22 января, 2010

Первый эшелон СПРН

Это было необходимо для того, чтобы своевременно довести до руководства страны информацию о ракетно-ядерном ударе со стороны противника для принятия решения о нанесении ответно-встречного или ответного ядерного удара по агрессору.

Осознание каждой из сторон, что в случае, если она даже первой нанесет удар, все равно возмездие будет неотвратимо, как раз и лежало в основе стратегического сдерживания.

Виктор Порфирьевич МИСНИК родился 26 мая 1948 г. в Черниговской области. Окончил Московский физико-технический институт в 1972 г. Доктор технических наук, профессор. Является автором 350 научных трудов. Генеральный директор – генеральный конструктор Федерального государственного унитарного предприятия «Ордена Трудового Красного Знамени Центральный научно-исследовательский институт «Комета». Заведующий кафедрой «Космические информационные системы» МФТИ и руководитель учебного центра из трех кафедр Московского государственного института радиотехники, электроники и автоматики. Лауреат Государственной премии Российской Федерации.
Фото: Михаил Ходаренок

Далее в рамках ретроспективного подхода будут рассмотрены системы раннего обнаружения стартов МБР и БРПЛ – «Око» и «Око-1», а также затронуты вопросы дальнейшего совершенствования и развития космических информационно-управляющих и разведывательных систем и возрастания их роли в обеспечении стратегического сдерживания.

Космическая система раннего обнаружения стартов МБР первого поколения – «Око»

По инициативе командования Войск ПВО в 1965 г. КБ-1 (ОКБ-41) была поручена разработка технических предложений по оценке возможностей создания космической системы, обеспечивающей раннее обнаружение стартов баллистических ракет. Такую систему предполагалось использовать как первый эшелон СПРН.

Космическая система должна была обеспечивать непрерывный контроль и обнаружение одиночных, групповых и массового стартов МБР в течение многих лет и выдавать с высокой достоверностью такие данные, как время старта, его координаты и количество стартовавших ракет.

Обнаружение стартующих МБР и определение параметров их траекторий предполагалось осуществлять по результатам наблюдения излучения факела двигательной установки (ДУ) ракеты на активном участке траектории ее полета в инфракрасном диапазоне оптического спектра с помощью бортовой аппаратуры обнаружения (БАО), размещаемой на космическом аппарате (КА). Передаваемая с КА информация должна была обрабатываться на наземном командном пункте (КП) и по каналам системы передачи данных (СПД) поступать на КП СПРН. При этом интервал времени от момента фактического старта МБР до выдачи информации на КП СПРН должен был составлять единицы минут.

Принцип действия системы

Первый этап научных исследований заключался в изучении фоновой и целевой обстановки (ФЦО), проектировании оптических систем и высокочувствительных фотоприемных устройств, способных в условиях космоса обнаруживать сигналы стартующих ракет, разработке алгоритмов, позволяющих из большого потока информации выделять полезные сигналы на фоне помех, и поиске многих других новых решений.

С этой целью по постановлению Правительства СССР в 1970 г. был создан межведомственный научно-технический координационный совет по изучению фонов и факелов (МНТКС). Председателем совета был назначен член-корреспондент АН СССР Мирошников М. М. – директор ГОИ им. С. И. Вавилова. Следует заметить, что сегодня МНТКС после многих лет забвения возрожден и успешно функционирует при ФГУП «ЦНИИ «Комета».

Кроме того, в короткие сроки в Сосновом Бору под Ленинградом был создан комплексный моделирующий стенд, в котором в условиях, приближенных к космическим, могли проходить светотехнические испытания различные типы бортовой аппаратуры обнаружения.

Начались широкомасштабные натурные наземные, самолетные, аэростатные и космические (в том числе с участием космонавтов) измерения ФЦО. В результате трех лет упорного труда впервые были разработаны принципы обнаружения стартов ракет с низких орбит. Однако для непрерывного контроля заданного района необходимо было иметь в орбитальной группировке не менее 50 КА, что было нереальным.

В то же время по указанию начальника ОКБ-41, главного конструктора Савина А. И., была создана межведомственная инициативная группа по исследованию возможности создания БАО, способной обнаруживать факелы двигательной установки МБР с дальности примерно 40 тыс. км, что позволило бы перейти к ограниченной высокоорбитальной группировке КА.

В результате интенсивной работы группы в достаточно короткий срок была научно и инженерно-технически обоснована возможность создания бортовой аппаратуры с интегральным методом фотопреобразования (БАО ТВ-типа). Несколько позже с участием главного конструктора ЦКБ «Геофизика» Хорола Д. М. аналогичный результат был получен в отношении бортовой аппаратуры с дифференциальным методом фотопреобразования (БАО ТП-типа).

Одновременно с решением проблемы чувствительности бортовой аппаратуры обнаружения разрабатывались вопросы системотехнической увязки всех средств системы. Результаты этой работы нашли свое отражение в первом эскизном проекте (ЭП) системы с группировкой в составе 8-9 КА, расположенных на высокоэллиптических орбитах. Выработка основных требований к системе по качеству обнаружения (вероятности правильного и ложного обнаружения одиночных и групповых целей, накрытию районов мест запуска МБР, помехозащищенности, точности определения параметров траекторий МБР и коэффициента готовности средств системы) происходила в тесном взаимодействии с заказывающим управлением Минобороны под руководством Ненашева М. И. и 2 ЦНИИ МО.

На основании рассмотрения результатов ЭП в Минобороны 5.8.1969 г. были утверждены тактико-технические требования (ТТТ) на создаваемую систему. Постановлением Правительства СССР в 1969 г. были определены головная организация – МКБ «Стрела» (ОКБ-41, далее ЦНИИ «Комета») и кооперация предприятий-соисполнителей.

Дальнейшее развитие событий имело драматический характер. Привлеченные к работе НИИ Академии наук СССР дали на ЭП отрицательное заключение, подписанное шестью академиками. В нем ставилась под сомнение возможность выделения сигнала от факела ДУ ракеты на фоне собственных шумов БАО при дальности примерно 40 тыс. км.

В конечном итоге Савину А. И. совместно с Бабакиным Г. Н. (генеральный конструктор НПО им. С. А. Лавочкина) удалось добиться принятия решения о проведении ряда натурных работ по экспериментальной проверке правильности предложенных в ЭП технических решений при сохранении темпов создания высокоорбитальной системы.

В сентябре 1972 г. с космодрома Плесецк был запущен первый экспериментальный спутник с двумя вариантами экспериментальной бортовой аппаратуры обнаружения (ТВ- и ТП-типов). Эту дату можно считать днем рождения системы обнаружения стартов МБР первого поколения.

На апогейном участке высокоэллиптической орбиты КА с трехосной ориентацией непрерывно отслеживал заданный район земной поверхности. В ходе эксперимента БАО ТВ-типа был уверенно зафиксирован сигнал от факела ДУ стартовавшей с космодрома Плесецк отечественной ракеты 8К78.

Космический аппарат системы «Око»

Выведенный в ноябре 1973 г. на высокоэллиптическую орбиту второй экспериментальный КА обнаружил старты нескольких отечественных РН и МБР одновременно двумя типами БАО.

Получив реальные данные по ФЦО, разработчики усовершенствовали БАО и запущенный в июне 1974 г. третий КА 24 декабря 1974 г. с помощью БАО ТВ-типа обнаружил старт с Западного ракетного полигона США МБР «Минитмен-1» и произвел сопровождение всего активного участка траектории ее полета.

Экспериментальные пуски продолжались. Были изготовлены и запущены еще два КА – в январе 1975 г. на высокоэллиптическую и в октябре 1975 г. на геостационарную орбиты. Полным ходом шло проектирование и изготовление штатных средств системы.

Серьезную проблему представляла не имевшая аналогов разработка бортового комплекса управления КА, обеспечивающего наведение БАО на заданный район и выполнение циклограммы работы бортовых средств при длительном автономном функционировании КА без передачи с командного пункта команд управления.

Сложные задачи были решены разработчиками при создании наземных средств системы. Наземный КП состоял из четырех станций приема информации и передачи команд; вычислительного комплекса (ВК) обработки информации (на базе ЭВМ М-10) и вычислительного комплекса управления (на базе ЭВМ МСМ-У); комплексов средств приема, регистрации и обработки телеметрической информации; средств оперативно-командной связи и передачи данных; комплекса документирования; системы электропитания; вспомогательных средств, обеспечивающих поддержание температурно-влажностного режима.

Создание системы потребовало многих лет интенсивной работы многотысячных коллективов ученых, инженеров и рабочих самых различных специальностей. Только к разработке бортовых средств КА было привлечено более 50 конструкторских бюро и заводов.

В октябре 1976 г. первый КА, оборудованный по штатной схеме, был запущен на высокоэллиптическую орбиту. Главными задачами его испытаний были: установить соответствие полученных тактико-технических характеристик (ТТХ) КА требованиям технического задания и отработать программно-алгоритмическое обеспечение управления (ПАО-У) и программно-алгоритмическое обеспечение обработки информации (ПАО-О).

К моменту запуска ПАО-У КА было достаточно хорошо отработано с использованием различного рода имитаторов.

К сожалению, ПАО-О потребовало существенных доработок. Спасти положение удалось благодаря разработке цифровой имитационной модели входного воздействия реального времени, включающей в себя имитаторы ФЦО (в динамике ее изменения), БАО ТВ- и ТП-типов, КА и радиолинии сброса информации «Борт-Земля». Модель получила название ЦИМИТ (цифровая имитационная модель информационного тракта).

Не менее сложной оказалась проблема обеспечения устойчивости и непрерывности функционирования средств КП. Для ее решения был (впервые в мировой практике) реализован межмашинный обмен между тремя ЭВМ в составе вычислительного комплекса и создана сложная система функционального допускового контроля состояния КА и наземных средств. Это позволило при сравнительно невысоких показателях надежности каждой из ЭВМ, входящей в состав ВК, добиться высоких показателей по непрерывности и устойчивости функционирования средств КП в целом.

В течение 1977-1978 гг. орбитальная группировка КА наращивается до полного состава. Система ведет практически непрерывный контроль 9 ракетных баз в северном полушарии. В конце 1978 г. всеми членами Государственной комиссии подписывается итоговый акт испытаний, в котором рекомендовано принять систему раннего обнаружения стартов МБР первого поколения «Око» на вооружение.

В 1979 г. вышло постановление Правительства СССР о принятии системы в опытную эксплуатацию, а 31.12.1982 г. приказом Министра обороны система была переведена в режим боевого дежурства в составе СПРН. Ее аппаратура, алгоритмы и программы были отработаны на самом высоком научно-техническом уровне, а базовые характеристики существенно превосходили (особенно в части интенсивности потока ложных тревог) характеристики аналогичной американской космической системы первого поколения «IMEWS».

В 1981 г. за успешное завершение работ по созданию системы «Око» многие сотрудники ЦНИИ «Комета» были удостоены государственных наград. Хлибко В. Г. и Литовченко Ц. Г. были присвоены звания лауреатов Ленинской премии, а Савину А. И., Крохину В. В., Васченку Б. А., Давыдову Г. В., Мялику А. Н., Подлесному В. А., Синельщикову В. В., Черешневу Н. Т. и др. – звания лауреатов Государственной премии.

Огромную роль в проведении и успешном завершении Государственных испытаний системы первого поколения «Око» сыграли энергия, настойчивость, целеустремленность и высочайший профессионализм руководства и сотрудников заказывающего управления, командования и офицеров эксплуатирующих войсковых частей, испытателей 45 ЦНИИ МО. Среди них начальник заказывающего управления, председатель Государственной комиссии по испытаниям генерал Ненашев М. И, его заместитель генерал Гаврилин Е. В., командующий войсками РКО генерал Вотинцев Ю. В., командующие армией генералы Стрельников В. К. и Родионов Н. И., представители военной науки Ерохин Ю. Г., Курланов А. Д., Скребушевский Б. С. и др. Все они были удостоены высоких государственных наград.

В процессе эксплуатации системы «Око» продолжались работы улучшению ее ТТХ. В результате в 1985 г. состав системы пополнился орбитальной группировкой КА на геостационарной орбите (ГСО). А уже в 1986 г. инициативной группе специалистов ЦНИИ «Комета» удалось доработать комплексный алгоритм обнаружения и перевести систему на наблюдение на фоне пригоризонтной Земли не только в ночных, но и в дневных условиях. Благодаря этому произошло существенное возрастание показателей однократного и двукратного накрытия контролируемых районов.

Наконец, в 2002 г. была произведена последняя модернизация системы. Был осуществлен перевод орбитальной группировки КА на так называемые беззасветочные орбиты, что позволило практически полностью исключить детерминированные потери, обусловленные солнечными засветками БАО, и обеспечить гарантируемое наблюдение контролируемых ракетных полигонов вероятного противника.

Создав систему, которая по своему замыслу и техническому исполнению явилась одной из самых совершенных в СССР, конструкторы приступили к разработке глобальной системы обнаружения стартов баллистических ракет с континентов, морей и океанов следующего поколения.

Глобальная система обнаружения стартов МБР и БРПЛ второго поколения – «Око-1»

С размещением баллистических ракет не только в наземных и шахтных пусковых установках, но и на подводных лодках развернулись работы по созданию новой системы обнаружения стартов МБР и БРПЛ с континентов и акваторий Мирового океана, являющейся дальнейшим развитием системы «Око». В 1979 г. Министром обороны СССР было утверждено тактико-техническое задание (ТТЗ) на космическую систему глобального обнаружения стартов баллистических ракет «Око-1».

Головная роль по разработке космической системы второго поколения была сохранена за ЦНИИ «Комета» (генеральный конструктор Савин А. И., главными конструкторами системы в разное время были Хлибко В. Г., Власко-Власов К. А., Давыдов Г. В., Бычков A. M., Алешин А. Л.).

За разработку ракетно-космического комплекса отвечало НПО им. С. А. Лавочкина, а за разработку БАО – ГОИ им. С. И. Вавилова (ТП-типа) и ВНИИТ (ТВ-типа).

Главной проблемой создания системы была разработка БАО с близким к глобальному полем зрения при наблюдении стартов ракет на фоне Земли. Это потребовало создания специального светосильного крупногабаритного космического телескопа и реализации специальных мер по исключению перегрузки матрицы фотоприемников при наблюдении освещенной Солнцем Земли.

БАО ТП-типа с крупногабаритным космическим телескопом была создана в сравнительно короткие сроки. Ее испытания на комплексном моделирующем стенде в Сосновом Бору показали практически полное удовлетворение требованиям технического задания.

Широкопольная БАО ТВ-типа по замыслу должна была иметь более высокие обнаружительные характеристики, благодаря тому, что в ее состав была введена замкнутая принудительная система глубокого охлаждения. По смелости и новизне конструкторских решений БАО ТВ-типа не имела аналогов в мировой практике космического приборостроения.

Вторая проблема создания системы заключалась в том, что вычислительные средства канала обработки при практически глобальном поле зрения должны были иметь существенно большие быстродействие и объем памяти (на два порядка), чем у создававшихся в тот момент универсальных ЭВМ.

Реализацию задачи обработки специнформации и формирования типовых сообщений (ТС) было решено осуществлять постадийно. Сначала на специализированном быстродействующем вычислителе производилась первичная обработка входного потока информации (с быстродействием приблизительно 450 млн. логических операций в сек), затем на второй стадии на универсальных многопроцессорных вычислительных комплексах «Эльбрус» выполнялась траекторная обработка и, наконец, на третьей стадии на вычислительном комплексе ВК-3700 формировались и передавались на КП СПРН типовые сообщения. Оригинальную разработку специализированного вычислителя МВР-01 и вычислительного комплекса ВК-3700 выполнил своими силами ЦНИИ «Комета».

Для повышения точностных характеристик системы потребовалось создание нового бортового комплекса управления космическим аппаратом на геостационарной орбите.

Силами ЦНИИ «Комета» был также создан широкополосный радиоизмерительный управляющий комплекс (РИУК).

По исходному замыслу для непрерывного контроля всех ракетоопасных район ов Земного шара были спроектированы орбитальная группировка, включающая КА как на геостационарной, так и на высокоэллиптической орбитах, и два командных пункта – Западный и Восточный.

Разработка и изготовление средств командных пунктов шли достаточно успешно. Разработка алгоритмов и программ осуществлялась по трем основным направлениям: обработка специнформации (ПАО-О), обработка телеметрической информации (ПАО-ТМ) и управление КА и системой в целом (ПАО-А и ПАО-У). Впервые в отечественной практике на борту КА был применен сбоеустойчивый аппаратурно-программный ВК, допускающий оперативную корректировку программ по данным, передаваемым с КП системы.

Объем программного обеспечения для всех вычислительных средств системы составлял десятки миллионов команд, что по тем временам было неимоверно много.

В целом система представляла собой сложный многофункциональный комплекс бортовых и наземных средств, разнесенных на большие расстояния и увязанных единой системой управления. В этой связи ввод в строй системы предполагалось провести в несколько этапов: ввод в строй Западного КП, запуск КА на геостационарную орбиту для проведения летных испытаний и наблюдения за западными районами Земли; ввод в строй Восточного КП и запуск КА на геостационарную орбиту для наблюдения за восточными районами и затем Западного КП в полном составе с формированием орбитальной группировки штатного состава, в том числе и на высокоэллиптических орбитах.

После выхода в 1985 г. постановления Правительства СССР строительство Западного и Восточного КП пошло быстрыми темпами. Без опоздания поставлялась и аппаратура. Коррективы внесла начавшаяся в стране перестройка, которая существенно осложнила работу и сдвинула сроки создания системы, возникли серьезные ограничения в финансировании ОКР. Тем не менее, в 1990 г. были полностью закончены работы по монтажу и настройке аппаратуры объектов, изготовлены первые опытные летные КА, отработаны штатные программы обработки специнформации и управления. Все это позволяло приступить к летно-конструкторским испытаниям.

14 февраля 1991 г. по намеченной программе был запущен на геостационарную орбиту первый КА с БАО ТП-типа.

Разработчики и члены комиссии пережили шок от первого включения БАО. Все замерли от удивления, увидев на экране индикатора в цветном изображении освещенную Солнцем Землю с континентами, морями и океанами. Бортовая аппаратура и все средства системы работали надежно. Далее началась будничная, рутинная работа по доводке средств и системы в целом.

Первый КА просуществовал на орбите достаточно длительное время и дал очень важный экспериментальный материал, необходимый для уточнения и юстировки ряда параметров БАО, в частности, границ оптимального спектрального оптического фильтра.

В декабре 1992 г. был запущен второй КА. С его помощью были получены убедительные статистические данные по характеристикам системы, проведено большое количество экспериментов и измерений, а также обнаружений запусков отечественных и зарубежных МБР и ракет-носителей.

В июле 1994 г. был запущен еще один КА. Теперь, работая с тремя КА, испытатели заканчивали оценку системных характеристик. Летно-конструкторские испытания перешли в стадию Государственных испытаний. Подводили итоги испытаний ученые и специалисты 1 НИЦ 4 ЦНИИ МО РФ: Завалий В. Н., Скребушевский Б. С., Аксенов О. Ю. Шестихин В. И., Салтанов П. Я. и др.

Исключительно активно действовали начальник главного штаба РВСН Перминов А. Н., заместитель командующего РВСН по РКО Смирнов В. М., командующий армией Соколов А. В., начальник направления Главного оперативного управления Генштаба ВС РФ Поповкин В. А. и др.

Большую помощь в создании системы и ее составных частей, в решении сложных организационных и технических проблем оказывало руководство Главного управления заказов и поставок вооружений и военной техники Войск противовоздушной обороны.

В кратчайшие сроки был выпущен итоговый акт Государственных испытаний и 25 декабря 1996 г. Указом Президента Российской Федерации система первого этапа была принята на вооружение.

За создание системы первого этапа большое число специалистов промышленности и военнослужащих было награждено высокими государственными наградами, удостоено Государственной Премии РФ и Премии Правительства РФ. Среди них: Савин А. И., Мисник В. П., Власко-Власов К. А., Давыдов Г. В., Синельщиков В. В., Фролов В. Б., Люхин А. В., Войтик В. Л., Бодин В. В., Алешин А. А., Бычков А. М., Бобров В. Ю., Гапон В. А., Друшляков В. И., Колнауз А. К., Харитонов В. М. и др.

В 1998 г. было завершено создание Восточного командного пункта, и система второго этапа в составе Западного и Восточного командных пунктов прошла все виды испытаний. Восточный КП был поставлен на опытное дежурство, а в 2002 г. – введен в эксплуатацию в составе системы «Око-1».

Дальнейшее совершенствование и развитие космических информационно-управляющих и разведывательных систем и возрастание их роли в обеспечении стратегического сдерживания

В ближайшей перспективе прогнозируется дальнейшее возрастание роли военно-космической деятельности в вопросах стратегического сдерживания. Это обусловлено значительными изменениями геополитической и военно-стратегической обстановки в мире, пересмотром взглядов на характер будущих войн с учетом новых способов ведения военных действий, в том числе способов боевого применения средств воздушно-космического нападения (СВКН).

В войнах XXI века (как в их начальный период, так и в войне в целом) все возрастающую роль будут играть системы высокоточного оружия в обычном оснащении, которые приобретают свойства стратегического оружия. Прежде всего, это относится к крылатым ракетам большой дальности.

В ближайшем будущем ожидается появление новых типов средств нападения, таких как управляемые и маневрирующие боевые блоки, гиперзвуковые летательные аппараты, специальные космические платформы с ударными средствами, обладающих высокой точностью и эффективностью поражения объектов. Важной особенностью разрабатываемых ударных средств является их повышенные возможности по преодолению систем противовоздушной и противоракетной обороны, что требует при борьбе с ними не только обнаружения факта старта, но и получения данных по траекторным параметрам их полета, характеристикам боевого оснащения.

Существенное значение имеет также геополитический фактор. После распада СССР и Организации стран Варшавского договора к границам России существенно приблизился североатлантический альянс (НАТО). Прогрессирующими темпами идет распространение ракет и ракетных технологий и оружия массового поражения в странах Ближнего, Среднего Востока и Азиатско-Тихоокеанского региона, возрос конфликтный потенциал вблизи границ Российской Федерации.

Все это свидетельствует о качественном расширении угроз безопасности Российской Федерации в воздушно-космической сфере в сравнении с 1990-ми гг. Это обстоятельство существенным образом меняет требования к космическим информационно-управляющим и разведывательным системам. Оценивая возможности разработки перспективных космических систем, которые обеспечат выполнение всего комплекса стоящих задач, необходимо отметить, что системы «Око» и «Око-1» разрабатывались изначально как «открытые» информационные системы, т. е. способные к дальнейшему совершенствованию без изменения их базовых принципов построения.

Это означает, что внедрение новых технологий и прогрессивных конструкторских решений дает возможность расширить функции систем и повысить их вклад в обороноспособность страны.

С учетом современных экономических и военно-политических условий, в которых оказалась Россия, в настоящее время уточнены концепции дальнейшего развития и совершенствования созданных систем. В их основу были положены четыре базовых принципа: интеграция (объединение) функций, унификация средств, оптимизация кооперации предприятий-разработчиков и эволюционная модернизация.

В соответствии с изложенными принципами предусматривается: создание КА различного назначения на основе единой унифицированной космической платформы и модульного принципа конструирования, внедрение межспутниковых лазерных линий связи, сетецентрического метода построения телеметрического контроля средств системы, широкое применение аналитико-статистического компьютерного моделирования составных частей и системы в целом в целях разработки, испытаний и доопытной оценки ТТХ системы.

Оценивая возможности и перспективы проводимых сегодня научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, можно говорить о том, что, используя богатейший опыт недалекого прошлого и достижения последних лет, оборонно-промышленный комплекс России способен создать самые современные космические информационно-управляющие и разведывательные системы в интересах обеспечения стратегического сдерживания.