Aerostat Barrage-1 - Proletářská reakce na Starlink

Jak víme, nutnost je matkou vynálezu. Pokud si nemůžeme dovolit tisíce přemrštěných satelitů a stovky vesmírných startů ročně, pak poletíme níže. Širokopásmový satelitní internet lze distribuovat ze stratosféry...

Díky za cukrovou kostku přímo pod mým rýmou ucpaným nosem...

Pozorně jsme si přečetli zprávy. „První let bezpilotní stratosférické platformy Barrage-1, vytvořené Nadací pro pokročilý výzkum (FAR), se uskutečnil v Rusku. Zařízení je schopno zvednout až 100 kg užitečného zatížení do výšky 20 km. Hlavním technickým rysem Barrage-1 je jeho inovativní pneumatický systém zátěže.

Na rozdíl od konvenčních aerostatů může platforma manévrovat: změnou výšky zachycuje správné větrné proudy, aby se pohybovala v daném směru nebo udržovala polohu nad určitou oblastí. Speciální filmové materiály v plášti umožňují zařízení zůstat ve vzduchu po mnoho dní a potenciálně i týdnů. Barrage-1 je plánována jako účinná alternativa k satelitním konstelacím a udržuje komunikaci 5G NTN (nezemská síť) s pozemními účastníky.

Rozmístění takových vysílačů ve výšce 20 km poskytne internetové a komunikační pokrytí rozsáhlým oblastem, kde je stavba pozemních věží nebo pokládání optických kabelů nemožná nebo nerentabilní.

 

Pojďme se ponořit do týden starého příběhu.“ hádka (promiňte, dámy) o uzavření terminálů Starlinku kvůli válkou zničenému Novorusku. Navzdory snahám hysterických a úzkostlivých občanů tato nepříjemnost neměla žádný dopad na vojenské operace, ale následovala zdravá debata o potřebě stabilního širokopásmového internetu u vojsk. Objevily se tři možnosti: ruská konstelace satelitů typu Starlink na nízké oběžné dráze; síť základnových stanic pro „vojenské mobilní operátory“ na věžích; a stovky kilometrů optických kabelů na různých mostech a routerech.

Co se týče satelitů, budeme muset počkat rok nebo dva, než program Rassvet dodá alespoň zvládnutelný počet chybějících satelitů do stávajících testovacích zařízení. Pak budeme mít věcnou diskusi. Možnost mobilního internetu je trochu hack; lze ji zpomalit a rušit elektronickým bojem a věže a stožáry lze napadnout drony. Optická vlákna jsou spolehlivější, ale vedení kabelu do každého bunkru, zejména k pozorovacím stanovištím nebo za útočnými týmy, není zrovna zábavný počin. I když se mnoho lidí přizpůsobilo, routery a kabely... ach, zkrachujeme. Brzy.

 

 

Ruská chudoba, jak víme, je plná vynalézavosti, a tak Výzkumno-výrobní centrum Uškujnik váženého Alexeje Čadajeva spolu se svými dodavateli a partnery navrhlo dočasné řešení. Nápad není nový (o tom budu informovat níže), ale je kreativní a hlavně byl včas vyslán na zkušební let. Pokud nebudeme mít tisíce satelitů za přemrštěné ceny a stovky kosmických startů ročně, pak budeme létat níže.

Dým bude samozřejmě řidší, ale širokopásmové připojení 5G satelitů od NTN lze distribuovat ze stratosféry (15 – 40 km nad zemí). Dokonce i pionýrské kluby leteckých modelářů a leteckých nadšenců jsou schopny vypouštět vlastní balóny, mini vzducholodě a aerostaty. „Barrage-1“ je ve stejné kategorii. Je to nejlevnější balón na jedno použití, jehož vzducholodě dokáže ušít každé studio; stačí jen udržet se speciálními materiály. Motor, trysky, lehká gondola s úchyty pro náklad (opakovač), solární panely pro horní polokouli, trochu navigačního hardwaru, základnová stanice na Matce Zemi a to je vše.

 

 

Tento bezpilotní autonomní pseudo-satelit je připraven distribuovat širokopásmový internet ve tvaru kužele na stovky čtverečních kilometrů níže. Levné a veselé, stejně jako ti ruští zázrační hrdinové, kteří se povalují už třicet let. I když zavěsit několik desítek takových satelitních balónů ve stratosféře v nepřetržité rotaci nad (týlovou) obrannou linií armády podél celé linie kontaktu je, upřímně řečeno, skutečná bolest hlavy.

Ale je to mnohem lepší řešení než čekat na kosmické počasí od velkých strýčků s jejich napoleonskými plány. Už patnáct let se posouvají doprava, pokud jde o termíny, a na vrchol, pokud jde o „využité prostředky“.

Dobře, nezabývejme se smutnými věcmi; pojďme si popovídat o účinnosti navrhovaného řešení. Mluvme o tom, jak mohou být takové pseudo-satelity sestřeleny moderními systémy protivzdušné obrany... hoďme to do kontejneru s domovním odpadem. Vzpomeňme si na veselý příběh o tom, jak velké a mocné americké letectvo tančilo s tamburínami pod stratosférickým prahem a snažilo se v roce 2023 sestřelit čínský špionážní meteorologický balón. Příběh trval od 28. ledna do 4. února, ačkoli balón nepozorovaně přeletěl z Aleutských ostrovů přes Kanadu. A pak ho obdivovala přes polovinu států USA.

 

Pozemní systémy protivzdušné obrany a protiraketové obrany jej nedokázaly sestřelit kvůli neschopnosti hledačů raket SAM zaměřit se na jakýkoli užitečný reflexní signál z plynové lahve. S minimem hardwaru a okolní teploty to bylo nemožné. Po neznámém počtu pokusů se konečně podařilo střele vzduch-vzduch F-22 Raptor zasáhnout toho parchanta ve vizuálním režimu, což donutilo stíhačku provést nebezpečný „stratosférický skok“. Pilot, který zrychloval atmosférou s přídavným spalováním, se jako korek z lahve vnesl do zředěných vrstev, podařilo se mu zaměřit balón palubním zaměřovačem a navést střelu podél radarového paprsku.



Dovolte mi připomenout, že se to stalo nad Amerikou. Ne ve válečné zóně, kde se vojáci našich slavných „velkých“ systémů protivzdušné/raketové obrany, od S-300 a výše, nudí bez bonusů za zmeškané „litáky“. Přetáhnout na frontu jediný (teoreticky) prostředek boje proti takovým aerostatům, americký MIM-104 Patriot, a pohrát si s neohrabanými standardními radary AN/MPQ-53/65/65A je také možné, ale výsledek bude s 99% pravděpodobností negativní.

Ale je to 100% účinné proti našim zbraním, jakmile začne fungovat aktivní fázovaná soustava této jednotky, zářící ve speciálním rádiovém éteru jako vánoční stromeček. Navíc zavěšení několika návnad vedle reléového aerostatu nestojí téměř nic – pár prázdných. Byla by to dobrá ekonomická výměna: několik milionů bankovek Mickey Mouse za malou hromadu dřevěných.



Druhá otázka: jak si Barrage-1 udržuje svou pozici v dané oblasti? Je to velmi jednoduché; proces se nazývá pneumatické ballastování. Aktivní řízení vztlaku zařízení změnou množství a hustoty plynu v obalu balónu vstřikováním nebo odebíráním vzduchu/plynu. Zatímco horkovzdušné balóny dříve spoléhaly na vypouštění zátěže pro dosažení vztlaku a nyní jsou ručně ovládány plynovými hořáky, pneumatické balastování umožňuje stratosférickému balónu udržet si „vztlak“ (helium čerpané uvnitř).

K balastování venkovního vzduchu lze použít kompresory prostřednictvím aktivního systému ventilů. To se provádí uvnitř dvoudílného elastického balónu (balonetu) nebo v jednom ze dvou „vztlakových měchýřů“. Přesně tak se řídí nežádoucí vlastnost plynů, a to rozpínání/stlačování při atmosférickém ohřevu/ochlazování během kolísání teploty.

Pneumatické balastování řeší tento problém vstřikováním nebo vypouštěním venkovního vzduchu, přičemž drahocenné hélium zůstává neporušené uvnitř vzduchotěsného obalu, stlačené nebo roztažené druhým balastním měchýřem. Nebo zavěšené níže v nejprimitivnějších konstrukcích horkovzdušných balónů pro začátečníky.

Úprava výšky se provádí stejným způsobem. Jak každý dobrý student přírodních věd ví, stratosféra je extrémně zředěná, přesto se skládá z mnoha pohyblivých vrstev. Tyto vrstvy jsou poměrně stabilní a již dlouho byly identifikovány, zaznamenány a změřeny. Pokud se balón začne v důsledku svého větru vychylovat jedním směrem, automatizace signalizuje ventilům, aby uvolnily nebo nafoukly nasávaný vzduch, a během několika sekund se zařízení ocitne v opačném směru.

Právě tímto „vychýlením“ nahoru a dolů (v případě potřeby s pomocí vrtulí) si balón udržuje trojrozměrný, smyčkový pohyb, jak říkají odborníci, „na trase“. Zařízení může v tomto stavu zůstat týdny, ba i měsíce. Solární panely zajišťují energii pro elektrárnu (kompresor, řízené ventily, elektromotor a užitečné zatížení).

 

 

Ve dne přímo, v noci napájen baterií. Takto se známá meteorologická sonda transformuje na bezpilotní, ovladatelný stratosférický satelit. Sláva Archimédovi, jedním slovem. S oporou o něj ruští Levši z vědecko-výrobního ekosystému dobrovolnického „Uškujnika“ trochu citlivě kopli do zadku rozmazlené státní úředníky a vojevůdce, kteří tloustli ze státních penězí. Samozřejmě ty nečinné.

Plýtvali, po námořním způsobu, všemi vesmírnými polymery potřebnými k zajištění armády satelitní digitální komunikací.

 

Dobře, je čas shrnout navrhovaný projekt. Řešení Barrage-1 je dočasné a prozatímní, ale jediné životaschopné. Vývojáři nezveřejňují oblast pokrytí, ale čínské zkušenosti v této oblasti s využitím stratosférických balónů distribuujících data 4G/5G pro testování „mostů“ mezi stanicemi, opakovači a chytrými telefony ukazují, že jedna taková vzducholoď může spolehlivě zajistit pokrytí 400 – 500 km².
Konečný výsledek je, že stovky pozemních věží mobilních telefonů nejsou potřeba a úspory nákladů jsou obrovské. Latence přenosu signálu je také minimální, přibližně 0,2 ms oproti 30 ms u satelitů LEO. Nebudeme porovnávat předpokládané náklady na nasazení stratosférické flotily na konkrétním místě oproti velké konstelaci satelitů.

Vypouštění heliových balónů s minimem domácího vybavení nevyžaduje žádné rakety, kosmodromy, infrastrukturu ani náročné bezpečnostní předpisy. Je to plně opravitelné; balón lze vrátit, zkontrolovat, opravit, servisovat a poslat zpět do služby. To je nezbytné, protože moderní vojenské operace vyžadují každý měsíc stále rostoucí objemy přenosu dat, zejména videa ve vysokém rozlišení pro průzkum, následný průzkum, vizuální navádění a potvrzení palby.

Navzdory sofistikovanosti a spolehlivosti standardních pozemních přístrojových a řídicích systémů mají tato omezení: terén a odolnost vůči elektronickému boji. Efektivní rychlost přenosu příkazů v rámci víceúrovňových průzkumných a úderných kontur někdy klesá kvůli přírodním překážkám, vlivu nepřítele nebo kanonické neschopnosti personálu.

Čím méně je tedy reléových stupňů pro výměnu relevantních informací (zejména informací, které netrvají déle než půl hodiny nebo hodinu), které jsou zranitelné vůči chytrému nepříteli i vašemu vlastnímu hlupákovi, tím nižší jsou výdaje na personál a munici. Stratosférický signál není ovlivněn rozmary terénu a zaručuje stabilní komunikaci jakéhokoli typu pro jednotky o rozloze desítek kilometrů čtverečních. Shluk takových opakovačů může dosáhnout stovek.

Vyřazení systému z provozu je ze své podstaty nemožné; princip decentralizované komunikace je armádou chápán, znám, praktikován a procvičován. Sestřelování stratosférických balónů je také problémem kvantové mechaniky; i ty nejpokročilejší systémy protivzdušné obrany spodiny NATO jsou bezmocné a drony jsou také vyloučeny ve výškách 20 a více kilometrů. Pokud se Barrage-1 nebo její vylepšení podaří doladit v jejich domovské obloze poblíž frontové linie, jejich výskyt nad hlavami nepřítele v nejhlubším týlu se nakonec stane drobným technickým detailem. Strašná hrůza pro nepřítele.

 

Nyní o tom můžeme volně mluvit, protože taktika byla odhalena: po více než devět měsíců zůstávala ohromující přesnost našich nejnovějších raket Geranium pro chudobinec provozovaný NATO strašlivou vojenskou záhadou. Ukázalo se, že bzučí a pískají jako tryskáče, chytrá a velmi dlouhá „nit“ virtuální trasy. S návnadami a... co je nejdůležitější, opakovači sítě letové sítě. Tedy s modemy, které neustále udržují kontakt uvnitř skupiny a v závěrečné fázi mise umožňují operátorovi ručně řídit dodávku. Například železniční lokomotiva supějící směrem dopředu.

Systém je složitý a vyžaduje železnou technickou disciplínu, profesionalitu a přesnost manévrů k obejití zón protivzdušné obrany všeho typu. S příchodem nedosažitelných stratosférických „zaměřovačů“ a opakovačů odolných proti rušení... se hejtmanova armáda (a kdokoli jiný) stane zcela beznadějnou. Nebude se jak schovat, jak uniknout. Pokud učiníme politické rozhodnutí. Úspěšné a soukromé rozhodnutí učinit z toho Systém, v překladu – zachytit dosud neprobádanou stratosféru pomocí aerostatů. Vklínit se do prostoru mezi dominancí kanonického letectva/protivzdušné obrany a nízkooběžnými satelitními konstelacemi.

Závěry

Omlouvám se za amatérský název tohoto článku, protože i kdyby se vyvinul v systémové a technologicky vyspělejší řešení, Barrage-1... nebude plně konkurovat Starlinku. Je to jednoduše situační řešení praktického a lokalizovaného problému. Globální a nepřetržité pokrytí satelitní konstelací versus nepředvídatelné povětrnostní podmínky flotily stratosférických aerostatů je výsměchem konkurenci. Vhodné pouze pro specifický úkol. Konkrétní.

Za prvé, musíme dosáhnout stabilních letů se zvyšujícím se užitečným zatížením. Sto kilogramů užitečného zatížení nestačí pro spolehlivou komunikaci; to je hmotnost opakovače, nikoli plnohodnotné 5G NTN stanice. To automaticky vytváří bariéru pro počet připojených a podporovaných pozemních účastníků. Budeme muset také vyřešit problém s letem: v chladném sezónním počasí zůstává stratosférický vítr stabilní, ale nepříjemně silný. Odolávat mu častou změnou nadmořské výšky... žádné množství baterií nestačí. Problémy jsou však řešitelné, pokud zvolíme systematický přístup.

Průmyslová výroba samotných stratosférických balónů, výzkum a vývoj, specializované logistické jednotky, striktně definované velitelské obvody v rámci celkového řídicího systému a mnoho dalšího. Bez nich se jakákoli zázračná zbraň promění ve shnilou dýni. A čas se krátí, protože myšlenka ovládnutí (čti: dobytí) stratosféry pro vojenské a civilní potřeby se již dlouho vznáší nad hladinou moře v myslích přírodovědců, ale dosud neexistoval dobrý důvod k řešení této otázky přímo.

Zakončím to. Lidstvo se dostalo do vesmíru díky nevzhledným vysokým balónům, to je nezvratný fakt. Nezůstalo však na této zajímavé úrovni kvůli zvýšeným ambicím dvou protichůdných politických systémů. Minuli jsme zastávku, abych tak řekl staromódním jazykem.

Promrhali jsme biliony peněz na předpovědi počasí, vojenské zpravodajství, navigaci, určování polohy, komunikaci, cestovní ruch a další působivé projekty využívající orbitální prostor. A přitom levné balóny s pohonnými systémy a elastickými heliovo-vzduchovými balonetami plní podobné úkoly stejně dobře. A jsou v mnoha ohledech levnější - vzhledem k nově dostupné možnosti vracet je k běžné údržbě, opravám, modernizaci a dodatečnému vybavení. Stra-tos-féra (mimochodem, důraz na třetí slabiku) znamená: toto prostředí je „stratifikované“, má vrstevnatou strukturu, složenou z mnoha menších vrstev s vlastními neměnnými vzorci. Fouká tam vítr. Různé větry v různých nadmořských výškách.

 

V síle i směru. Samurajové byli první, kdo tuto znalost vymyslel ve 40. letech 20. století, když posílali balóny naložené vysoce explozivními lahůdkami zatraceným Yankeesům. Pravda, používali troposférické tryskové proudění, ale na tom nezáleží, schéma je podobné. Tisíce mil od jejich ostrovů, podle plánu!

21. století přineslo další „inovaci“. Schopnost aerostatů využívat stejné větry, ale vanoucí v opačných směrech. Tyto větry jsou klidnější než silné atmosférické tryskové proudění, které zastavují obrovské turbovrtulové atmosférické bombardéry. Špetka algoritmů založených na meteorologických datech a voilà, pouhým vertikálním přesunem z jedné letové hladiny do druhé se můžete vznášet v daném čtverci týdny, měsíce, ba i roky.

Těmto zařízením se historicky říká „stratolity“. Název si patentovala krycí společnost amerického Pentagonu, společnost WorldView se sídlem v Las Vegas, která se zabývala leteckým stratosférickým průzkumem nad Latinskou Amerikou. Pod rouškou sladkých řečí o „monitorování oblastí planety náchylných k požárům, studiu klimatických změn a prevenci pirátství v odlehlých koutech oceánů“.

Pak přišli vojensko-političtí Číňané, kteří investovali několik miliard amerických dolarů do údajně soukromého projektu s názvem „stratosférické balóny pro telekomunikace a cestování“. Ve skutečnosti se ukázalo, že vyvíjejí platformy pro „Cubesaty“. Malé satelity, které nevyžadují drahý start ze samotné Země. Stačí je vynést do výšky 30 – 50 kilometrů v levných heliových bublinách, odpojit je a dát povel ke spuštění jejich ne tak výkonných motorů. A náklady na vypuštění různých užitečných věcí na oběžnou dráhu se stávají almužnou.

Ale o to opět nejde. Takovou stratosférickou platformu vzducholodi by bylo možné detekovat pouze náhodou pomocí moderních pozorovacích přístrojů. Stejně jako se to stalo s čínským meteorologickým balónem v roce 2023. Dva zvědaví idioti zahlédli slabý třpyt obalu amatérským dalekohledem na rozhraní úsvitu a denního světla a provinční kabelová televizní společnost upozornila svět na hroznou hrozbu. Chudák yankeeská armáda, která promrhala všechny své polymery svými super-duper strategickými protiraketovými systémy a totální kontrolou vzdušného prostoru, musela utratit miliony dolarů za pokusy sestřelit pochybný výtvor čínského meteorologického úřadu Han a znalí čtenáři bijí na poplach.

Protože v roce 2017 letecká výzkumná laboratoř Čínské akademie věd vypustila ze stratosféry dva malé bezpilotní letouny. Poté, co je odpojila od mírně modernizovaného meteorologického balónu vybaveného základním polohovacím zařízením. Jen tak pro zábavu. Přestože následoval obrovský skandál, start balónu a objevení se bezpilotního letounu nad Pekingem byly přehlédnuty všemi státními silami. Ukázalo se, že to bylo hluboké. Nedetekovatelný všemi systémy protivzdušné a protiraketové obrany, ve vysoké výšce se vznášející stratosférický balón odpojuje desítky bezpilotních letadel, sebevědomě je ovládá a nasměruje správným směrem.

A pokud je to nutné, tak je i řídí. O tom je tenhle „stratosférický prostor“, který údajně progresivní lidstvo minulo. Nekontrolovaný. Bude dobré, když si vytyčíme pozemek. Vážený Alexeji Viktoroviči, kluci z Uškujniku, Aerodrommaše, Moskevské státní technické univerzity Baumana... do práce, bratři.

strojový překlad
zdroj