Lancering van een seriële stratosferische ballon vervaardigd door Raven Aerostar
Het Amerikaanse leger heeft een verscheidenheid aan verkennings- en doelaanwijzingstools op operationeel-strategisch niveau, zoals ruimtevaartuigen of UAV's. Enkele jaren geleden besloot het Pentagon dit inlichtingensysteem te versterken met nieuwe middelen op stratosferische platforms. Tests hebben al aangetoond dat moderne technologie het mogelijk maakt om een stratosferische ballon te maken met verbeterde functies en verbeterde verkenningsmogelijkheden. Aangenomen mag worden dat na het recente incident met de Chinese weerballon het werk in deze richting een nieuwe impuls zal krijgen.
Redenen voor interesse
Het Pentagon en andere organisaties, zowel de overheid als het bedrijfsleven, hebben al lang interesse getoond in stratosferische platforms om verschillende apparatuur te huisvesten. De redenen voor deze interesse zijn eenvoudig en begrijpelijk: stratosferische ballonnen hebben een aantal karakteristieke kenmerken die hen voordelen geven ten opzichte van voertuigen van andere klassen. Tegelijkertijd zijn er ook nadelen, die echter kunnen worden overwonnen.
De belangrijkste voordelen van stratostaten hebben betrekking op vlieghoogten. Ze kunnen hoger vliegen dan vliegtuigen of UAV's, waardoor ze extreem moeilijke doelen zijn voor luchtafweersystemen - zowel om te detecteren als om te vernietigen. Tegelijkertijd vliegen ze veel lager dan de satellieten, wat het mogelijk maakt om de afstand tot het verkenningsobject te verkleinen en de kwaliteit van de verzamelde informatie te verbeteren.
Met dit alles is het stratosferische platform veel eenvoudiger en goedkoper. luchtvaart of orbitaal, zowel in productie als in bedrijf. Dit maakt het met name mogelijk om grote verkenningsgroepen te creëren en te lanceren en grote gebieden te bewaken.
Voorbereidingen voor de lancering van een kleine stratosferische skysat
Tegelijkertijd heeft de stratostaat nadelen. De belangrijkste is het ontbreken van de mogelijkheid om actief te vliegen en te manoeuvreren. De vliegrichting van zo'n apparaat wordt alleen bepaald door externe factoren in de vorm van luchtstromen. Daarnaast legt het creëren van lift door licht gas beperkingen op aan het draagvermogen en daarmee aan de samenstelling van de apparatuur. Een toename van deze parameters gaat gepaard met het gebruik van grotere cilinders, wat niet altijd mogelijk en gepast is.
Technologische basis
De stratosferische ballon kan dus een handig hulpmiddel zijn om individuele problemen op te lossen, maar om het potentieel ervan volledig te benutten, zijn bepaalde nieuwe ontwikkelingen of technologieën vereist. Het Pentagon vertegenwoordigd door het DARPA-bureau en andere organisaties, evenals commerciële aannemers, zijn al op zoek naar de nodige oplossingen en laten zelfs interessante resultaten zien.
Allereerst wordt voorgesteld om stratosferische ballonnen te verbeteren door de introductie van nieuwe materialen en ontwerpen. Zo worden er verschillende uitvoeringen van cilinders aangeboden van verschillende materialen met gunstige verhoudingen van volume, gewicht, sterkte en haalbaar draagvermogen. Ook worden automatische drukbehoudsystemen tijdens de vlucht of in noodsituaties ontwikkeld en verbeterd.
In het kader van meerdere projecten tegelijk wordt gewerkt aan de optimale vorm van de gondel voor de lading. Dit product moet licht, sterk en volumineus zijn - om plaats te bieden aan alle benodigde apparatuur. Daarnaast worden mogelijkheden verkend om het radarzicht te verminderen, waardoor de stratostaat een nog moeilijker doelwit wordt voor de luchtverdediging. Stealth-technologieën worden voornamelijk gebruikt in projecten voor het Pentagon.
Demonstratie van de principes van het ALTA-systeem
Controlesystemen
De richting en snelheid van de stratosferische vlucht worden bepaald door luchtstromen, maar dit sluit de mogelijkheid om langs een bepaalde route te vliegen niet uit. Om dit te doen, moet het vliegtuig van hoogte veranderen, van de ene stroming naar de andere gaan en in de goede richting bewegen. Dit maakt krachtige manoeuvres niet mogelijk, maar breidt de operationele mogelijkheden aanzienlijk uit. Een dergelijke manoeuvre kan op verschillende manieren worden uitgevoerd.
Een interessante oplossing werd ontwikkeld als onderdeel van het DAPRA ALTA-programma (Adaptable Lighter Than Air) en vervolgens door Alphabet geïmplementeerd in het Loon-project. In dit geval wordt de bediening van de stratosferische ballon verzorgd door een monitoring- en controlestation op de grond. Het station moet beschikbare informatie verzamelen over de weersomstandigheden in het werkgebied van de stratosferische ballon en zoeken naar luchtstromen. Als het nodig is om de bewegingsrichting te veranderen, geeft het het vliegtuig een commando om een bepaalde hoogte aan te nemen en in de gewenste flow te komen.
Dit werkingsprincipe is in de praktijk geïmplementeerd en getest. Dus halverwege het decennium werden Loon-producten getest en in 2017 waren ze betrokken bij een echte reddingsoperatie in Puerto Rico. Ze bevonden zich boven het rampgebied en zorgden voor constante communicatie.
Een complexere en efficiëntere technologie wordt ontwikkeld door World View Enterprises op basis van NASA-ervaring. Haar apparaat Strat-OAWL (Stratospheric Optical Autocovariance Wind Lidar) is gemonteerd op een stratostaat en gebruikt laser en optica om de beweging van luchtmassa's te volgen. Dienovereenkomstig bestudeert het vliegtuig zelfstandig de weersomstandigheden en vindt het de luchtstromen die het nodig heeft. Sinds 2019 wordt de Strat-OAWL regelmatig getest op verschillende gebieden.
Intelligentie taken
Volgens bekende gegevens hadden DARPA en aannemers tegen het einde van het tiende jaar al het geplande onderzoek uitgevoerd en de vereiste technologieën ontwikkeld. Hierdoor konden ze doorgaan naar het stadium van de ontwikkeling van een veelbelovende stratosferische ballon voor gebruik bij verkenning. Dit programma kreeg de naam COLD STAR (Covert Long-Dwell Stratospheric Architecture). Niet later dan 2020-21 dit project heeft testvluchten bereikt en dergelijke activiteiten zullen worden voortgezet.
Volgens bekende gegevens voorziet dit project in de constructie van een stratosferische ballon van een klassiek ontwerp met enkele karakteristieke kenmerken. Dus om de zichtbaarheid te verminderen, wordt een elliptische gondel gebruikt. Aan boord is een set batterijen en zonnepanelen om ze op te laden. Er wordt ook een ontwikkelde automatische piloot met kunstmatige intelligentie ontwikkeld, die het vliegtuig en zijn lading kan besturen.
COLD STAR wordt beschouwd als een multifunctioneel platform, maar er wordt gemeld dat de belangrijkste lading daarvoor verkenningsapparatuur zal zijn - optische, infrarood-, radar- of radiotechniek. Volgens sommige schattingen zullen dergelijke apparaten foto's van het terrein kunnen maken of werken als een waarschuwingsmiddel voor een raketaanval. Er wordt met name voorgesteld om talrijke stratosferische ballonnen te gebruiken om de hypersonische wapens van potentiële tegenstanders te volgen.
Voor het Pentagon wordt ook het TRIPPWIRE-project (Tactical Responsive ISR Platforms and Payloads Watching Isolated Remote Environments) ontwikkeld. Deze stratosferische ballon verschilt niet fundamenteel van COLD STAR en zou gebaseerd moeten zijn op dezelfde technologieën. Tegelijkertijd is bekend dat in het kader van dit project vuurwapens zullen worden gemaakt en getest om de stratosferische ballonnen van andere mensen te bestrijden. Hoe precies wordt voorgesteld om ze te raken, is nog niet gemeld.
Sommige monsters van stratosferische platforms, zoals COLD STAR, hebben de test- en proefoperatie in de strijdkrachten bereikt. Het is te verwachten dat de Pentagon-organisaties en hun aannemers al bezig zijn met de volgende generatie moderne stratosferische ballonnen. Of ze werken tenminste manieren uit om dit gebied te ontwikkelen en zoeken naar de benodigde technologieën.
stratosferische dreiging
Stratosferische platforms hebben, met alle beperkingen van dien, een aantal kenmerkende voordelen van verschillende aard. Het gebruik van moderne technologieën en componenten maakt het mogelijk om het potentieel van dergelijke apparatuur vollediger te realiseren - en het interessanter te maken in termen van praktische toepassing, incl. op militair gebied.
Een deel van de mogelijkheden en het potentieel van dergelijke platforms werd onlangs aangetoond door het incident met een Chinese stratosfeerballon in de lucht boven de Verenigde Staten. Het apparaat vloog over het hele grondgebied van het land en had de theoretische mogelijkheid om een brede strook terrein te beschieten, inclusief verschillende strategisch belangrijke objecten. Tegelijkertijd kon de stratostaat pas worden neergeschoten als hij op een toegankelijke hoogte was gevallen. Deze gebeurtenissen hebben aangetoond dat de stratostaat zelfs voor een modern geavanceerd luchtverdedigingssysteem met alle noodzakelijke componenten een moeilijk doelwit is.
De recente negatieve Amerikaanse ervaringen en informatie over de veelbelovende projecten van het Pentagon leiden tot voor de hand liggende conclusies. De Verenigde Staten begrijpen de mogelijkheden en waarde van stratosferische ballonnen en zijn van plan dergelijke apparatuur in de toekomst te gebruiken. Dienovereenkomstig moeten de concurrenten en rivalen van Washington rekening houden met de toekomstige opkomst van een nieuwe dreiging en de nodige maatregelen nemen.
Het is noodzakelijk om radar- en andere systemen te verbeteren voor tijdige detectie van stratosferische doelen. Er zijn ook verhoogde eisen voor vuurkracht. Hoe deze taken precies door verschillende landen zullen worden opgelost, is nog niet duidelijk. Het valt echter niet uit te sluiten dat de wereldleiders op het gebied van luchtverdediging en raketverdediging, bijvoorbeeld Rusland, al over alle benodigde competenties, technologieën of zelfs reële capaciteiten beschikken.
Verleden en toekomst
In het verleden maakten het Pentagon en de CIA actief gebruik van stratosferische verkenningsballonnen en lanceerden deze massaal richting een potentiële vijand, maar de effectiviteit van dergelijke verkenning bleek gering. Toen verscheen er een handiger en nuttiger alternatief in de vorm van een ruimtevaartuig. Gedurende vele jaren heeft satellietintelligentie een leidende plaats ingenomen.
Vele jaren later konden stratosferische ballonnen terugkeren naar het gebied van intelligentie. Nieuwe technologieën en componenten stellen hen in staat voorheen ontbrekende mogelijkheden te verwerven en de efficiëntie drastisch te verhogen. De fundamentele mogelijkheid om dergelijke resultaten te verkrijgen, is al door de praktijk bevestigd en nu worden er projecten ontwikkeld voor apparatuur voor volledige werking. Of deze vliegtuigen alle opgedragen taken aankunnen en of ze in staat zullen zijn om de voorheen verloren plek terug te winnen van de satellieten zal in de toekomst blijken.