Выступление от микрофона на военно-научной конференции на тему «Арктика как новый фронт глобального мирового соперничества или партнерства?»  заведующего лабораторией перспективных материалов и технологий Института силовой электроники НГТУ Сосунова Олега Глебовича.

Уважаемые товарищи!

В 2022-2024 годах в затратах на разведывательную деятельность США более 70% составили производство, запуск и эксплуатация разведывательных спутников на низких орбитах.

Расходы США по этой статье около 80 млрд долларов, Китая – 20 млрд долларов, России – 4 млрд долларов. Очевидно — конкурировать в этом сегменте военных расходов с США и даже с Китаем Россия не в состоянии.

Но есть альтернатива, которая позволяет не только закрыть существующую в этом сегменте разведки брешь, но и получить существенные преимущества.

Функции, которые выполняет группировка космических аппаратов на низкой орбите, может с успехом выполнить группировка высотных (на высоте 20-25 км, выше велопаузы) беспилотных летательных аппаратов, с возможностью длительное время (недели, месяцы) находиться в полете – так называемых псевдоспутников, с энергообеспечением на уровне 100 кВт, в виде термоэмиссионного ядерного реактора. И в этой сфере Россия, как мировой лидер в производстве термоэмиссионных ядерных реакторов, имеет существенное преимущество.

К тому же, создание и содержание группировки высотных  беспилотных летательных аппаратов, способных выполнять все задачи, возложенные на КА на низкой орбите, в десятки раз менее затратно, чем создание для решения тех же задач группировки космических аппаратов на низкой орбите.

Такой аппарат может выполнять значительно более широкий круг задач чем спутник на низкой орбите и с большей эффективностью:

– вести непрерывное и повсеместное дистанционное зондирование поверхности Земли в миллиметровом диапазоне (3 мм), с разрешением по азимуту и углу места ⁓1-2 см, а также в 12 далеком инфракрасном диапазоне (8-14 мкм), с высоким  разрешением, с возможностью, в отличии от спутника, длительное время наблюдать за определенным участком поверхности и иметь не только снимки, но и видеоинформацию;

– но главное — обнаруживать и идентифицировать объекты, движущиеся под водой и подо льдом;

– а также, обеспечивать высокоточную навигацию, в тысячу раз более быструю и в десять тысяч раз более точную, чем спутниковая;

– и предоставлять услуги широкополосной связи, сопряженной с высокоточной быстрой навигацией.

В силу вышесказанного, доработка беспилотного воздушного судна длительного функционирования и развертывание массового производства ВДБПЛА, с оснащением его достаточной энергетикой и высокоточным оборудованием для дистанционного зондирования Земли, архиактуальны.

Сегодня такие аппараты активно разрабатываются ЦАГИ, АО «Иркут», из зарубежных Alphabet, Meta, LMC, NASA, NAVY, Northrop Grumman, Raytheon.

На период испытаний можно использовать высотный разведчик М-55 «Геофизика» (Экспериментального машиностроительного завода им. В.М. Мясищева, производился на Смоленском авиационном заводе).

Работы по оснащению ВДБПЛА оборудованием для решения широкого круга задач, с использованием современных отечественных устройств и приборов серийного производства мирового уровня, способны выполнить предприятия микроэлектронного сектора Новосибирска и Томска, совместно с институтами Сибирского отделения РАН.

Наиболее близка к реализации, с готовыми промышленными образцами всех компонентов, активная радиолокационная система миллиметрового диапазона длин волн.

Для активной радиолокации в миллиметровом диапазоне длин  волн, в полосе – до 93-94 ГГц, в качестве излучателя можно использовать импульсный генератор (клистрон или ЛБВ), мощностью в несколько киловатт с высоким (до50%) КПД, с длительностью импульса до 100 мкс, с частотой следования импульсов до 5 кГц, производятся малыми сериями АО НПП «Гиком» (Нижний Новгород).

В качестве приемных устройств, можно использовать малошумящие диоды 3А741Г миллиметрового диапазона 90–100 ГГц, производимые серийно АО «НИИПП», Томск. АО «НИИПП» — мировой лидер в производстве приборов миллиметрового диапазона длин волн.

Под каждым крылом ВДБПЛА размещается по 4-5 линеек длинной 3 м, параллельно через каждые 3 мм, состоящие из равномерно размещенных через каждые 3 мм датчиков в количестве 1000 штук.

При синтезе апертуры и управлении фазой, с ВДБПЛА, летящего на высоте 20-25 км со скоростью  до 400-500 км/час, и обработке данных по технологии BOOTSTRAP, можно обозревать площадь радиусом 2-3 км в реальном времени с разрешением 1-2 см по азимуту и углу места.

Видеть можно ночью, через облака и туман, а также под водой и подо льдом.

Потери в облаках и тумане на три порядка меньше, чем для инфракрасного диапазона. Наряду с системой миллиметрового диапазона, можно задействовать систему дистанционного зондирования в инфракрасном диапазоне.

Конструкция пассивной системы видеонаблюдения в инфракрасном диапазоне также состоит из серийно выпускаемых  компонентов.

На основе стандартного серийно выпускаемого АО «НЗПП-ВОСТОК» датчика МГ-32/33 без корпуса (описание прилагается), с некоторой необходимой для системы высокого разрешения доработкой — доведением тактовой частоты датчика до 5 кГц, изготавливаются линейки датчиков, размещенных через каждые 20 мм в количестве 300 штук.

Под каждым крылом (чтобы обеспечить стереоизображение) высотного долгоживущего беспилотного летательного аппарата (ВДБПЛА) размещается по 4-5 линеек длинной 6 м, параллельно через каждые 20 мм.

При синтезе апертуры с ВДБПЛА, летящего на высоте 20-25 км со скоростью 400-450 км/час (до 120 м/с), получаем видео 50-60 кадров в секунду в реальном времени, с разрешением до 2×2 мм2 , с отличным качеством, как очень хорошее черно-белое кино.

Обозреваемая площадь — круг диаметром до 5 км.

Летая в пределах круга радиусом 3-4 км, можно как угодно долго, в деталях рассматривать любую точку обозреваемой площади, лица, узоры и звездочки на погонах и т.п., в отличие от спутника, который сделал снимок (который еще необходимо интерпретировать) и улетел.

Видеть можно ночью и без подсветки. Потери в облаках и тумане на два порядка меньше, чем для диапазона видимого света.

ВДБПЛА можно дооснастить системами навигации и подвижной связи в различных диапазонах: 2.3-2.4; 2.5-2.7; 3.4-4.2; 5.6-7.2; 11-15; 30-40 ГГц.

Ориентировочная стоимость опытного образца системы наблюдения, без стоимости летательного аппарата и системы подвески – ₽1.5 млрд.

Стоимость серийного образца при массовом производстве (100 шт. и более) можно снизить до ₽500 млн и ниже.

В ближайшей перспективе, с появлением такого прибора, как транзистора с вакуумным каналом в микроисполнении (микротриода), стоимость системы наблюдения можно будет снизить в десятки раз.

К сожалению, на текущий момент, транзистор с вакуумным каналом не создан ни у нас, ни у них, однако крайне необходим.

Препятствие — нет подходящего материала для «холодного» катода ― катода, способного обеспечить высокие токи не за счет термоэмиссии, а при комнатной температуре, только за счет полевой эмиссии (автоэмиссии).

И такой материал в Новосибирске создан.

Можно электромагнитное излучение направить не сверху вниз, а снизу вверх, с большой плотностью мощности, и не только наблюдать, но и выводить из строя космические аппараты на низкой орбите.

Можно дополнить систему обнаружения АПЛ подо льдом сетью сейсмостанций, размещенных на льду, особенно в наиболее вероятных местах появления объектов противника, в проливах и на глубоководной части Северного Ледовитого океана.

На наш взгляд, целесообразно создать Геофизическую службу при Министерстве обороны, или ГК Ростех, которая бы профессионально мониторила весь комплекс геофизических полей: акустических, сейсмических, электромагнитных, гравитационных, тепловых, радиационных и прочих, что позволило бы в десятки раз повысить достоверность в знании обстановки и точность определения параметров недружественных объектов и их действий в наиболее критических районах Земного Шара, в первую очередь на акватории Северного Ледовитого океана — в интересах обороны и безопасности России.

Спасибо за внимание!

Заведующий лабораторией перспективных материалов и технологий

Института силовой электроники НГТУ

Сосунов Олег Глебович