Программа Parcae совершила революцию в электронном подслушивании
В начале 1970-х годов Холодная война достигла особенно напряжённой стадии, и перед военными и разведывательными структурами США встал серьёзный вызов. Советский военно-морской флот превратился в глобальную морскую силу, тогда как Соединённые Штаты не имели системы круглосуточного наблюдения за океанами. Дополнительную тревогу вызывало появление новых атомных ракетных крейсеров проекта 1144 — крупнейших кораблей, созданных в СССР на тот момент. Для США это означало, что хрупкий баланс доктрины взаимного гарантированного уничтожения (MAD), до сих пор удерживавший обе стороны от ядерного удара, мог дать трещину.
Разработанная в строжайшей секретности спутниковая программа Parcae (читается как Па́рки — прим. ред.) должна была предотвратить превращение Холодной войны в горячую. Работавшим над проектом инженерам предстояло создать самую совершенную на тот момент орбитальную систему радиоэлектронной разведки.
«Постепенно становилось ясно, с какими вызовами мы столкнулись», — говорит инженер-электронщик Ли М. Хаммарстрем, который на протяжении 40 лет с начала 1960-х находился в эпицентре разработки засекреченных технологий времён Холодной войны. Его работа включала создание спутниковых разведывательных программ, способных восполнить пробел в системе наблюдения. Он отмечает, что рост присутствия Советского Союза в мировом океане в 1970-х годах сопровождался развитием советских систем противовоздушной и противоракетной обороны. «Мы жили в условиях доктрины MAD, и если бы у СССР появился способ нейтрализовать наш ответный удар, они могли бы решиться нанести его первыми».
Надёжное, непрерывное и глобальное наблюдение за океанами стало для США приоритетной задачей. Действующая на тот момент программа спутников радиоэлектронной разведки ELINT под кодовым названием Poppy позволяла обнаруживать и определять местоположение радиолокационного излучения от советских кораблей и наземных систем. Однако, вплоть до финальных этапов программы, анализ полученных данных мог занимать недели и более.
По словам историка космических технологий из Национальной академии наук США Дуэйна Дэя, в 1971 году американский флот провёл масштабные учения, в ходе которых корабли США излучали сигналы, а несколько типов спутников ELINT пытались их зафиксировать. Эти испытания выявили серьёзные недостатки в существующих системах спутниковой разведки.
Именно здесь на сцену выходила программа Parcae.
Сам факт существования спутников Parcae, созданных группой опытных инженеров в Исследовательской лаборатории ВМС США (NRL) в Вашингтоне, оставался засекреченным вплоть до июля 2023 года. Лишь тогда Национальное управление военно-космической разведки США (NRO) рассекретило одностраничный документ, официально подтверждающий существование проекта. С момента своего основания в 1961 году NRO руководило и контролировало американские программы спутников-шпионов, включая проекты фоторазведки, перехвата коммуникаций, радиоэлектронной разведки и радиолокационного наблюдения. Благодаря этому частичному рассекречиванию данных программа Parcae наконец получила признание, а её основная миссия была представлена общественности в ходе празднования столетия NRL в том же году.
Некоторые аспекты программы Parcae становились с годами известны благодаря усилиям инициативных журналистов, публиковавшихся в таких изданиях, как Aviation Week & Space Technology и The Space Review, а также историков, таких как Дуэйн Дэй. Даже российский военный советник упоминал программу в одном из журналов Министерства обороны РФ. Эта статья основана на данных из указанных источников, а также на интервью и письменных комментариях инженеров ВМС США, которые разрабатывали, строили и эксплуатировали спутникми Parcae и их предшественников. Их свидетельства подтверждают широко распространённое, но всё же значимое понимание технологического развития США в тот период: ничто не подталкивало инженеров к творческим прорывам так, как паранойя Холодной войны и связанные с ней колоссальные ставки. Именно в этой атмосфере были созданы передовые системы национальной безопасности, включая разведывательные спутники вроде Parcae.
Спутник-шпион с космическим кодовым именем
Хотя финансирование и общий надзор за программой Parcae обеспечивало NRO, непосредственная разработка и сборка спутников легла на плечи инженеров NRL и их подрядчиков, включая компании Systems Engineering Laboratories и HRB Singer, специализировавшихся на анализе и обработке сигналов.
Parcae стала третьей программой спутниковой радиоэлектронной разведки ВМС США, финансируемой NRO. Первым был спутник GRAB, размером примерно с гимнастический мяч. Название GRAB расшифровывалось как Galactic Radiation and Background experiment («Эксперимент по исследованию галактического излучения и фона»). Это служило прикрытием для его засекреченной разведывательной аппаратуры. Однако на борту действительно находился научный солнечный детектор [см. раздел «От кварцевых детекторов до спутников-шпионов»].
22 июня 1960 года GRAB был выведен на орбиту, став первым в мире разведывательным спутником, хотя его миссия оставалась государственной тайной. Секретный характер его задач был официально признан лишь в 1998 году.
В 1961 году был запущен второй спутник GRAB. Оба аппарата осуществляли мониторинг советских радиолокационных систем в интересах Агентства национальной безопасности США (NSA) и Стратегического командования ВВС США (SAC). NSA, базирующееся в Форт-Миде (штат Мэриленд), отвечает за многие аспекты радиоэлектронной разведки Штатов, включая перехват и интерпретацию зашифрованных сообщений по всему миру, а также разработку шифровальных машин и алгоритмов для защиты американских правительственных коммуникаций. SAC, вплоть до его расформирования в 1992 году, контролировало стратегические бомбардировщики и межконтинентальные баллистические ракеты США.
Спутники GRAB отслеживали несколько тысяч советских радиолокационных станций противовоздушной обороны, разбросанных по огромной территории СССР. Они фиксировали импульсы радаров и передавали их на наземные станции, расположенные в дружественных странах по всему миру. Однако извлечение полезной разведывательной информации из этих данных могло занимать месяцы. Записи вручную доставлялись в NSA и SAC, где аналитики тщательно изучали данные в поисках «интересных сигналов», что можно сравнить с поиском иголки в стоге сена. После этого они интерпретировали их значение и формировали отчёты. Весь этот процесс занимал дни, а порой и недели, поэтому данные GRAB использовались в основном для общей оценки обстановки и долгосрочного стратегического планирования.
В 1962 году программа GRAB была модернизирована с переходом на более совершенные спутники и получила новое название — Poppy. Эта программа действовала до 1977 года и была частично рассекречена в 2004 году. Благодаря одновременному использованию нескольких спутников на орбите Poppy позволяла, пусть и с некоторой погрешностью, определять координаты источников излучения.
На поздних этапах программы Poppy инженеры NRL доказали, что, в принципе, можно передавать разведданные конечным пользователям в течение часов или даже быстрее, отсылая информацию напрямую на наземные станции вместо предварительной записи и последующей обработки. Эти первые примеры оперативной доставки разведывательных данных разожгли воображение американских военных и политических лидеров, задав новые ожидания и открыв перспективы для создания полноценной системы спутникового наблюдения за океанами, которую и должна была обеспечить программа Parcae.
Как программа Parcae вдохновила современные спутниковые системы радиоразведки
Первая из 12 миссий Parcae стартовала в 1976 году, а последняя — спустя 20 лет. За долгие годы существования программа носила и другие кодовые названия, среди которых White Cloud и Classic Wizard. Согласно рассекреченным данным NRO, использование спутников Parcae прекратилось в мае 2008 года.
Одним из ключевых технических достижений спутников Parcae стала система стабилизации на основе гравитационного градиента. Она представляла собой длинный выдвижной рычаг с грузом на конце. Перемещение груза смещало центр масс спутника, позволяя операторам с Земли удерживать антенны аппарата в направлении планеты.
Спутники Parcae обычно работали группами по три — их название отсылает к трём мойрам римской мифологии. Каждая группировка фиксировала радиолокационные и радиосигналы, излучаемые советскими кораблями. Для точного определения местоположения целей спутники оснащались высокоточными синхронизированными часами. Незначительные различия во времени приёма одного и того же сигнала каждым из трёх аппаратов позволяли вычислять координаты источника методом триангуляции. Эти данные обновлялись при каждом новом пролёте спутников над районом наблюдения.
Одним из ключевых продуктов разведки стали отчёты Ships Emitter Locating Reports — доклады, которые направлялись дежурным офицерам и командирам кораблей в море, а также другим заинтересованным пользователям. В таком отчёте могла содержаться информация, например, о новом обнаруженном радиолокационном сигнале: типе радара, его частотах, длительности импульсов, скорости сканирования и местоположении источника.
Одновременное обнаружение сигналов от разных типов излучателей в одной точке позволяло идентифицировать класс корабля, испускающего эти сигналы, а в некоторых случаях даже конкретное судно. Столь подробная морская разведка зародилась ещё в 1960-х годах, когда NRL разработала систему наблюдения за кораблями, получившую название HULTEC (сокращение от hull-to-emitter correlation — «корреляция корпуса с излучателем»).
Первые миникомпьютеры и поиск значимых сигналов
Чтобы отфильтровать интересные сигналы из хаотичного потока необработанных данных радиоразведки, программа Parcae включала в себя систему анализа разведданных, построенную на базе высокопроизводительных компьютеров того времени. Эти машины, вероятно, были разработаны компанией Systems Engineering Laboratories (SEL) из Форт-Лодердейла, штат Флорида, которая ранее создала миникомпьютеры SEL-810 и SEL-86, использовавшиеся в программе Poppy.
Они обладали возможностью прерывания в реальном времени, что позволяло приостанавливать обработку данных для приёма и сохранения новой информации, а затем возобновлять работу с того же места. Эта функция была особенно полезна для системы Parcae, которая должна была непрерывно собирать и анализировать огромные объёмы данных.
Кроме того, важную роль в выделении значимых сигналов играло специализированное программное обеспечение для обработки данных. Его поставщики до сих пор остаются засекреченными.
Эта аналитическая система могла автоматически фильтровать миллионы сигналов, определяя, какие из них заслуживают дальнейшего изучения. С тех пор автоматизированная обработка данных радиоразведки была значительно усовершенствована.
Наиболее амбициозным требованием к системе Parcae был минимальный временной интервал от момента перехвата сигнала до формирования отчёта (intercept-to-report). Если ранее этот процесс занимал часы или даже дни, то для Parcae требовалось сократить его до считанных минут. В конечном итоге отчёты должны были поступать достаточно быстро, чтобы использоваться для оперативного военного планирования, вплоть до принятия решений в режиме реального времени.
По словам отставного капитана ВМС США Артура Кольера, который в течение шести лет руководил программой Parcae в NRO, задержка между перехватом сигнала и передачей отчёта превышающая время, необходимое для приготовления яичницы, считалась угрозой национальной безопасности экзистенциального масштаба.
Со временем отчёты Ships Emitter Locating Reports эволюционировали от примитивных телетайпных распечаток с необработанными данными до более удобных форматов, таких как автоматически генерируемые карты. Эти отчёты представляли разведданные в удобной для восприятия форме, что позволяло командирам ВМС и другим конечным пользователям на суше, в воздухе и на море быстро понимать их смысл и применять в тактических операциях.
Технологии Parcae и двухминутное предупреждение
Несмотря на сложность задачи по обнаружению и точному определению координат радиолокационных источников, ещё более серьёзным вызовом для Parcae стала необходимость передавать разведданные по принципу sensor-to-shooter — непосредственно от спутника к командиру корабля или оператору системы управления оружием — в считаные минуты.
Как отмечает капитан ВМС США Джеймс Стивенсон, первый директор Операционного центра поддержки NRO, достижение этой цели потребовало значительных технологических прорывов на всех этапах цепочки обработки данных. Это включало совершенствование спутников, компьютерного оборудования, алгоритмов обработки данных, протоколов связи и шифрования, каналов передачи информации и терминалов конечных пользователей.
От кварцевых детекторов до спутников-шпионов
Технология, положившая начало всей истории спутников радиоэлектронной разведки ВМС США, восходит ко Второй мировой войне. Именно тогда Исследовательская лаборатория ВМС США (NRL) стала одним из ведущих разработчиков в сфере электронной войны и методов противодействия: от перехвата радиоуправляемых сигналов противника до введения его разведывательных систем в заблуждение и уклонения от обнаружения радарами.
Первый шаг NRL в сторону спутниковой радиоразведки был связан с разработкой кварцевого радиоволнового детектора, созданного инженером NRL Ридом Мейо. Этот прибор, который сам Мейо иногда лично устанавливал на перископы американских подводных лодок, позволял командирам своевременно определять направление и источник вражеского радиолокационного излучения, тем самым спасая свои корабли и экипажи.
В конце 1950-х, когда начиналась космическая эра, Мейо и его руководитель Говард Лоренцен (впоследствии нанявший Ли М. Хаммарстрема) одними из первых осознали, что аналогичный принцип можно применить и в космосе. Разместив такие детекторы на орбитальных аппаратах, можно было получить гораздо более широкую картину радиолокационной активности противника. Лоренцена, обладающего репутацией дальновидного инженера и визионера, нередко называли «отцом электронной войны». В 2008 году в его честь был назван корабль сопровождения испытательных ракетных запусков.
Инженерная концепция Лоренцена и Мейо — «поднять перископ» для целей ELINT — была реализована на первом спутнике GRAB. Этот аппарат имел секретную разведывательную нагрузку, спрятанную внутри публично заявленного научного аппарата Solrad, который собирал уникальные на тот момент данные об ультрафиолетовом и рентгеновском излучении Солнца.
Эти данные оказались ценными для моделирования поведения ионосферы, что влияло на дальнюю радиосвязь, жизненно важную для ВМС. Хотя США не могли публично заявить об успехе GRAB, в отличие от громких достижений СССР в космической гонке, этот спутник стал первой в мире успешной космической разведывательной миссией, на несколько месяцев опередив первую удачную попытку запуска аппарата Corona — первой системы фотоспутниковой разведки ЦРУ.
Ключевую роль в разработке пользовательских терминалов играл инженер Эд Машман, работавший подрядчиком в проекте Parcae. Эти терминалы должны были быть адаптированы под условия эксплуатации и конечных пользователей. Одна из ранних серий называлась Prototype Analysis Display Systems, хотя «прототипы» в итоге стали полноценными рабочими единицами.
До появления этих систем отображения, как вспоминал Машман в интервью для IEEE Spectrum, большая часть данных, поступавших от Classic Wizard, просто стиралась, потому что обработать такой объём информации было невозможно. Аналитики из разведки вынуждены были вручную проверять поступающие сводки, чтобы определить, требовали ли они немедленных действий, например, переброски американских кораблей к советскому судну для возможной атаки.
Процесс был крайне трудоёмким: специалисты просматривали огромное количество телетайпных сообщений от спутников, вручную нанося координаты на карту, чтобы выявить потенциальные угрозы среди множества незначительных сигналов. С появлением новых систем отображения, по словам Машмана, аналитики вдруг получили возможность видеть автоматически нанесённые на карту данные и извлекать из них полезную информацию… Когда от Classic Wizard приходило нечто действительно важное, оно тут же отображалось и предупреждало дежурного офицера о местоположении и характере угрозы.
Проблема перегрузки данными стояла ещё острее на кораблях и в полевых условиях, поэтому инженеры NRL разработали возможность передачи данных непосредственно в бортовые компьютеры. Программное обеспечение автоматически наносило данные на карту, представляя их в удобочитаемом виде, который командиры могли быстро проанализировать.
Эти возможности были достигнуты благодаря тесному сотрудничеству разработчиков и конечных пользователей. Процесс шёл итеративно: военные и инженеры совместно тестировали системы, адаптируя их под реальные боевые условия, чтобы добиться максимальной оперативности и удобства восприятия.
Модель быстрого распространения разведывательной информации, реализованная в Parcae, оказалась настолько успешной, что продолжала использоваться и после завершения программы. Одним из её наиболее значимых наследий стало создание сети защищённой связи, основанной на сложных протоколах, алгоритмах обработки данных и специализированных формах передачи сигналов.
Эта коммуникационная система получила название Tactical Receive Equipment and Related Applications Broadcast (TRAP). Даже во время операции «Буря в пустыне» в 1991 году её использовали для оперативного обмена разведданными. Согласно капитану ВМС США Джеймсу Стивенсону, во время этой операции к трансляции также были добавлены изображения, что позволило силам на передовой получать их сразу после съёмки».
По словам Хаммарстрема, решить задачи связи в рамках проекта Parcae было невозможно без одновременного решения ключевой проблемы: обработки огромного объёма сырых данных и их преобразования в полезную разведывательную информацию. Управление этим потоком начиналось ещё на уровне самих спутников, которые некоторые участники программы называли «орбитальными периферийными устройствами».
Этот термин отражал суть концепции: сбор необработанных электронных сигналов был лишь первым этапом в работе сложнейшей системы, состоящей из множества взаимосвязанных элементов. Уже в конце 1960-х, когда функционировала программа Poppy, команда NRL и её подрядчики полностью переосмыслили спутниковую архитектуру, систему сбора данных, наземные станции, вычислительную технику и другие компоненты для эффективного выполнения поставленных задач.
Проблема «плотности данных» проявилась ещё на этапе работы GRAB 1 в 1960 году. Первые же перехваченные сигналы поразили аналитиков — масштаб советской радиолокационной инфраструктуры оказался неожиданно большим. Поиск способов обработки такого объёма информации стал одним из главных вызовов для Хаммарстрема и нового поколения инженеров в области электроники, вычислительной техники и обработки данных, работавших над этими засекреченными программами.
Капитан Артур Коллье отмечает, что помимо поддержки военных операций Parcae также использовался для мониторинга морской обстановки, отслеживания контрабанды наркотиков, оружия и людей, а также контроля за коммерческим судоходством.
Те, кто создавал и управлял Parcae, а также пользовался его разведданными в интересах национальной безопасности, подчёркивают, что значительная часть истории этой программы остаётся засекреченной. Вспоминая свою работу (в интервью, которые пока нельзя опубликовать полностью), инженеры, воплотившие этот проект в жизнь, признаются, что никогда прежде и никогда после не испытывали такого профессионального и творческого вдохновения. Parcae, хоть и рождённый в эпоху Холодной войны и доктрины взаимного гарантированного уничтожения, стал для них захватывающим технологическим вызовом, принёсшим настоящее наслаждение.