宇宙での現実的な戦闘はどのようになりますか？

宇宙に関するサイエンスフィクション映画は、教育的要素が非常に弱いです。映画では、タフなパイロットが決闘の最中に、まるで大気中にいるかのように宇宙船を宇宙に導きます。彼らはロールを変え、ターン、ループ、バレルを作り、時には彼らは地球の重力に依存しているかのようにインメルマンクーデターを使用します。それは現実的ですか？



番号。



実際、宇宙での戦闘は完全に異なって見える可能性があります。そして、ますます多くの機器が宇宙に侵入し、将来の衝突がかなり起こり得るので、考える時が来ました：宇宙での戦いは実際にどのように見えるでしょうか？



非営利のAerospaceCorporationは、今がこの問題を検討する時期であると判断しました。 AerospaceCorporationの宇宙政策戦略センターのDr.Rebecca Reesmanは、同僚のJames Wilsonと協力して、宇宙戦闘のトピックに関する研究論文を執筆しました。それは「宇宙戦争の物理学：軌道力学が宇宙での戦闘をどのように制限するか」と呼ばれています。



人々の未来を過去から判断できれば、宇宙の軍事化は続くでしょう。平和な宇宙空間の必要性についてのすべての話し合いと合意にもかかわらず。より多くの国が宇宙に参入し、資源をめぐる競争が問題を引き起こし始めているので、宇宙紛争についての推論に現実感を与える時が来ました。



これは、著者が彼らの作品の紹介で言おうとしていることです。 「米国とその他の国々は、宇宙への紛争が続く可能性について話し合っています。この分野で物理的に可能で実用的なことを一般的に理解することが重要です。スターウォーズのエピソード、本、テレビシリーズは、今後50年間で見ることができるものとはまったく異なる世界を描いています。おそらく原則として、すべて物理法則によるものです。」



宇宙での戦闘はまだありませんが、武器はすでにテストされています。中国は反衛星兵器に取り組んでおり、そのようなミサイルの1つをテストしました。インドもそうです。ロシアも同様の武器に取り組んでおり、米国も同様です。 1985年に、米国はロケットで衛星の1つを破壊することに成功しました。





飛行機F-15Aイーグル1985年のテスト中にASM-135ロケットを打ち上げ、Solwind P78-1衛星を破壊しました。



これは確かに、将来の宇宙紛争に関連する氷山の一角にすぎません。これまでのところ、これらのテストはいずれも宇宙船内の人間を対象としていません。論文はそれが決して必要ではないかもしれないと言っています。 「現代世界での宇宙戦は、地上のオペレーターによって制御される無人車両によってのみ行われ、宇宙での動きの物理学に関連する制限も経験します。」



宇宙時代の初期、冷戦の最盛期には、宇宙での紛争は主に地球上の紛争の延長であると超大国は想像していました。 USSRは宇宙ステーションも設計しましたアメリカの宇宙飛行士の攻撃を撃退するために改造されたHP-23自動大砲が搭載されています。米国も同様の方法で活動してきました。





モスクワで開催された経済成果展のパビリオン「コスモス」にあるソビエト居住宇宙ステーション「アルマズ」。ロシアではさまざまな軍事衛星や宇宙ステーションが設計されており、そのうちのいくつかは自動兵器で武装することが計画されていました。アイデアは後で高すぎるとして破棄されました。



しかし、技術の進歩により、これらのプロジェクトを放棄して無人衛星を支持することが可能になりました。「その結果、両方のプログラムが削減されました。代わりに、技術とデータ伝送システムの改善により、以前は宇宙飛行士に委託することが計画されていた軍事機能を実行できる衛星の作成が可能になりました。同じ進歩が私たちの現代生活の中心にあり、あらゆるつながりが広がっています。」現在、衛星が宇宙を支配しており、人々はISSにのみ住んでいます。



この未来は記事で説明されています。今後50年間で、宇宙紛争は衛星への攻撃に関連するでしょう。しかし、これらの攻撃のすべてが直接的かつ明示的であるとは限りません。著者は、宇宙攻撃の4つのターゲットについて説明しています。

• 敵をだまして自分の不利益をもたらすように行動させること。
• 一時的または恒久的に、宇宙機器を使用する敵の能力を混乱させるか、深刻に損なう。
• 敵の宇宙能力を完全に破壊します。
• 宇宙と地球の両方で反撃から身を守る。

衛星は予想通りに動きます。それらは素早く動きますが、それらの将来の位置は予測しやすく、したがって多くの場合傍受しやすいです。一部の衛星は軌道の高度を変更できますが、実際の操作性はなく、攻撃を回避する方法もありません。



「宇宙攻撃を制限する物理学の基礎を説明するために、このペーパーでは5つの重要な概念について説明します。衛星は迅速かつ予測可能に移動し、ゆっくりと移動します。スペースが大きい。適切な瞬間を選択することは非常に重要です。」



地球の大気中を飛ぶのは簡単ではありませんが、直感的です。しかし、すべてが空間で異なり、これは厳密に言えば、飛行でさえありません。雰囲気と重力がない場合、すべてが変わります。 「宇宙を旅することは、地球の大気を飛ぶことに慣れていて、燃料を補給する機会がある人にとっては直感に反するでしょう」と著者は書いています。





宇宙戦は衛星間で戦い、給油は機能しません。写真：KC-135ストラトタンカーが給油したF-16



「宇宙衝突は慎重に計画され、ゆっくりと展開されます。スペースが広く、宇宙船が予測可能な進路から抜け出すのは困難です。さらに、宇宙船と地上兵器は複雑な計算を行った後にのみ宇宙の標的を攻撃できるため、宇宙での攻撃には高い精度が必要になります。」爆破してすぐに離陸する準備ができているパイロットの運用要員はいないでしょう。衛星の宇宙戦は、数学の練習のようになります。



「物理学は、宇宙で起こることに独自の制限を課します。それらを習得することによってのみ、他の問題を解決することができます-戦う方法、そしてさらに重要なことに、宇宙で戦争をする時期と理由」と彼らは書いています。



速度、高度、形状はすべて関連しているため、衛星の軌道は簡単に予測できます。低高度では、衛星は大気によってブレーキがかけられます。さらに、地球は完璧なボールではありません。ただし、攻撃時にはこれらすべての要素を考慮に入れることができます。「確立された軌道から逸脱するには、衛星はエンジンを使用して操縦する必要があります。これは、操縦に空気を使用する飛行機とは区別されます-そのようなオプションは、宇宙の真空では機能しません」と彼らは書いています。







宇宙戦では、空間の大きさ自体も考慮に入れる必要があります。 「低地軌道と静止軌道の間には約200兆立方キロメートルの空間があります。これは地球の190倍の体積です。」



したがって、特にそれらのいくつかは検出が困難になるように特別に設計されているため、そのようなボリュームの空間で衛星を追跡することは困難です。難しいですが、不可能ではありません-衛星は定期的に見つかります。また、操作性が低いため、衛星の軌道が決まれば、その軌跡を簡単にたどることができます。



スペースのボリュームはまた、ほとんどのスペースバトルが非常に短命であることを意味します。決闘は予想されていません。 「宇宙は素晴らしいので、宇宙の戦いは長く活発に続くことはありません。迅速な効果を達成するための装置の速度の短くて強い変化、または小さなまたは一定の相互作用のための長くて段階的な変化のいずれかです。」



速度を変更するには燃料が必要ですが、ほとんどの衛星には速度を変更する機能がありませんが、他の衛星には非常に限られたオプションしかありません。



「攻撃している衛星のオペレーターが希望の位置に移動するまでに数週間かかる場合があります。この間、状況が変化する可能性があるため、攻撃を行う必要があったか、攻撃の対象そのものでした。」また、防御側の衛星がそれに応じて軌道をわずかに変更できる場合、攻撃者は傍受のために経路を適切に調整するのに十分な容量または燃料を持っていない可能性があります。



著者らはまた、適切なタイミングを選択することの極めて重要性を指摘しています。攻撃している衛星がターゲットの軌道に入ることができたとしても、それがターゲットに十分に近づくことができるという保証はありません。



「紛争の性質上、2つの競合する武器システムを近づける必要があることがよくあります」と報告書は述べています。著者は、ターゲットに接近する必要がある航空機運搬船と、接近する必要があるジェット戦闘機の例を使用します。同じことが衛星にも当てはまります。



「2つの衛星を同じ平面内の同じ高度に移動するのは非常に簡単です（時間と速度の調整が必要ですが）。しかし、これは彼らが同じ場所に行き着くという意味ではありません。また、位相を一致させる必要があります-軌道軌道上の点。高度と速度は関連しているため、2つの衛星を1か所に集める作業は直感的ではありません。」これには、正確なタイミングと注意深い準備が必要です。





衛星は、位相操作を使用して軌道上の位置を変更します。高度が上がると、衛星は減速し、いわば前の軌道と高度に対して後方に移動します。したがって、ある衛星が別の衛星に追いつくことができます。



著者はまた、ターゲットとの収束の別の方法、つまり平面の一致についても説明しています。衛星は、軌道面をターゲット面に揃えるように操作します。その結果、攻撃者は会議時間を設定するという利点があります。 「脅迫的な操作を早すぎることなく、攻撃者は攻撃するのに最適な瞬間を待っている間、無害に見える可能性があります」と著者は説明します。



これらの操作のすべてがすぐに進むわけではありません。 「宇宙物理学は、宇宙でのゆっくりとした攻撃を指示します。衛星は、何かを行うことができる位置に到達するために、数週間または数か月ではないにしても、数日間操縦する必要があります」と彼らは書いています。しかし、あなたはそれを行うことができます。



そして、すべてが傍受の準備ができたら、「ターゲットにすばやくアプローチする機会はたくさんあります」。



低地球軌道での衛星の操縦には自然な制限があります。一方では、いくつかのフェーズ操作は衛星を大気中に送り、そこで燃え尽きる可能性があります。一方で、それは地球の低い軌道から離れすぎて、地球の放射帯に入る可能性があります。したがって、衛星の操縦性は制限されます。





衛星が115m / sの速度で直接位相操作を実行すると、地球の大気に戻り、燃焼します。彼が逆相操作を実行し、速度を350 m / s変更すると、彼は高放射のゾーンに陥ります。



静止軌道にある衛星は地球に対する相対的な位置を変えないので、この場合、攻撃と防御のメカニズムは異なります。しかし、一般的に、制限は残っています。軌道の種類に関係なく、宇宙での操縦には時間とエネルギーがかかります。



ただし、この記事で取り上げているのは、軌道と操作性だけではありません。



著者は、考えられる攻撃の種類について説明します。この記事では、衝突、発射物、電子干渉について説明しています。それぞれのタイプには、独自の考慮事項とトレーニングが必要です。



著者はまた、成功した攻撃の結果についても議論します-破片の出現で困難が生じます。それらは他のランダムな衛星、特に攻撃者自身の衛星、または中立側に属する衛星に損害を与える可能性があります。衛星に対する攻撃は3回成功しています。1回は中国、1回は米国、もう1回はインドです。著者は、それらのそれぞれからのフラグメントのグラフを示しています。







ターゲットの破壊後の時間の関数としての異なる高さでのフラグメントの密度の比較。中国のテストははるかに高い高度（856 km）で行われたため、断片が長持ちしました。



攻撃直後の破片雲は密集していて、すぐに空間に広がります。その密度は急速に低下しますが、破片は遠くに移動し、それでも危険です。





2019年のインドの裁判後の破片の雲-攻撃後5、45、90分、および1、2、3、6日後。



この記事は、宇宙戦で発生するすべての困難と、空中戦との深刻な違いを明確に示しています。しかし、いくつかの重要な質問が舞台裏に残っていました。



国がその衛星への攻撃が準備されていると決定した場合はどうなりますか？彼女はぼんやりと座ることはありませんが、代わりに告発、脅迫、そしておそらく地球上の報復に移ります。宇宙攻撃は、別の地上戦争の出発点になる可能性があります。



その結果、宇宙兵器やその他の技術への支出を競う国々で、宇宙兵器の競争が始まる可能性があります。これは、気候変動の問題の解決に焦点を合わせる必要がある世界の資源に深刻な負担をかけるでしょう。



それはどのように終わりますか？軌道上での戦争？月の戦争？火星との戦争？人類はいつその感覚に達し、止まるのでしょうか？



おそらくいつか最終戦争が起こり、その後すべてが終わるでしょう。しかし、これは今後50年間で発生する可能性は低いです。そして、この時点で戦争が起こった場合、衛星がそれに参加する可能性があり、彼らの戦いは著者が説明したようにゆっくり、慎重にそして注意深く見えるでしょう。