تحتوي أفلام الخيال العلمي عن الفضاء على عنصر تعليمي ضعيف جدًا. في الأفلام ، يقود الطيارون الأقوياء ، أثناء المبارزات ، سفنهم الفضائية عبر الفضاء كما لو كانوا في الغلاف الجوي. يغيرون اللفة ويقومون بالانعطافات والحلقات والبراميل ، وأحيانًا يستخدمون انقلاب إميلمان - كما لو كانوا يعتمدون على جاذبية الأرض. هل هذا واقعي؟
لا.
في الواقع ، من المرجح أن يبدو القتال في الفضاء مختلفًا تمامًا. وبما أن المزيد والمزيد من المعدات تدخل إلى الفضاء ، وأن الصراعات في المستقبل ممكنة تمامًا ، فقد حان الوقت للتفكير: كيف سيبدو القتال في الفضاء في الواقع؟
قررت شركة الفضاء الجوي غير الربحية أن الوقت قد حان للنظر في هذه المسألة. تعاونت الدكتورة ريبيكا ريسمان من مركز سياسات واستراتيجيات الفضاء في شركة الفضاء الجوي مع زميلها جيمس ويلسون لكتابة ورقة بحثية عن حرب الفضاء. يطلق عليه " فيزياء حرب الفضاء: كيف تحد الديناميات المدارية من القتال في الفضاء ".
إذا كان يمكن الحكم على مستقبل الناس من خلال الماضي ، فإن عسكرة الفضاء ستستمر. رغم كل المحادثات والاتفاقيات حول الحاجة إلى الفضاء الخارجي السلمي. مع دخول المزيد من البلدان إلى الفضاء وبدأت المنافسة على الموارد في التسبب في مشاكل ، فقد حان الوقت لإضفاء الواقعية على منطق صراعات الفضاء.
هذا ما يحاول المؤلفون قوله في مقدمة عملهم. تناقش الولايات المتحدة وبقية العالم إمكانية استمرار الصراعات في الفضاء. من المهم اكتساب فهم عام لما سيكون ممكنًا عمليًا وعمليًا في هذا المجال. ترسم حلقات من Star Wars والكتب والمسلسلات التليفزيونية عالماً مختلفاً تماماً عما سنكون قادرين على رؤيته في الخمسين سنة القادمة ، وربما من حيث المبدأ - وكل ذلك بسبب قوانين الفيزياء ".
لم تكن هناك معارك في الفضاء حتى الآن ، لكن الأسلحة قيد الاختبار بالفعل. تعمل الصين على أسلحة مضادة للأقمار الصناعية ، وقد اختبرت أحد هذه الصواريخ. وكذلك الهند. تعمل روسيا أيضًا على أسلحة مماثلة ، والولايات المتحدة. في عام 1985 ، تمكنت الولايات المتحدة من تدمير أحد أقمارها الصناعية بصاروخ.
طائرة F-15A Eagleأطلق صاروخ ASM-135 خلال اختبارات عام 1985 ، مما أدى إلى تدمير القمر الصناعي Solwind P78-1
، وهذا ، بالتأكيد ، ليس سوى قمة جبل الجليد المرتبط بالصراعات المستقبلية في الفضاء. حتى الآن ، لم يشمل أي من هذه الاختبارات بشرًا داخل المركبة الفضائية. تقول الصحيفة أنه قد لا يكون ضروريًا أبدًا "ستجرى معارك الفضاء في العالم الحديث حصريًا بواسطة مركبات غير مأهولة ، والتي سيتم التحكم فيها من قبل مشغلين على الأرض ، وستشهد أيضًا قيودًا مرتبطة بفيزياء الحركة في الفضاء."
في الأيام الأولى لعصر الفضاء ، في ذروة الحرب الباردة ، تصورت القوى العظمى أن الصراعات في الفضاء ستكون إلى حد كبير امتدادًا للصراعات على الأرض. حتى أن اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية صمم محطات فضائيةبمدفع أوتوماتيكي HP-23 معدّل لصد هجمات رواد الفضاء الأمريكيين. لقد عملت الولايات المتحدة على نفس المنوال.
يقطن السوفييت محطة الفضاء "ألماظ" في جناح "كوزموس" في معرض الإنجازات الاقتصادية في موسكو. تم تصميم العديد من الأقمار الصناعية العسكرية والمحطات الفضائية في روسيا ، وكان من المقرر أن يتم تسليح بعضها بأسلحة آلية. تم تجاهل الفكرة لاحقًا باعتبارها باهظة الثمن.
ومع ذلك ، فإن التقدم التكنولوجي جعل من الممكن التخلي عن هذه المشاريع لصالح الأقمار الصناعية بدون طيار. ونتيجة لذلك ، تم تقليص كلا البرنامجين. وبدلاً من ذلك ، سمحت التحسينات في التكنولوجيا وأنظمة نقل البيانات بإنشاء أقمار صناعية قادرة على أداء وظائف عسكرية كان من المخطط مسبقًا وضعها على أكتاف رواد الفضاء. نفس التقدم يقع في صميم حياتنا الحديثة مع اتصال شامل ". الآن الأقمار الصناعية تهيمن على الفضاء ، والناس يعيشون فقط على محطة الفضاء الدولية.
هذا المستقبل موصوف في المقالة. في الخمسين عامًا القادمة ، سترتبط الصراعات الفضائية بالهجمات على الأقمار الصناعية. لكن لن تكون كل هذه الهجمات مباشرة وصريحة. يصف المؤلفون أربعة أهداف للهجوم الفضائي:
- لخداع العدو للعمل على حسابه.
- يعطل أو يضعف بشكل خطير قدرة العدو على استخدام المعدات الفضائية ، بشكل مؤقت أو دائم.
- تدمير القدرات الفضائية تماما للعدو.
- الدفاع ضد الهجمات المضادة ، سواء في الفضاء أو على الأرض.
الأقمار الصناعية تتحرك بشكل متوقع. يتحركون بسرعة ، ولكن من السهل التنبؤ بموقعهم المستقبلي وبالتالي يسهل اعتراضه في كثير من الحالات. يمكن لبعض الأقمار الصناعية تغيير ارتفاع المدار ، لكن ليس لديها قدرة حقيقية على المناورة ، فضلاً عن أنها وسيلة للتهرب من الهجوم.
"لوصف أساسيات الفيزياء التي تحد من الهجمات الفضائية ، تصف هذه الورقة خمسة مفاهيم رئيسية: الأقمار الصناعية تتحرك بسرعة وبشكل متوقع ، والمناورة ببطء. مساحة كبيرة من المهم جدًا اختيار اللحظة المناسبة ".
الطيران عبر الغلاف الجوي للأرض ليس بالأمر السهل ، ولكنه بديهي. ومع ذلك ، كل شيء مختلف في الفضاء ، وهذا ، بالمعنى الدقيق للكلمة ، ليس حتى رحلة. في غياب الغلاف الجوي والجاذبية ، كل شيء يتغير. كتب المؤلفون: "السفر في الفضاء سيكون غير بديهي بالنسبة لأولئك الذين اعتادوا الطيران في الغلاف الجوي للأرض ، ولديهم فرصة للتزود بالوقود".
ستخوض معارك فضائية بين الأقمار الصناعية ، ولن تتمكن من التزود بالوقود. الصورة: F-16 تزود بالوقود بواسطة KC-135 Stratotanker
سيتم التخطيط بعناية للتصادم في الفضاء وسوف تتكشف ببطء. الفضاء كبير ، ومن الصعب على مركبة فضائية الخروج من مسار يمكن التنبؤ به. بالإضافة إلى ذلك ، ستتطلب الهجمات في الفضاء دقة كبيرة ، لأن المركبات الفضائية والأسلحة الأرضية لن تكون قادرة على مهاجمة هدف في الفضاء إلا بعد حسابات معقدة ". لن يكون هناك طيارون عملياتيون جاهزون للانفجار والإقلاع بسرعة. ستكون معركة الأقمار الصناعية في الفضاء أشبه بتمرين رياضي.
"الفيزياء تفرض حدودها الخاصة على ما يحدث في الفضاء. فقط من خلال إتقانها ، يمكنك حل قضايا أخرى - كيفية القتال ، والأهم من ذلك ، متى ولماذا تشن حربًا في الفضاء "، كتبوا.
من السهل التنبؤ بمدار القمر الصناعي لأن السرعة والارتفاع والشكل كلها مرتبطة ببعضها البعض. في الارتفاعات المنخفضة ، يضغط الغلاف الجوي على الأقمار الصناعية. علاوة على ذلك ، فإن الأرض ليست كرة مثالية. ومع ذلك ، يمكن أخذ كل هذه العوامل في الاعتبار أثناء الهجوم. "للابتعاد عن المدار الثابت ، تحتاج الأقمار الصناعية إلى استخدام المحرك للمناورة. وهذا ما يميزها عن الطائرات التي تستخدم الهواء في المناورات - لن يعمل هذا الخيار في فراغ الفضاء ".
| ارتفاع | سرعة | فترة | |
|---|---|---|---|
| المدار الأرضي المنخفض | 160-2000 كم | 7-8 كم / ثانية | 1.5-2 ح |
| مدار الأرض الأوسط | 2000 - 35000 كم | 3-7 كم / ثانية | 2-23.5 ساعات |
| المدار المتزامن مع الأرض | 35786 كم | 3 كم / ثانية | 24 ساعة |
| مدار إهليلجي مرتفع | متغير | 1.5-10 كم / ثانية | 12-24 ساعة |
في معركة الفضاء ، حتى حجم الفضاء نفسه يجب أن يؤخذ في الاعتبار. هناك حوالي 200 تريليون كيلومتر مكعب من الفضاء بين مدار الأرض المنخفضة والمدار الثابت بالنسبة للأرض. هذا هو 190 ضعف حجم الأرض. "
لذلك ، فإن تتبع الأقمار الصناعية في مثل هذا الحجم من الفضاء سيكون أمرًا صعبًا ، خاصة وأن بعضها مصمم خصيصًا ليكون من الصعب اكتشافه. صعب ولكنه ليس مستحيلاً - توجد الأقمار الصناعية بانتظام. وبما أنها ليست سهلة المناورة ، فبمجرد تحديد مدار القمر الصناعي ، يسهل تتبع مساره.
يعني الحجم الهائل للمساحة أيضًا أن معظم المعارك الفضائية ستكون قصيرة العمر. لا يتوقع المبارزات. "الفضاء رائع ، لذا فإن معارك الفضاء لن تستمر طويلًا وبفاعلية. إما أن يكون تغييرًا قصيرًا وقويًا في سرعة الجهاز لتحقيق تأثير سريع ، أو تغيير طويل وتدريجي لتفاعل صغير أو مستمر ".
يتطلب تغيير السرعة الوقود ، لكن معظم الأقمار الصناعية لا تملك القدرة على تغيير السرعة ، بينما خيارات أخرى محدودة للغاية.
"قد يستغرق مشغلو القمر الصناعي المهاجم عدة أسابيع لنقله إلى الموضع المطلوب. خلال هذا الوقت ، قد تتغير الظروف التي كان من الضروري بسببها تنفيذ الهجوم أو موضوع الهجوم نفسه ". وإذا لم يتمكن القمر الصناعي المدافع إلا قليلاً من تغيير مساره استجابةً لذلك ، فقد لا يمتلك المهاجم السعة أو الوقود الكافي لضبط مساره بشكل صحيح للاعتراض.
يشير المؤلفون أيضًا إلى الأهمية القصوى لاختيار التوقيت المناسب. حتى لو تمكن القمر الصناعي المهاجم من دخول مدار الهدف ، فليس هناك ما يضمن أنه سيتمكن من الاقتراب منه بدرجة كافية.
يقول التقرير: "غالبًا ما تتطلب طبيعة الصراع نظامي أسلحة متنافسين للاقتراب من بعضهما البعض". يستخدم المؤلفون أمثلة مع حاملة طائرات ، والتي تحتاج إلى الاقتراب من الهدف ، ومع المقاتلات النفاثة التي تحتاج إلى الاقتراب. وينطبق الشيء نفسه على الأقمار الصناعية.
"من السهل جدًا إحضار قمرين صناعيين إلى نفس الارتفاع في نفس المستوى (على الرغم من أن الأمر يستغرق وقتًا وتعديلات السرعة). لكن هذا لا يعني أنهم سينتهي بهم الأمر في نفس المكان. من الضروري أيضًا أن تتزامن في الطور - نقطة على المسار المداري. نظرًا لأن الارتفاع والسرعة مرتبطان ، فإن مهمة إحضار قمرين صناعيين إلى مكان واحد ليست بديهية ". هذا يتطلب توقيت دقيق وإعداد دقيق.
الأقمار الصناعية تغير موقعها في المدار باستخدام مناورات الطور. مع زيادة الارتفاع ، يتباطأ القمر الصناعي ويتحرك ، كما كان ، للخلف بالنسبة إلى المدار والارتفاع السابقين. لذلك يمكن لقمر صناعي اللحاق بالآخر.
يناقش المؤلفون أيضًا طريقة أخرى للتقارب مع مصادفة المستوى المستهدف. يقوم القمر الصناعي بمحاذاة مستواه المداري مع المستوى المستهدف. نتيجة لذلك ، يتمتع المهاجم بميزة في تحديد وقت الاجتماع. يوضح المؤلفان: "بدون إجراء مناورات تهديد في وقت مبكر جدًا ، يمكن أن يبدو المهاجم غير ضار ، بينما ينتظر اللحظة المثلى للهجوم".
كل هذه المناورات لا تسير بسرعة. "فيزياء الفضاء تملي هجمات بطيئة في الفضاء. وتحتاج الأقمار الصناعية إلى المناورة لعدة أيام ، إن لم يكن لأسابيع أو شهور ، للوصول إلى وضع يمكنهم فيه القيام بشيء ما ". ولكن يمكنك أن تفعل ذلك.
وعندما يكون كل شيء جاهزًا للاعتراض ، "هناك العديد من الفرص لمقاربة سريعة للهدف".
هناك قيود طبيعية على مناورة الأقمار الصناعية في مدار أرضي منخفض. من ناحية أخرى ، يمكن لبعض مناورات الطور إرسال قمر صناعي إلى الغلاف الجوي ، حيث يحترق. من ناحية أخرى ، قد يذهب بعيدًا جدًا عن مدار الأرض المنخفض ، إلى حزام إشعاع الأرض . لذلك ، فإن قدرة القمر الصناعي على المناورة محدودة.
إذا أجرى القمر الصناعي مناورة طور مباشرة ، وتغيير السرعة بمقدار 115 م / ث ، فسيعود إلى الغلاف الجوي للأرض ويحترق. إذا أجرى مناورة طور عكسي ، غير السرعة بمقدار 350 م / ث ، فسوف يسقط في منطقة إشعاع عالي.
لا تغير الأقمار الصناعية في المدارات المستقرة بالنسبة إلى الأرض موقعها بالنسبة إلى الأرض ، لذلك في هذه الحالة ستكون ميكانيكا الهجوم والدفاع مختلفة. لكن بشكل عام ، لا تزال هناك قيود. المناورة في الفضاء تستغرق وقتًا وطاقة ، بغض النظر عن نوع المدار.
ومع ذلك ، فإن المدارات والقدرة على المناورة ليست كل ما يتم تناوله في المقالة.
يناقش المؤلفون أنواع الهجمات المحتملة. تصف المقالة الاصطدامات والقذائف والتداخل الإلكتروني. كل نوع يتطلب اعتباراته الخاصة والتدريب.
يناقش المؤلفون أيضًا عواقب الهجمات الناجحة - تنشأ صعوبات مع ظهور الحطام. يمكنهم إتلاف الأقمار الصناعية الأخرى العشوائية ، على وجه الخصوص ، الأقمار الصناعية الخاصة بالمهاجم ، أو تلك التي تنتمي إلى الجانب المحايد. كانت هناك ثلاث هجمات ناجحة على الأقمار الصناعية: واحد من قبل الصين وواحد من قبل الولايات المتحدة وواحد من قبل الهند. يعرض المؤلفون الرسوم البيانية للأجزاء من كل منهم.
مقارنة كثافة الشظايا على ارتفاعات مختلفة كدالة للوقت بعد تدمير الهدف. أجريت الاختبارات الصينية على ارتفاع أعلى بكثير (856 كم) ، ولهذا استمرت الأجزاء لفترة أطول.
سحابة الحطام مباشرة بعد الهجوم تبين أنها كثيفة وتنتشر بسرعة في الفضاء. على الرغم من أن كثافته تنخفض بسرعة ، إلا أن الحطام ينتقل بعيدًا ولا يزال خطيرًا.
سحابة من الحطام بعد المحاكمات الهندية في 2019-5 ، 45 ، 90 دقيقة بعد الهجوم وأيضًا بعد 1 و 2 و 3 و 6 أيام.
تشير المقالة بوضوح إلى جميع الصعوبات التي تنشأ أثناء المعارك الفضائية ، واختلافها الجسيم عن المعارك الجوية. ومع ذلك ، بقيت بعض الأسئلة المهمة خلف الكواليس.
ماذا يحدث إذا قررت دولة ما أن هجومًا يتم إعداده على أقمارها الصناعية؟ لن تقف مكتوفة الأيدي ، بل ستنتقل إلى الاتهامات والتهديدات وربما الانتقام على الأرض. يمكن أن يكون الهجوم الفضائي نقطة البداية لحرب برية أخرى.
ونتيجة لذلك ، يمكن أن يبدأ سباق تسلح في الفضاء ، حيث تتنافس البلدان في الإنفاق على أسلحة الفضاء والتكنولوجيات الأخرى. سيؤدي هذا إلى إجهاد موارد العالم بشكل خطير ، والذي يحتاج إلى التركيز على حل مشكلة تغير المناخ.
كيف ستنتهي؟ حرب في المدار؟ الحرب على القمر؟ حرب على المريخ؟ متى تعود الإنسانية إلى رشدها وتتوقف؟
ربما في يوم من الأيام ستندلع حرب نهائية ينتهي بعدها كل هذا. لكن من غير المرجح أن يحدث هذا في الخمسين سنة القادمة. وإذا كانت هناك حرب في هذا الوقت ، فمن الممكن أن تشارك الأقمار الصناعية فيها ، وستبدو معاركهم كما وصفها المؤلفون: ببطء وحكمة وحذر.