Журнал «Вокруг Света» № 11 за 2003 год
Шрифт:
Возникает вопрос: если электромагнитные лучи могут служить оружием, то почему до сих пор не служат? Почему же все еще не построен «гиперболоид инженера Гарина», распиливающий линкоры так же легко, как нож масло? Или, может быть, что-то уже есть, но мы об этом не знаем?
Скорее всего, лазерных пушек космического базирования пока еще не существует. Хотя наземные установки, сбивающие ракеты и снаряды с расстояния в несколько километров, уже созданы и испытаны. Но перейти от 10 км к 1 000 км будет очень непросто, и вот почему.
В принципе электромагнитные волны можно фокусировать, о чем писал еще Алексей Толстой, и, в общем-то, все существующие проекты недалеки от бессмертного «гиперболоида». Но как бы точно ни были сделаны фокусирующие зеркала,
Лазерные фокусы. Свет типичного миниатюрного твердотельного лазера имеет расходимость около 30 угловых минут. Много это или мало? Именно под таким углом мы видим на небе Луну – то есть если мы осветим ее ла зером, то «зайчик» накроет ее всю. Но какова бы ни была его мощность, ни земляне, ни их потенциальные противники, находящиеся на Луне, скорее всего, ничего не почувствуют. А вот большие по размерам газовые лазеры (например, лазер на углекислом газе) перспективнее – их типичный угол расхождения 30 угловых секунд, а это значит, что инфракрасное пятно на поверхности Луны будет в 60 раз меньше поперечника спутника Земли. Какова же должна быть мощность источника света, чтобы нанести на такой площади заметные повреждения технике? Скажем сразу: мощности всех электростанций Земли для этого будет недостаточно. Современные газодинамические лазеры, режущие металл, фокусируют всю свою многокиловаттную мощь на площади всего 1см2 , и времени на разрезание трубчатых конструкций у них уходит, как правило, существенно больше 1 секунды. Поэтому, чтобы метровым пучком и за доли секунды расплавлять металл, нужны сотни и тысячи мегаватт лучистой энергии. Расхождение луча становится проблемой не только тогда, когда мы собираемся стрелять по Луне. Одна угловая минута на дистанции 100 метров – это пятно диаметром 3 см (что хорошо знают стрелки), значит, полминуты – полтора сантиметра. На километр – это уже 15 см, на 10 км – полтора метра…
Основной военный эффект от лазерного луча – чисто тепловой, кванты света должны просто поглотиться поражаемым объектом и нагреть его до такого состояния, чтобы он пришел в негодность. Для того что-бы оказать воздействие на цель (металлический корпус корабля или спутника), к ней должно дойти некоторое количество джоулей. Сколько именно – сказать трудно, и даже если это известно, то громко об этом, скорее всего, говорить не будут. И все же, по-видимому, это не менее нескольких десятков или даже сотен мегаджоулей – для таких уязвимых объектов, как ракета с полным топливным баком, и не меньше тысяч мегаджоулей – для ядерных боеголовок, которые успешно преодолевают плотные слои атмосферы, не теряя работоспособности. Для лазера непрерывного действия, даже без учета расходимости луча, речь уже идет о мощностях в тысячи мегаватт. Но тогда получается, что мощность источника энергии должна составлять миллионы киловатт! И это действительно так.
К тому же постоянно светить лазером по пустому безвоздушному пространству бессмысленно – сначала нужно навести его на цель и только после этого «врубать» на полную мощность. Реактор же плохо работает в таком «рваном» режиме. В бою, если вражеские боеголовки летят сотнями, а на выделение ложных целей нет времени, палить лазеру придется достаточно часто, и именно по этой причине большинство разрабатываемых боевых лазеров – химические. Горение газообразного топлива (помните пирамидки инженера Гарина?) приводит внутреннюю среду лазера в возбужденное состояние, и она начинает генерировать мощное электромагнитное излучение. Поэтому действовать придется следующим образом – произвели выстрел, продули систему, подали новую порцию реагентов и только после этого – новый залп…
И все же, предположим, что энергия найдена: к примеру, 1 тонна топлива на 1 выстрел. Как известно, обычная схема работы лазера предусматривает «накачку» рабочей среды (кристалла или газа) энергией до определенного уровня и, когда происходит скачок, накопленная энергия разряжается лучом света определенной длины волны. Но куда деваться той энергии, которая не ушла к цели вместе с лучом? Так вот она большей частью выделится в стреляющем устройстве в виде тепла. Таким образом, к цели уйдет только 40%, но вот остальные 60% останутся у нас. И потому, даже повредив вражеский корабль, мы можем легко испарить и свой собственный. Не случайно даже в гораздо менее мощных земных установках используется проточное водяное охлаждение не только зеркал, но и рабочего объема лазера.
В принципе, конечно, можно разрезать вражеский линкор лучом гиперболоида, но пылающие «пирамидки инженера Гарина» нагреют сам гиперболоид в несколько раз сильнее, чем разрезаемую броню. Так как же тогда лазеры режут металл? Но там и объем рабочего тела, где генерируется лазерный луч, и размеры фокусирующей системы – несравнимо больше зоны нагрева.
Впрочем, стрельба из космоса по наземным или атмосферным целям в определенных условиях может быть и эффективной. Лазерный луч в газе может подвергаться «самофокусировке», когда нагреваемый лазером атмосферный канал становится своего рода световодом. Луч способен сфокусироваться и в точку, которая может стать источником рентгеновского излучения благодаря колоссальному нагреву в области самофокусировки. Тут главное – так использовать этот эффект, чтобы такая точка возникла в нужное время и в нужном месте…
Есть и еще проблема – существующие системы фокусировки луча предусматривают использование отражающих зеркал. Так что же помешает противнику использовать такое же зеркальное покрытие в качестве защиты? Не говоря уж о простом вращении боеголовки, в десятки раз понижающем эффективность лучевого оружия.
Технология применения предлагается такая – боевой лазер выбрасывается со станции в космос, делает выстрел, тут же превращается в облачко плазмы, но вылетевший из огненного шара световой луч, как шпага, поражает подлетающего противника. И он уже не защитится зеркалами – любое отражающее покрытие пусть и частично, но поглощает энергию падающего излучения и при достаточной мощности будет пробито.
И все же пытливую изобретательскую мысль трудно остановить. Нет энергии – давайте использовать для накачки боевого лазера ядерный взрыв небольшой мощности. Идея может показаться странной – а как же тогда свой-то корабль? Но, как мы уже выяснили, компактный стреляющий лазер все равно испарится, испустив луч, опасный для вражеского корабля. А потому он и должен быть… одноразовым. Естественно, использовать его на борту станции нельзя – значит, стреляющие устройства должны быть выведены на безопасное расстояние.
Что же мешает создать подобные устройства, если они, конечно, еще не созданы? С одной стороны – ничего, с другой – Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в космосе. Вот только будет ли он действовать бесконечно… Особый интерес в этом отношении представляют коротковолновые, рентгеновские лазеры – чисто теоретически было показано, что их можно создать и что рентгеновский луч вполне можно сгенерировать. Американцы проводили испытания такого рода устройств у себя на полигоне в Неваде, правда, научное сообщество скептически отнеслось не только к полученным экспериментальным результатам, но и к перспективе скорого появления такого рода ядерного вооружения. По Земле из космоса, да и с Земли по космосу в данном диапазоне особенно не постреляешь. Воздух в 10 тысяч раз менее плотен, чем свинец, но 10 км атмосферы все равно эквивалентны 1 метру свинца, а это, сами понимаете, немало. Разработчики лучевых видов оружия говорят, что луч легко пробьет атмосферу, нагрев воздух и организовав себе вакуумный канал для беспрепятственного распространения.