100 великих рекордов военной техники - Станислав Зигуненко

С ее помощью удастся решить разные задачи. Например, формировать изображения объектов, размеры которых гораздо меньше длины световой волны, записывать информацию с невиданной сегодня информационной плотностью, производить элементы наноэлектроники с размерами, близкими к размерам атомов.

Исследователи говорят и о возможности создания атомных «игл» – мощных пучков нейтральных атомов, диаметр которых всего несколько микрон. По мнению российских ученых, такие «иглы» смогут произвести настоящую революцию в практических ядерных исследованиях поскольку позволят отказаться от справедливо тревожащих общественность экспериментов в огромных реакторах и при подземных ядерных взрывах. Не понадобятся новые гигантские (по размерам и по стоимости) ускорители, и в то же время опыты будут не виртуальные (в компьютерах), а реальные – только с микроскопическим количеством «рабочего тела».

Перспективы, что ни говори, весьма радужные. Но, обрисовывая их, ученые стараются помалкивать о другой стороне возможного создания «гиперболоида» – о военном деле. Но кто знает, быть может, именно эта разработка послужит основой для очередного «асимметричного» ответа заокеанским друзьям-соперникам? Тем более что те ведь тоже не сидят сложа руки…

Боевые лазеры за рубежом

В июле 1983 года в США были проведены первые успешные попытки перехвата ракет с помощью лазера, установленного на борту самолета-лаборатории ABL.

В другом эксперименте с самолета А-7 было последовательно выпущено пять ракет «Сайдуиндер» класса «воздух – воздух». Их инфракрасные головки самонаведения были ослеплены лазерным лучом, ракеты сбились с курса и самоликвидировались.

Летом 1985 года во время полета очередного шаттла космонавты смонтировали призматическое зеркало диаметром 20 сантиметров на иллюминаторе входного люка и поймали с его помощью лазерный луч, посланный наземным лазером, который располагался на острове Мауи.

Наконец, наибольший фурор произвел эксперимент, который специалисты США провели в сентябре 1985 года с участием довольно мощного (2,2 МВт) фторводородного инфракрасного лазера «Миракл». Посланный им луч за 12 секунд прожег отверстие в корпусе бака ракеты «Титан-1». Она потеряла устойчивость и взорвалась. Американская печать, не скрывая своего восторга, сообщила, что лазер «разнес эту штуку буквально на куски». Однако позднейшее расследование показало, что «фокус» состоял в том, что оболочка ракета была предварительно и специально накачана сжатым газом сверх всякой меры для пущего эффекта, на который в реальных условиях рассчитывать не приходилось.

И все же, судя по всему, химические лазеры – это вчерашний день техники. Ныне в боевых системах вместо химикатов, при помощи которых в факеле раскаленных газов создается лазерный луч и с которыми много мороки, используют особый вид стекла.

Схема же тут такая. Сильная импульсная лампа посылает поток фотонов сквозь девять неодимовых легированных стеклянных дисков. По пути световой поток, частицы которого – фотоны – можно было сравнить с толпой необученных новобранцев, превращается в дисциплинированную воинскую колону, где все шагают в ногу. Физики называют такой свет потоком когерентного монохроматического излучения.

По пути в эту «воинскую колонну» добавляют еще энергии, и, набрав мощь, фотоны вырываются из торца кристалла, имея уже достаточно сил, чтобы нагреть металл на расстоянии 200 м до точки плавления. Остается добавить систему управления, которая будет наводить и удерживать луч на мишени, и компьютер с базой данных, который бы подсказывал, на какой части заряда нужно фокусироваться, чтобы получилось, например, идеальное устройство для безопасного уничтожения неразорвавшихся боеприпасов.

Если смотреть шире, то армия США рассматривает лазеры такого типа как идеальное оборонительное оружие. «Половина всех потерь живой силы – от неуправляемых ракет малого калибра, артиллерии и минометов. Именно такие объекты и способен уничтожить наш лазер», – подчеркнул Чип Харди, руководитель проекта по разработке неодимовых полупроводниковых лазеров.

Впрочем, бригадный генерал Джон Уриас, главный специалист по лазерам в армии США, указывает, что у полупроводниковых лазеров тоже есть свои недостатки. «Если такой лазер перегрелся – вся система тут же отключается», – сказал генерал.

Тем не менее исследователи Ливерморской национальной лаборатории (Калифорния), разработавшие 10-киловаттный полупроводниковый лазер, утверждают, что его мощность можно увеличить до 100 кВт, что позволит подрывать вражеские ракеты на расстоянии около 8 км.

При этом исследователи Ливерморской лаборатории утверждают, что разработали способ быстрого охлаждения лазера между «выстрелами» без утраты его прочности и прочих его параметров. В 2007 году они хотят представить образец такого 100-киловаттного лазера на полигонные испытания.

Однако, чтобы такое оружие было достаточно эффективно, необходимо достичь не виданных ныне показателей.

Прежде всего – повысить его скорострельность. В современном скоротечном сражении необходимо уничтожать одновременно большое количество целей в кратчайшие сроки. Поэтому лазерное оружие должно быстро перенацеливаться, затрачивать на поражение каждой цели не более нескольких секунд.

Очевидно, что при этом требуется большая плотность излучения. Следовательно, сама лазерная установка должна иметь источник энергии огромной мощности, хитроумные устройства поиска и наведения на цели, а также контроля за их поражением.

По оценке российских экспертов, для одного «выстрела» по ракете фторводородному лазеру потребуется около 500 кг химического топлива. Излучение необходимо сфокусировать с помощью тщательно обработанных зеркал диаметром около 5 м. Поверхность этих зеркал должна быть обработана с высокой точностью – порядка долей микрона. Для такого зеркала необходимо иметь сложную систему охлаждения и предохранения от вибраций, систему наведения, быстродействующий компьютер, управляющий его работой. В итоге каждая такая лазерная установка, выведенная на орбиту, будет стоить сотни миллионов долларов.

Немногим лучше обстоят дела и с газовыми или эксимерными лазерами, в которых активной средой являются нестабильные соединения благородных (инертных) газов, находящихся в возбужденном состоянии. Такие лазеры генерируют излучение меньшей длины волны, которое несколько слабее, чем у химических, и поглощается атмосферой. Однако низкий коэффициент полезного действия такого лазера требует еще больших затрат энергии, а значит, сама установка имеет большие габариты и вес.

Правда, недавние наземные испытания показывают возможность значительного увеличения мощности суммарного лазерного луча путем сложения излучений большого числа малых эксимерных лазеров. При этом ученые США предполагают, что создание эксимерных лазеров большой мощности потребует меньших денежных затрат по сравнению с другими видами лазерного оружия.

Стараясь создать боевые устройства сравнительно небольших габаритов и массы, американские исследователи из Ливерморской национальной лаборатории пришли к идее уникального рентгеновского лазера с ядерной накачкой.

Комиссия под руководством бывшего директора НАСА Флетчера, ознакомившись с этой работой, в своем докладе Совету национальной безопасности рекомендовала выделить на его разработку 895 млн долларов. Однако работы над новым оружием опять-таки пошли не так гладко, как того хотел бы Пентагон. Долгое время не удавалось сконцентрировать рентгеновское излучение в нужном направлении, поскольку эти лучи проникают в материалы без отражения и преломления.

В конце концов американский специалист К. Робинсон изложил основные принципы устройства и поражающего действия этого заветного космического оружия примерно так. В простейшем виде рентгеновский лазер можно представить в виде боеголовки, на поверхности которой укрепляется до 50 лазерных стержней, направленных в разные стороны. Эти стержни имеют две степени свободы и, как орудийные стволы могут быть направлены системой управления в любую точку пространства. Внутри боеголовки размещаются мощный ядерный заряд, который должен выполнять роль источника энергии накачки для лазеров, а также система управления. Телескопические стержни длиной несколько метров имеют вдоль оси тонкую проволоку из плотного активного материала, состав которого хранится в большом секрете.

Боевое применение рентгеновского лазера военные специалисты США видели таким. Ядерно-лазерные боеголовки намеревались разместить на ракетах атомных подводных лодок. В нужный момент эти субмарины выходят море и занимают боевые позиции как можно ближе к районам базирования советских баллистических ракет.

Как только те стартуют, отдается команда и о запуске ракет с подлодок. Те взлетают, и в нужный момент компьютер на каждой ракете подаст команду на подрыв ядерного заряда. Огромная энергия, выделяющаяся при взрыве в виде излучений, переведет активное вещество стержней (проволоку) в плазменное состояние. Рентгеновский лазер сработает, выдав мощный импульс энергии, который и приведет в конце концов к разрушению ракет противника.