Como será o combate realista no espaço?

Filmes de ficção científica sobre o espaço têm um componente educacional muito fraco. Nos filmes, os pilotos durões, durante os duelos, conduzem suas espaçonaves pelo espaço como se estivessem na atmosfera. Eles mudam o roll, fazem curvas, voltas e barris, às vezes usam o golpe de Immelmann - como se dependessem da gravidade da Terra. É realista?



Não.



Na verdade, o combate no espaço provavelmente será completamente diferente. E já que mais e mais equipamentos estão entrando no espaço e conflitos no futuro são bem possíveis, é hora de pensar: como será uma batalha no espaço?



A Aerospace Corporation, sem fins lucrativos, decidiu que agora é a hora de considerar essa questão. A Dra. Rebecca Reesman, do Centro de Política e Estratégia Espacial da Aerospace Corporation, colaborou com o colega James Wilson para escrever um artigo de pesquisa sobre a guerra espacial. É chamado de "A Física da Guerra Espacial: Como a Dinâmica Orbital Limita o Combate no Espaço ".



Se o futuro das pessoas puder ser julgado pelo passado, a militarização do espaço continuará. Apesar de todas as negociações e acordos sobre a necessidade de um espaço sideral pacífico. À medida que mais países estão entrando no espaço e a competição por recursos começa a causar problemas, é hora de dar realismo ao raciocínio sobre os conflitos espaciais.



É o que os autores procuram dizer na introdução de seus trabalhos. “Os EUA e o resto do mundo estão discutindo a possibilidade de conflitos contínuos no espaço. É importante obter uma compreensão geral do que será fisicamente possível e prático nesta área. Episódios de "Star Wars", livros e séries de TV pintam um mundo completamente diferente do que seremos capazes de ver nos próximos 50 anos, e talvez em princípio - e tudo por causa das leis da física. "



Ainda não houve batalhas no espaço, mas as armas já estão sendo testadas. A China está trabalhando em armas anti-satélite e testou um desses mísseis. A Índia também. A Rússia também está trabalhando em armas semelhantes, e os Estados Unidos. Em 1985, os Estados Unidos conseguiram destruir um de seus satélites com um foguete.





Avião F-15A Eaglelançou um foguete ASM-135 durante testes em 1985, que destruiu o satélite Solwind P78-1.E



esta é, com certeza, apenas a ponta do iceberg associado a futuros conflitos no espaço. Até agora, nenhum desses testes envolveu humanos dentro da espaçonave. O jornal diz que pode nunca ser necessário. "As batalhas espaciais no mundo moderno serão conduzidas exclusivamente por veículos não tripulados, que serão controlados por operadores terrestres, e também terão limitações associadas à física do movimento no espaço."



Nos primeiros dias da era espacial, no auge da Guerra Fria, as superpotências imaginaram que os conflitos no espaço seriam em grande parte uma extensão dos conflitos na Terra. A URSS até projetou estações espaciaiscom um canhão automático HP-23 modificado a bordo para repelir os ataques dos astronautas americanos. Os Estados Unidos trabalharam de maneira semelhante.





Estação espacial habitada soviética "Almaz" no pavilhão "Cosmos" em VDNKh em Moscou. Vários satélites militares e estações espaciais foram projetados na Rússia, alguns dos quais foram planejados para serem armados com armas automáticas. A ideia foi posteriormente descartada por ser muito cara.



No entanto, o progresso tecnológico tornou possível abandonar esses projetos em favor de satélites não tripulados. “Como resultado, os dois programas foram reduzidos. Em vez disso, as melhorias na tecnologia e nos sistemas de transmissão de dados permitiram a criação de satélites capazes de realizar funções militares que antes eram planejadas para serem colocadas nos ombros dos astronautas. O mesmo progresso está no cerne de nossa vida moderna com uma conexão que permeia tudo. " Agora os satélites dominam o espaço e as pessoas vivem apenas na ISS.



Esse futuro é descrito no artigo. Nos próximos 50 anos, os conflitos espaciais estarão associados a ataques a satélites. Mas nem todos esses ataques serão diretos e explícitos. Os autores descrevem quatro alvos para o ataque espacial:

• Para enganar o inimigo a agir em seu próprio detrimento.
• Interrompa ou prejudique seriamente a capacidade do inimigo de usar o equipamento espacial, temporária ou permanentemente.
• Destrua completamente as capacidades espaciais do inimigo.
• Defenda-se de contra-ataques, tanto no espaço quanto na Terra.

Os satélites se movem de maneira previsível. Eles se movem rapidamente, mas sua localização futura é fácil de prever e, portanto, fácil de interceptar em muitos casos. Alguns satélites podem alterar a altitude da órbita, mas eles não têm capacidade de manobra real, bem como uma forma de escapar do ataque.



“Para descrever os fundamentos da limitação física dos ataques ao espaço, este artigo descreve cinco conceitos-chave: os satélites se movem de forma rápida e previsível e manobram lentamente; o espaço é grande; é muito importante escolher o momento certo. "



Voar pela atmosfera da Terra não é fácil, mas intuitivo. Porém, tudo é diferente no espaço, e isso, a rigor, nem é vôo. Na ausência de atmosfera e gravidade, tudo muda. “Viajar no espaço será contra-intuitivo para aqueles que estão acostumados a voar na atmosfera da Terra e têm a chance de reabastecer”, escrevem os autores.





As batalhas espaciais serão travadas entre satélites e o reabastecimento não funcionará. Foto: F-16 reabastecido por KC-135 Stratotanker



“As colisões espaciais serão cuidadosamente planejadas e se desenrolarão lentamente. O espaço é grande e é difícil para uma espaçonave sair de um caminho previsível. Além disso, os ataques no espaço exigirão grande precisão, já que espaçonaves e armas terrestres só serão capazes de atacar um alvo no espaço após cálculos complexos ”. Não haverá pessoal operacional de pilotos pronto para explodir e decolar rapidamente. A batalha espacial dos satélites será mais como um exercício de matemática.



“A física impõe suas próprias limitações sobre o que acontece no espaço. Somente dominando-os, você pode resolver outras questões - como lutar e, mais importante, quando e por que fazer uma guerra no espaço ”, escrevem eles.



A órbita de um satélite é fácil de prever porque a velocidade, a altitude e a forma estão relacionadas. Em baixas altitudes, os satélites são freados pela atmosfera. Além disso, a Terra não é uma bola perfeita. No entanto, todos esses fatores podem ser levados em consideração durante um ataque. “Para desviar da órbita estabelecida, os satélites precisam usar o motor para manobrar. Isso os distingue dos aviões que usam o ar para manobras - essa opção não funcionará no vácuo do espaço ”, escrevem.







Em uma batalha espacial, até o próprio volume do espaço deve ser levado em consideração. “Há cerca de 200 trilhões de quilômetros cúbicos de espaço entre a órbita terrestre baixa e a órbita geoestacionária. Isso é 190 vezes o volume da Terra. "



Portanto, rastrear satélites em tal volume de espaço será um desafio, especialmente porque alguns deles são especialmente projetados para serem difíceis de detectar. Difícil, mas não impossível - os satélites são encontrados regularmente. E como não são muito manobráveis, uma vez determinada a órbita do satélite, sua trajetória é fácil de seguir.



O grande volume de espaço também significa que a maioria das batalhas espaciais será de curta duração. Nenhum duelo é esperado. “O espaço é ótimo, então as batalhas espaciais não durarão muito e ativamente. Ou será uma mudança curta e forte na velocidade do aparelho para obter um efeito rápido, ou uma mudança longa e gradual para uma interação pequena ou constante. ”



Mudar a velocidade requer combustível, mas a maioria dos satélites não tem a capacidade de mudar a velocidade, enquanto outros têm opções muito limitadas.



“Pode levar várias semanas para que os operadores do satélite de ataque o movam para a posição desejada. Durante esse tempo, as condições pelas quais foi necessário conduzir o ataque, ou o próprio objeto do ataque, podem mudar. " E se o satélite defensor puder apenas mudar ligeiramente sua trajetória em resposta, então o atacante pode não ter capacidade ou combustível suficiente para ajustar adequadamente seu caminho para interceptação.



Os autores também apontam a extrema importância de escolher o momento certo. Mesmo se um satélite atacante puder entrar em órbita de um alvo, não há garantia de que ele será capaz de se aproximar o suficiente dele.



“A natureza do conflito freqüentemente requer que dois sistemas de armas concorrentes se aproximem”, diz o relatório. Os autores usam exemplos com um porta-aviões, que precisa se aproximar do alvo, e com caças a jato, que precisa se aproximar. O mesmo é válido para satélites.



“É muito fácil trazer dois satélites para a mesma altitude no mesmo avião (embora isso requeira ajustes de tempo e velocidade). Mas isso não significa que eles acabarão no mesmo lugar. Também é necessário coincidir em fase - um ponto na trajetória orbital. Uma vez que altitude e velocidade estão relacionadas, a tarefa de trazer dois satélites para um lugar não é intuitiva. " Isso requer um tempo preciso e uma preparação cuidadosa.





Os satélites mudam sua localização em órbita usando manobras de fase. À medida que a altitude aumenta, o satélite desacelera e, por assim dizer, se move para trás em relação à órbita e altitude anteriores. Assim, um satélite pode alcançar outro.



Os autores também discutem outro método de convergência com uma coincidência de plano-alvo. O satélite manobra de modo a alinhar seu plano orbital com o plano alvo. Como resultado, o invasor tem uma vantagem em definir o horário da reunião. "Sem fazer manobras ameaçadoras muito cedo, o atacante pode parecer inofensivo enquanto espera o momento ideal para atacar", explicam os autores.



Todas essas manobras não acontecem rapidamente. “A física espacial dita ataques lentos no espaço. Os satélites precisam manobrar por vários dias, senão semanas ou meses, para chegar a uma posição em que possam fazer algo ”, escrevem. Mas você consegue fazer isso.



E quando tudo está pronto para ser interceptado, "há muitas oportunidades para uma abordagem rápida do alvo".



Existem limitações naturais nas manobras de satélites em órbita baixa da Terra. Por outro lado, algumas manobras de fase podem enviar um satélite para a atmosfera, onde se incendeia. Por outro lado, pode ir muito longe da órbita baixa da Terra, para o cinturão de radiação da Terra . Portanto, a capacidade de manobra do satélite é limitada.





Se o satélite realizar uma manobra de fase direta, mudando a velocidade em 115 m / s, ele retornará à atmosfera terrestre e se incendiará. Se ele realizar uma manobra de fase reversa, mudando a velocidade em 350 m / s, ele cairá em uma zona de alta radiação.



Os satélites em órbitas geoestacionárias não mudam sua posição em relação à Terra, portanto, neste caso, a mecânica de ataque e defesa será diferente. Mas, em geral, as restrições permanecem. Manobrar no espaço leva tempo e energia, independentemente do tipo de órbita.



No entanto, as órbitas e a capacidade de manobra não são tudo o que é abordado no artigo.



Os autores discutem os tipos de ataques possíveis. O artigo descreve colisões, projéteis, interferência eletrônica. Cada tipo requer suas próprias considerações e treinamento.



Os autores também discutem as consequências de ataques bem-sucedidos - dificuldades surgem com o aparecimento de destroços. Eles podem danificar outros satélites aleatórios, em particular, os próprios satélites do atacante ou aqueles pertencentes ao lado neutro. Houve três ataques bem-sucedidos a satélites: um pela China, um pelos Estados Unidos e um pela Índia. Os autores mostram gráficos dos fragmentos de cada um deles.







Comparação da densidade de fragmentos em diferentes alturas em função do tempo após a destruição do alvo. Os testes chineses foram realizados em uma altitude muito mais elevada (856 km), razão pela qual os fragmentos duraram mais.



A nuvem de detritos imediatamente após o ataque mostra-se densa e se espalha rapidamente no espaço. Embora sua densidade caia rapidamente, os detritos viajam para longe e ainda são perigosos.





Uma nuvem de destroços após os julgamentos indianos em 2019 - 5, 45, 90 minutos após o ataque e também após 1, 2, 3 e 6 dias.



O artigo indica claramente todas as dificuldades que surgem durante as batalhas espaciais e suas sérias diferenças em relação às batalhas aéreas. No entanto, algumas questões importantes permaneceram nos bastidores.



O que acontece se um país decidir que um ataque está sendo preparado em seus satélites? Ela não ficará sentada de braços cruzados, mas, em vez disso, continuará com acusações, ameaças e possivelmente retaliações na Terra. Um ataque espacial pode ser o ponto de partida para outra guerra terrestre.



Como resultado, uma corrida armamentista espacial poderia começar, com países competindo em gastos em armas espaciais e outras tecnologias. Isso vai sobrecarregar seriamente os recursos do mundo, que precisa se concentrar na solução do problema das mudanças climáticas.



Como isso vai acabar? Guerra em órbita? A guerra na lua? Uma guerra em Marte? Quando a humanidade recobrará o juízo e parará?



Talvez um dia haja uma guerra final, depois da qual tudo isso acabará. Mas é improvável que isso aconteça nos próximos 50 anos. E se neste momento houver uma guerra, é possível que os satélites participem dela, e suas batalhas se parecerão como os autores descreveram: devagar, com prudência e com cuidado.