магнитосфере при воздействии мощных радиоволн КВ-диапазона, операции, связанные с высотными ядерными взрывами и инжекцией в ОЗКП значительных масс нейтрального газа плазмообразующих и плазмогасящих составов. Естественно, что изучение этих процессов невозможно без создания разветвленной системы автоматизированных средств глобального контроля за окружающей средой.

В настоящее время одним из самых эффективных способов "модификации" ОЗКП является постановка высотных ядерных взрывов. При использовании противником превентивных ВЯВ для противодействия функционированию информационных средств системы ПРН излучается электромагнитный импульс (ЭМИ), а в атмосфере возникают ионизированные области, нарушающие нормальную работу РЛС системы (искажения, ослабление сигнала, отраженные, переотраженные и взаимные помехи). В США большое значение придается также использованию блокирующих ЯВ для поражения или значительного ухудшения точности МБР, участвующих в ответных действиях.

В процессе развития СПРН для борьбы с АВ (и в первую очередь с ВЯВ) необходимо совершенствование алгоритмов и реализация мероприятий, направленных на повышение достоверности обнаружения факта наличия данного противодействия, идентификацию источников его происхождения, оценку целевой направленности и ожидаемой степени негативного влияния на работу информационного средства. Требования к качеству разрабатываемых алгоритмов обнаружения искусственных возмущений - это равнопрочность, то есть характеристики их обнаружения не должны быть хуже, чем требуемое в системе предупреждения качество обнаружения целей, которые данное явление прикрывает.

Для изучения АВ, оказывающих существенное влияние на снижение характеристик информационных средств, нам представляется наиболее целесообразным использовать непосредственно сами средства и потенциальные возможности СПРН в целом, а не создавать специализированную систему глобального контроля за средой. Действительно, учитывая уникальность системы предупреждения как источника информации, получаемой в широком частотном диапазоне на достаточно разнесенных средствах наземного и космического эшелонов, обладающей развитой сетью передачи данных, мощными вычислительными центрами и развитой инфраструктурой, перспективным направлением является создание на основе СПРН геофизической службы, причем не только для изучения влияния различных АВ на средства системы, но и для решения ряда задач в хозяйственной деятельности страны (задач двойного назначения).

Обязательным условием допустимости использования средств системы в хозяйственных целях является, как минимум, сохранение качества решения ее основных задач. Более того, двойное использование, в нашем понимании, не просто не должно мешать выполнению основной задачи системы, но должно, как правило, повышать ее боевые возможности.

Так, например, дополнительное дооснащение космических аппаратов диагностическим комплексом "Матрица" не только позволяет регистрировать предвестники землетрясений, но и (при оснащении наземных средств приемниками ЭМИ) может использоваться для обнаружения превентивных и блокирующих ВЯВ с достаточно высокой вероятностью и приемлемым для СПРН уровнем ложных тревог. Возможная схема использования независимого канала обнаружения ВЯВ приведена на рис. 2.

Детальное изложение возможностей двойного использования СПРН предполагается в следующих номерах ВКО.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. В перспективной системе ВКО на новом витке развития СНС противника необходимо сохранить стратегический статус СПРН, создавая на базе ее КП единый контур управления.

2. Развитие СПРН должно происходить не только путем расширения возможностей ее информационных средств (в частности, средств загоризонтного обнаружения), но и за счет совершенствования ее комплексного боевого алгоритма.

3. Система ПРН должна решать свои основные задачи в условиях как естественных, так и искусственных возмущений околоземного космического пространства. Качество разрабатываемых алгоритмов обнаружения и идентификации искусственных возмущений, снижающих характеристики СПРН, должно быть не хуже, чем требования к обнаружению целей, которые данные явления прикрывают.

4. Двойное применение СПРН не только не должно мешать выполнению основных задач, но, как правило, повышать боевые возможности системы.

5. Следует совершенствовать взаимодействие СПРН и РКО в целом с разведывательными, а также обеспечивающими системами и службами (гелиогеофизической, обнаружения и засечки ядерных взрывов, планетарной защиты и др.).