Видовая космическая разведка РФ и США

Видовая космическая разведка предусматривает получение изображений земной поверхности и объектов, расположенных на ней, с помощью оптической, оптико-электронной или радиолокационной аппаратуры и последующую обработку и анализ этих снимков с выделением разведывательной информации. При этом используются изображения, сделанные как в видимом диапазоне электромагнитного спектра — панхроматические, так и инфракрасные и мультиспектральные фотографии. Радиолокационные снимки формируются радиолокационной аппаратурой с синтезированной апертурой в различных электромагнитных диапазонах. Статья в «АС» посвящена сравнительным характеристикам средств видовой разведки РФ и США.

Справка «АС»

Апертура — эффективная площадь антенны. Чем она больше, тем выше разрешение локатора. Но на спутниках нельзя установить антенны такой площади, чтобы обеспечить требуемую величину разрешения. Вот почему используется синтезирование апертуры, которое представляет собой технический прием, позволяющий существенно повысить разрешающую способность радара. Его разрешение не ухудшается с увеличением расстояния до объекта. Суть метода заключается в том, что радиолокационные данные, полученные в каждом отдельном периоде зондирования, сохраняются совместно с данными о местоположении спутника.

Антенна радара испускает отдельные импульсы микроволнового излучения тысячами в секунду. В каждом периоде сигналы образуют полосу, ширина которой равна ширине диаграммы направленности локатора, а длина равна расстоянию, на которое перемещается спутник за такой период локации. Эта длина и есть размер синтезированной апертуры. Чем он больше, тем выше разрешение. Период зондирования может длиться две-три секунды, за счет чего создается синтетическая апертура длиной около 20 км.

Изображение, полученное в видимом или инфракрасном диапазоне, фиксируется на специализированной интегральной микросхеме, состоящей из светочувствительных фотодиодов. Каждый из них дает точку, пиксел, из совокупности которых и состоит снимок. Вот количество таких фотодиодов в матрице и определяет, прежде всего, разрешение. Если, например, на матрице размещено 40 тыс. на 40 тыс. пикселей, то участок земной поверхности 10 км на 10 км на снимке получится с разрешением 25 см. То есть можно идентифицировать практически любую технику и вооружение.

Величина фотодиода измеряется в нанометрах (нм) — тысячных долях микрона. Американцы сейчас применяют элементы размером от 2 нм. У нас такой микроэлектроники нет. Мы располагаем собственным производством микросхем на 90 нм. Понятно, что размеры спутника, его масса, энергопотребление систем радикально зависят от этого параметра, поскольку такой размер характерен не только для фотодиода, но и для всех элементов микросхем, примененных в оборудовании спутника. Потому наши спутники, соизмеримые по характеристикам с иностранными, существенно больше и тяжелее.

В военном отношении использование космического пространства дает уникальные возможности для наблюдения за потенциальным противником и значительно повышает эффективность вооруженных сил в мирное и военное время. Информационная поддержка из космоса действий вооруженных сил остается одной из ключевых задач, решение которой должны обеспечивать военно-космические средства.

Космические системы обеспечивают глобальность, высокую оперативность и непрерывность боевых действий, повышают эффективность применения вооруженных сил. Космическая информация является ключевым элементом современных и перспективных систем высокоточного оружия. Космос стал неотъемлемой частью военного потенциала ведущих мировых держав.

По американской терминологии видовая разведка обозначается как «разведка, наблюдение и рекогносцировка» (ISR — Intelligence, surveillance and reconnaissance). Это скоординированное и интегрированное получение, обработка и предоставление своевременной, точной, актуальной, согласованной и гарантированной информации и разведданных для поддержки действий командира.

На современных спутниках США процесс обработки изображения и выделения необходимой информации осуществляется автоматически, с передачей разведывательной информации в течение нескольких минут в нужную точку.

Структурно за область военных стратегических космических аппаратов ISR в США отвечает Национальное космическое разведывательное управление (National Reconnaissance Office, NRO). Материалы ISR обрабатываются Агентством геопространственной разведки (National Geospatial-Intelligence Agency, NGA). NGA предоставляет геопространственную разведку мирового уровня — глобальный охват любой территории земного шара. Это, как считают американские специалисты, обеспечивает решающее преимущество для политиков, военных, сотрудников разведки и служб быстрого реагирования.

На тактическом уровне за ISR отвечает Космическое командование (Космические силы) — U.S. Space Command (SPACECOM).

В вооруженных силах США осуществляется интеграция спутниковых систем связи, навигации, геодезии, метеорологии, системы предупреждения о ракетном нападении, дистанционного зондирования Земли и спутниковых и авиационных систем разведки в единую сеть. А в 2023 году страны НАТО подписали соглашение о создании объединенной системы спутниковой разведки (APSS).

Применение спутников в военных конфликтах

В приводимых примерах показано использование всех видов разведывательных космических аппаратов и спутников двойного назначения, без выделения вклада спутников видовой разведки, но он зачастую бывает определяющим.

Операция «Буря в пустыне» (1990–1991).

В этой операции  участвовали 86 космических аппаратов США. В операции «Лис в пустыне» (1998–1999) их количество возросло до 102.

Военная кампания НАТО 1999 года против Югославии.

Здесь НАТО использовало уже около 120 спутников различного назначения, в том числе 36 спутников связи, 35 разведывательных, 27 навигационных и 19 метеорологических. Такое большое количество космических аппаратов требовалось заблаговременно сосредоточить над районом боевых действий. Это обстоятельство было демаскирующим фактором, и мы видели подготовку к агрессии. А то, что группировку спутников невозможно долго держать над каким-то одним районом, позволило автору настоящей статьи опубликовать 13 апреля 1999 года предупреждение о дате начала возможной наземной операции войск НАТО против Югославии. Как известно, страны НАТО не решились на такие действия.

В спутниковой группировке были два спутника радиолокационной разведки «Лакросс». Они обеспечивали получение изображений объектов на территории Югославии в любое время суток, независимо от погодных условий. Эти аппараты вели разведку югославских объектов 4 раза в сутки, при этом дважды пролетали непосредственно над территорией края Косово. Разрешающая способность бортовой аппаратуры такого спутника — 0,9 м.

Когда позволяли погодные условия и военные объекты не маскировались в лесистой местности, вооруженные силы НАТО использовали данные спутников оптико-электронной разведки КН-11. Они дают возможность получать цифровое изображение наземных целей с разрешением примерно 0,2 м. Оперативность поступления изображений для обработки обеспечивается бортовой радиоаппаратурой, работающей в сантиметровом диапазоне длин волн, передающей их в реальном масштабе времени. По сообщениям западной печати, применялось три спутника КН-11, и каждый из них дважды в сутки пролетал над Югославией.

Война в Ираке (2003).

Военные действия были наиболее впечатляющими по масштабам использования космических средств. Для армии США эта война стала своеобразным испытательным полигоном для новых образцов вооружения, в том числе и космических. Использовались различные военные и коммерческие спутники наблюдения, связи, навигационные и метеоспутники, а также спутники предупреждения о ракетном нападении. Участвовавшая в войне орбитальная группировка содержала, по открытым источникам, 50–59 военных спутников, 28 аппаратов системы GPS и большое число привлеченных коммерческих космических аппаратов связи и дистанционного зондирования Земли.

При этом анализ перехваченных радиопереговоров и боевых распоряжений в совокупности с данными видовой разведки обеспечил получение достоверной картины военных действий Ирака против Кувейта, позволил наметить объекты для ударов авиации в предстоящей воздушной наступательной операции. Крылатые ракеты, оснащенные приемниками GPS, выходили в заданную точку с погрешностями по координатам на уровне 15 м, после чего точное наведение осуществлялось с помощью головки самонаведения.

Важной особенностью стало то, что в подготовительный период операции космическая группировка США не наращивалась. Обеспечение боевых действий проводилось существующим составом находившихся на орбитах космических аппаратов, что говорило о достижении Соединенными Штатами такого положения в космосе, когда заблаговременно развернутая и функционирующая в мирное время орбитальная группировка способна обеспечить проведение боевых операции подобного масштаба в любое время и в любом месте земного шара на территории меньше среднего размера (площадь Ирака — 435 тыс. кв. км, Югославии — 255 тыс. кв. км).

Спутниковое информационное обеспечение ВСУ

Считается, что в интересах вооруженных сил Украины (ВСУ) работают более пяти сотен космических аппаратов США и других стран НАТО. Из них около 70 военных разведывательных спутников, остальные — коммерческие аппараты двойного назначения. Это — не считая тысяч спутников «Старлинк» Илона Маска, обеспечивающих круглосуточный интернет по всей территории, а также тысяч 20 наземных терминалов для них, обеспечивающих управление и связь с подразделениями всех уровней. Площадь Украины к началу СВО была примерно как у Ирака, и страны НАТО смогли обеспечить боевые действия Украины имеющейся спутниковой группировкой, как в 2003 году.

Космическая военная разведка США действительно продвинулась в применяемых технологиях дальше других стран, и эти возможности сейчас работают на ВСУ. Американские спутники видовой разведки способны обнаруживать на поверхности хорошо замаскированные объекты. Они видят даже подземные цели до десятков метров, в зависимости от грунта, а подводные — до 200 метров.

Космическая информация передается в нужные боевые подразделения ВСУ. Командиры видят на своих электронных картах передвижение и действия наших войск почти в онлайн-режиме. Украинские артиллеристы используют планшеты, которые подключены к системе, за счет чего могут быстро рассчитывать координаты целей с учетом погоды, типа снаряда и других факторов.

Российские спутники видовой разведки

Спутники оптико-электронной разведки:

«Персона». Эти аппараты используют круговую солнечно-синхронную орбиту с наклонением 98 град. и высотой 750 км. Передача информации на Землю осуществляется по защищенному радиоканалу во время прохождения спутника над наземным пунктом приема информации. Космические аппараты делают снимки с разрешением около 0,3 м. Общая масса спутника превышает 7 т, срок активного существования до 7 лет. Служебная платформа такая же, как у спутника дистанционного зондирования «Ресурс-ДК».

«Раздан». Спутник пришел на смену космическим аппаратам «Персона». Он имеет зеркало диаметром 2,35 м, дающее разрешение 0,2–0,3 м. Масса 7 т. Предположительно, его рабочие орбиты эллиптические 300–320 км, аналогичные орбитам американских спутников видовой разведки.

«Ресурс-П». «Ресурс-П» предназначен для дистанционного зондирования в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах электромагнитного спектра. Модификация спутника «Ресурс-ДК». Масса 6275 кг, летает на солнечно-синхронной орбите с наклонением 97 град., высотой 483 км. Разрешение — от 0,7 м, срок активного существования 5 лет. Всего по состоянию на январь 2025 года запущено 5 спутников «Ресурс-П», из них работают 3.

Дальнейшее усовершенствование спутников высокодетальной съемки связано с разработкой спутника «Ресурс-ПМ» с улучшенными характеристиками: разрешение 0,4 м, масса 6 т.

«Разбег». Аппарат «Разбег»/МКА-В относится к малым спутникам оптико-электронной разведки и имеет разрешение 0,9 м. Предполагается, что он несколько тяжелее своих предшественников — 250-килограммовых спутников МКА. К этому же классу относится малый космический аппарат МКА-ЭО, но он легче. Его масса 100–150 кг, а разрешение такое же — 0,9 м.

Спутники дистанционного зондирования Земли в оптическом диапазоне:

Серия «Канопус».

«Канопус-В». Серия спутников, изготовленных совместно с британской компанией Surrey Satellite Technology Limited. Работают в интересах Роскосмоса, МЧС, Минприроды, Росгидромета, РАН. Служат для картографирования, мониторинга чрезвычайных ситуаций, в том числе пожаров, для оперативного наблюдения за заданными районами. Обеспечивается панхроматическое разрешение 2 м и мультиспектральное — 10 м с солнечно-синхронной орбиты высотой 511 км и наклонением 98 град. Масса 400–500 кг.

«Канопус-В-ИК». Предназначен для картографирования, мониторинга техногенных и природных чрезвычайных ситуаций, выявления очагов лесных пожаров, обнаружения очагов крупных выбросов загрязняющих веществ в природную среду, для анализа сельскохозяйственной деятельности и наблюдения за состоянием природных ресурсов. Оборудован оптико-электронной камерой с разрешением 2 м в видимом диапазоне, а также широкозахватной инфракрасной аппаратурой с полосой захвата 2000 км, способной обнаружить очаги пожара размером 5 на 5 метров при разрешении 2 м и 10 м. Масса — 600 кг. Обращается по солнечно-синхронной орбите 515 км с наклонением 94,8 град.

«Барс-М». Этот цифровой картографический спутник вернул России возможность получения детальной картографической информации из космоса. Он оборудован стереоскопическими камерами, которые позволяют делать объемные снимки поверхности с высоким разрешением, по которым можно восстановить рельеф с перепадами высот. Точная картографическая съемка используется, в частности, для создания цифровых карт, предназначенных для загрузки в системы наведения крылатых и баллистических ракет. «Барс-М» имеет разрешение 1 м, масса — 4 т.

Серия спутников «Беркут».

Семейство разрабатываемых космических аппаратов дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) станет частью самого масштабного российского орбитального проекта ближайшего десятилетия — системы «Сфера». Они будут оснащены уже испытанными терминалами лазерной связи для высокоскоростного межспутникового обмена информацией. Первые такие аппараты должны отправиться на орбиту в 2026–2027 годах.

«Беркут-ВР». Спутник высокодетального оптико-электронного ДЗЗ должен записывать изображения с разрешением 0,5 м. Масса — 1 т. Орбита высотой 400 км. Планируется запуск 30 спутников.

«Пиксель-ВР». Спутник высокодетального мониторинга с разрешением 1 м построен на единой для всех аппаратов семейства «Беркут» платформе «Типоряд». Масса — 650 кг, рабочая орбита — 500 км.

«Беркут-С». О спутнике известно только, что его масса 200 кг. Он будет работать на орбите высотой 700 км и обеспечивать время доведения информации до потребителя не более чем за 30 минут.

Спутники радиолокационной разведки:

«Кондор-ФКА». Предназначен для получения радиолокационной информации высокого и среднего разрешения и обеспечивает круглосуточное всепогодное зондирование земной поверхности. 2 спутника обеспечивают съемку не менее 200 условных кадров размером 10 км на 10 км, с разрешением 1–2 м или не менее 200 тыс. кв. км с разрешением 2–3 м, или не менее 1 млн кв. км с разрешением 6–12 м.

Радиолокатор с синтезированной апертурой позволяет при любой погоде и в любое время суток получать изображения земной поверхности разрешением от 1 м в детальном режиме и обследовать земную поверхность в полосе до 120 км в обзорном режиме. Рабочая орбита имеет высоту 520 км и наклонение 75 град. Масса — 1 т. Сейчас работают два аппарата «Кондор-ФКА».

«Обзор-Р». Предназначен для всепогодного и круглосуточного радиолокационного наблюдения Земли с использованием радара с синтезированной апертурой. Может поддерживать точечный, полосовой, обзорный режимы работы радара. Имеет высокую точность определения местоположения объекта, возможность интерферометрических наблюдений и использования многополяризационной съемки. Эти свойства делают спутник особенно ценным для создания цифровых моделей рельефа, научных, экологических и инженерных приложений. Разрешение — от 1 до 2,5 м. Масса — 2 т., орбита солнечно-синхронная 600 км. Срок активного существования 5 лет.

«Беркут-РСА». Аппарат радиолокационного наблюдения  (первоначальное название «Беркут-Х»). Его задачей будет всепогодное зондирование Земли с использованием бортовой радиолокационной станции, дающей разрешение 0,5 м. Масса 600 кг. Орбита 500 км. Планируется запуск 24 спутников.

Спутники видовой разведки США

Рассмотрим некоторые американские спутники этого типа. По многим космическим аппаратам информация в открытых источниках различается, многие сведения отсутствуют. Но все-таки довольно достоверные характеристики можно выделить.

Спутники оптико-электронной разведки:

Спутник KH-11. В оптико-электронных спутниках изображение фиксируется на ПЗС-матрице, в которой используется технология ПЗС — приборов с зарядовой связью. К стратегическим космическим аппаратам разведки такого типа прежде всего относят KH-11 и их модификации, а также радиолокационные Topaz . Главная их цель — слежение за шахтными и мобильными установками для запуска межконтинентальных баллистических ракет, военно-морскими и авиационными военными базами, другими объектами военной инфраструктуры. Кроме того, наблюдение за важнейшими предприятиями ВПК.

KH-11 имеет оптико-электронную фотокамеру, и много лет уже не изготавливаются, но последние из них будут  передавать информацию до 2030 года. Однако следующие его модификации развиваются. Например, KH-12-6 и KH-12-7, которые имеют обозначение EIS (Enhanced Imagery System), являются модернизированными KH-11 (№№ 17, 18, 19). Это новая серия спутников на орбите с наклонением 74 град. Аппараты имеют основное зеркало диаметром 3 м, длину 19,8 м, поперечный размер — 3,05 м, а массу — 15 т. Минимальное теоретическое разрешение на местности — 15 см. ПЗС-матрица имеет размер 40 тыс. на 40 тыс. пикселей.

Изображение в форме видео и цифрового фото позволяет в режиме, близком к реальному, следить за объектами разведки в разведывательных центрах на большом экране с высоким разрешением. Два такие спутника выполняют видовую разведку территории России в полосе 3600 км более 8 часов в сутки, а три — более 12 часов в сутки.

Новыми стратегическими военными спутниками разведки в оптическом диапазоне, которые приходят на смену KH-11, будут гораздо меньшие аппараты. Они имеют сходные характеристики по разрешению, но масса их около 2 т. Они обрабатывают изображения на борту, выделяют разведывательную информацию и передают ее непосредственно в разведывательные центры на театре военных действий.

Спутник Starshield. Фирма миллиардера Илона Маска на собственной спутниковой платформе Starlink создала по заказу Национального разведывательного управления космический аппарат Starshield, сильно отличающийся от связного Starlink, благодаря которому началась эра космического Интернета. Starshield может выполнять функции видовой разведки, поэтому говорим о нем в этом разделе. Он отслеживает цели, ведет оптическую и радиоразведку, а также обеспечивает раннее предупреждение о ракетном нападении. Маск заранее планировал такое расширение функций своего базового спутника, потому что он без проблем установил на нем много дополнительного оборудования и систем.

Получился практически новый аппарат, очень нужный военным и спецслужбам. По некоторым сведениям, сеть строится подразделением SpaceX Starshield в рамках секретного контракта на сумму $1,8 млрд, подписанного в 2021 году с Национальным разведывательным управлением (NRO). Маск рассчитывал, что средства от контракта станут важной частью доходов компании после 2021 года. В 2024 году агентство Reuters сообщило, что этот контракт был заключен между NRO и SpaceX и предназначался для формирования шпионской спутниковой сети, состоящей из сотен спутников, функционирующих как рой.

Спутник Starshield изготавливается в разной комплектации. В базовой он обеспечивает наблюдение за поверхностью Земли и связь. Дополнительно, по требованию заказчика, размещаются специальные полезные нагрузки. В отличие от обычных услуг, Starshield обрабатывает все данные напрямую и безопасно доставляет их клиенту, гарантируя, что конфиденциальная информация останется защищенной.

Starshield в интересах правительства поддерживает зашифрованные, лазерные соединения, которые обеспечивают связь даже в отдаленных районах или зонах военных конфликтов, что позволяет поддерживать военные операции, реагировать на стихийные бедствия, а также дипломатические контакты там, где традиционные линии связи недоступны или не обеспечивают секретность.

Возможность дополнительно размещать полезные нагрузки позволяет изготавливать спутники под конкретные задачи. Правительственные структуры могут предоставлять собственные датчики или устройства, а SpaceX установит их на спутник, предназначенный для срочного запуска.

Такая гибкость делает Starshield практичным вариантом для агентств с уникальными или секретными требованиями, позволяя им использовать опыт SpaceX в производстве и запуске аппаратов без разработки собственных спутниковых программ с нуля.

По апрель 2025 года запущено около 130 спутников Starshield. Но практически никаких сведений об этих аппаратах нет. Известно, что они больше и тяжелее гражданских Starlink. Разрешение их оптико-электронных устройств или особенности криптографических методов остаются нераскрытыми, но система создана для удовлетворения высоких требований разведки и военных операций, значит, и характеристики очень хорошие.

Некоторые аппараты имеют увеличенные солнечные панели для питания дополнительных систем. В них применяются лазерные каналы связи между спутниками по технологии, проверенной в Starlink. Они позволяют спутникам передавать информацию от одного к другому, не транслируя ее на наземные станции, создавая сеть, охватывающую весь земной шар.

Для безопасности Starshield добавляет дополнительные уровни шифрования сверх того, что предлагает Starlink, гарантируя, что данные, особенно секретные материалы, останутся защищенными от перехвата или подделки.

Производством аппаратов занимается корпорация Northrop Grumman. Она была выбрана в качестве партнера SpaceX из-за того, что, как говорят некоторые источники, «в интересах правительства не инвестировать полностью в одну компанию, которой управляет один человек». Спутники Starshield будут принадлежать и контролироваться правительством США. А аппараты следующего поколения по программе Starshield SDA предполагается оснащать ракетами-перехватчиками, гиперзвуковыми снарядами или оружием направленной энергии.

«Национальное разведывательное управление разрабатывает самую мощную, разнообразную и устойчивую систему космической разведки, наблюдения и рекогносцировки, которую когда-либо видел мир», — заявил представитель NRO. Основными клиентами Starshield являются государственные организации, с особым акцентом на агентства, связанные с национальной безопасностью и обороной.

С новой программой Starshield компания SpaceX может превратиться в монополию. Ведь военные мечтают о возможности быстро получать непрерывные изображения действий на земле практически в любой точке земного шара, обеспечивая разведывательной информацией военные операции. И тут очень кстати достижения фирмы Илона Маска.

Спутники WorldView. Спутники фирмы Maxar Technologies делают снимки с самым высоким коммерческим разрешением. Их собственное разрешение — 30 см, а после обработки получаются снимки высокой четкости 15 см, что позволяет идентифицировать объекты и детали, например, тип транспортных средств, дорожную разметку и даже людей. Например, новейший WorldView-4 с орбиты высотой 617 км обеспечивает разрешение 31 см. А GeoEye-1, летающий на высоте 680 км, имеет четыре мультиспектральных канала в дополнение к панхроматическому каналу и разрешение 41 см.

Спутники фирмы Planet Labs. Предприятие создает микроспутники кубсат (минимальный модуль такого изделия имеет размер 10 на 10 на 10 см). Аппараты Dove выполняют съемку в оптическом диапазоне с орбиты выстой 400 км с разрешением 3–5 м. Масса — 4 кг, а размер — 10 на 10 на 30 см!

Спутники RapidEye объемом один кубометр и массой 150 кг с высоты 630 км с помощью многоспектрального датчика дают изображения на уровне 5 м.

А вот аппараты SkySat имеют форму параллелепипеда высотой 0,8 м и массу 110 кг. С высоты 450 км они делают снимки, а также видео с разрешением 30–50 см. Видеозаписи ведут съемку продолжительностью до 90 секунд со скоростью 30 кадров в секунду. Каждый спутник стабилизирован по трем осям, и может направлять объектив на интересующую цель.

Спутники радиолокационной разведки:

Спутник Topaz. Это стратегический космический аппарат разведки. Спутниковая радиолокация при длине волны 15–30 см обеспечивает сильные отраженные сигналы от более крупных объектов земной поверхности, частичное проникновение радиоволн сквозь снежный и растительный покровы и через песок и почву. Более короткие волны 2,4–7,5 см позволяют выявить границы малых объектов местности, различить растительный и снежный покров. А за счет использования новых частотных диапазонов обеспечивается обнаружение объектов под землей на глубине до нескольких десятков метров, а под водой — до 200 м.

Основные четыре спутника Topaz располагаются на орбитах высотой 1100 км с обратным наклонением 123 град., а пятый обращается по солнечно-синхронной орбите с наклонением 106 град. и дополняет систему для наблюдения широт более 60 град. Масса — не более 8 т. Бортовой радиолокационный комплекс FIA-Radar, имеет параболическую антенну с диаметром 6–8 м.

Спутники имеют теоретическое разрешение при детальной съемке 0,3 м, фактическое — 0,5–1 м. Могут различать пятна на поверхности Земли 10 на 10 см. Разведка территории РФ двумя такими спутниками при полосе 4000 км ведется более 9 часов, а тремя — 14 часов в сутки.

Спутники компании Capella Space. Эта фирма планирует вывести 36 радиолокационных спутников с синтезированной апертурой и разрешением 0,25 м, доступным пока только военным. Масса спутника всего 40 кг.