Antena odbiorcza stacji radiolokacyjnej systemu kontroli przestrzeni kosmicznej Razwiazka.

Razwiazka – nowa generacja rosyjskich radarów bistatycznych

14 czerwca Ministerstwo Obrony Federacji Rosyjskiej opublikowało film z wizyty ministra obrony Siergieja Szojgu w „obiekcie systemu kontroli przestrzeni kosmicznej”, który rozpoczął dyżury bojowe w Zachodnim Okręgu Wojskowym. Dowódca Wojsk Kosmicznych – zastępca szefa sztabu Sił Powietrzno-Kosmicznych gen. płk Aleksandr Gołowko zameldował ministrowi, że dzięki nowej stacji radiolokacyjnej liczba automatycznie wykrywanych, śledzonych i kontrolo-wanych małogabarytowych obiektów na orbicie wzrośnie czterokrotnie, a czas ich wykrywania spadnie o połowę. W ten sposób oficjalnie potwierdzono, że bojowe dyżurowanie rozpoczęła rosyjska bistatyczna stacja radiolokacyjna najnowszej generacji.

Poza tym nie przekazano żadnych dodatkowych informacji. Nie padła nawet lokalizacja czy numer jednostki. Niemniej kadr na zespół nowej anteny odbiorczej nie pozostawiał wątpliwości, o jaki obiekt chodzi. Tym bardziej, że oficjalnie już go prezentowano, podkreślając nowości, jakie w nim wybudowano. Materiał z wizyty ministra nakręcono na terenie jednostki wojskowej 03863. Powszechnie znana jest jako Czechow-7 w obwodzie moskiewskim, na terenie której mieści się 572. Samodzielny Węzeł Radiotechniczny (572-j otdielnyj radiotiechniczeskij uzieł), gdzie od 15 maja 1978 r. bojowo dyżurował system radiolokacyjny 20Ju6 Dunaj-3U – najpierw stacja wczesnego wykrywania, śledzenia i wskazywania celów (w ZSRS klasyfikowana jako stacja kategorii PRO od ProtiwoRakietnaja Oborona) rakietowego systemu przeciwbalistycznego A-35/M, a po jego wycofaniu, także jako stacja SKKP (ros. Sistiema Kontrola Kosmiczeskogo Prostranstwa – system kontroli przestrzeni kosmicznej). Szojgu pokazano podczas wizytacji pozycji sąsiadujących radiolokacyjnych stacji odbiorczych, obecnie jedynej pozostałej Dunaj-3U i najnowszej Razwiazka, którą zastąpiono jeden z Dunajów-3U.

Głównym dostawcą nowej stacji jest Koncern WKO Ałmaz-Antiej, a poddostawcą moskiewska spółka Radiofizika, która skonstruowała stację, wliczając w to jej anteny. O tym, jak istotne było to zamówienie dla przemysłu, świadczyły osoby towarzyszące Szojgu w trakcie jego wizyty w tym węźle radiolokacyjnym. Filmowe migawki pokazały, że byli to: dyrektor generalny Koncernu WKO Ałmaz-Antiej Jan W. Nowikow, generalny konstruktor koncernu Pawieł A. Sozinow oraz z-ca dyrektora generalnego i generalny konstruktor Radiofiziki Siergiej A. Topczijew. Generał płk Gołowko zameldował, że nowa stacja może wykrywać obiekty o wymiarach 10×10×10 cm (tzw. CubeSaty), a w 2027 r. czas wykrycia obiektu kosmicznego od jego wystrzelenia lub manewru na orbicie będzie czterokrotnie krótszy, zaś identyfikacja obiektów dwukrotnie, co sugeruje dalszą rozbudowę systemu.

Razwiazka – nowa generacja rosyjskich radarów bistatycznych

Główne pomieszczenie operatorskie 572. Samodzielnego Węzła Radiotechnicznego. To właśnie w nim pokazano ministra Siergieja Szojgu podczas jego wizyty w czerwcu br. Na ekranie widoczne wykreślone orbity śledzonych satelitów, opatrzonych indywidualnymi numerami i skatalogowanych. 572. Węzeł jest podporządkowany 9. Dywizji PRO 1. Armii PWO-PRO WKS Rosji.

Już 22 marca br. m.in. agencja informacyjna TASS i inne rosyjskie media podały za resortem obrony, że stacja Razwiazka rozpocznie bojowe dyżurowanie jeszcze w tym roku. Należy pamiętać, że Razwiazka, jak i inne takie stacje, wspomniane w tym artykule, są radarami stałego dyżurowania bojowego, których nigdy nie wyłącza się w toku eksploatacji. Ich obsługa, serwis, naprawy, modernizacje odbywają się przy włączonym urządzeniu, co jest uwzględnione w jego konstrukcji od początku. Wyłączenie stacji jest równoznaczne z zakończeniem jej użytkowania.

❚ Razwiazka z bliska

O nowej stacji wiadomo bardzo niewiele. Rosyjskie media dotąd publikowały o niej zupełne ogólniki, acz z jednym wyjątkiem. Większość informacji pochodzi albo z przemysłu, ale też niepodawanych wprost, albo z innych oficjalnych źródeł. Zawarte w tym artykule informacje pochodzą z publikacji firmowych lub naukowych Radiofiziki i Ałmaz-Antieja albo pracowników tych firm, choć są to informacje pośrednie, z pozwu o odszkodowanie, jakie złożyło Ministerstwo Obrony Federacji Rosyjskiej (o czym dalej) i z odcinka programu „Wojennaja prijemka”, pt. „Kosmos woorużennym wzgladom” (Kosmos uzbrojonym okiem), który telewizja „Zwiezda” wyemitowała w kwietniu 2022 r. To ostatnie źródło, choć też pozbawione danych taktyczno-technicznych (poza wzmianką o CubeSatach) nowej stacji, jest niezmiernie ciekawe. Pokazano w nim nieco szczegółów konstrukcji anteny odbiorczej, zaplecza systemu i wygląd nowego stanowiska (pomieszczenia) operatorskiego. Zatem można było zobaczyć całkiem sporo, pod warunkiem, że wiedziało się, na co się patrzy.

Wykorzystując zatem dostępne informacje wiadomo, że Razwiazka to bistatyczna stacja pracująca na fali ciągłej, w tzw. paśmie P. Taka nazwa jest używana w Rosji. Pasmo P nie jest jednolicie zdefiniowane. Według Instytutu Inżynierów Elektryków i Elektroników (ang. Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE) ze Stanów Zjednoczonych jest to pasmo zakresu częstotliwości 216÷450 MHz (λ ~1,38÷0,66 m). Europejska Agencja Kosmiczna posługuje się wartością 255÷390 MHz (λ ~1,175÷0,76 m), a Narodowa Agencja Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej (National Aeronautics and Space Administration, NASA) Stanów Zjednoczonych 280÷440 MHz (λ ~1,07÷0,68 m). Niewykluczone, że Razwiazka pracuje na tej samej częstotliwości co Dunaj-3U, czyli 388÷429 MHz (λ ~77÷70 cm).

Razwiazka – nowa generacja rosyjskich radarów bistatycznych

Razwiazkę wyposażono w tzw. cyfrowe adaptowalne aktywne anteny z szykiem fazowanym. W przypadku stacji odbiorczej wiadomo, że antena składa się z 3078 modułów. Pamiętając, że Razwiazkę postawiono na miejscu jednego z Dunajów-3U, wiadomo, że zespoły obydwu anten są od siebie oddalone o ok. 3 km. Podano, że apertura anteny nadawczej liczy 15×100 m, a odbiorczej 50×100 m. Zakres obserwacji Razwiazki wynosi ± 45° w azymucie i 5÷85° w elewacji, a zasięg przekracza 9000 km.

Kluczowe zagadnienie dotyczy konstrukcji anteny, czyli czym jest rzeczona cyfrowa adaptowalna aktywna antena z szykiem fazowanym. Sama Radiofizika stosuje termin Cyfrowaja Aktiwnaja Fazirowannaja Antiennaja Rieszotka (CAFAR; jego najbliższym angielskim odpowiednikiem jest DAA – Digital Antenna Array – jako kolejne ogniwo rozwoju lub podtyp, wg uznania, anteny nazywanej po angielsku AESA). W powszechnie stosowanych antenach aktywnych elektronicznie sterowane przesuwniki fazy są połączone ze wzmacniaczami mocy/wzmacniaczami niskoszumowymi w układach nadawczo-odbiorczych, tworząc pojedyncze kanały. W takich antenach następuje sekwencyjne przeszukiwanie przestrzeni powietrznej elektronicznie sterowaną wiązką nadawczą na zmianę z odbiorem monoimpulsowych wiązek sygnałów odbiorczych poprzez sterowanie przesuwnikami fazowymi anteny, odpowiadającymi za rozkład faz, czyli opóźnienie sygnału. Natomiast w antenie CAFAR stosuje się przetwarzanie sygnału analogowego do cyfrowego w każdym kanale odbiorczym i cyfrowego do analogowego w nadawczym.

Charakterystyka promieniowania anteny powstaje poprzez obróbkę strumieni danych w formacie cyfrowym. Natomiast sama antena – poza promiennikiem – jest sieciowym komputerem (układem wyłącznie cyfrowym). W Rosji w odniesieniu do CAFAR stosuje się termin czasoprzestrzennego przetwarzania (sygnału), gdyż w przypadku pracy przestaje rozdzielać się formowanie wiązki (działanie „przestrzenne”) od obróbki sygnału (działanie „w czasie” – filtracja i wykrywanie użytecznych sygnałów). Stacja z CAFAR wykonuje cyfrowe sterowanie amplitudą, fazą i opóźnieniem wyłącznie cyfrowo generowanego sygnału, poprzez zapewnienie formowania adaptacyjnych charakterystyk promieniowania anteny podczas nadawania i odbioru.

Razwiazka – nowa generacja rosyjskich radarów bistatycznych

Dlatego CAFAR umożliwia pracę z szerokopasmowymi sygnałami w całym sektorze skanowania anteny o dużej aperturze. CAFAR zapewnia symultaniczny odbiór sygnałów z dowolnych kierunków kątowych w sektorze skanowania dzięki cyfrowemu formowaniu charakterystyki promieniowania anteny. W przypadku stacji dalekiego zasięgu (zwłaszcza bistatycznych na fali ciągłej) nie trzeba już pracować (przeszukiwać przestrzeni powietrznej) w wielu różnych zakresach odległości. CAFAR zapewnia:

• możliwość jednoczesnego promieniowania w dowolnych kierunkach kątowych z kontrolowaną polaryzacją każdej wiązki, co zapewnia optymalne wykorzystanie energii w trybie wykrywania i śledzenia celów;
• w przypadku stacji pracującej z dwoma ortogonalnymi polaryzacjami jest możliwość kierowania bazą polaryzacji przy nadawaniu i skoordynowaną polaryzacją przy odbiorze sygnałów; w przypadku polaryzacji całkowitej CAFAR zapewnia polaryzacyjny wybór celów, a także polaryzacyjne odstrojenie aktywnych zakłóceń;
• cyfrowe formowanie wiązki zapewnia zdolność do adaptacyjnego filtrowania przestrzennego, niezależnie dla odbioru i nadawania, w każdym obsługiwanym kierunku kątowym, co pozwala zwiększyć odporność stacji na zakłócenia celowe i podnieść skrytość jej pracy.

Zobacz więcej materiałów w pełnym wydaniu artykułu w wersji elektronicznej >>