Я познаю мир. Военная техника

С точки зрения фокусировки луча более предпочтительными являются оптические и ультрафиолетовые лазеры. Наиболее перспективными среди них считаются эксимерные лазеры на молекулах фтористого аргона и фтористого криптона. Такие молекулы–эксимеры могут существовать только в возбужденном состоянии: после излучения световых частиц – фотонов они разрушаются. Излучение этих лазеров находится в диапазоне от 2000 до 3000 ангстрем, и земная атмосфера для него непрозрачна. Поэтому подобные лазеры предполагалось использовать лишь для поражения объектов в космическом пространстве.

Внешним источником энергии для эксимерных лазеров должен был служить электрический разряд, пучок ускоренных электронов, поток нейтронов от ядерного реактора или даже, возможно, от ядерного взрыва.

Самый серьезный недостаток всех газовых приборов – большое выделение тепла в их рабочем объеме. Проще говоря, лазер разогревается настолько, что может сжечь сам себя, а это ограничивает повышение его мощности.

Более перспективным считается лазер на свободных электронах. В нем нет камеры сгорания, и усиление излучения происходит за счет его взаимодействия с пучком электронов, движущимся в периодическом магнитном поле. К тому же частота генерации у лазера на свободных электронах может перестраиваться и широком диапазоне – от миллиметровой до ультрафиолетовой области спектра; защититься от такого излучения гораздо сложнее.

Стремление использовать в лазерном оружии коротковолновое излучение связано с тем, что оно хорошо поглощается любыми материалами. Например, титановое покрытие почти полностью отражает тепловое инфракрасное излучение, но поглощает ультрафиолет.

Под лучом рентгена

Особую роль в планах "звездных войн" – именно так по аналогии с известным фильмом американского режиссера Лукасса окрестили журналисты планы военных развернуть боевые действия в космосе – играет проект рентгеновского лазера с накачкой энергией от ядерного взрыва.

Идея использовать рентгеновское и гамма–излучение в лазерах давно привлекает внимание ученых. В науке применение таких лазеров поможет исследователям расшифровать объемную структуру молекул и атомов.

Воздействуя на атомы и их ядра строго дозированными порциями энергии – квантами, – ученые смогут изучать и направленным образом изменять структуру атомных ядер. Тщательно подобрав частоту излучения, можно раскачивать и разрывать определенные связи в ядре и осуществлять таким образом самые невероятные ядерные превращения.

Схема рентгеновского лазера: 1 – следящий телескоп; 2 – кожух; 3 – система наведения и двигательная установка; 4 – лазерные стержни; 5 – ядерная бомба

По всей вероятности, оптические лазеры найдут применение и в хирургии, и в спутниковой связи, и во многих других областях народного хозяйства. Поэтому уже более 20 лет ученые пытаются создать рентгеновский лазер мирного назначения.

Скажем, в 1984 году в США был произведен эксперимент с использованием в качестве источника накачки мощного двухлучевого оптического лазера "Наветт", созданного в Ливерморской национальной лаборатории. Каждый луч лазера имел плотность мощности 5–10¹³ Вт/см² при импульсе длительностью 4,5–10¹⁰ с.

Проще говоря, в фокусе лазера помещалась мишень – тончайшая пленка размером 0,1x1,1 см из селена или иттрия. Так вот, луч такой мощности полностью испарял мишень, создавая плазму из ионов этих металлов.

Дальнейшее существенное уменьшение длины волны (а оно необходимо, чтобы пучок излучения меньше расходился в стороны – иначе боевой лазер будет малоэффективен) требует таких огромных плотностей энергии накачки, которые достигаются только при порывах ядерных зарядов.

Работы в этом направлении ведутся в Линерморской лаборатории под руководством уже упоминавшегося Э. Теллера. Испытания проводятся во время подземных ядерных взрывов на полигоне в штате Невада. Расчеты показывают, что для поражения межконтинентальной баллистической ракеты, то есть для получения плотности энергии, скажем, 10 кДж/см² на расстоянии 1000 км, в импульсе такого лазера должна быть сосредоточена энергия около 1010 Дж. Для этого в качестве источника энергии потребуется взрыв мощностью около 10¹⁵ Дж. То есть энергия, равная взрыву 200 тысяч тонн тротиловой взрывчатки!

Принципиальных ограничений на создание рентгеновского лазера с ядерной накачкой нет. Он обещает стать очень компактным прибором (с вероятной массой около 1 т), доступным для вывода в космос одной ракетой, что сделает его малоуязвимым оружием...

Микроволновое, пучковое и кинетическое оружие

Если о боевых лазерах–гиперболоидах разговоры идут уже довольно давно, то вот о микроволновом, пучковом и кинетическом оружии известно гораздо меньше. Что же это за системы?

Микроволновка тоже стреляет?

Как известно, ядерные взрывы сопровождаются мощным электромагнитным излучением. Его источником является движение рожденных взрывом заряженных частиц в магнитном поле Земли. Особенно эффективен в этом смысле взрыв в верхних слоях атмосферы. При мегатонном взрыве в электромагнитное излучение (ЭМИ) переходит энергия 1011 Дж. Такой импульс вызывает короткие замыкания в электронных устройствах на расстоянии 1000 км! Поэтому специалисты зачастую говорят об ЭМИ–оружии.

Конечно, оно очень эффективно. Однако обладает и одним серьезным недостатком: действует сразу во всех направлениях, поражая не только электронные средства противника, но и свои собственные.

Поэтому применять его можно лишь на большом удалении от собственных баз, то есть лучше всего в космосе.

Электромагнитное излучение действует не только на механизмы, но и на организмы. Например, в малых дозах микроволновое излучение издавна используется медиками для прогрева отдельных участков человеческого тела – это всем известная УВЧ–терапия. Ну а что произойдет, если повысить интенсивность облучения? Да то же, что происходит с продуктами в обычной печке–микроволновке – в больших дозах микроволновое излучение несет человеку гибель из–за теплового перегрева.

Тем не менее уже созданы генераторы микроволнового излучения, позволяющие концентрировать мощность в сотни мегаватт. Теперь инженеры бьются над проблемой, как собрать радиоволны в узкий пучок. Дифракция (или расхождение волн) приводит к тому, что даже у высококачественной параболической антенны диаметром 15 м пучок миллиметровых волн имеет такую расходимость, что на расстоянии 1000 км его диаметр будет составлять уже 100 м. Поэтому, чтобы использовать микроволновое излучение как оружие против ракет, необходимо сильно увеличить частоту излучения (это позволяет точнее фокусировать пучок) и повысить в десятки раз мощность генераторов.