Что значит орбитальная винтовка
Космическое оружие
А. Стругацкий, Б. Стругацкий «Улитка на склоне»
Летняя ночь в Одессе. Солнце давным-давно убралось прожаривать противоположное полушарие, но духота не спадает. Одно спасение — сидеть во дворе, на клумбе, и смотреть в звездное небо, перебирая в голове известные мне созвездия
(штуки три-четыре, никак не меньше), пытаюсь их отыскать среди звездной неразберихи. И тут я замечаю крупную яркую звезду, неторопливо пересекающую небосвод с северо-запада на юго-восток. «Машинально отмечаю — синоптический. Связные и навигационные обычно по меридиональным орбитам ходят. А может, шпион какой-нибудь? Нет, те маленькие, не блестят так нахально и повыше должны быть. С Земли их не увидеть невооруженным глазом. Может, это Хаббл или МКС?». Какая разница.
Итак, решено. Хулиганству — быть.
Ионные пушки, гравитационные щиты и прочие страсти
Куда только эту многострадальную ионную пушку не совали. Практически вся серия Command & Conquer, Crimsonland (там тоже была, но на орбиту ее не выводили, а в руках таскали), Master of Orion, Ogame (здесь ее не потаскаешь, но есть куда лишние кристаллы тратить), «Вселенная Х», рожденная в пропахших баварским пивом недрах Egosoft, и линейка StarWars от Bioware Corporation.
Наводящая ужас Звезда смерти. |
Правда, когда за дело взялась Petroglyph Games, она проявила широту взглядов и добавила ионную гаубицу. До ионной зенитки или мортиры, надо полагать, не додумались. Или не нужно было. Гаубица вроде как вполне справляется с орбитальными целями. Ну да ладно, оставим в покое ионную пушку, ей и без нас несладко приходится. Попробуем окинуть взглядом весь арсенал.
Лазерный луч должен быть виден. Иначе зритель не пойдет на фильм. |
Такому линкору современный космический корабль в подметки не годится. |
Звездные войны — как это начиналось
Попытки противодействия баллистическим ракетам вероятного противника велись с тем или иным успехом с 1957 года. Системы противоракетной обороны (СПРО) NIKE ZEUS, NIKE X, SENTINEL, SAFEGUARD не выходили за рамки привычных представлений «ракеты сбиваем ракетами». Основой всех этих систем были противоракеты с неядерной или ядерной головной частью и высокой тяговооруженностью.
На заметку: тяговооруженность, она же нагрузка на мощность — характеристика двигателя, определяющая максимальное ускорение ракеты при старте.
Само собой, противоракетами предполагалось сбивать боеголовки на участке подлета к цели.
В свою очередь, противоракетная оборона также совершенствовалась, становясь многоэшелонной и обрастая подсистемами раннего обнаружения ракетно-ядерной атаки. Непрерывно росла тяговооруженность противоракет, их способность удерживать цель и гарантированно поражать ее на безопасном от атакуемого объекта расстоянии.
Ситуация стала напоминать классический «спиральный спуск», которому нет конца. Это понимали все. Идея перехвата межконтинентальных ракет на заатмосферном участке, что называется, витала в воздухе.
И вот в сентябре 1982 года было образовано Объединенное космическое командование США, призванное координировать все работы военного характера в космосе. Это событие было «первой ласточкой», возвещающей о смене стратегического подхода США к обороне.
В этом же году произошло еще одно ключевое событие. Частная исследовательская организация «Фонд наследия» опубликовала пилотный проект «Высокая граница». Среди прочего в нем утверждалось, что США технологически готовы к созданию единой системы противоракетной обороны для всей территории страны. В ее основу должны были лечь низкоорбитальные спутники, несущие на борту неядерные самонаводящиеся противоракеты.
Орбитальный парад эксимерных лазеров. |
Проект «Высокая граница» не привлек тогда должного внимания специалистов. Но зерна новых идей были брошены на благодатную почву всеобщей ядерной истерии. Именно они стали основой новой стратегии США.
23 марта 1983 года президент США Рональд Рейган впервые обратился к своему народу с идеей стратегической оборонной инициативы (СОИ). Он призывал взяться за программу, способную противопоставить угрозе советских ракет такие средства обороны, которые позволят американскому народу и его союзникам жить в уверенности, что их безопасность основана не только на возможности ответного удара, сдерживающей потенциального агрессора, но и на способности перехватить и уничтожить его баллистические ракеты прежде, чем они достигнут цели. В 1984 году директивой ь 119 эта программа была возведена в ранг первоочередной задачи государства.
Впрочем, оборонительный характер СОИ был весьма сомнителен. Во-первых, будучи реализованной, такая система позволяла безнаказанно наносить ядерные удары по вероятному противнику, а во-вторых, ее компоненты легко могли быть приспособлены для наступательных целей.
Возникает вполне резонный вопрос: зачем же городить столь дорогой и бессмысленный огород? Ответ на него прост. «Холодная война» переросла в новую фазу, от массовой штамповки ракет перешла к «войне технологий», к битве чертежей и формул, к противостоянию суперкомпьютеров, непрерывно пробующих на прочность глобальную стратегическую ситуацию.
Стратегическая оборонная инициатива (кстати, замечаете, кому обязаны названием GDI — Global Defense Initiative?) была многоэшелонной и многокомпонентной надсистемой. Она охватывала множество систем, среди которых была и космическая. Но не только противоракеты наземного, воздушного и космического базирования были поставлены во главу угла. Речь шла и о более оперативных и высокоточных оружейных системах, которые предоставляла современная технология.
Вот их-то мы и рассмотрим в этой статье.
Отделение боевого блока и наведение его на цель. |
Боевые электромагнитные системы
Электромагнитные — это потому, что их принцип основан именно на электромагнитном взаимодействии. Как правило, это поток когерентных квантов электромагнитного поля (фотонов) определенного частотного диапазона.
Когерентность
Космический лазер. Красиво, но неправдоподобно. |
означает, что все кванты, испускаемые источником за один импульс, согласованы между собой по фазе и монохроматичны, то есть имеют одну и ту же длину волны. Такое излучение обладает рядом интересных особенностей. В рамках настоящей статьи невозможно детально описать все боевые преимущества когерентного излучения, но главное можно сформулировать так: когерентное световое пятно наносит цели гораздо большие повреждения из-за так называемой «спэкл-структуры», приводящей к локальным концентрациям электромагнитного поля в миллионы раз большим, чем усредненная мощность луча. К тому же когерентное излучение можно сфокусировать в пятно размером порядка его длины волны (единственное ограничение здесь — дифракция). При этом разрушительное действие луча увеличивается в тысячи раз.
Единственным источником такого излучения служит лазер (LASER — Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, «Усиление света с помощью вынужденного излучения»). Впрочем, есть аналогичные по принципу генераторы микроволнового излучения, называемые мазерами (MASER — Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation, «Усиление микроволн с помощью вынужденного излучения»). Однако последние не получили широкого боевого применения по причине довольно больших габаритов и малых излучаемых мощностей.
Итак, существуют фундаментальные ограничения на мощность лазерного луча. Однако существуют многолучевые системы, которые позволяют направить на одну точку несколько источников, многократно усиливая разрушительное действие. Понятно, что без сверхточной электроники, систем наведения и удержания цели здесь не обойтись. Но об этом — ниже. А пока поговорим о солдатах лазерной «национальности» и прочих «меньшинствах» электромагнитного принципа действия. Однако не забывайте, что все нижеописанное по большей части существует в виде прототипов или лабораторных образцов. А в небе над нами пока, к счастью, мирно.
Газодинамические лазеры
Собственно говоря, это не совсем лазер. Его правильное название — суперлюминесцентный излучатель с молекулярно-термодинамической накачкой. Непонятно? Секундочку.
В отличие от лазера, использующего излучательные и безызлучательные уровни орбитальных электронов, здесь накачке подвергаются молекулы газа. А сама накачка происходит не квантами света, а адиабатическим расширением нагретого до высокой температуры газа.
Так выглядит газодинамический лазер. На орбиту такое вывести трудновато. |
При этом возбужденные молекулы оказываются в метастабильном состоянии. А когда падение температуры становится критическим, генерируется электромагнитное излучение ИК диапазона.
Технически газодинамический лазер представляет собой газовую турбину с соплом особого профиля, выхлоп которой производится в полость оптического резонатора. Излучение распространяется при этом строго перпендикулярно направлению газовой струи. Первый действующий прототип газодинамического лазера был построен в 1967 году. И сразу же стало понятно, что боевое применение лазера — возможно.
Основные цели газодинамического лазера — МБР на разгонном участке и боевые блоки МБР на заатмосферном участке траектории.
Эксимерные лазеры
Эти устройства — чистокровные лазеры. Правда, накачка в них происходит не за счет облучения рабочего тела фотонами, а как результат электрического разряда в рабочем теле. В остальном их устройство мало отличается от классического лазера.
На заметку: термин эксимер (англ. excited dimer) обозначает «возбужденный димер» и обозначает тип материала, используемого в качестве рабочего тела лазера. Несмотря на то, что слово димер относится только к соединению одинаковых атомов, а в большинстве эксимерных лазеров используются смеси благородных газов с галогенами, название прижилось и используется для всех лазеров аналогичной конструкции.
Эксимерные лазеры могут работать как в импульсном, так и в непрерывном режиме. Излучение их лежит, как правило, в ультрафиолетовом диапазоне.
Боевое применение эксимерных лазеров орбитального базирования — уничтожение космических транспортных средств, боевых блоков межконтинентальных ракет, вражеских оружейных, коммуникационных и разведывательных систем орбитального базирования, высоколетящих атмосферных целей.
Боевая лазерная платформа. |
Мощность боевых эксимерных лазеров может быть порядка десятков мегаватт в импульсном режиме за счет сверхмалых длительностей импульса. Энергия же одиночного импульса может достигать нескольких килоджоулей, чего вполне достаточно для разрушения стенок топливных баков, устройств телеметрии и связи, грузовых отсеков транспортных кораблей.
Рентгеновские лазеры
Классические лазеры, основанные на принципах накачки электронов или молекул, имеют принципиальные ограничения по длине волны излучаемых квантов. Даже для создания лазеров, работающих в области дальнего (вакуумного) УФ (от 190 до 90 нм), требуются всяческие ухищрения, снижающие их и без того малый КПД. Мягкое рентгеновское излучение (от 90 до 5 нм) можно получить, используя внутренние электронные оболочки. А испустить квант жесткого рентгеновского излучения ни молекула, ни электрон не могут. Причина тому — законы квантовой механики.
Однако согласно этим же законам ядра атомов способны испускать рентгеновские кванты. И они тоже могут находиться в метастабильном состоянии.
Что же касается заатмосферных целей, то рентгеновское излучение практически не отражается зеркальным металлическим щитом противолазерной защиты. То есть рентгеновский импульс уничтожит и щит, и то, что за ним находится.
На заметку: по неофициальным данным, первый экспериментальный рентгеновский лазер с ядерной накачкой был построен и испытан в 1981 году. Испытания проводились на полигоне штата Невада национальной лабораторией им. Лоуренса в Ливерморе. По данным эксперимента, длительность когерентного рентгеновского импульса составила 10 нс, его длина волны — 1,4 нм, энергия одного импульса — порядка 100 кДж. Нетрудно посчитать, что развиваемая мощность этого устройства — 10 тераватт. Подобных источников направленного рентгеновского излучения история науки не знала.
В дальнейшем был проведен ряд заатмосферных испытаний, подтвердивших принципиальную и технологическую возможность создания боевых рентгеновских лазеров орбитального базирования.
Но дальше экспериментальных прототипов, к счастью, дело не пошло.
Экспериментальный рентгеновский лазер в Ливерморе. |
Области применения рентгеновского лазера — уничтожение заатмосферных защищенных целей, нанесение орбитальных ударов по наземным стратегическим объектам (командные центры, ракетно-шахтные комплексы, военные аэродромы, авианосцы, подводные лодки с ядерным оружием).
ЭМИ-оружие
Графическое представление поражения ракеты ЭМИ-оружием. |
Появлялись в каких-то, без сомнения, светлых головах идеи и об орбитальных ударах микроволновым излучением по наземным целям. Кроме поражения электроники, в этом случае предполагается и гибель людей. Если точнее, то сваривание их заживо. Как утверждают упомянутые «светлые головы», для этого не нужны особо большие мощности. Людей можно варить и медленно.