Les films de science-fiction sur l'espace ont une composante éducative très faible. Dans les films, des pilotes coriaces, lors de duels, mènent leurs vaisseaux spatiaux dans l'espace comme s'ils étaient dans l'atmosphère. Ils changent de roulis, font des virages, des boucles et des tonneaux, utilisent parfois le coup d'Immelman - comme s'ils dépendaient de la gravité de la Terre. Est-ce réaliste?
Non.
En fait, le combat dans l'espace est susceptible d'être complètement différent. Et comme de plus en plus d'équipements pénètrent dans l'espace et que les conflits à l'avenir sont tout à fait possibles, il est temps de réfléchir: à quoi ressemblera réellement le combat dans l'espace?
La Société aérospatiale à but non lucratif a décidé que le moment était venu d'examiner cette question. Dr. Rebecca Reesman du Center for Space Policy and Strategy de l'Aerospace Corporation a collaboré avec son collègue James Wilson pour rédiger un document de recherche sur la guerre spatiale. Il s'intitule «La physique de la guerre spatiale: comment la dynamique orbitale limite le combat dans l'espace ».
Si l’avenir des peuples peut être jugé par le passé, la militarisation de l’espace se poursuivra. Malgré tous les pourparlers et accords sur la nécessité d'un espace extra-atmosphérique pacifique. Alors que de plus en plus de pays pénètrent dans l'espace et que la concurrence pour les ressources commence à causer des problèmes, il est temps de donner du réalisme au raisonnement sur les conflits spatiaux.
C'est ce que les auteurs essaient de dire dans l'introduction de leur travail. «Les États-Unis et le reste du monde discutent de la possibilité de poursuivre les conflits dans l'espace. Il est important d'acquérir une compréhension générale de ce qui sera physiquement possible et pratique dans ce domaine. Des épisodes de Star Wars, des livres et des séries télévisées peignent un monde complètement différent de celui que nous pourrons voir dans les 50 prochaines années, et peut-être en principe - et tout cela à cause des lois de la physique.
Il n'y a pas encore eu de batailles dans l'espace, mais les armes sont déjà en cours de test. La Chine travaille sur des armes antisatellites et a testé un de ces missiles. L’Inde aussi. La Russie travaille également sur des armes similaires et les États-Unis. En 1985, les États-Unis ont réussi à détruire l' un de leurs satellites avec une fusée.
Avion F-15A Eaglea lancé une fusée ASM-135 lors d'essais en 1985, qui a détruit le satellite Solwind P78-1,
et ce n'est, à coup sûr, que la pointe de l'iceberg associée aux conflits futurs dans l'espace. Jusqu'à présent, aucun de ces tests n'a impliqué des humains à l'intérieur du vaisseau spatial. Le journal dit que cela ne sera peut-être jamais nécessaire. "Les batailles spatiales dans le monde moderne seront menées exclusivement par des véhicules sans pilote, qui seront contrôlés par des opérateurs au sol, et connaîtront également des limitations associées à la physique du mouvement dans l'espace."
Au début de l'ère spatiale, au plus fort de la guerre froide, les superpuissances envisageaient que les conflits dans l'espace seraient en grande partie une extension des conflits sur Terre. L'URSS a même conçu des stations spatialesavec un canon automatique HP-23 modifié à bord pour repousser les attaques des astronautes américains. Les États-Unis ont travaillé dans le même esprit.
Station spatiale habitée soviétique "Almaz" dans le pavillon "Cosmos" à l'exposition des réalisations économiques à Moscou. Divers satellites militaires et stations spatiales ont été conçus en Russie, dont certains devaient être armés d'armes automatiques. L'idée a ensuite été écartée car trop chère.
Cependant, les progrès technologiques ont permis d'abandonner ces projets au profit des satellites sans pilote. «En conséquence, les deux programmes ont été réduits. Au lieu de cela, les améliorations de la technologie et des systèmes de transmission de données ont permis la création de satellites capables d'exécuter des fonctions militaires qui étaient auparavant prévues pour être placées sur les épaules des astronautes. Le même progrès est au cœur de notre vie moderne avec une connexion omniprésente. " Désormais, les satellites dominent l'espace et les gens ne vivent que sur l'ISS.
Cet avenir est décrit dans l'article. Au cours des 50 prochaines années, les conflits spatiaux seront associés à des attaques de satellites. Mais toutes ces attaques ne seront pas directes et explicites. Les auteurs décrivent quatre cibles pour l'attaque spatiale:
- Tromper l'ennemi en agissant à son propre détriment.
- Perturber ou altérer gravement la capacité de l'ennemi à utiliser l'équipement spatial, temporairement ou définitivement.
- Détruisez complètement les capacités spatiales de l'ennemi.
- Défendez-vous contre les contre-attaques, tant dans l'espace que sur Terre.
Les satellites se déplacent de manière prévisible. Ils se déplacent rapidement, mais leur emplacement futur est facile à prévoir et donc facile à intercepter dans de nombreux cas. Certains satellites peuvent changer l'altitude de l'orbite, mais ils n'ont pas de réelle maniabilité, ainsi qu'un moyen d'échapper à une attaque.
«Pour décrire les principes fondamentaux de la physique limitant les attaques spatiales, cet article décrit cinq concepts clés: les satellites se déplacent rapidement et de manière prévisible, et manœuvrent lentement; l'espace est grand; il est très important de choisir le bon moment. "
Voler dans l'atmosphère terrestre n'est pas facile, mais intuitif. Cependant, tout est différent dans l'espace, et ce n'est même pas la fuite à proprement parler. En l'absence d'atmosphère et de gravité, tout change. "Voyager dans l'espace sera contre-intuitif pour ceux qui sont habitués à voler dans l'atmosphère terrestre et qui ont une chance de faire le plein", écrivent les auteurs.
Des batailles spatiales se dérouleront entre les satellites et vous ne pourrez pas faire le plein. Photo: F-16 ravitaillé par KC-135 Stratotanker
«Les collisions spatiales seront soigneusement planifiées et se dérouleront lentement. L'espace est vaste et il est difficile pour un vaisseau spatial de sortir d'un chemin prévisible. De plus, les attaques dans l'espace exigeront une grande précision, car les engins spatiaux et les armes au sol ne pourront attaquer une cible dans l'espace qu'après des calculs complexes. » Il n'y aura pas de personnel opérationnel de pilotes prêts à exploser et à décoller rapidement. La bataille spatiale des satellites ressemblera davantage à un exercice de mathématiques.
«La physique impose ses propres limites à ce qui se passe dans l'espace. Ce n'est qu'en les maîtrisant que vous pouvez résoudre d'autres problèmes - comment combattre et, plus important encore, quand et pourquoi mener une guerre dans l'espace », écrivent-ils.
L'orbite d'un satellite est facile à prévoir car la vitesse, l'altitude et la forme sont toutes liées. À basse altitude, les satellites sont freinés par l'atmosphère. De plus, la Terre n'est pas une balle parfaite. Cependant, tous ces facteurs peuvent être pris en compte lors d'une attaque. «Pour dévier de l'orbite établie, les satellites doivent utiliser le moteur pour manœuvrer. Cela les distingue des avions qui utilisent l'air pour les manœuvres - cette option ne fonctionnera pas dans le vide de l'espace », écrivent-ils.
| la taille | La vitesse | Période | |
|---|---|---|---|
| Orbite terrestre basse | 160 à 2000 km | 7 à 8 km / s | 1,5 à 2 heures |
| Orbite de la Terre du Milieu | 2000 à 35 000 km | 3 à 7 km / s | 2 à 23,5 heures |
| Orbite géosynchrone | Environ 35 786 km | 3 km / s | 24 heures |
| Orbite elliptique haute | Variable | 1,5 à 10 km / s | 12 à 24 heures |
Dans une bataille spatiale, même le volume de l'espace lui-même doit être pris en compte. «Il y a environ 200 trillions de kilomètres cubes d'espace entre l'orbite terrestre basse et l'orbite géostationnaire. C'est 190 fois le volume de la Terre. "
Par conséquent, suivre des satellites dans un tel volume d'espace sera difficile, d'autant plus que certains d'entre eux sont spécialement conçus pour être difficiles à détecter. Difficile, mais pas impossible - des satellites sont régulièrement trouvés. Et comme ils ne sont pas très maniables, une fois l'orbite du satellite déterminée, sa trajectoire est facile à suivre.
Le volume de l'espace signifie également que la plupart des batailles spatiales seront de très courte durée. Aucun duel n'est prévu. «L'espace est génial, donc les batailles spatiales ne dureront pas longtemps et activement. Soit ce sera un changement court et fort de la vitesse de l'appareil pour obtenir un effet rapide, soit un changement long et progressif pour une interaction faible ou constante. "
Changer de vitesse nécessite du carburant, mais la plupart des satellites n'ont pas la capacité de changer de vitesse, tandis que d'autres ont des options très limitées.
«Les opérateurs du satellite attaquant peuvent mettre plusieurs semaines à le déplacer vers la position souhaitée. Pendant ce temps, les conditions pour lesquelles il était nécessaire de mener l'attaque, ou l'objet de l'attaque lui-même, peuvent changer. " Et si le satellite en défense ne peut que légèrement modifier sa trajectoire en réponse, alors l'attaquant peut ne pas avoir suffisamment de capacité ou de carburant pour ajuster correctement sa trajectoire pour l'interception.
Les auteurs soulignent également l'extrême importance de choisir le bon moment. Même si le satellite attaquant peut entrer sur l'orbite de la cible, rien ne garantit qu'il pourra s'en approcher suffisamment.
"La nature du conflit exige souvent que deux systèmes d'armes concurrents se rapprochent", indique le rapport. Les auteurs utilisent des exemples avec un porte-avions, qui doit s'approcher de la cible, et avec des chasseurs à réaction, qui doivent s'approcher. Il en va de même pour les satellites.
«Il est assez facile d'amener deux satellites à la même altitude dans le même avion (bien que cela demande des ajustements de temps et de vitesse). Mais cela ne veut pas dire qu'ils finiront au même endroit. Il est également nécessaire de coïncider en phase - un point sur la trajectoire orbitale. Puisque l'altitude et la vitesse sont liées, la tâche d'amener deux satellites au même endroit n'est pas intuitive. " Cela nécessite un timing précis et une préparation minutieuse.
Les satellites changent de position en orbite à l'aide de manœuvres de phase. À mesure que l'altitude augmente, le satellite ralentit et, pour ainsi dire, recule par rapport à l'orbite et à l'altitude précédentes. Ainsi, un satellite peut en rattraper un autre.
Les auteurs discutent également d'une autre méthode de convergence avec une coïncidence cible-plan. Le satellite manœuvre de manière à aligner son plan orbital avec le plan cible. En conséquence, l'attaquant a un avantage à fixer l'heure de la réunion. "Sans faire des manœuvres menaçantes trop tôt, l'attaquant peut paraître inoffensif en attendant le moment optimal pour attaquer", expliquent les auteurs.
Toutes ces manœuvres ne vont pas vite. «La physique spatiale dicte des attaques lentes dans l'espace. Les satellites doivent manœuvrer pendant plusieurs jours, voire des semaines ou des mois, pour se mettre en position de pouvoir faire quelque chose », écrivent-ils. Mais tu peux le faire.
Et lorsque tout est prêt pour l'interception, "il existe de nombreuses opportunités pour une approche rapide de la cible".
Il existe des limites naturelles à la manœuvre des satellites en orbite terrestre basse. D'une part, certaines manœuvres de phase peuvent envoyer un satellite dans l'atmosphère, où il brûle. D'autre part, il peut aller trop loin de l'orbite terrestre basse, dans la ceinture de rayonnement terrestre . Par conséquent, la maniabilité du satellite est limitée.
Si le satellite effectue une manœuvre de phase directe, modifiant la vitesse de 115 m / s, il retournera dans l'atmosphère terrestre et brûlera. S'il effectue une manœuvre en phase inverse, en modifiant la vitesse de 350 m / s, il tombera dans une zone de fort rayonnement.
Les satellites en orbite géostationnaire ne changent pas de position par rapport à la Terre, donc dans ce cas, les mécanismes d'attaque et de défense seront différents. Mais en général, des restrictions demeurent. Les manœuvres dans l'espace demandent du temps et de l'énergie, quel que soit le type d'orbite.
Cependant, les orbites et la maniabilité ne sont pas tout ce qui est couvert dans l'article.
Les auteurs discutent des types d'attaques possibles. L'article décrit les collisions, les projectiles, les interférences électroniques. Chaque type nécessite ses propres considérations et formation.
Les auteurs discutent également des conséquences d'attaques réussies - des difficultés surviennent avec l'apparition de débris. Ils peuvent endommager d'autres satellites aléatoires, en particulier, les propres satellites de l'attaquant ou ceux appartenant au côté neutre. Il y a eu trois attaques réussies contre des satellites: une par la Chine, une par les États-Unis et une par l'Inde. Les auteurs montrent des graphiques des fragments de chacun d'eux.
Comparaison de la densité de fragments à différentes hauteurs en fonction du temps après destruction de la cible. Les tests chinois ont eu lieu à une altitude beaucoup plus élevée (856 km), c'est pourquoi les fragments ont duré plus longtemps.
Le nuage de débris immédiatement après l'attaque s'avère dense et se propage rapidement dans l'espace. Bien que sa densité diminue rapidement, les débris se déplacent loin et sont toujours dangereux.
Un nuage de débris après les procès indiens en 2019 - 5, 45, 90 minutes après l'attaque, et aussi après 1, 2, 3 et 6 jours.
L'article indique clairement toutes les difficultés qui surviennent lors des batailles spatiales et leurs sérieuses différences par rapport aux batailles aériennes. Cependant, certaines questions importantes sont restées dans les coulisses.
Que se passe-t-il si un pays décide qu'une attaque est en cours de préparation contre ses satellites? Elle ne restera pas les bras croisés, mais passera plutôt à des accusations, des menaces et éventuellement des représailles sur Terre. Une attaque spatiale pourrait être le point de départ d'une autre guerre terrestre.
En conséquence, une course aux armements spatiaux pourrait commencer, les pays se faisant concurrence pour les dépenses d’armes spatiales et d’autres technologies. Cela mettra à rude épreuve les ressources du monde, qui doit se concentrer sur la résolution du problème du changement climatique.
Comment cela finira-t-il? Guerre en orbite? La guerre sur la lune? Une guerre sur Mars? Quand l'humanité reviendra-t-elle à ses sens et s'arrêtera-t-elle?
Peut-être qu'un jour il y aura une guerre finale, après quoi tout cela prendra fin. Mais il est peu probable que cela se produise dans les 50 prochaines années. Et si à ce moment il y a une guerre, il est possible que les satellites y participent, et leurs batailles ressembleront à celles décrites par les auteurs: lentement, prudemment et soigneusement.