Агентство передовых оборонных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) инициирует программу TBD2, представляющую собой первую в мире систему наблюдения за дальним космосом. Она предназначена для обнаружения и отслеживания небольших объектов, находящихся на расстоянии миллионов километров от нашей планеты. Эта инициатива свидетельствует о значительном расширении возможностей США в сфере космической осведомленности, что происходит на фоне возрастающей активности различных государств и частных компаний в окололунном пространстве, где формируются новые возможности, возникают риски и усиливается стратегическое соперничество.
Разрабатываемая система предназначена для выявления объектов, характеризующихся чрезвычайно низкой яркостью и большим удалением, что затрудняет их обнаружение современными телескопами. В рамках этого проекта DARPA намеревается интегрировать коммерческие оптические датчики с принципиально улучшенными алгоритмами и космическим аппаратом, размещенным на расстоянии приблизительно 1,5 миллиона километров от Земли, в точке Лагранжа L1 системы Солнце-Земля. Благодаря такому расположению Солнце постоянно будет находиться позади датчика, гарантируя свободный обзор почти всей системы Земля-Луна.
Программа TBD2 разработана для постоянного поиска и отслеживания объектов, находящихся на окололунной орбите. Это требуется для обеспечения безопасности коммерческих и гражданских космических аппаратов, функционирующих в этом районе, который значительно больше геостационарной орбиты – его объем приблизительно в 1200 раз превышает объем ГСО, расположенной на высоте порядка 36 000 километров. Объекты, находящиеся на таких больших расстояниях, отличаются крайне низкой яркостью. Так, объект с габаритами в один метр на расстоянии двух миллионов километров отражает настолько малый объем света, что становится неотличим от фонового шума. Наземные телескопы не способны к их непрерывному наблюдению из-за влияния облачности, атмосферных искажений и смены дня и ночи.
Основная технологическая трудность заключается в использовании метода Track-Before-Detect (TBD). Он основан на предварительном отслеживании возможных перемещений по слабым признакам в шуме, после чего следует подтверждение обнаружения. Для реализации этого подхода требуются значительные вычислительные ресурсы – порядка 300 триллионов операций с плавающей запятой в секунду (Терафлопс), что во много раз превышает возможности современных космических процессоров. В связи с этим командам, участвующим в программе, необходимо будет создать алгоритмы, значительно повышающие эффективность, чтобы их можно было использовать на реальных космических компьютерах.
DARPA ставит перед собой масштабные технические задачи: одному аппарату, использующему SEL1, предстоит обследовать всю систему Земля-Луна менее чем за 12 часов. Для всестороннего покрытия зон, где возможны пропуски, например, области за Луной или близлежащие окололунные орбиты, ведомство изучает возможность размещения дополнительных датчиков на удалении от 200 000 до 400 000 километров от Земли, чтобы они могли выявлять объекты размером всего 10-20 сантиметров. Вся аппаратура должна отвечать строгим требованиям: диаметр телескопа не должен превышать 0,5 метра, а потребляемая мощность – 600 ватт в режиме слежения, что сопоставимо с энергопотреблением обычной микроволновой печи.
За 15 месяцев программа предусматривает создание трех прототипов: алгоритма для обнаружения слабосветящихся объектов, конструкции полезной нагрузки, предназначенной для размещения в точке SEL1, и ее адаптации для других орбит. При успешной реализации этих разработок они могут быть переданы Космическим силам США для последующего внедрения.
Официально Агентство перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) представляет TBD2 как средство обеспечения безопасности и мирного освоения космического пространства. Тем не менее, стратегическое значение разработки подобной системы не вызывает сомнений: она предоставит Соединенным Штатам возможность выявлять космические аппараты, представляющие интерес, отслеживать потенциально угрожающие объекты и контролировать действия зарубежных миссий в окололунной области. Реализация программы TBD2 позволит превратить сегодня слабо регулируемый участок пространства между Землей и Луной в зону, где невозможно остаться незамеченным, что кардинально изменит методы управления и обеспечения безопасности в дальнем космосе.