Seperti apa pertarungan realistis di luar angkasa?

Film sci-fi tentang luar angkasa memiliki komponen pendidikan yang sangat lemah. Dalam film, pilot tangguh, selama duel, memimpin pesawat luar angkasa mereka melalui luar angkasa seolah-olah berada di atmosfer. Mereka mengubah gulungan, berbelok, berputar, dan barel, kadang-kadang mereka menggunakan kudeta Immelmann - seolah-olah mereka bergantung pada gravitasi bumi. Apakah itu realistis?



Tidak.



Faktanya, pertempuran di luar angkasa cenderung terlihat sangat berbeda. Dan karena semakin banyak peralatan memasuki ruang angkasa, dan konflik di masa depan sangat mungkin terjadi, inilah saatnya untuk berpikir: seperti apa pertempuran di luar angkasa sebenarnya?



Perusahaan Dirgantara nirlaba telah memutuskan bahwa sekarang adalah waktu untuk mempertimbangkan masalah ini. Dr. Rebecca Reesman dari Pusat Kebijakan dan Strategi Luar Angkasa di Aerospace Corporation telah bekerja sama dengan kolega James Wilson untuk menulis makalah penelitian tentang topik pertempuran ruang angkasa. Ini disebut "The Physics of Space War: Bagaimana Dinamika Orbital Membatasi Pertempuran di Luar Angkasa ."



Jika masa depan rakyat bisa dinilai dari masa lalu, maka militerisasi ruang akan terus berlanjut. Terlepas dari semua pembicaraan dan kesepakatan tentang perlunya ruang angkasa yang damai. Karena semakin banyak negara yang memasuki ruang angkasa, dan persaingan untuk sumber daya mulai menimbulkan masalah, inilah saatnya untuk memberikan realisme pada penalaran tentang konflik ruang angkasa.



Inilah yang coba dikatakan oleh penulis dalam pengantar karya mereka. “AS dan seluruh dunia sedang mendiskusikan kemungkinan berlanjutnya konflik ke luar angkasa. Penting untuk memperoleh pemahaman umum tentang apa yang secara fisik mungkin dan praktis di bidang ini. Episode dari "Star Wars", buku dan serial TV melukiskan dunia yang sama sekali berbeda dari yang dapat kita saksikan dalam 50 tahun ke depan, dan mungkin pada prinsipnya - dan semua itu karena hukum fisika. "



Belum ada pertempuran di luar angkasa, tetapi senjata sudah diuji. China sedang mengerjakan senjata anti-satelit, dan telah menguji satu rudal semacam itu. Begitu pula India. Rusia juga sedang mengerjakan senjata serupa, dan Amerika Serikat. Pada tahun 1985, Amerika Serikat berhasil menghancurkan salah satu satelitnya dengan roket.





Pesawat F-15A Eaglemeluncurkan roket ASM-135 selama pengujian pada tahun 1985, yang menghancurkan satelit Solwind P78-1.



Dan ini mungkin hanya puncak gunung es yang terkait dengan konflik antariksa di masa depan. Sejauh ini, tidak ada tes yang melibatkan manusia di dalam pesawat luar angkasa. Koran itu mengatakan itu mungkin tidak pernah diperlukan. "Pertempuran luar angkasa di dunia modern akan dilakukan secara eksklusif oleh kendaraan tak berawak, yang akan dikendalikan oleh operator darat, dan juga akan mengalami keterbatasan yang terkait dengan fisika gerak di luar angkasa."



Pada hari-hari awal era luar angkasa, di puncak Perang Dingin, negara adidaya membayangkan bahwa konflik di luar angkasa sebagian besar merupakan perpanjangan dari konflik di Bumi. Uni Soviet bahkan merancang stasiun luar angkasadengan meriam otomatis HP-23 yang dimodifikasi untuk menangkis serangan astronot Amerika. Amerika Serikat telah bekerja dengan cara yang sama.





Soviet mendiami stasiun luar angkasa "Almaz" di paviliun "Cosmos" pada Pameran Prestasi Ekonomi di Moskow. Berbagai satelit militer dan stasiun luar angkasa dirancang di Rusia, beberapa di antaranya direncanakan akan dipersenjatai dengan senjata otomatis. Ide tersebut kemudian dibuang karena dianggap terlalu mahal.



Namun, kemajuan teknologi telah memungkinkan untuk meninggalkan proyek-proyek ini demi satelit tak berawak. “Akibatnya, kedua program itu dibatasi. Sebaliknya, peningkatan teknologi dan sistem transmisi data memungkinkan terciptanya satelit yang mampu melakukan fungsi militer yang sebelumnya direncanakan untuk ditempatkan di pundak para astronot. Kemajuan yang sama ada di jantung kehidupan modern kita dengan koneksi yang mencakup semua. " Sekarang satelit mendominasi ruang angkasa, dan orang-orang hanya tinggal di ISS.



Masa depan ini dijelaskan dalam artikel. Dalam 50 tahun ke depan, konflik antariksa akan dikaitkan dengan serangan terhadap satelit. Tetapi tidak semua serangan ini bersifat langsung dan eksplisit. Penulis menjelaskan empat target serangan luar angkasa:

• Untuk menipu musuh agar bertindak merugikan dirinya sendiri.
• Mengganggu atau sangat mengganggu kemampuan musuh untuk menggunakan peralatan luar angkasa, untuk sementara atau secara permanen.
• Hancurkan sepenuhnya kemampuan luar angkasa musuh.
• Bertahan dari serangan balik, baik di luar angkasa maupun di Bumi.

Satelit bergerak dengan pasti. Mereka bergerak cepat, tetapi lokasi masa depan mereka mudah diprediksi dan karena itu mudah dicegat dalam banyak kasus. Beberapa satelit dapat mengubah ketinggian orbit, tetapi tidak memiliki kemampuan manuver yang nyata, serta cara untuk menghindari serangan.



“Untuk menjelaskan dasar-dasar fisika yang membatasi serangan luar angkasa, makalah ini menjelaskan lima konsep utama: satelit bergerak dengan cepat dan dapat diprediksi, dan bermanuver dengan lambat; ruangnya besar; sangat penting untuk memilih momen yang tepat. "



Terbang melalui atmosfer bumi tidaklah mudah, tetapi intuitif. Namun, semuanya berbeda di luar angkasa, dan ini, secara tegas, bahkan bukan penerbangan. Dengan tidak adanya atmosfer dan gravitasi, segalanya berubah. "Bepergian di luar angkasa akan menjadi kontra-intuitif bagi mereka yang terbiasa terbang di atmosfer bumi, dan memiliki kesempatan untuk mengisi bahan bakar," tulis para penulis.





Pertempuran antariksa akan terjadi antar satelit, dan pengisian bahan bakar tidak akan berhasil. Foto: F-16 diisi bahan bakar oleh KC-135 Stratotanker



“Tabrakan luar angkasa akan direncanakan dengan hati-hati dan perlahan terungkap. Luar angkasa itu besar, dan sulit bagi pesawat ruang angkasa untuk keluar dari jalur yang bisa diprediksi. Selain itu, serangan di luar angkasa akan membutuhkan ketelitian yang tinggi, karena pesawat ruang angkasa dan senjata darat hanya akan dapat menyerang target di luar angkasa setelah perhitungan yang rumit. " Tidak akan ada personel operasional pilot yang siap meledak dan lepas landas dengan cepat. Pertarungan luar angkasa satelit akan lebih seperti latihan matematika.



“Fisika menetapkan batasannya sendiri pada apa yang terjadi di luar angkasa. Hanya dengan menguasainya, Anda dapat menyelesaikan masalah lain - bagaimana berperang, dan, yang lebih penting, kapan dan mengapa berperang di luar angkasa, ”tulis mereka.



Orbit satelit mudah diprediksi karena kecepatan, ketinggian, dan bentuk terkait. Di ketinggian rendah, satelit direm oleh atmosfer. Apalagi Bumi bukanlah bola yang sempurna. Namun, semua faktor ini dapat diperhitungkan selama serangan. “Untuk menyimpang dari orbit yang ditetapkan, satelit perlu menggunakan mesin untuk bermanuver. Ini membedakan mereka dari pesawat yang menggunakan udara untuk bermanuver - opsi ini tidak akan bekerja di ruang hampa, ”tulis mereka.







Dalam pertempuran antariksa, bahkan volume ruang itu sendiri harus diperhitungkan. “Ada sekitar 200 triliun kilometer kubik ruang antara orbit rendah bumi dan orbit geostasioner. Ini adalah 190 kali volume Bumi. "



Oleh karena itu, melacak satelit dalam volume ruang seperti itu akan menjadi tantangan, terutama karena beberapa di antaranya dirancang khusus agar sulit dideteksi. Sulit, tetapi bukan tidak mungkin - satelit ditemukan secara teratur. Dan karena satelit tidak dapat bermanuver, setelah orbit satelit ditentukan, lintasannya mudah diikuti.



Volume ruang juga berarti bahwa sebagian besar pertempuran antariksa akan berumur sangat pendek. Tidak ada duel yang diharapkan. “Luar angkasa itu bagus, jadi pertempuran luar angkasa tidak akan berlangsung lama dan aktif. Entah itu akan menjadi perubahan singkat dan kuat dalam kecepatan peralatan untuk mencapai efek cepat, atau perubahan panjang dan bertahap untuk interaksi kecil atau konstan. "



Perubahan kecepatan membutuhkan bahan bakar, tetapi sebagian besar satelit tidak memiliki kemampuan untuk mengubah kecepatan, sementara yang lain memiliki opsi yang sangat terbatas.



“Mungkin diperlukan beberapa minggu bagi operator satelit penyerang untuk memindahkannya ke posisi yang diinginkan. Selama waktu ini, kondisi yang mengharuskan dilakukannya serangan, atau objek serangan itu sendiri, dapat berubah. " Dan jika satelit pertahanan hanya dapat sedikit mengubah lintasannya sebagai tanggapan, maka penyerang mungkin tidak memiliki cukup kapasitas atau bahan bakar untuk menyesuaikan jalur intersepsi dengan benar.



Para penulis juga menekankan pentingnya memilih waktu yang tepat. Bahkan jika satelit penyerang dapat memasuki orbit target, tidak ada jaminan bahwa ia akan cukup dekat dengannya.



"Sifat konflik sering kali mengharuskan dua sistem persenjataan yang saling bersaing bergerak lebih dekat," kata laporan itu. Penulis menggunakan contoh dengan kapal induk, yang perlu mendekati target, dan dengan jet tempur, yang perlu didekati. Hal yang sama berlaku untuk satelit.



“Sangat mudah untuk membawa dua satelit ke ketinggian yang sama di bidang yang sama (meskipun butuh waktu dan penyesuaian kecepatan). Tetapi ini tidak berarti bahwa mereka akan berakhir di tempat yang sama. Itu juga perlu untuk bertepatan dalam fase - suatu titik pada lintasan orbit. Karena ketinggian dan kecepatan saling terkait, tugas membawa dua satelit ke satu tempat tidaklah intuitif. " Ini membutuhkan waktu yang tepat dan persiapan yang cermat.





Satelit mengubah lokasinya di orbit menggunakan manuver fase. Saat ketinggian meningkat, satelit melambat dan, seolah-olah, bergerak mundur relatif terhadap orbit dan ketinggian sebelumnya. Jadi, satu satelit dapat mengejar satu satelit lainnya.



Para penulis juga membahas metode konvergensi lain dengan kebetulan bidang target. Manuver satelit untuk menyelaraskan bidang orbitnya dengan bidang target. Alhasil, penyerang memiliki keunggulan dalam mengatur waktu pertemuan. "Tanpa melakukan manuver yang mengancam terlalu dini, penyerang dapat terlihat tidak berbahaya, sambil menunggu saat yang optimal untuk menyerang," penulis menjelaskan.



Semua manuver ini tidak berjalan dengan cepat. “Fisika luar angkasa menentukan serangan lambat di luar angkasa. Satelit perlu bermanuver selama beberapa hari, jika tidak berminggu-minggu atau berbulan-bulan, untuk mendapatkan posisi di mana mereka dapat melakukan sesuatu, ”tulis mereka. Tapi Anda bisa melakukannya.



Dan ketika semuanya siap untuk intersepsi, "ada banyak peluang untuk pendekatan cepat ke target."



Ada batasan alami pada manuver satelit di orbit rendah Bumi. Di satu sisi, beberapa manuver fase dapat mengirim satelit ke atmosfer dan terbakar. Di sisi lain, itu mungkin terlalu jauh dari orbit Bumi yang rendah, ke sabuk radiasi Bumi . Oleh karena itu, kemampuan manuver satelit menjadi terbatas.





Jika satelit melakukan manuver fase langsung, mengubah kecepatan hingga 115 m / s, satelit akan kembali ke atmosfer bumi dan terbakar. Jika dia melakukan manuver fase terbalik, mengubah kecepatan 350 m / s, dia akan jatuh ke zona radiasi tinggi.



Satelit pada orbit geostasioner tidak mengalami perubahan posisi relatif terhadap Bumi, sehingga dalam hal ini mekanisme serangan dan pertahanan akan berbeda. Namun secara umum, batasan tetap ada. Bermanuver di ruang angkasa membutuhkan waktu dan energi, terlepas dari jenis orbitnya.



Namun, orbit dan kemampuan manuver tidak semuanya dibahas dalam artikel ini.



Penulis membahas jenis kemungkinan serangan. Artikel tersebut menjelaskan tabrakan, proyektil, gangguan elektronik. Setiap jenis membutuhkan pertimbangan dan pelatihannya sendiri.



Penulis juga membahas konsekuensi dari serangan yang berhasil - kesulitan muncul dengan munculnya puing-puing. Mereka dapat merusak satelit acak lainnya, khususnya satelit milik penyerang, atau satelit milik pihak netral. Ada tiga serangan yang berhasil terhadap satelit: satu oleh China, satu oleh Amerika Serikat, dan satu oleh India. Penulis menunjukkan grafik fragmen dari masing-masing fragmen.







Perbandingan kepadatan fragmen pada ketinggian yang berbeda sebagai fungsi waktu setelah penghancuran target. Tes China berlangsung di ketinggian yang jauh lebih tinggi (856 km), itulah sebabnya pecahan tersebut bertahan lebih lama.



Awan puing segera setelah serangan itu ternyata padat dan dengan cepat menyebar ke luar angkasa. Meskipun kepadatannya turun dengan cepat, puing-puingnya bergerak jauh dan masih berbahaya.





Awan puing setelah uji coba India pada 2019 - 5, 45, 90 menit setelah serangan, dan juga setelah 1, 2, 3, dan 6 hari.



Artikel tersebut dengan jelas menunjukkan semua kesulitan yang muncul selama pertempuran luar angkasa, dan perbedaan serius mereka dari yang terjadi di udara. Namun, beberapa pertanyaan penting tetap ada di balik layar.



Apa yang terjadi jika suatu negara memutuskan bahwa serangan sedang disiapkan pada satelitnya? Dia tidak akan duduk diam, tetapi beralih ke tuduhan, ancaman, dan mungkin pembalasan di Bumi. Serangan luar angkasa bisa menjadi titik awal untuk perang darat lainnya.



Akibatnya, perlombaan senjata ruang angkasa dapat dimulai, dengan negara-negara bersaing dalam pengeluaran untuk senjata ruang angkasa dan teknologi lainnya. Ini akan sangat membebani sumber daya dunia, yang perlu difokuskan pada penyelesaian masalah perubahan iklim.



Bagaimana ini akan berakhir? Perang di orbit? Perang di Bulan? Perang di Mars? Kapan umat manusia akan sadar dan berhenti?



Mungkin suatu hari akan ada perang terakhir, setelah itu semua ini akan berakhir. Tetapi ini tidak mungkin terjadi dalam 50 tahun ke depan. Dan jika saat ini ada perang, mungkin saja satelit akan berpartisipasi di dalamnya, dan pertempuran mereka akan terlihat seperti yang dijelaskan penulis: perlahan, hati-hati, dan hati-hati.