มุมมองที่ดี
ความสูงของสตราโตสเฟียร์ที่มีความยาว 18-30 กิโลเมตรนั้นมนุษย์ไม่สามารถเข้าใจได้ ในเครื่องบิน "อวกาศใกล้" แบบนี้มีขึ้นไม่บ่อยนักและไม่มียานอวกาศอยู่ที่นั่น แต่ชั้นดังกล่าวในชั้นอากาศของโลกนั้นสะดวกมากสำหรับการสังเกตอย่างลับๆ ประการแรก เครื่องบินที่ระดับความสูงดังกล่าวสามารถสำรวจพื้นที่ที่เทียบได้กับอาณาเขตของอัฟกานิสถานหรือซีเรีย และในขณะเดียวกันก็ลาดตระเวนในดินแดนเดียวเป็นเวลานาน ในเวลาเดียวกัน ดาวเทียมที่โคจรรอบพื้นที่ค่อนข้างเร็ว มักจะไม่มีเวลาจับภาพวัตถุและกระบวนการที่สำคัญ ประการที่สอง ระบบป้องกันภัยทางอากาศภาคพื้นดินยังไม่ได้ออกแบบมาเพื่อค้นหาและทำลายเครื่องบินลาดตระเวนขนาดเล็กและสูงดังกล่าว จากการคำนวณ พื้นที่การกระเจิงที่มีประสิทธิภาพสามารถเข้าถึง 0.01 m2… แน่นอนว่าด้วยการปรากฏตัวของดาวเทียมเทียมขนาดมหึมาบนท้องฟ้า การป้องกันภัยทางอากาศจะพบวิธีแก้ปัญหาสำหรับการสกัดกั้น แต่ค่าใช้จ่ายในการทำลายล้างสามารถห้ามปรามได้ นอกจากการลาดตระเวนแล้ว โดรนในระดับความสูงสามารถให้การสื่อสารและการนำทางได้
โดรนส่วนใหญ่ที่พัฒนาขึ้นจนถึงตอนนี้ ซึ่งออกแบบมาสำหรับความสูงดังกล่าว สร้างขึ้นจากเซลล์แสงอาทิตย์และแบตเตอรี่ ที่ระดับความสูงหลายสิบกิโลเมตร พลังงานแสงอาทิตย์จะ "ดูดซับ" ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่งช่วยให้เครื่องมีปีกไม่เพียงให้พลังงานแก่มอเตอร์ไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังเก็บพลังงานไว้ในแบตเตอรี่ด้วย ในเวลากลางคืน โดรนจะใช้สิ่งที่เก็บไว้ระหว่างวัน ในช่วงเช้า วงจรจะวนซ้ำ ปรากฎว่าเป็นเครื่องเคลื่อนที่ถาวรชนิดหนึ่งที่ช่วยให้เครื่องสามารถบินได้ตั้งแต่หลายวันถึงหลายปีที่ระดับความสูงไม่เกิน 30 กิโลเมตร ตัวอย่างเช่น หากดาวเทียมเทียมตัวใดตัวหนึ่งเข้ามาแทนที่ Global Hawk ที่มีชื่อเสียง ผู้ปฏิบัติงานเพียงคนเดียวจะประหยัดเชื้อเพลิงได้ประมาณ 2,000 ตันต่อปี ซึ่งไม่คำนึงถึงต้นทุนที่ต่ำลงและเวลาดำเนินการที่ยาวนานกว่ามาก อย่างไรก็ตาม ข้อมูลทั้งหมดนี้เป็นข้อมูลเชิงทฤษฎี จนถึงขณะนี้ บันทึกระยะเวลาการบินของอุปกรณ์ดังกล่าวคือ 26 วัน ซึ่งประสบความสำเร็จในปี 2018 โดยเครื่องบินจำลอง Airbus Zephyr ของยุโรป
เมื่อเทียบกับดาวเทียมแบบคลาสสิก โดรนในระดับความสูงจะมีราคาถูกกว่ามากและอยู่ใกล้โลกมากขึ้น ซึ่งทำให้มั่นใจได้ในการถ่ายภาพและการสังเกตการณ์คุณภาพสูง Airbus Zephyr ดังกล่าวมีราคาถูกกว่า Global Hawk 10 เท่าและถูกกว่าดาวเทียม World View 100 เท่า ในกรณีนี้ ดาวเทียมหลอกจะอยู่ใต้ชั้นบรรยากาศรอบนอก ซึ่งจะเพิ่มความแม่นยำในการนำทางและการกำหนดตำแหน่งของแหล่งกำเนิดคลื่นวิทยุ ต่างจากดาวเทียม เครื่องบินสามารถโฉบเหนือวัตถุที่สังเกตได้เป็นเวลานาน เช่น นกอินทรี เพื่อติดตามการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดที่เกิดขึ้นด้านล่าง
แนวคิดของดาวเทียมเทียมสำหรับการบินในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์คืออะไร? เป็นเฟรมคอมโพสิตน้ำหนักเบาที่มีลักษณะแอโรไดนามิกที่ดี พร้อมกับแผงโซลาร์เซลล์ เครื่องสะสม และเซลล์เชื้อเพลิงที่มีประสิทธิภาพสูง นอกจากนี้ จำเป็นต้องมีมอเตอร์ไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพสูง อุปกรณ์ควบคุมน้ำหนักเบาที่ใช้พลังงานต่ำ ซึ่งสามารถตอบสนองต่อสถานการณ์ฉุกเฉินในเที่ยวบินได้อย่างรวดเร็วและเป็นอิสระ ยานพาหนะระดับความสูงดังกล่าวมีความโดดเด่นด้วยความสามารถในการบรรทุกที่ต่ำ (มากถึง 100-200 กิโลกรัม) และความช้ามาก - มากถึงหลายสิบกิโลเมตรต่อชั่วโมง ครั้งแรกของสิ่งเหล่านี้ปรากฏในปี 1980 ในสหรัฐอเมริกา
แผงโซลาร์เซลล์บินได้
ดาวเทียมหลอกทดลองของโปรแกรม HALSOL เป็นอุปกรณ์แรกในกลุ่มอุปกรณ์ดังกล่าวในสหรัฐอเมริกาไม่มีอะไรสมเหตุสมผลเกิดขึ้นเนื่องจากความล้าหลังของเทคโนโลยี: ไม่มีแบตเตอรี่ขนาดใหญ่หรือเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพ โครงการปิดตัวลง แต่การปรากฏตัวของต้นแบบไม่ได้ถูกจำแนกประเภทและความคิดริเริ่มส่งผ่านไปยัง NASA ผู้เชี่ยวชาญได้นำเสนอ Pathfinder ในปี 1994 ซึ่งอันที่จริงแล้วได้กลายเป็นมาตรฐานทองคำสำหรับดาวเทียมหลอกในอนาคต อุปกรณ์ดังกล่าวมีปีกกว้าง 29.5 เมตร น้ำหนักขณะบินขึ้น 252 กิโลกรัม และระดับความสูง 22.5 กิโลเมตร ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา โครงการนี้ได้รับการปรับปรุงให้ทันสมัยขึ้นเรื่อยๆ สุดท้ายในซีรีส์คือ Helios HP ซึ่งมีปีกยาวถึง 75 เมตรน้ำหนักบินขึ้นถึง 2.3 ตัน อุปกรณ์นี้ในรุ่นหนึ่งสามารถปีนขึ้นไปได้ 29,524 เมตร - บันทึกสำหรับเครื่องบินที่บินในแนวนอนโดยไม่มีเครื่องยนต์ไอพ่น เนื่องจากเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่ไม่สมบูรณ์ Helios HP จึงทรุดตัวลงในอากาศระหว่างเที่ยวบินที่สอง พวกเขาไม่ได้หวนคืนสู่แนวคิดเรื่องการฟื้นฟู
รุ่นที่สองที่รู้จักกันของดาวเทียมหลอกสองวัตถุประสงค์สามารถเรียกได้ว่าตระกูล Zephyr จาก British QinetiQ ซึ่งปรากฏบนขอบฟ้าเทียมในปี 2546 หลังจากการทดสอบและการปรับปรุงการออกแบบอย่างกว้างขวาง โปรเจ็กต์นี้ถูกซื้อโดย Airbus Defense and Space ในปี 2013 และพัฒนาเป็นสองรุ่นหลัก ชุดแรกมีปีกกว้าง 25 ม. และประกอบด้วย: เครื่องร่อนที่ทำจากเส้นใยคาร์บอนน้ำหนักเบาพิเศษ แผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่ทำจากซิลิคอนอสัณฐานจาก United Solar Ovonic แบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์ (3 กิโลวัตต์ชั่วโมง) จาก Sion Power ระบบขับเคลื่อนอัตโนมัติและเครื่องชาร์จจาก QinetiQ. แผงโซลาร์เซลล์ผลิตไฟฟ้าได้มากถึง 1.5 กิโลวัตต์ ซึ่งเพียงพอสำหรับเที่ยวบินตลอด 24 ชั่วโมงที่ระดับความสูง 18 กม. ดาวเทียมเทียมดวงที่สองที่มีขนาดใหญ่กว่าคือ Zephyr T ที่มีบูมสองหางและปีกกว้างขึ้น (จาก 25 ม. เป็น 33 ม.) การออกแบบนี้ช่วยให้ยกน้ำหนักบรรทุกได้สี่เท่า (น้ำหนัก 20 กก. เพียงพอสำหรับสถานีเรดาร์ที่ระดับความสูง 19,500 ม.)
Zephyr ได้รับการว่าจ้างจากกองทัพของบริเตนใหญ่และสหรัฐอเมริกาในปริมาณเดียว พวกเขายังไม่มีเวลาทำความคุ้นเคยกับกองทัพอย่างเต็มที่ เมื่อในเดือนมีนาคม 2019 หนึ่งในนั้นตกใกล้โรงงานประกอบใน Farnborough มลรัฐนิวแฮมป์เชียร์ ในอุบัติเหตุครั้งนี้ ข้อเสียเปรียบหลักของเครื่องบินดังกล่าวได้รับการเปิดเผยอย่างเต็มที่ - มีความไวสูงต่อสภาพอุตุนิยมวิทยาในระหว่างการบินขึ้นและลงจอด ที่ระดับความสูงการทำงานหลายกิโลเมตร ดาวเทียมหลอกไม่กลัวฝนและลม แต่เมื่ออยู่บนพื้นจะรู้สึกไม่สบายใจ
DARPA ไม่ได้อยู่ห่างจากหัวข้อที่มีแนวโน้มดีดังกล่าว และในช่วงปลายยุค 2000 ได้ริเริ่มโปรแกรม VULTURE (ระดับความสูงที่สูงมาก, ความทนทานเป็นพิเศษ, องค์ประกอบการลอยตัวของโรงละคร - ระบบสังเกตการณ์ที่สูงมากพร้อมการเดินเตร่เหนือโรงละครที่ปฏิบัติการอยู่นานเป็นพิเศษ) ลูกคนหัวปีคือดาวเทียมเทียม Solar Eagle ซึ่งสร้างโดย Boeing Phantom Works ร่วมกับ QinetiQ และ Venza Power Systems ยักษ์นี้มีปีกกว้าง 120 เมตร แบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์ มอเตอร์แปดตัวที่ขับเคลื่อนโดยทั้งแผงโซลาร์เซลล์และเซลล์ไฮโดรเจน ปัจจุบัน ชาวอเมริกันได้จัดประเภทโครงการแล้ว และเป็นไปได้มากว่ากำลังทดสอบ Solar Eagle ในรูปแบบของต้นแบบก่อนการผลิต
ต้นแบบที่ไม่จำแนกประเภทที่ทันสมัยที่สุดคือดาวเทียมเทียมที่พัฒนาโดย BAE และ Prismatic Ltd - PHASA-35 (อากาศยานพลังงานแสงอาทิตย์ระดับความสูงระยะยาวแบบถาวร) ในเดือนกุมภาพันธ์ 2020 ได้เปิดตัวขึ้นสู่อากาศเป็นครั้งแรกที่ฐานทัพอากาศหลวงในรัฐเซาท์ออสเตรเลีย แผงโซลาร์เซลล์แบบบินได้พร้อมปีกสามารถปีนเขาได้ 21 กิโลเมตร และบรรทุกน้ำหนักบรรทุกได้มากถึง 15 กิโลกรัม ตามมาตรฐานของโดรนระดับสูง PHASA-35 มีปีกขนาดเล็ก 35 เมตรและมีจุดมุ่งหมายตามที่นักพัฒนาเขียนเองสำหรับการตรวจสอบการสื่อสารและการรักษาความปลอดภัย อย่างไรก็ตาม เส้นทางเริ่มต้นและเส้นทางหลักของดาวเทียมเทียมจะเป็นงานต่อสู้ ในเรื่องนี้ หลังจากผลการบินครั้งแรก Ian Muldoney ผู้อำนวยการด้านเทคนิคของ BAE Systems ให้ความเห็นว่า:
นี่เป็นผลงานที่โดดเด่นในช่วงแรกและแสดงให้เห็นถึงฝีเท้าที่สามารถทำได้เมื่อเรารวมเอาความสามารถที่ดีที่สุดของอังกฤษเข้าไว้ด้วยกันการย้ายจากการออกแบบไปสู่การบินในเวลาน้อยกว่าสองปี (20 เดือน) แสดงให้เห็นว่าเราสามารถก้าวขึ้นสู่ความท้าทายที่รัฐบาลสหราชอาณาจักรได้วางไว้ต่อหน้าอุตสาหกรรมเพื่อสร้างระบบการต่อสู้ทางอากาศในอนาคตในทศวรรษหน้า
ภายในสิ้นปีนี้ มีแผนที่จะทำการทดสอบให้เสร็จสิ้น และหลังจากผ่านไป 12 เดือน เราจะโอนยานพาหนะสำหรับการผลิตคันแรกไปยังลูกค้า แต่แน่นอนว่าการระบาดใหญ่จะทำการปรับเปลี่ยนตัวเองภายในกรอบเวลาที่กำหนด
ขณะนี้มีการเติบโตอย่างต่อเนื่องในความสนใจในโดรนระดับความสูงดังกล่าว และการขยายพื้นที่การพัฒนาก็เป็นข้อพิสูจน์ในเรื่องนี้ นอกจากความสำเร็จของจีน อินเดีย ไต้หวัน และเกาหลีใต้แล้ว สำนักงานออกแบบของรัสเซียยังมีส่วนร่วมในการออกแบบดาวเทียมเทียมอีกด้วย โดรนระดับความสูงทดลองในประเทศเครื่องแรกได้รับการพัฒนาที่ S. A. Lavochkin และเรียก LA-251 "Aist" มันถูกนำเสนอเป็นครั้งแรกในฟอรัม Army-2016 โดรนผลิตขึ้นตามการออกแบบตามหลักอากาศพลศาสตร์ทั่วไป และเป็นเครื่องบินโมโนเพลนอิสระที่มีปีกกว้าง 16 ม. และมีน้ำหนักประมาณ 145 กก. โมโนเพลนมีบูมหางสองอัน เครื่องยนต์ขนาด 3 กิโลวัตต์สี่เครื่อง และติดตั้งแบตเตอรี่ขนาด 240 Ah ระดับความสูงของเที่ยวบินสูงถึง 12,000 เมตร ระยะเวลาสูงสุด 72 ชั่วโมง กำลังพัฒนา "Aist" ที่ใหญ่ขึ้นด้วยปีกกว้าง 23 เมตรและรับน้ำหนักได้ 25 กก. ดาวเทียมหลอกดังกล่าวมีความสูง 18 กิโลเมตรแล้วและสามารถอยู่ในอากาศได้เป็นเวลาหลายวัน เพื่อให้การออกแบบสว่างขึ้น เครื่องบินลำเดียวจึงเหลือลำเดียวและจำนวนมอเตอร์ลดลงจากสี่เป็นสองลำ การพัฒนาต่อไปของชุดรูปแบบในประเทศของ pseudosatellites ถูกขัดขวางโดยการขาดเทคโนโลยีสำหรับการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียม - กำมะถันที่มีเอาต์พุตพลังงานเฉพาะ 400–600 Wh / kg นอกจากนี้เรายังต้องการแผงโซลาร์เซลล์ที่มีความถ่วงจำเพาะ 0.32 กก. / ลบ.ม2 อย่างมีประสิทธิภาพอย่างน้อย 20% ในหลาย ๆ ด้านขึ้นอยู่กับว่ารัสเซียจะสามารถลดช่องว่างที่มีอยู่กับผู้นำโลกได้หรือไม่ ด้วยอาณาเขตที่กว้างใหญ่เช่นนี้ ประเทศของเราไม่สามารถทำได้โดยปราศจากดาวเทียมหลอกในอนาคต
