Глава 3. Как `устроена` СОИ?

Кто сказал СОИ?
Или неслучайная речь президента)
В июне 1962 г. было заключено первое соглашение о сотрудничестве между АН СССР и НАСА США. Нельзя сказать, что оно развивалось все время по восходящей - были и спады и пики. Многого не договаривали - ведь львиная доля космических программ обеих стран формировалась для военных целей. Противостояние двух общественно-политических систем было на руку только бизнесменам военно-промышленного комплекса США и тесно связанным с ними военным и политическим деятелям всех рангов. Сегодня можно сказать одно - в деле создания новых сме-р-то-нос- ных средств мы никогда не лидировали (рис. 3.1). Исключение составляет создание в 1957 г. первой в мире МБР.
В 1970-1971 гг. благодаря наметившейся разрядке в отношениях между нашими странами, а также странами Востока и Запада в целом, совместные советско-американские работы по освоению космоса получили большое развитие. 24 мая 1972 г. было подписано правительственное соглашение "О сотрудничестве в исследованиях и использовании космического пространства в мирных целях". Центральным местом этого соглашения явилось взаимное обязательство по созданию совместных средств сближения и стыковки советских и американских космических кораблей и станций для повышения безопасности полетов и обеспечения возможности осуществления в дальнейшем совместных научных экспериментов.
17 июля 1975 г. через 51 ч 49 мин 09 с полетного времени была блестяще осуществлена стыковка космических кораблей "Союз" и "Аполлон", а через 3 ч 10 мин после этого произошло рукопожатие на орбите командиров экипажей А. Леонова и Т. Стаффорда - ближе в космосе ни до того момента, ни до сегодняшнего дня мы не были. Тот год был пиком и в разрядке международной напряженности.
Однако обоюдное продолжение гонки ядерных вооружений и интенсивных исследований по созданию качественно новых видов оружия для оснащения ими космических систем завело в тупик советско-американские переговоры в Женеве. В 1986 г. после отказа от соблюдения договора ОСВ-2 и временного соглашения ОСВ-1 нависла реальная угроза выхода США из бессрочного Договора об ограничении систем ПРО от 1972 г. и Протокола к нему от 1974 г. Все это было связано с определенными успехами, достигнутыми в конструкторских бюро и лабораториях Пентагона и его промышленных подрядчиков в деле создания боевых космических систем. Достоверно известно, что в тот период ежегодные ассигнования на эти цели составляли около 200 млн долларов.
Международная обстановка особенно обострилась, когда в 1980 г. к власти пришла группировка республиканской партии во главе с Рональдом Рейганом. Курс нового правительства Америки не камуфлировался. В президентской директиве N 59, увидевшей свет в 1980 г., четко указывалась конечная цель политики США: уничтожение социализма как общественно-политической системы, применение ядерного оружия первыми, достижение превосходства над СССР в ядерной войне и ее завершение на выгодных для Соединенных Штатов условиях.
Откуда же такие человеконенавистнические взгляды? Где и как они формируются у человека искусства, бывшего актера кино - одной из самых гуманных профессий на земле? Да от самого характера работы - ведь Рейган в течение 6 лет (с 1964 г.) был составителем и ведущим телевизионных программ корпорации "Дженерал электрик", входящей в пятерку крупнейших подрядчиков Пентагона. Тут принцип известный и понятный: кто платит, тот и заказывает музыку! Но вот непонятно другое - когда президент сверхвооруженной державы заявляет на весь мир, что "...Запад переживет коммунизм... Мы спишем коммунизм как печальную и болезненную главу в истории человечества, последние страницы которой пишутся в наши дни", - то ведь он, очевидно, подразумевал под этим физическое уничтожение нас с вами, независимо от партийности, вероисповедания, пола и возраста.
По нашим законам призывы к войне и ее пропаганда являлись уголовным преступлением, и только в странах, где существует "подлинная демократия", на этом можно завоевать политический капитал, голоса избирателей и даже стать президентом.
Так случайна ли речь, произнесенная Рейганом 23 марта 1983 г. в еженедельном телевизионном обращении к американскому народу?
Нет, случайных речей президенты не произносят - для этого и существует целый аппарат высокооплачиваемых референтов. Случайные высказывания? Да, они бывают. Подобно произнесенному летом 1984 г., когда Президент Рейган, пробуя микрофон перед традиционным субботним радиообращением к стране, вместо обычных "Раз, два, три, четыре, пять..." сказал: "Дорогие соотечественники! Рад сообщить вам, что подписан закон, которым Россия объявляется вне закона. Бомбардировка начнется через пять минут!" К вечеру следующего дня "шутка" Президента, записанная на пленку, звучала в передачах многих радио- и телекомпаний. Но и сейчас неизвестно, случайно ли эти слова вырвались и были услышаны представителями прессы, собравшимися в Белом доме.
Любопытно, что именно пресса, направляемая умелой рукой, уже после успешного совместного полета космических кораблей "Союз" и "Аполлон" первая начала исподволь внушать американскому (и не только американскому) народу недоверие к заокеанскому партнеру. Почему? Ответ прост: чем больше доверия между нашими странами, тем ниже курс акций концернов военно-промышленного комплекса. В истории тому примеров много.
1950 годы. Обостренный интерес к советскому народу - своему союзнику, вынесшему на плечах основную тяжесть войны, сразу сказался на военных заказах Пентагона: ведь воевать-то в обозримом будущем, казалось, уже не с кем. И тогда началась широкая пропагандистская кампания под предлогом сверхвооружения СССР и отставания Америки в бомбардировщиках. Когда же в США был построен флот (более 600) стратегических бомбардировщиков, выяснилось, что число аналогичных советских бомбардировщиков было умышленно завышено в 3-4 раза, (Кстати, примерно это же соотношение существует и на сегодняшний день (1991 г.- Авт.).
1960 годы. Снова пропагандистский бум, на этот раз по поводу "ракетного отставания США". Когда же было поставлено на боевое дежурство более 1000 "минитменов" и "титанов", выяснилось, что число развернутых советских МБР завышено в 15-20 раз и исчисляется десятками единиц.
В 1967 г. 41 атомная подводная лодка Соединенных Штатов была готова выпустить по территории СССР 656 ракет с более чем 1500 ядерными зарядами. А что наша "сверхдержава", в противовес которой и создавались эти подводные силы? На указанный год мы имели в боевом составе лишь две атомные лодки, вооруженные 32 ракетами с моноблочными ядерными боеголовками.
1970 годы. О военном отставании США от СССР говорить и писать уже просто неприлично, тем более что Советский Союз все эти годы догонял США. Наконец, в 1972 г. советско-американское соглашение по ограничению стратегических вооружений (ОСВ-1) зафиксировало состояние паритета (таким образом, с 1962 г. мы увеличили число боеголовок более чем в 30 раз, а США примерно в 2,5 раза). Что остается делать? Да очень просто - говорить о моральном и физическом старении вооружений и начинать их модернизацию. Так в эти годы развернулась программа по оснащению МБР и БРПЛ многозарядными разделяющимися головными частями индивидуального наведения. Результат: если в 1970 г. стратегические средства США могли доставить к целям немногим более 5000 ядерных боеприпасов, то к 1991 г. - от 14 до 16 тысяч.
1980 годы принесли миру известие о появлении в Европе БРСД "Першинг-2" и крылатых ракет большой дальности первого удара "Томагавк". Формальным предлогом к этому послужило развертывание советских БРСД РСД-10 (SS-20) взамен отслуживших свой срок ракет Р-12 (SS-4) и Р-14 (SS-5), существование которых не вызывало раньше на Западе никакой озабоченности. Предлог был действительно формальным. Соотношение сил существенно не менялось: развертывая две новые ракеты, СССР снимал с боевого дежурства три старые. Если до начала развертывания РСД-10 Советский Союз имел в европейской части около 600 БРСД, то впоследствии их стало только 355, из которых одна треть - ракеты старой конструкции Р-12, а ракеты Р-14 были полностью ликвидированы. Несмотря на то что число боеголовок на советских БРСД несколько увеличилось, их общая суммарная мощность уменьшилась более чем в 2 раза.
Нет, не "довооружение" и модернизация старых вооружений явились причиной появления американских ракет в Европе. Прибыли военно-промышленных корпораций - вот главная цель создания и развертывания любых вооружений. Ведь первые контракты на разработку ракет "Першинг-2" были заключены еще в 1969 г., а крылатых ракет - в начале 1970 гг., т.е. в то время, когда ни одной советской ракеты РСД-10 не было развернуто. Еще более откровенно высказался по этому поводу в 1983 г. бывший тогда верховным главнокомандующим объединенными вооруженными силами НАТО в Европе генерал Б. Роджерс: "Большинство людей полагают, что мы предпринимаем модернизацию своего оружия из-за ракет SS-20. Мы осуществляли бы модернизацию и в том случае, если бы ракет SS-20 не было". Вот почему "першинги" и "томагавки" не могли не появиться на свет. Главное же то, что при максимальной дальности их полета использование ракет этого класса с территории США исключается. Их заранее планировали разместить на базах близ территории Советского Союза, а значит, - это оружие первого удара, оружие агрессии, но не защиты. Поэтому, когда Р. Рейган заявлял о своей решимости сохранить на прежнем уровне "американский вклад в оборону Европы", невольно вспоминаются другие его слова: "Каждую ночь потенциальный противник должен засыпать в страхе, что Америка применит ядерное оружие".
Но 23 марта 1983 г. весь мир буквально всколыхнуло известие о начале работы по созданию широкомасштабной системы ПРО с элементами космического базирования, так называемой стратегической оборонной инициативы, (Кстати, даже составители речей Президента Рейгана, участвовавшие в написании этого выступления, не знали, что в него было внесено дополнение, касающееся СОИ.)
Так случайны ли такие выступления Президента? Кто за ними стоит - видно невооруженным глазом. А почему именно так говорил бывший президент иногда "проговаривались" люди из его команды. Например, бывший тогда директором Института исследований проблем космоса и безопасности Р. Боумен однажды разоткровенничался. "Мы устали от равенства, - сказал он, - единственный способ, которым мы можем вернуть себе рычаг политического давления, состоит в том, чтобы вновь обрести абсолютное военное превосходство". Вот оно что! Не устраивал американскую администрацию военно-стратегический паритет между нашими странами!
Вот почему средства массовой информации так активно запугивали американского обывателя "правдой" об этих "ужасных русских ракетах", об агрессивной сущности коммунистов вообще и советских, в особенности. Благо вклады, поступающие от неизвестных лиц, на создание различных организаций и комитетов, проведение пропагандистских кампаний, текли полноводной рекой. Неизвестно точно, каковы были успехи Р. Рейгана в выращивании любимых злаков на своем ранчо (а он, по сообщениям прессы, любил бывать там) и сажал ли он вообще зернобобовые культуры, но зерна СОИ, брошенные им в один весенний мартовский денек, явно попали в хорошо удобренную почву.
"Я хочу поделиться с вами видами на будущее, которые вселяют надежду, - проникновенно и доверительно (что умеет, то умеет) говорил президент, - они состоят в том, что мы приступим к программе создания противодействия колоссальной ракетной угрозе Советов с помощью оборонительных средств... Пусть для создания такой системы потребуются десятилетия, - сказал он, - начинать надо безотлагательно".
Это была не первая попытка администрации США убедить население страны в очередной раз урезать расходы государственной казны на пенсии и медицинские нужды, жилище и транспорт. Разнообразием же доводов для увеличения затрат на "оборону" буржуазные правительства не балуют: с октября 1917 г. и до недавних пор в разных вариациях удивительно успешно эксплуатировалась пресловутая "угроза с Востока".
Почему же в отличие от прошлых новая идея ПРО нашла понимание и одобрение у широких слоев американцев? И тут нужно отметить умелую режиссуру, в которой главную роль, несомненно, сыграли пропагандисты военно-промышленного комплекса. Именно они с присущим Америке размахом на все лады по радио, в печати и телевидению рекламировали быстрое создание над континентом "космического зонтика" и сумели убедить граждан в гарантированной защите от ракетно-ядерного оружия. Видимо, на технически неподготовленных людей магически подействовало не только перечисление независимых научных проектов по программе СОИ (их около 100, объединенных приблизительно в 30 программ) и не только легкость их осуществления - как рекламировалось, многие проекты были близки к своему завершению, но и удачно выбранный, а вернее, тщательно срежиссированный политический момент - достигшая в стране своего пика оголтелая антисоветская пропаганда. В то время с телеэкрана в каждом американском доме всякий уважающий себя политический обозреватель или комментатор, да что комментатор - любой диктор и еще более обаятельные дикторши из года в год нагнетали обстановку: "Русские идут!" Вот почему так кстати 23 марта 1983 г. прозвучало обращение Президента к гражданам Америки.
И с облегчением вздохнул мир военного бизнеса! Ведь до сих пор для него была открыта в космос, ну от силы, только щелочка (заказы на чуть более 40 % запускаемых спутников). Теперь же открывалась настежь дверь и появлялась реальная перспектива по-настоящему "запрячь" космос для развертывания нового витка гонки вооружений. Причем прибыли обещали быть баснословными, а занятость рабочей силы и оборудования военно-промышленного комплекса обеспечивалась на многие десятилетия вперед.
И эти надежды стали быстро оправдываться: если со времени запуска первого в мире ИСЗ и до момента прихода к власти администрации Рейгана (т.е. с 1957 по 1980 гг.) заказы Пентагона на военно-космические программы составляли 100 млрд долларов, то со времени объявления программы СОИ здесь наметилось явное оживление: в 1983 г. - 8,5; в 1984 - 9,3; в 1985 - 12,9; в 1986 - 15,8 млрд долларов.
Всего же, по подсчетам западных специалистов, за 8 лет президенства Рейгана на военный космос было израсходовано более 80 млрд долларов.
После знаменитой речи Президента в деловом мире США буквально началась "звездная лихорадка". Рекламируя это новое направление бизнеса, всех перещеголяла военно-промышленная компания "Сайрус Лоуренс", которая издала специальный бюллетень для вкладчиков под названием "Деньги с неба". Баснословные прибыли уже начали получать 22 военно-промышленные корпорации Америки, как и в прошлые годы являющиеся ведущими подрядчиками Пентагона. Например, уже на 1985 г. стоимость размещенных в них заказов по программе СОИ составляла от 24 (компания "Дженерал моторс") до 237 млн долларов (компания "Телдайн Браун"). Деловое оживление буквально всколыхнуло биржу. Так, вскоре после известной речи Президента курс акций аэрокосмических компаний "Локхид" подскочил на Нью-Йоркской бирже на 11 пунктов, "Мартин Мариетта" - на 8 пунктов, "Макдоннел-Дуглас" - на 7 пунктов. Красноречиво свидетельствуют об этом и официальные данные Главного бюджетно-контрольного управления США. Так, в 1985 г. размер прибылей от военных заказов более чем вдвое превысил прибыль от гражданского производства, применяющего примерно одинаковые технологические процессы.
Не упускают своего шанса и мелкие предприятия. Так, к середине 1986 г. в дополнение к заказам, выданным крупнейшим корпорациям страны, распределено еще более 1000 контрактов. Их получили небольшие фирмы, занимающиеся разработкой и выпуском изделий повышенной технической сложности, и высшие учебные заведения.
Для поддержания в американском обществе интереса к новой глобальной военной программе компании, участвующие в реализации программы "звездных войн", уже выделили 6 млн долларов тем членам конгресса, которые выступают в поддержку СОИ. Для проведения акций поддержки создано и финансируется более 19 так называемых комитетов политических действий.
Деньги вложены, а прибыль? Все в порядке! 77 % контрактов в рамках программы СОИ распределено среди компаний и фирм, имеющих свои предприятия в тех районах страны, которые представлены в конгрессе членами комитетов по делам вооруженных сил и подкомитетов по военным ассигнованиям палаты представителей и сената. Это в 13 раз больше, чем в округах, представляемых конгрессменами и сенаторами, не являющимися членами этих комитетов и подкомитетов.
"Техника" этого дела уже давно опробована. Так, ведущий концерн по созданию одного из важнейших компонентов СОИ - космического грузовика "Спейс Шаттл" - "Рокуэлл интернейшнл" , в свое время "влип" в историю. В 1974 г. поднялся в первый испытательный полет созданный этой компанией стратегический бомбардировщик В-1. Однако в 1977 г. администрация президента Картера приостановила производство этих бомбардировщиков. И тогда "вдруг" как грибы после дождя на берегу Карибского моря выросли роскошные виллы для отдыха правительственных чиновников. Результат такого "благотворительного" поступка не замедлил сказаться: в 1980 г., дабы "затворить опасное окно уязвимости" в обороне Америки, было принято решение о продолжении строительства бомбардировщиков. Впоследствии правительственная ревизия установила, что 1 млн долларов, взятый компанией из государственной казны для покрытия издержек производства, был использован на подкуп должностных лиц. И ничего! Номер прошел. Компания процветает, продемонстрировав тем самым своим собратьям по бизнесу прекрасный образец делового вложения капитала.
Не забывают о своих интересах и некоторые ученые. Так, в американской печати муссировалась информация о резком увеличении прибылей компании "Гелионетикс", специализирующейся в области лазерной техники. Компания была на грани банкротства до тех пор, пока в состав ее директората в 1980 г. не вошел "отец водородной бомбы" и создатель идеи рентгеновского лазера с ядерной накачкой, видный американский физик Эдвард Теллер. Он вложил в активы компании 800 тысяч долларов и не прогадал! Цены акций компании через неделю после объявления о намерении создания в США новой ПРО с элементами космического базирования подскочили на 30 %, а число продаваемых акций возросло в 10 раз по сравнению с 1982 г. По подсчетам журналистов, только Э.Теллер увеличил свой капитал на четверть миллиона долларов.
Конкретно же по программам СОИ начато более 50 научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР), свыше 400 крупных фирм и научных организаций США заключили более 1200 контрактов. По сообщениям зарубежных источников, военный бюджет США уже в 1986 г. был увеличен за счет запросов на военные НИОКР. Только за один год расходы на эти цели выросли на 24 %. При этом основной прирост был обеспечен за счет финансирования разработок принципиально новых видов и систем оружия: на 75 % увеличено финансирование СОИ, на 136 % - программы "Миджитмен" (мобильная облегченная МБР), на 46 % - противоспутникового оружия, на 52 % - стратегических систем обнаружения, предупреждения и контроля за стартами МБР. Предполагаемая стоимость НИОКР по программе СОИ составила к 1990 г. примерно 26 млрд долларов.
Особое внимание при разработке оружия и вспомогательных систем программы СОИ американцы обращали на тех своих союзников, которые достигли определенных успехов в создании новых технологий. Уже в марте 1985 г. министр обороны США К.Уайнбергер официально пригласил присоединиться к программе "звездных войн" (так с легкой руки сенатора Эдварда Кеннеди стали называть СОИ на следующий день после выступления Рейгана) всех союзников по блоку НАТО, а также Японию, Австралию и Израиль. Первыми откликнулись англичане: в декабре 1985 г. между Великобританией и США был подписан первый в последующей затем серии "Меморандум о взаимопонимании" (своеобразная торговая сделка с последующей дележкой "шкуры неубитого медведя"), где определялись условия участия в этом проекте и оговаривалось одно из ведущих мест Англии в принятии политических и военных решений по созданию программы ПРО. Три крупнейшие военно-промышленные компании Великобритании - "Дженерал электрик компани", "Бритиш аэрспейс" и "Маркони электрик" - с ходу подключились к фирмам США в разработке лазерного, пучкового и микроволнового оружия, созданию электромагнитных ускорителей массы и малогабаритных космических ракет-перехватчиков.
Америкой выделены средства на создание гиперскоростной пушки, которую совместно создают Королевский научно-исследовательский центр Великобритании и израильский Центр ядерных исследований "Сорек".
В конце марта 1986 г. в Вашингтоне было заключено соглашение между США и ФРГ, согласно которому крупнейшие фирмы ФРГ - "Мессершмидт - Бельков - Блом", "Цейс", "Дорнье", "Даймлер - Бенц", МАН, АЭГ - начали (а точнее, продолжили) работы по созданию мощных лазерных установок, специальных компьютеров и роботов с "искусственным интеллектом".
В мае 1986 г. в программу СОИ официально вошел Израиль. Его фирмы "Рафаэль", "Исраэль эйркрафт индастриз" и "Элон электрооптикс" работают в тех же направлениях, что и перечисленные корпорации ФРГ.
В сентябре 1986 г. родился очередной "Меморандум о взаимопонимании" - на этот раз между США и Италией. Особенно быстро нашли "взаимопонимание" с заокеанскими партнерами итальянские концерны "Аэриталия" и "Агуста", которые сконцентрировали свои усилия в деле создания лазерной техники, электронной оптики и быстродействующих компьютеров для программы "звездных войн".
Нашли общий язык и успешно сотрудничают фирмы Америки и Нидерландов в деле создания электромагнитной гиперзвуковой пушки.
Особые надежды возлагают американцы на научно-технический потенциал Японии (совместный меморандум от июня 1987 г.). Сталелитейной корпорацией "Ниппон кокан" уже строится в Калифорнии завод по производству компонентов ракетно-космической техники. Фирма "Шарп" взялась за изготовление высокоточных зеркал для лазерного оружия, а концерн "Хитачи" осваивает производство ускорителей элементарных частиц - прообраз боевых космических систем пучкового оружия.
Характерно, что официально поддерживая мирные инициативы Советского Союза в использовании космического пространства, правительства некоторых капиталистических государств не возражают против участия собственных частных фирм в программе "звездных войн". Так, некоторые французские фирмы уже скооперировались с американскими военно-промышленными компаниями и успешно сотрудничают в деле "оснащения" космоса новейшими видами оружия, хотя само правительство Франции выступает против планов "звездных войн". Не правда ли, удобная позиция.Однако в январе 1990 г. положение изменилось. ООСОИ подписала пятилетнее соглашение с министерством обороны Франции об исследованиях в области лазеров на свободных электронах.
Итог стараний США впечатляющ - исследования в рамках программы СОИ в настоящее время (на 1991 г.) осуществляют 60 - 70 зарубежных фирм и исследовательских институтов. При этом особых угрызений совести ни политические руководители, ни ученые, создающие смертоносные системы, не испытывают. Только в период с октября 1988 г. Пентагон заключил контракты на исследования по программе "звездных войн" с Великобританией - на 55,8 млн долларов, с ФРГ - на 62,3 млн долларов, с Израилем - на 164,2 млн долларов, с Италией - на 12,1 млн долларов, с Японией - на 1,8 млн долларов, с Францией - на 13,8 млн долларов, с Канадой - на 1 млн долларов, с Нидерландами - на 12 млн долларов, с Бельгией - на 94 тысячи долларов. Жить хорошо, но хорошо жить - еще лучше!
Интересна и природа другого феномена, способствующего формированию в сознании американцев позитивного восприятия предложенной программы ПРО, - это вера всей нации (и это несомненное достижение пропагандистской машины США) в передовую американскую науку, в превосходство американской технологии и неограниченные возможности американской промышленности, которая работает далеко не на полную мощность. А полная загрузка предприятий, как недвусмысленно провозглашал президент Рейган, позволяет забыть слово "безработица" на долгие-долгие годы.
Величайшим политическим обманом целых наций и народов не только своей, но и других стран, стала речь президента от 23 марта 1983 г. Обращаясь к присущему здравомыслящим людям инстинкту самосохранения, спекулируя на ужасах ядерной войны, Рейган предложил своему народу технологический подход к решению политической проблемы - взаимного сосуществования на планете двух противоположных общественно-политических систем. Подход, основанный на "всемогущей американской технической гениальности" и обеспечивающий гарантированный непробиваемый противоракетный щит не только над Америкой, но и над ее союзниками.
Умело (этому нам надо еще учиться и учиться), как пророк, взору которого открыто будущее, где вместо "гарантированного взаимного уничтожения" вполне достижимо "гарантированное взаимное выживание", где ядерное оружие благодаря талантам ученых страны станет "устаревшим и бесполезным", вещал Рейган американскому народу, не отягощая свою речь техническими подробностями, и создал-таки в умах целой нации образ человека очень искреннего, верящего в возможность безоблачного будущего.
Кульминационным моментом речи Президента стало утверждение, что СОИ таит в себе "...новую надежду для наших детей в XXI веке". Эти проникновенные слова нашли понимание и живой отклик в сердцах всех американцев. СУДЬБА СОИ БЫЛА РЕШЕНА!
"Портрет" программы СОИ
Вслед за речью президент Рейган подписал Директиву по исследованию национальной безопасности (НССД-6-83), которая предусматривала проведение в министерстве обороны специальных работ по данной проблеме. Уже к лету этого же года при правительстве США была создана специальная комиссия из 50 крупных ученых и специалистов по изучению перспективной техники, необходимой в ближайшие 15-20 лет для будущей системы ПРО. Возглавил комиссию бывший директор НАСА Дж. Флетчер. Комиссия обратилась за помощью и консультациями во многие ведущие промышленные компании и научные учреждения для разработки как общего плана создания системы ПРО, так и отдельных ее компонентов. В окончательном виде программа СОИ была скомпонована в 1984 г. Тогда же была создана организация (управление) по осуществлению стратегической оборонной инициативной (ООСОИ), которую возглавил генерал-лейтенант ВВС Джеймс Абрахамсон, успешно руководивший до этого программой создания МТКК "Спейс Шаттл".
Разработка перспективной техники по программе СОИ предусматривает решение пяти военно-технических проблем:
I - создание средств обнаружения, захвата, сопровождения целей и оценка результатов применения оружия;
II - разработка оружия направленной энергии (лазерного, пучкового и микроволнового);
III - разработка оружия кинетической энергии;
IV - анализ оценок систем оружия и обеспечения управления боевыми действиями;
V - организация обеспечения.
Предварительные оценки показывают, что общая стоимость новой системы ПРО составит около 1,5 трлн долларов. По мнению экспертов Ассоциации электронной промышленности Америки (а их оценки, по мнению большинства обозревателей, всегда оказывались гораздо более точными, чем результаты, получаемые с помощью какого-либо другого метода), ассигнования на разработку указанных элементов программы СОИ (в процентах) распределяются следующим образом (рис. 3.2).
Известно, что полетную траекторию МБР можно условно разделить на четыре основных участка. На стартовом (активном) участке полета работают наиболее мощные двигатели первой ступени ракеты, создавая высокий уровень ИК-излучения. На послестартовом участке полета (участке разведения) происходит разделение головной части ракеты на отдельные боеголовки и всевозможные ложные цели для прорыва противоракетной обороны. На среднем (пассивном или баллистическом) участке траектории полета, проходящем в космическом пространстве, осуществляется окончательное формирование протяженного облака, состоящего из боеголовок и ложных целей. И, наконец, на конечном участке облако входит в атмосферу и начинается его торможение.
В соответствии с участками траектории полета МБР предполагалось создать определенное число эшелонов обороны. На стартовый и послестартовый участки ориентирован один эшелон ПРО. Средний участок полета прикрывают два и более эшелонов обороны. А перехват целей на конечном участке полета обеспечивают, по крайней мере, два эшелона ПРО. В зарубежной печати упоминалась даже 7-эшелонная ПРО. Однако в настоящее время чаще всего рассматривается вариант трехэшелонной противоракетной обороны (см. рис. на вклейке), предложенный специалистами командования систем ПРО сухопутных войск из уже известного читателю города Хантсвилла (штат Алабама). В комиссии Флетчера пришли к убеждению, что такая система обеспечит перехват головных частей МБР противника с вероятностью 0,999.
Обоснованность создания трехэшелонной ПРО аргументировалась американскими специалистами так. Каждый эшелон будет работать независимо от других с эффективностью 80%, т.е. будет пропускать 20% атакующих средств. Атакующей стороне (т.е. СССР) должна быть присуща по крайней мере 99%-ная уверенность в успехе. Тогда "...советские военные руководители должны были бы направить 20 единиц оружия (боеголовок) на одну цель, чтобы быть уверенными, что две боеголовки с высокой вероятностью проникнут через оборонительную систему. Имея перед собой два эшелона, они должны будут выделить примерно 100 боеголовок на одну цель. При трехэшелонной обороне потребуется до 500 боеголовок на одну цель, чтобы две боеголовки с высокой вероятностью могли достичь ее".
Особое внимание специалистов комиссии Флетчера уделялось возможности поражения межконтинентальных баллистических ракет на стартовом участке траектории полета.
Заветная мечта стратегов Пентагона - не допустить ответного удара, для чего желательно уничтожить стартующие советские МБР в течение 2-6 мин, т.е. над территорией нашей страны. И это желание объяснимо. Мало того, что обломки уничтоженных ракет, включая радиоактивные вещества боеприпасов, будут падать на наши головы, но и как утверждают американские специалисты, каждая уцелевшая ракета выводит на космическую траекторию до 10 ядерных и около 100 ложных боеголовок, а также множество других средств введения в заблуждение системы ПРО. Чем больше ракет прорвется через первый эшелон, тем труднее нейтрализовать советский ответный удар.
В этом случае, по подсчетам экспертов указанной комиссии, число целей для других эшелонов системы ПРО сокращается в 10-100 и более раз! Вот почему общая эффективность противодействия массированному пуску МБР в новой системе ПРО находится в строгой зависимости от эффективности первого эшелона, т.е. перехвата целей на стартовом участке полета. Именно поэтому новейшие системы оружия, обеспечивающие доставку энергии к цели (т.е. к стартующей МБР), планируется разместить в космическом пространстве так, чтобы они в любой момент времени могли вступить в действие.
Имеются определенные достижения и в области техники перехвата на других участках эшелонированной системы обороны. В предыдущие годы возникали большие трудности с выделением (селекцией) боеголовок в облаке ложных целей и наличием нежелательных эффектов от ядерных взрывов боевых частей антиракет. Создание многоспектральных датчиков, средств непрерывного сопровождения целей и малогабаритных относительно недорогих антиракет на космических платформах, по мнению американцев, позволяет справиться с этой задачей и надежно обеспечить перехват боеголовок на среднем участке траектории полета.
Большой прогресс достигнут и в технике перехвата целей на конечном участке траектории полета. Это связано не только с появлением надежных средств селекции целей, улучшением тактико-технических характеристик антиракет и появлением новых видов оружия для уничтожения атакующих боеголовок в верхних слоях атмосферы, но, и это главное, с надеждой на эффективность работы первых двух эшелонов. Только в этом случае отдельные прорвавшиеся боеголовки могут быть надежно поражены третьим эшелоном ПРО.
Несомненные достижения в области создания ЭВМ, средств и способов математического программирования и обработки информации не оставляют у американских специалистов сомнений в том, что им удастся создать комплексную автоматическую систему командования и управления новой системой ПРО.
Комплексность новой системы ПРО бывший министр обороны К.Уайнбергер понимал в ее объединении с системой ПВО для защиты территории страны от бомбардировщиков и крылатых ракет. Созданная в 1950-х гг. континентальная система ПВО уже в 1960 г. включала в себя 2700 истребителей-перехватчиков, 4400 зенитных ракет, а также систему РЛС, в том числе на Аляске, в Канаде и Гренландии. Однако к началу 1970-x гг. американцы убедились, что Советский Союз не стремится увеличивать стратегическую бомбардировочную авиацию сверх необходимых для обороны государства размеров. (В те годы, не говоря уже о сегодняшнем дне, число стратегических бомбардировщиков в нашей стране составляло чуть более 150 единиц). Кроме того, вблизи территории США не развернуто ни одного носителя ядерных средств передового базирования другой стороны. Поэтому в последующие годы система ПВО США постепенно свертывалась и в 1975 г. практически перестала существовать. Руководство Пентагона мотивировало это тем, что при отсутствии системы ПРО существование противосамолетной обороны бессмысленно. (Правда, в настоящее время средства ПВО североамериканского континента вновь функционируют как единая система.)
Целями новой эшелонированной системы ПРО, с точки зрения военных экспертов США, являются:
· оборона стартовых шахт МБР;
· оборона системы командования, управления и связи, а также других объектов военного назначения;
· оборона городов.
В 1987 г. объединенный комитет начальников штабов вооруженных сил США (у нас это Генеральный штаб) не только подтвердил долгосрочную цель исследований, проводимых по программе СОИ, но и разработал требования к первому этапу ее развертывания. Стремясь сократить общие расходы на противоракетную оборону первого этапа, министерство обороны в начале 1989 г. завершило анализ общей программы СОИ. Результаты обнадеживали: планируемая стоимость работ по первому этапу была резко сокращена - с 115 до 69 млрд долларов - при сохранении боевых возможностей системы.
13 марта 1989 г. конгрессу США был предоставлен доклад ООСОИ о ходе выполнения программы СОИ, подписанный бывшим тогда министром обороны Фрэнком Карлуччи с личным предисловием генерал-лейтенанта ВВС Дж. Абрахамсона. Рассматривая стратегию и задачи национальной безопасности Америки, они так определяли интересы своей страны:
· выживание, свобода, достояние США;
· распространение свободы и демократии в мире;
· стабильный и безопасный мир;
· прочие союзнические связи.
Ничего не скажешь, толковая и продуманная программа, под которой и мы могли бы смело ставить свои подписи, заменив, конечно, аббревиатуру США на СССР (или Россия). Но вот как любопытно пишется дальше в докладе: "Для обеспечения сдерживания необходимо понимание советским руководством невозможности достижения любого значимого успеха военным способом, а также того, что риск явно превышает любые возможные выгоды. Нужно не только лишить СССР уверенности в возможности успешного выполнения задач нанесением первого удара, но и убедить его в том, что даже после такого удара США будут иметь реальные возможности не допустить достижения Советским Союзом своих военных целей". Не правда ли, парадоксально? Мы, которые отказались от применения первыми ядерного оружия (Америка до сих пор не пошла на это), мы, которые предлагаем полностью уничтожить на планете ядерное оружие и средства его доставки, мы, оказывается, всем этим угрожаем Америке, что и вынуждает ее к созданию невиданной по масштабам противоракетной обороны?! Здесь все поставлено с ног на голову.
В докладе четко сформулированы и задачи будущей ПРО: повышение уровня сдерживания; ограничение потерь; недопущение реализации военных планов СССР.
Но именно все это будет не нужно, прими Соединенные Штаты предложения СССР. Последняя графа "Недопущение реализации военных планов СССР" в докладе раскрыта подробно. То, что там написано, может привидеться только шизофренику, да и то в приступе белой горячки.
Оцените сами:
· воспрепятствование "сохранению правления КПСС";
· воспрепятствование "поражению и оккупации стран НАТО";
· воспрепятствование "нейтрализации США";
· воспрепятствование "гегемонии в послевоенном миpe".
Что касается КПСС, то народ нашей страны сам, без помощи "друзей" из-за океана, решит, быть ли ей правящей партией. "Оккупировать страны НАТО" - этот бредовый тезис не обсуждался не только в военных сферах (поверьте слову военного, прослужившего более 30 лет в Советской Армии), но даже в кругу любителей "зеленого змия". Возможности "нейтрализовать США" у нас не было, еще очень-очень долго не будет, да и можно сказать с уверенностью при нашей управляемой "экономной экономике", и в будущем не появится. Абсурдность мысли о "гегемонии в послевоенном мире" для нас настолько очевидна, что абсолютно ясно: об этом может рассуждать человек, не потерявший родителей на войне и не выросший сиротой. А ведь практически каждая вторая советская семья потеряла отцов и сыновей на последней войне (по опубликованным в последние годы и далеко еще не точным данным 27 миллионов советских граждан погибло на фронтах Второй мировой войны и в партизанских отрядах, а 18 миллионов вернулось к родным очагам ранеными и искалеченными). Для нашего народа война органически неприемлема, поэтому досужие рассуждения о "послевоенном мире" - рассуждения кабинетного теоретика, но не участника военных действий.
Вот так-то, читатель! Далеко не технические проблемы просматриваются за планами создания широкомасштабной системы ПРО с элементами космического базирования. Долговременная политическая задача программы "звездных войн" с каждым днем вырисовывается все яснее - объединенной "мозговой атакой", используя достижения в области передовых технологий и радиоэлектроники ведущих капиталистических государств создать колоссальный тех-ни- ческий отрыв от СССР, оставив его в качестве сырьевого придатка Запада, поставив фактически в разряд развивающихся стран. Не случайно раздел 1.5 упомянутого доклада, озаглавленный "Цели и задачи программы", начинается словами: "С самого начала ООСОИ была ориентирована на достижение одной цели - осуществление интенсивной научно-технической программы, результаты которой обеспечили бы принятие обоснованного решения о возможности ликвидации угрозы, создаваемой баллистическими ракетами любой дальности...". Стандартное заблуждение дилетантов (хотя составители программы на них совсем не похожи) - бороться со следствием, а не с причиной, породившей это следствие.
Прежде чем непосредственно перейти к описанию техники СОИ, хотелось бы отметить следующий факт. На Западе появился новый термин spion-off (спин-офф), означающий процесс повторного использования достижений космонавтики в земных отраслях. Эти передовые наукоемкие технологии американцы стараются сразу же внедрять и в быт. Но особенно преуспели в этом японцы. Вот почему сегодня мы с завистью смотрим на обладателей любых технических устройств (будь то автомобиль, видеомагнитофон или фотоаппарат), сработанных руками умельцев из Страны восходящего солнца.
Чему нам стоит поучиться у "загнивающего" Запада? Американцы - народ прагматичный: деньги и прибыль прежде всего! Только поэтому там создана служба инспекторов внедрения космических технологий - новая профессия, рожденная полетами в космос. Каждый инспектор внедрения является кадровым сотрудником HACA и придается или вводится в состав разработчиков новой космической технологии еще до начала (или в самом начале)работы над ней. Его главная задача - в процессе разработки уделять основное внимание поиску потенциальных земных отраслей, где разрабатываемая техника может найти применение. Бывает и такое: разработчики пришли к выводу, что она не представляет интереса для космической программы, и прекращают работу. Но и в этом случае инспектор продолжает усилия по поиску путей ее доработки для использования в земных нуждах. Он извещает заинтересованные фирмы (для этого создана целая печатная индустрия, выпускающая более 80 тыс. справок и проспектов в год) о наличии новейшей технологии, "уговаривает" представителей фирм взяться за ее внедрение, согласовывает вопросы передачи необходимой документации.
Когда же американцы додумались до всего этого? Недавно? Да нет, еще в 1962 г. в рамках НАCА было создано "Отделение по перемещению космической технологии в земные секторы экономики". Представляете, сколько полезных идей за это время они "переместили"? Ну а велика ли прибыль от этого подразделения? Вы не поверите, но космическая технология передается компаниям и фирмам безвозмездно или продается за символическую плату - 1 цент. И это те технологии, на разработку которых затрачены сотни миллионов долларов и годы труда ученых и специалистов высшей квалификации! Право, странная страна Америка! Мы бы никогда не додумались до этого. А уж если бы и отдали новейшую технологию, то постарались бы "содрать" с предприятия, ее приобретающего, последнюю шкуру, которую, впрочем, государство впоследствии при продаже улучшенных изделий "сдерет" с нас, рядовых покупателей. Примеры? Их достаточно.
Не берусь судить, кто раньше изобрел тефлон (использовать его наши страны начали практически одновременно) - фторопласт, продукт повторной синтезации пластмассы. Этот продукт вследствие своих уникальных качеств (гибок, прочен, сохраняет эти свойства при сотнях градусов по Цельсию как жары, так и холода) явился основным компонентом ткани для изготовления космических скафандров. Внедрение его параллельно с космосом и в быту позволило американцам не только резко улучшить качество потребительских товаров, но и существенно снизить их цены, что очень и очень немаловажно при жесткой конкуренции на мировом рынке. Мы лишь сравнительно недавно стали внедрять тефлон в быт. Неизвестно, во что обошлось приобретение этой новинки нашим министерствам, с 15-20-летним опозданием внедрившим технологию покрытия "непригорающих" сковородок тефлоновой пленкой, но эта, безусловно необходимая в каждом доме вещь, обходится нам сегодня в 3-4 раза дороже обычной сковороды.
Такая же участь постигла еще один вид полимеров - лэксан - прозрачный пластик, оказавшийся в 5-7 раз прочнее стали. Он послужил идеальным стеклом для шлемов космонавтов. Вспомните, в каком плачевном состоянии находится стеклянный интерьер наших автобусных остановок? А выбитые стекла телефонных будок? Всего этого нет в Америке благодаря внедрению лэксана в быт. Причем для рекламы нового товара одна из фирм установила телефонную будку со стеклами из лэксана и назначила премию за ее разрушение любителям существовавшего в 1960-е годы хобби - втиснуться как можно большему числу людей в салон будки, рассчитанной на одного человека. Около двух десятков молодых оболтусов умудрились спрессоваться в этой будке, однако премия так и осталась невостребованной. Это ли не лучшая реклама нового товара, который с невиданной быстротой стал распространяться по Америке, - небьющаяся посуда в столовых и кафе, в домашнем обиходе и туристских походах буквально заполонила страну. К сожалению, товаров из лэксана в России практически не производится.
Специальные теплозащитные материалы, разработанные в конце 1960-х гг., успешно применялись в космических программах США. Известно, например, что при огромных колебаниях температуры на Луне (от + 150 до - 150 оС) температура внутри лунного модуля все время оставалась в пределах комнатной. Специальные одеяла, выпускаемые сегодня в Америке, изготавливаются из алюминизированной, водоотталкивающей ткани размером 2,15 х 1,22 м. Они весят всего 57 г и умещаются в кармане костюма. Такая ткань, помещенная для удобства между двумя тонкими одеялами и обернутая вокруг человека, способна отражать внутрь более 80 % тепла. А это значит, что тепловой комфорт может сохраняться длительное время даже при минусовых температурах. Эта удивительная ткань сегодня пользуется успехом при пошиве одежды полярников и геологов, спортсменов и строителей. Алюминизированные листы с особым энтузиазмом взяли на вооружение строители - их широко применяют в стеновых панелях индивидуальных домов. Фирма, выпускающая такие дома (их метко назвали в Америке одноваттными), дает гарантию домовладельцам, что расход энергии на отопление дома при любой погоде не будет превышать одного киловатта в час. (Для сравнения: столько энергии потребляет стандартная электроплитка.) Вот бы на наши садовые участки такие домики - отпадет нужда в мучительной заготовке угля или дров, не будет копоти и в доме всегда тепло - живи не хочу! (Маленькое дополнение: американцы, получая в среднем в 4-10 раз больше наших трудящихся, платят за киловат-час от 1 до 3 центов, что по меркам США очень мало. Мы же платим в среднем 4 коп.(на 1991 г.), а это при наших зарплатах - очень много. О сегодняшнем беспределе в ценах говорить не приходится: никакие алюминизированные листы не залатают прореху в нашем кармане.) Алюминизированную ткань с успехом применяют американские фермеры для защиты посевов от заморозков. И только для нас она неизвестна или известна только по слухам, хотя и применяется в космической технике.
Или другой пример. Веками люди заменяли ампутированные конечности протезами, но их крепление (ремни или пояса) при длительном пользовании растирает кожу до крови или, как обтекаемо говорят медики, доставляет много неудобств. Проблема протезирования неоднократно обсуждалась врачами на конференциях. Присутствовавшие на них специалисты Космического центра им. Кеннеди предложили свою помощь. В 1967 г. медики и конструкторы-ракетчики приступили к поиску конструкции крепления протеза непосредственно к культе, с возможностью надевать или снимать его простым нажатием кнопки. Идея решения проблемы была заимствована из космических программ. Известно, что гигантская PН "Сатурн-5", находясь на стартовом комплексе, удерживается механическими захватами. При достижении тяги двигателей, превышающей стартовую массу ракеты (т.е. начале ее подъема), механические захваты автоматически отводятся. Для протеза был разработан механизм со специальным ударопоглощающим амортизатором, известный в ракетно-космическом комплексе "Сатурн-Аполлон" как "цилиндрическая замковая цапфа". Была также решена проблема вживления сверхчистого углерода, применяемого в качестве теплозащитного материала в соплах реактивных двигателей, непосредственно в ткань человека. Природа сама подсказала, что это возможно: аналогом служит выход зуба или ногтя из биологической ткани. Сегодня в Америке медицина вплотную подошла к этапу протезирования, когда нержавеющий стальной штифт вводят, например, в кость ампутированной ноги и скрепляют с углеродистой манжетой, вживленной в тело на конце культи. Сам протез ноги крепится к штифту в необходимом положении с помощью описанной цапфы. Съем его занимает секунды. Ничего не скажешь - в положении инвалида это подарок, которым, к сожалению, мы не можем порадовать наших престарелых инвалидов войны и труда, молодых искалеченных "афганцев"инвалидов чеченских компаний.
Разработанный в НАСА как изоляционный материал для космических кораблей новый пенопластик нашел широкое повторное применение на Земле. Из него в Америке делают покрытия детских игровых площадок и футбольных полей, обшивки сидений вертолетов и автомобилей, матрацы для лежачих больных и новорожденных... Достоинство нового материала в том, что под тяжестью, например, сидящего в кресле человека, пластик "растекается" и принимает форму тела. Эластичность пластика уникальна - он полностью восстанавливается в объеме после 90 процентного сжатия! Мало того, что пластик способен существенно поглощать ударные нагрузки, он еще прекрасно моется водой и мылом без изменения свойств и товарного вида, выдерживает нагревание до 250 оС без изменения физических свойств и т.д.
Нашло применение в отдельных видах автомобилей и амортизационное устройство экспериментального кресла для астронавтов в виде кольцевых трубок (внешней и внутренней). Испытания нового автомобильного сиденья, построенного по образцу и подобию своего космического собрата, показали, что оно может смягчать силу удара при скорости 100 км/ч до значения, эквивалентного удару при скорости 8 км/ч.
Примеры можно продолжать и продолжать...
А теперь конкретные цифры. Американские экономисты подсчитали, что за истекшие 14-20 лет только четыре космические программы "возвратили" в экономику США более 7 млрд долларов, т.е. около двух годовых бюджетов НАСА.
Известно, что администрация США затратила 25 млрд долларов на лунную программу "Аполлон". Прибыль, полученная американскими промышленниками в результате внедрения в земную практику новых материалов, технологий и оборудования, разработанных в рамках этой программы, составила 225 млрд долларов.
По данным исследовательского института Среднего Запада (США), затраты на космические исследования дают в течение 18 лет после их применения в создании новых товаров и услуг на Земле более чем 7-кратный выигрыш.
По подсчетам этого же института, проведенных по заказу НАСА с целью выяснить влияние национальной космической программы на рост современной промышленности и технологии США, за период 1959-1969 гг. вложенные в космические проекты 29 млрд долларов дали экономике прибыль в 56 млрд долларов уже к 1970 г. и еще около 200 млрд долларов к 1987 г.
Обобщая сухую статистику официальных цифр, опубликованную в США, американцы делают следующие выводы. В ряде случаев каждый доллар, вложенный в космонавтику, приносит прибыль от 7 до 14 долларов. Эксперты некоторых исследовательских центров считают, что каждый доллар, вкладываемый в космические исследования и разработки, дает через 10 лет на Земле 23 доллара.
Известно, что при создании ракетно-космической системы "Энергия-Буран" было разработано свыше 100 новых материалов, 240 технологических процессов и 130 типов прогрессивного оборудования. В 1989 г. представителям всех отраслей народного хозяйства страны уже предложена 581 новейшая технология, материал или конструкции. Но вот вопрос: захотят ли наши предприятия при отсутствии конкуренции внедрять их? Ведь это связано с огромными, "совсем не нужными" хлопотами, а выпускаемая ими продукция в условиях нарастающего дефицита и без новшеств расходится в торговле буквально с колес. О качественных достоинствах ее (сравнивать этот показатель с западными образцами просто бессмысленно) говорить горько и обидно для нашей державы.
Тем не менее космические разработки и технологии - одна из немногих областей, где мы идем не только вровень с Америкой, но иногда и опережая ее. Так какой же наказ мы будем давать на будущее своим народным депутатам - резко сократить ассигнования на космические исследования (как это советуют сделать отдельные дилетанты широкого диапазона) или выбрать (именно, выбрать) на ключевые участки космических программ толковых, умных, ищущих людей? Ведь большая часть наших бед происходит от того, что номенклатурный работник по "звонку" или "решению сверху" может быть "переброшен" со спикера Думы на Совет безопасности, с преподавания в военном училище - на руководство государственной безопасностью страны... (вот только личных пилотов самолетов, хирургов, оперирующих "верха" и их домочадцев, подбирают почему-то по сугубо деловым качествам).
Капиталист не может позволить себе такую роскошь - "поставить" не то чтобы директором завода, даже руководителем небольшого участка человека с высоким уровнем некомпетентности только потому, что он "свой человек и хороший парень" - это не профессии. Ведь в конечном итоге, не выдержав конкуренции из-за плохой работы, придется разоряться лично ему, а не назначенному чиновнику. Не пора ли применить этот подход и в нашем обществе, ведь без решения этого принципиального вопроса вся перестройка - пустой звук. Кстати, будучи председателем Госплана СССР "товарищ" Маслюков в своем выступлении на ХХVIII съезде КПСС сетовал, что в период между съездами было допущено немало ошибок, в том числе - выборы руководителей предприятий. Заход не нов и предельно понятен - снова назначать (т.е. иметь реальную власть и, естественно, обратную поддержку своим действиям снизу) "панов директоров", чтобы лет через 10-12 лет, окончательно уверившись в их никчемности и вороватости, с почетом проводить на безбедную пенсию.
Да, коллективы зачастую ошибаются. Но им же и необходимо узаконить право быстро и оперативно сменить руководство - потери и риск здесь неизбежны, как в любом другом живом деле. Главное же, коллективы быстро на собственной "шкуре" и карманах поймут цену краснобаям-бездельникам, и ошибки в выборе руководителей, в конце концов, станут исключением, а не закономерностью.
Заканчивая это невольное отступление в область политики, хочу привести такой факт: возвращая законопроект в конгресс на доработку, один из мудрых президентов США в ответ на вопрос, что в законопроекте не удовлетворяет его, ответил, что закон должен быть таким, чтобы его невыгодно было не выполнять. Вот такой постановки дела мы и ждем от наших законодателей.
Вот, уважаемый читатель, пища для размышления в связи с интенсивными научно-исследовательскими работами, ведущимися в рамках космических запусков вообще и программы СОИ в частности.
Ну а теперь к делу.
Глаза, уши и... длинные руки
Одним из важнейших элементов разрабатываемой программы ПРО является надежно действующая система SАТКА - обнаружение, захват, сопровождение МБР и боеголовок, а также оценка результатов применения оружия по ним. Как уже упоминалось, это самая дорогостоящая часть программы (41% всех ассигнований) предназначена для регистрации стартов стратегических ракет (не только с любой точки земной поверхности, но и из космоса), а после разделения головной части на боеголовки и создания множества ложных целей - слежения за нами.
По мнению специалистов, с точки зрения технической изощренности - это самая трудная и самая важная часть СОИ. Она будет включать в себя различные электронные и электронно-оптические системы - своеобразные "глаза и уши" будущей ПРО, без которых самые современные средства перехвата оставались бы грудой дорогостоящего металла. В то же время для создания технологий этой части программы широко открыт военный рынок. На выгодных условиях приглашаются фирмы и отдельные ученые любых государств - атака, что называется, идет по всем направлениям.
Предполагается, что программа SATKA как элемент системы ПРО объединит в себе ряд проектов:
BSTS - обнаружение пусков ракет, наблюдение и сопровождение баллистических ракет на активном участке их траектории, оценка результатов поражения ракет;
SSTS - наблюдение и селекция целей на участке разведения боеголовок и на среднем участке траектории, а также сопровождение систем противоспутникового оружия и ИСЗ, оценка поражения целей;
GSTS - различение близко расположенных в космосе объектов, селекция боеголовок, слежение за боеголовками и ложными целями, оценка поражения целей на конечном участке траектории;
GBR - обнаружение и сопровождение целей, селекция боеголовок, целеуказание;
АОА - обнаружение и сопровождение целей, целеуказание.
ВSTS - этот проект на первый взгляд уже знакомая нам система спутников предупреждения о ракетном нападении (СПРН). Спутники СПРН двух наших стран уже давно бороздят космос, неся ответственную круглосуточную вахту. Оружием нападения они не являются, поэтому возражений и тревог мировой общественности не вызывают. Однако спутники новой системы по указанному проекту, которые должны заменить летающие уже более 15 лет американские ИСЗ DSP-647, по своим функциональным "обязанностям" намного универсальнее прежних. Они будут не только обнаруживать пуски ракет, но устанавливать тип и скорость стартовавшей ракеты, прогнозировать траекторию ее полета, передавать полученные данные как в командный центр ПРО, так и развернутым в космосе боевым космическим станциям, а также оценивать результаты атаки этих станций. После этого данные об уцелевших целях (т.е. боеголовках) будут одновременно передаваться в командный центр ПРО и спутникам системы SSTS для дальнейшего слежения.
По расчетам американских ученых, спутники наблюдения первого эшелона должны иметь разрешающую способность порядка 1 км (таково по разведывательным данным США рассредоточение шахт МБР потенциального противника, т.е. России). Разрешающая способность - это возможность "видеть" и отличать две и более стартовавших на расстоянии 1 км друг от друга ракеты. Но вот одновременный старт, например, пяти ракет, удаленных друг от друга на 250 м, воспринимается датчиками спутника как старт одной ракеты, что существенно увеличивает шансы МБР, сосредоточенно и одновременно стартующих с мобильных пусковых установок, остаться незамеченными. Кстати, выхлопы отработанного газа от работающих дизельных двигателей этих установок прекрасно маскируют на фоне Земли факелы стартовых двигателей данных МБР.(Кстати, в 1990 г. дано указание на постройку и развертывание спутников системы BSTS для выполнения задач предупреждения о пусках тактических ракет и оценки их атаки).
Военные эксперты США считают, что новая система спутников СПРН должна эффективно функционировать в течение 300 с при наличии 2000-3000 целей. (Допустим, что массовый старт советских МБР и БРПЛ (на 1991 г.) - это где-то 2000 целей, а откуда появятся еще 1000? Напрашивается оптимистическое предположение - может, англичане с французами вступятся за нас? Конечно, с учетом тактических средств может набраться и такое число носителей, но все же стоит надеяться, что судьба их в ближайшие годы будет решена так же, как и ракет средней и меньшей дальности).
Предполагается развернуть систему из 4-6 спутников на высоких околоземных орбитах для лучшего обзора пространства. В докладе конгрессу упоминается геостационарная орбита, высота которой составляет 35 800 км (рис. 3.3). Ее достоинство в том, что спутник постоянно "висит" в определенной точке и видит с нее почти 40 % поверхности Земли. Спутники будут оснащаться новейшими датчиками и ЭВМ для обработки данных слежения за ракетами по их факелам (рис. 3.4). В упомянутом докладе приведены некоторые данные об успешных испытаниях таких датчиков.
Одной из основных проблем, вставшей перед разработчиками датчиков, явилось повышение их чувствительности, от которой в конечном итоге во многом зависит и разрешающая способность. Так как датчики спутников пассивные (т.е. принимают, но не излучают энергию), их чувствительность можно увеличить двумя способами. Во-первых, повысить уровень ИК-излучения регистрируемых объектов (т.е. "попросить" вероятного противника использовать более мощные стартовые дви-гатели и отказаться от средств маскировки фа-келов пламени при стартах МБР, но, видимо, это малоперспективная идея). Во-вторых, применять передовые технологии при создании таких датчиков на основе новых материалов, конструктивных схем и методов построения аппаратуры. По этому пути и пошли американские специалисты. Ими были созданы новые детекторы (преобразователи) ИК-радиоизлучения, где в качестве фоточувствительного материала использован только что полученный материал кадмий-ртуть - теллурид (HgCdTe).
Новые детекторы обладают уникальным свойством - они практически не реагируют на радиационное облучение. Известно, что применяющиеся сейчас детекторы теряют чувствительность и перестают различать что-либо на Земле в период мощных солнечных вспышек. Говорить же об их чувствительности после умышленно взорванного в космосе ядерного устройства вообще не приходится.
В последние годы достигнут значительный прогресс в понимании процессов выращивания кристаллов из HgCdTе, обладающих свойствами радиационной стойкости, и в управлении производственным процессом их изготовления. В 1989 г. три конкурирующих подрядчика продемонстрировали принципы промышленного изготовления гибридных матричных устройств из этого материала. Как выяснилось (табл. 3.1) - это непростой процесс.
Принцип работы датчиков основан на фотоэффекте - явлении, связанном с освобождением электронов в твердом теле (или жидкости) под действием электромагнитного излучения. Единичный датчик является фотоэлементом - полупроводниковым прибором, в котором под действием падающего на него света или другого электромагнитного излучения появляется ЭДС (фото-ЭДС). Возникающий при этом фототок настолько мал, что его обязательно необходимо усилить. Для этого служит фотоэлектронный (иногда его называют фотоприемный) умножитель - миниатюрное полупроводниковое устройство, принцип действия которого для упрощения восприятия рассмотрим на примере работы общеизвестных счетчиков, названных в 1908 г. именем их создателя немецкого физика Ханса Гейгера (рис. 3.5). Конструкция такого счетчика элементарно проста. К концам трубки, изготовленной из тонкой фольги и заполненной инертным газом, подведено высокое напряжение (400 В и более).
В обычном состоянии газ - диэлектрик, стало быть счетчик - заурядный газонаполненный электрический конденсатор. Но стоит только альфа (бета)- частице или гамма-излучению "пронзить" трубку, как в газе происходит ионизация (выбивание из атомов газа электронов). Известно, что носителем тока в жидкостях и газах являются ионы - атомы, "потерявшие" электроны и имеющие положительный заряд. Подобно инверсионному следу от пролетевшего реактивного самолета в трубке образуется своеобразный след, состоящий из ионов газа. Они-то и образуют "электрический провод", по которому идет большой ток, так как к концам трубки приложен значительный потенциал. Чем больше частиц излучения пронзило трубу и чем больше их энергия, тем дольше будет сохраняться ионизация и, стало быть, тем больший ток зарегистрирует контрольный прибор. Любые фотоэлектронные умножители по эффекту действия можно сравнить с выстрелом из пистолета. Спусковым крючком в них является чуть ли не единственный фотон, попавший в светочувствительный слой датчика. А затем... лавина электронов фототока в тысячи раз увеличивает пришедший сигнал и так же быстро исчезает.
Конструктивно такие детекторы (а их число, по некоторым сведениям, в 10 раз больше, чем применяется сейчас на спутниках DSP-647) смонтированы в матричные ФПУ (фотоприемные умножители).В 1991 г. выполнен полет МТКК "Спейс Шаттл" по программе Пентагона с задачами спектральных и радиометрических наблюдений за космическими объектами, сбора данных за характерными признаками выхлопа ракетных двигателей на фоне Земли и в космосе. Полученные данные использованы для создания аппаратуры спутников систем BSTS, SSTS, GSTS. Первый опытный спутник системы BSTS запущен в середине 1990-х гг.
Что это такое? Датчики, объединенные в матрицу (рис. 3.6), по сути дела, являются подобием обычных телевизионных приемников, но обладающих более высокой разрешающей способностью и надежностью. Определенным образом электрически соединенные датчики - те же элементы строк развертки на экране телевизора, но поскольку число датчиков огромно (иногда упоминают, что это 4 млн шт.), то и качество изображения на таком "телевизоре" несравненно лучше.
Для повышения чувствительности датчиков их необходимо охладить до очень низких температур (в интервале от -143 до -1960С).
Вспомните броуновское движение - беспорядочное движение молекул в воде и газе, а электронов - в твердых телах. Чем выше температура вещества, тем активнее и быстрее это движение. Известно, что ток - это упорядоченное движение электронов. Ток в датчике возникает в процессе преобразования радиоизлучения от теплового факела ракеты. Но если тепловое радиоизлучение Солнца нагреет материал датчика, то в результате броуновского движения электронов полезный регистрируемый ток уменьшится или даже станет меньше возникших хаотических токов. В этом случае датчик перестает работать по своей основной "специальности".
Вот почему в настоящее время специалисты Америки решают задачи по созданию малогабаритной, бесперебойной и одновременно эффективной системы охлаждения детекторов матричных ФПУ. Чем ниже температура материала датчика, тем больше будет полезный ток а значит, и чувствительность датчика. Это важно потому, что стратеги из Пентагона намерены новой системой ПРО прикрывать и театры войны в Европе, где важную роль будут играть тактические ракеты. Понятно, что факелы пламени от двигателей таких ракет несоизмеримы с межконтинентальными, а значит, и чувствительность космических датчиков должна быть резко повышена. Есть в докладе ООСОИ конгрессу разд. 6.7 - "Инновационные технологии". В нем имеется подраздел со скромным названием "Достижения", где упоминается, что одной из частных фирм разработана смесь газов для криогенных холодильных устройств, которая в семь раз увеличивает скорость охлаждения ИК-датчиков. Это особенно важно для собственной защиты новых спутников системы СОИ, так как они должны "уметь" регистрировать цели на фоне "холодного космоса". Ведь какой-либо космический аппарат, доселе летавший безобидно, вдруг может включить двигатель, "подкрасться" к спутнику ПРО и взорваться. Двигатели такого спутника-камикадзе могут быть столь маломощны, что для регистрации их работы потребуется очень высокая чувствительность детекторов спутника ПРО. Если это требование будет выполнено и подкрадывающийся спутник будет обнаружен, то остальное - дело техники: вычисленные параметры приближающегося объекта будут автоматически переданы на БКС, которая и расправится с незваным гостем. Для сбора статистики об излучениях маломощных реактивных двигателей уже проводятся эксперименты по регистрации включения и выключения в полете двигателей системы ориентации МТКК "Спейс Шаттл".
Новые чувствительные и радиационно-стойкие кристаллические материалы, используемые в датчиках, позволяют не только регистрировать электромагнитные колебания ИК-диапазона радиоволн и превращать их в электрические сигналы, но и проводить определенную селекцию этих сигналов. А именно:
· фильтрацию шумов (жесткое ограничение приема тех радиочастот ИК-диапазона, которые характерны только для факелов пламени работающих ракетных двигателей);
· усиление информативной части изображения (повышение уровней электрических сигналов только определенных характерных частот);
· выделение информативных признаков цели (например, регистрация эффекта Доплера, названного в честь австрийского физика и астронома Кристиана Доплера, в 1842 г. открывшего новый закон. Оказывается, что при приближении источника радиоизлучений к приемнику - в нашем случае ракета приближается к "висящему" спутнику - длина радиоволны постоянно уменьшается. И наоборот. Эффект Доплера в настоящее время широко применяется в РЛС систем ПВО, различных типах головок самонаведения ракет и т.д.).
Создание совершенных датчиков - не единственная проблема, стоящая перед создателями новых спутников системы BSTS. Очень важным оказалось сфокусировать весь массив новых датчиков в направлении на Землю и постоянно сканировать (обозревать определенным образом, например, как это делается незаметно для глаза на экране телевизора - строка за строкой слева направо и сверху вниз) контролируемые районы планеты. Методы фокусировки хорошо изучены и достаточно просты. Наиболее рациональным техническим решением этой проблемы в радиотехнике является использование параболических антенн. Для концентрации инфракрасных электромагнитных волн используются асферические параболические зеркала. Сложность их изготовления заключается в том, что в отличие от сферических зеркал, все точки которых одинаково удалены от центра, в асферических принятое излучение необходимо переотразить в смещенную от центра и строго заданную точку. (В сферических зеркалах (антеннах) фокусирующая точка всегда "затемнена" излучателем либо приемником энергии, что, естественно, создает мертвую зону. Этот недостаток полностью устраняют асферические зеркала (антенны), в которых приемник (излучатель) энергии выведен в сторону, за активную рабочую площадь зеркала). Поэтому американские специалисты считают, что "...основной технический риск в разработке оптической технологии для датчиков космического базирования связан с изготовлением радиационно-стойких, имеющих высокую разрешающую способность легких зеркал с необходимыми оптическими характеристиками".
Такие зеркала сейчас пробуют делать из стеклокерамики, карбида кремния и бериллия. В 1988 г. был достигнут значительный прогресс в изготовлении бериллиевых зеркал путем копирования их в пресс-форме. Самым трудным оказалось вынуть изготовленное зеркало из пресс-формы без повреждений. Открытие "освобождающего" материала значительно удешевило процесс изготовления таких зеркал. Проведенные пучками электронов бомбардировки зеркал (своеобразная имитация рентгеновского излучения ядерного взрыва) показали их хорошую живучесть. Уже продемонстрирована технология изготовления таких зеркал диаметром 1 м, однако такой диаметр явно недостаточен для оптических датчиков систем BSTS и SSTS.
Таким образом, ИК-излучение от двигателей стартующей ракеты фокусируется сильно охлажденным бериллиевым зеркалом и переотражается на массив матричных ФПУ (также охлажденных), где происходит первоначальное выделение полезного сигнала (сигналов).
Краткое и упрощенное описание этого процесса оставляет за скобками многие технические проблемы, не решенные до сегодняшнего дня. Так, по некоторым данным, самые современные матричные ФПУ позволяют одновременно вести и обрабатывать информацию примерно по 10 целям, что никак не может удовлетворять требованиям разработчиков системы СОИ. Не найдены пока и эффективные средства для точного нацеливания космического оружия на стартующие МБР противника. Дело в том, что, регистрируя испытательные пуски советских МБР различных классов, американские специалисты набрали определенную статистику. Знают они и очень немаловажный фактор - длину факела наших разгоняющихся ракет. Именно за вычетом этой длины в упреждающую точку и нацеливается орбитальное оружие. Эта точка, отстоящая от факела на 10-15 м вверх по траектории полета, как раз находится на середине корпуса МБР. Но введением в ракетное топливо определенных присадок или подачей холодных газов в ракетный "шлейф" можно снизить температуру выпускаемых газов, что равнозначно уменьшению длины факела. Ясно, что точка прицеливания в этом случае будет находиться в нескольких метрах (или десятков метров) впереди по курсу ракеты. Этот же эффект, но с еще большими ошибками в прицеливании, достигается размещением на носовом обтекателе ракеты специального устройства, излучающего мощное ИК-излучение. В этом случае МБР как бы накрыта горячим плащом, сливающимся с факелом ракеты и неотличимым от него по интенсивности излучения. Точно нацелить оружие на такую ракету крайне сложно.
Далее предварительно обработанная информация поступает в процессор (бортовую цифровую вычислительную машину - БЦВМ), задача которого принять окончательное решение о цели, ее принадлежности к определенному классу ракет, а если целей несколько, то и о приоритете (важности, очередности) их уничтожения.
Для обработки сигналов создаются сверхскоростные интегральные схемы, объединенные в сверхбольшие интегральные схемы, которые применяются в специальных запоминающих устройствах с произвольной выборкой. В сущности, все эти элементы - одни и те же электронные приспособления, только предназначенные для решения разных задач. Именно из этих элементов и состоят БЦВМ спутников системы BSTS.
Как и все электронные полупроводниковые устройства, они особенно "боятся" радиации. Космические лучи окружающей среды могут изменить данные и команды в них, если не спроектировать защитные устройства. Гамма- и рентгеновские лучи от ядерного взрыва в космосе, а также мощный поток нейтронов могут привести к полному "склерозу" памяти БЦВМ и к необходимости ее перепрограммирования. Радиационно-стойкие ЗУПВ составляют большую часть интегральных (т.е. множество элементарных, суммированных в одной) схем в бортовом процессоре спутника - их число может достигать 10 тыс. и более.
Известно, что Национальный центр передовой технологии Америки находится в районе Силиконовой долины (город Ливермор расположен неподалеку). Но мало кому известно, что собственное современное производство Ливермора ограничивается небольшим предприятием, изготавливающим интегральные схемы на кремниевых пластинах. Там (на начало 1980-х гг.) работало около 300 женщин, причем большинство из них занималось тонкой сборкой на дому. Удивительно, что при суперсовременной технологии это делается в Америке и считается выгодным! Было над чем подумать в те годы нашим руководителям промышленных предприятий электроники, которые жаловались на отсутствие рабочей силы (а уж на отсутствие домохозяек и пенсионеров нам жаловаться никогда не приходилось). И если с высокой трибуны съезда народных депутатов СССР неоднократно говорилось: "как работаем, так и живем", то это, видимо, неполное отражение нашего печального бытия. Начало этой расхожей формулировки, по справедливости, должно прозвучать так: "как нами управляют, так мы и работаем". (Кстати, народ давно подметил: кто меньше работает, тот, как правило, лучше живет. Похоже, не случайно имевшаяся в первой и последующих Конституциях СССР знакомая любому советскому человеку фраза "кто не работает, тот не ест" при переработке Основного закона в брежневские времена была выброшена. Жизнь на многочисленных примерах убеждает нас - кто не работает, должен, по крайней мере, хорошо питаться, что сегодня и наблюдается при полном попустительстве соответствующих органов власти.)
В 1988 г. некоторые подрядчики продемонстрировали статические ЗУПВ емкостью 64 К, которые превзошли радиационные требования по суммарной дозе ионизирующих излучений. (Байт - единица информации, соответствующая восьми элементарным токовым или бестоковым посылкам. 1 К (килобайт) - равен 1064 таким посылкам.) Американские специалисты радиоэлектронной промышленности заверяют, что следующее поколение ЗУПВ будет иметь емкость 256 К.
Много это или мало? Для наглядности представим себе стандартный экран дисплея, на котором для пользователя высвечивается 24 строки, заполненных информацией. В каждой строке, как правило, содержится 80 символов (букв, цифр, служебных значков). Так вот, ЗУПВ емкостью 64 К позволяет занести и запомнить 32 такие экранные страницы, а перспективные БЦВМ с емкостью 256 К могут оперировать в любом порядке уже 128 страницами такой информации.
Однако статические ЗУПВ имеют существенный недостаток - обесточивание схемы приводит к потере базы данных - памяти БЦВМ. А ведь в ней записаны все характеристики факелов двигателей ракет, лесных пожаров, отражений солнечных лучей от облаков и т.д. Новые технологии создания ЗУПВ на тонких магнитных и ферроэлектрических пленках лишены этого недостатка. Описаны две технологии создания запоминающих устройств: кремний на сапфире и кремний на изоляторе. Вычислительные машины на таких элементах уже продемонстрированы в работе на Земле. Их производительность составила около 1 млрд операций в секунду. Причем машина сама находила ошибки вычислений, останавливала работу и заменяла неисправные процессы в ходе выполнения задачи. Но это на Земле. Космические БЦВМ будут менее громоздкими, что, в свою очередь, уменьшит объем их памяти и быстродействие. Кроме того, необходимо учитывать, что БЦВМ должна иметь запас резервных схем для обеспечения дистанционного ремонта методом замены. Тем не менее испытания показали, что применение новых энергонезависимых запоминающих устройств на базе тонких пленок приведет к уменьшению стоимости БЦВМ на 90 % по сравнению с интегральными схемами на основе кремния.
Из упомянутого доклада конгрессу США следует, что в деле создания таких БЦВМ имеются значительные достижения (табл. 3.2).
Последней задачей, выполняемой аппаратурой спутников системы BSTS, является передача обработанной информации по каналам радиосвязи в три адреса: на командный центр системы ПРО, на платформы боевых космических станций и на аналогичные спутники второго эшелона ПРО. Системы связи, энергопитания и охлаждения спутников будут рассмотрены позже.
SSTS. Несколько иные задачи поставлены перед спутниками, разрабатываемыми по проекту SSTS для второго эшелона ПРО. Главная из них - распознавание боеголовок на фоне ложных целей и обломков конструкций ракет. Здесь уже пассивными датчиками не обойтись: нужно "прощупать" каждую цель (уже практически не излучающую никакой энергии, кроме отраженных от нее солнечных лучей), определить характер ее движения на орбите, форму, массу и т.д. Поэтому спутники по проекту SSTS будут иметь на борту, кроме матричных ФПУ, собственную радиолокационную станцию или лазерный локатор.
Существуют три типа датчиков распознавания целей: пассивные, активные и интерактивные. Пассивные датчики регистрируют излучение цели в инфракрасном или ультрафиолетовом диапазонах длин и могут определять характеристики факела работающих первой и последующих ступеней ракеты, а также ступени разведения боеголовок.
Активные датчики (микроволновые и лазерные локаторы) посылают небольшие порции энергии к цели. Отражаясь от цели, эта энергия попадает обратно на датчик. Преимущества этих датчиков перед пассивными в следующем. Во-первых, они позволяют обнаруживать цели, которые недоступны для наблюдения другими датчиками из-за малоконтрастности изображения цели на фоне помех. Во-вторых, эти датчики регистрируют характеристики отраженного от цели сигнала, что позволяет измерять такие параметры, как расстояние до цели и ее скорость.
Интерактивные датчики - это комбинация из пассивных и активных датчиков, соединенных с высокоэнергетическим активным источником (например, лазером). Источник облучает цель, фокусируя на ней энергию с уровнем, достаточным для возмущения в материале цели каких-либо определенных процессов. Эти возмущения фиксируются активным или пассивным датчиком интерактивной системы и используются как признаки для распознавания реальных боеголовок от легких ложных целей.
Но и лазер не единственное средство в деле определения реальных боеголовок среди ненужного, с точки зрения ПРО, хлама, летящего в облаке вокруг них. Интересными способностями обладают интерактивные датчики, созданные на базе ускорителей нейтральных частиц. Пучок таких частиц (в силу большой атомной массы) способен замедлять или наращивать скорость объектов, на которые он воздействует.
Допустим, что пучок частиц ударяется в цель, движущуюся ему навстречу. И тут уж известная нам формула механика Ньютона проявляется в полной мере. Кинетическая энергия пучка частиц - та же сила, приложенная в нашем случае против направления движения цели. И хоть эта сила невелика, но все же, по информированным зарубежным источникам, тормозит цель. Одновременно эту же цель "рассматривает" радиолокационная станция спутника. Так как время между выдачей PЛС радиоимпульса и его приходом после отражения от цели фиксируется (а скорость распространения радиоволн известна), то легко определяется расстояние до цели. Так вот - от посылки к посылке БЦВМ РЛС определяет степень торможения цели. Легкая цель тормозится быстрее, а на тяжелую пучок частиц практически не оказывает влияния. Вот и определились легкие ложные цели (надувные баллоны, проволока, куски фольги и т.д.), а оставшиеся объекты - это реальные боеголовки и тяжелые ложные цели.
Мало того, пучок таких частиц, проникая в цель, создает наведенное гамма-излучение, которое можно зарегистрировать на расстоянии. Понятно, что в пустотелом баллоне оно будет практически отсутствовать. Если же пучок нейтральных частиц окажется достаточно мощным, то он может вызвать нейтронное излучение в уране или плутонии ядерного заряда боеголовки. Это излучение также можно зарегистрировать датчиками.
Вот какими уникальными способностями обладают интерактивные датчики. Не случайно в докладе конгрессу конкретно указано, что "... технология лазерного локатора и интерактивные методы будут играть ключевую роль в поддержании эффективности ПРО перед лицом растущей угрозы".
Создаваемые по проекту SSTS спутники (рис. 3.7) - самая сложная и дорогостоящая часть программы, так как селекция целей - это проблема из проблем.
По мнению экспертов уже упомянутой Ассоциации электронной промышленности, спутники по проекту SSTS - наиболее уязвимая часть программы СОИ. Проект сопряжен с "... большим риском", но в случае успеха он даст и "... большие выгоды". За разработку спутника отвечают ВВС, которые выдали заказ лаборатории им. Линкольна Массачусетского технологического института. Независимо от того, какой из видов датчиков (радиолокационный или лазерный) будет выбран на спутнике, только на разработку его проекта выделено около 1 млрд долларов.
Так же, как и спутники по проекту BSTS, спутники системы SSTS должны будут "уметь" сами обнаруживать и устранять неисправности в "искусственном интеллекте" бортовой вычислительной машины. БЦВМ для обработки данных в спутниках по проекту SSTS требуют большей производительности и обращений к памяти, чем в спутниках для первого эшелона ПРО, так как придется обрабатывать информацию примерно о нескольких десятках тысяч объектов, представляющих угрозу. Уже разрабатываются радиационно-стойкие ССИС-1 на основе GaAs (арсенида галлия). Продумана технология совмещения схем производительности и памяти на одной подложке (или в одном кристалле), что резко снизит габаритные размеры и энергопотребление будущей БЦВМ - ведь металлические провода в таких устройствах исчезнут! Как полагают конструкторы, эти пионерские технологии позволят создать неуязвимые БЦВМ космического базирования, работающие со скоростью 100 млн операций в секунду.
Немалые надежды возлагаются американскими специалистами на разрабатываемую в настоящее время технологию создания структур SONOS (кремний-окисел-нитрид-окисел-полупроводник) ДЛЯ изготовления энергозащищенных ЗУПВ. Считается, что такие запоминающие устройства позволят иметь на борту спутников BSTS и SSTS память объемом 14 млн 24-битовых слов.
Почти в каждом доме имеется толстая книга внушительного формата - "Советский энциклопедический словарь". Он содержит 1600 страниц, на каждой из которых имеется примерно 16 тыс. букв. Всего в словаре около 25 млн 600 тыс. букв. Все они могут поместиться в памяти новых ЭВМ спутников, и, что особенно важно, время извлечения любой из этих букв (цифр, символов) из памяти процессора составит всего лишь 35 нс. Такая память вмещает в себя информацию, которая поместится на 21 249 экранных страницах дисплея.
При получении положительных результатов в создании таких ЗУПВ ими, безусловно, будут заменяться аналогичные спутниковые устройства сегодняшнего дня, работающие на магнитной ленте. Имеются основания считать, что технология структур SONOS наиболее близка к достижению требуемых характеристик и может быть реализована на СБИС уже к началу 1992 г.
Но и элементная база на основе кремния далеко не исчерпала своих возможностей. Так, в качестве датчиков на спутниках системы SSTS некоторые фирмы предлагают использовать примесные полупроводники на основе кремния, характеризующиеся надежностью и высокой чувствительностью. Кроме того, их стоимость в 9 раз ниже стоимости трудоемкого в изготовлении матричного ФПУ на основе ртути-кадмия-теллура. Преимущество кремниевых датчиков в том, что фотоприемные матрицы из них могут использоваться совместно с кремниевой полупроводниковой электроникой, что открывает новые возможности для изготовления сложных технических устройств. Процесс этот, безусловно, далеко не простой. Недаром в докладе конгрессу приведены такие данные: из 11 000 см2 кремниевого материала было изготовлено всего лишь 200 кремниевых гибридных интегральных схем, отвечающих техническим требованиям. Таким образом, пока это штучное и дорогостоящее производство.
Как уже упоминалось, определенный прогресс достигнут и в деле изготовления бериллиевых зеркал. Этот металл, в силу своего малого атомного номера в периодической таблице элементов, представляет собой материал, стойкий к воздействию рентгеновских лучей. Его легкость позволила вдвое уменьшить массу оптической системы спутника, а открытие нового (и, конечно, секретного) материала и технологии для отделения зеркала от шаблона при литье значительно сократили производственные затраты.
Для обнаружения, сопровождения и селекции целей на среднем участке траектории полета разводимых и уже разведенных боеголовок предполагается использовать орбитальную систему из 25 космических аппаратов (платформ), расположенных на высоте 10 тыс. км и на дальности, примерно, около 17 тыс. км друг от друга. Каждый космический аппарат будет оснащен:
· аппаратурой обнаружения и средствами защиты от ударных противоспутниковых систем противника;
· пассивной ИК оптической системой с диаметром зеркала 4 м и полем зрения 4х4о (что обеспечивает разрешающую способность 100х100 м) для дальнего обнаружения холодных тел на фоне космического пространства, селекции ложных целей и непрерывного сопровождения опознанных объектов;
· оптическим лазерным локатором мощностью 400 кВт и диаметром зеркала 4 м с разрешающей способностью 0,26 м и способностью ежесекундного формирования изображения одной цели.
Как видим, задачи отнюдь не простые. Поэтому, по экспертным оценкам некоторых зарубежных специалистов, 25 спутниками здесь не обойтись - по-видимому, потребуется развернуть на орбитах 100 таких спутников с массой по 20 т каждый.
Не выбрана окончательно и система интерактивных датчиков на таких спутниках. Будет ли она базироваться на лазерах, ускорителях нейтральных частиц или радиолокаторах - покажет время. Однако и сейчас известно, что если на спутнике применят РЛС с ФАР, то она будет работать в диапазоне "X" - частота излучения от 5,2 до 10,9 ГГц. (Наиболее оптимальной является 60 ГГц - частота, практически нечувствительная к наземным передатчикам помех.) Спутники с РЛС такого типа будут использоваться с геостационарной орбиты высотой около 36 тыс. км. Число элементов в ФАР будет исчисляться умопомрачительной цифрой - 23 млн шт., а диаметр антенны достигнет 115 м. Поле обзора такой станции составит 6 х 12° с охватом площади просматриваемой поверхности Земли 4000х8000 км.
Остальные проблемы (обеспечение электропитания, охлаждение датчиков, аппаратуры и зеркал, а также передача данных в Командный центр ПРО, на БКС и средства наблюдения и распознавания целей третьего эшелона) остаются типичными для всех космических аппаратов, работающих в качестве "глаз и ушей" системы СОИ.
GSTS - проект аппаратурных и теоретических изысканий для наблюдения, сопровождения, селекции целей, наведения оружия на них и определения результатов применения этого оружия в конце среднего участка траектории полета боеголовок (второй эшелон ПРО). Информацию о пропущенных первым и началом второго эшелона целях, вычислительные устройства системы GSTS традиционно получают через "вторые руки" - на этот раз от системы SSTS и РЛС наземного базирования. Отличие системы GSTS от ранее рассмотренных систем обнаружения только в том, что ИК-датчики, БЦВМ, средства связи, электропитания и охлаждения находятся на земле. Казалось бы, все ясно, и описывать далее эту систему - повторять пройденное. Но все дело в том, где скомпонована вся названная аппаратура? Можно с уверенностью спорить, что никто из читателей сразу не даст точного ответа. А смонтирована она, оказывается, в готовой к старту ракете, которая действительно находится на земле, разумеется, земле Америки. Ракеты будут совершать полет по суборбитальной траектории (вспомните, как летали первые астронавты США А. Шеппард и В. Гриссом). Скорость полета ракеты будет минимально возможной, что позволит установленным в ней датчикам "внимательно рассмотреть" все подозрительные объекты в облаке целей (рис. 3.8). А именно, его ракете придется пересекать в заданном коридоре после получения данных от системы SSTS. Возможно, что на нисходящей ветви своей траектории ракета сама "подвернет" на один из выбранных объектов и, если повезет, протаранит его. Но это не главное ее назначение.
На этом принципиальные особенности всех ранее перечисленных систем обнаружения заканчиваются, так как, например, БЦВМ, разрабатываемые для системы BSTS будут аналогичными и в системах SSTS/GSTS (производительность и объем памяти у них, конечно, будут разными). ИК-датчики, объединенные в матричные ФПУ, также одинаковы во всех системах и разнятся только по частоте воспринимаемых тепловых излучений.
Считается, что длинноволновые ИК-датчики применяются для обнаружения целей с низким тепловым фоном (например, боеголовок), средневолновые ИК-распознаватели используются при регистрации мощного фона (например, факела пламени при старте МБР). Датчики, работающие в коротковолновой части ИК-диапазона радиоволн, наиболее эффективно различают боеголовки на конечном участке траектории при их входе в атмосферу.
Те же проблемы с зеркалами (рис. 3.9), электропитанием, охлаждением, связью, о которых уже, видимо, надоело читать. Правда, один из вариантов системы распознавания боеголовок среди ложных целей предусматривает использование лазерного ло-ка-тора. Для это-го раз-ра-бо-таны два типа лазеров: твердотельный (по-лу-про-вод-ни-ковый) со средней мо-щ--ностью 10 Вт и химический на СО2. Важным требованием к ним является скорость перенацеливания, которая должна составлять несколько миллисекунд, для того чтобы в короткое время полета распознать как можно больше боеголовок противника.
Для осуществления дальнейшей селекции объектов (или групп объектов) аппаратура системы GSTS через командный центр будет передавать обработанную информацию на РЛС наземного базирования. Запуск экспериментального образца космического аппарата системы GSTS планировался на январь 1991 г.
GBR - этот проект объединяет уже знакомую нам по проектам "Найк-Зевс", "Найк-Икс", "Сентинел" и "Сейфгард" сеть РЛС для обнаружения, распознавания и сопровождения целей во втором и третьем эшелонах ПРО. Конечно, современные РЛС с ФАР (рис. 3.10) значительно отличаются от ранее известных нам станций такого типа.
Работающие в Х-диапазоне радиоволн, они более точно измеряют микродинамические характеристики космических объектов, что значительно поднимает качество селекции целей.
В процессе работы станции системы GBR получают данные о неуничтоженных целях от командного центра системы ПРО, проводят их селекцию и автоматически передают обработанную информацию на огневые позиции наземных комплексов различного типа оружия. Новые станции обладают значительной помехоустойчивостью. В 1992 г. осуществлено транспортирование экспериментальной РЛС GBR-X на атолл Кваджелейн, где в 1993 г. проведены ее всесторонние испытания, что будет способствовать завершению ее окончательной разработки и демонстрации в конце 1990-х годов.
Одна из главных задач, поставленных перед учеными и специалистами в области ПРО, - создание системы для распознавания боеголовок на фоне различных помех, постоянно воздействующих на РЛС. К таким помехам относят радиоволны частных и широковещательных радиостанций, космических излучений и средств радиоэлектронного подавления противника. По мнению самих ученых, трудности в селекции реальных боеголовок среди ложных целей и намеренных радиопомех столь велики, что это равносильно поискам иголки в стоге сена.
В 1989 г. за рубежом опубликовано сообщение о создании быстродействующей ЭВМ, использующей лазерный луч для одновременной обработки случайных сигналов и их сопоставления. С помощью методов акустооптической технологии (комбинация лазерного луча и звуковых волн) ЭВМ способна обрабатывать сотни отраженных от целей сигналов за миллиардные доли секунды. При этом луч лазера разделяется на два пучка. Излучаемые РЛС сигналы "накладываются" на один пучок, а сигналы, отраженные от цели, - на другой, который затем подается в приемное устройство РЛС и обрабатывается ЭВМ. При последующем соединении двух пучков акустооптический кристалл мгновенно выделяет сигналы от целей путем сопоставления их со случайными сигналами.
В настоящее время ведутся эксперименты в целях исключения воздействия ядерного взрыва в космическом пространстве на работоспособность таких РЛС.
Напомню, что стоимость подобных РЛС с ФАР не только не уменьшилась с конца 1960-х гг., но и значительно возросла, впрочем, в пропорции, соответствующей качественным улучшениям таких станций. Для исключения эко-номического риска в совер-шенствовании РЛС американские специалисты используют в экспериментах ранее созданные и впоследствии модернизированные РЛС с ФАР типа "Кобра Джуди" и "Кобра Дейн", а также РЛС на полигоне Кваджелейн (рис. 3.11).
Для повышения живучести таких РЛС имеется проект установки их на железнодорожные платформы. Этот вариант стратеги из ООСОИ находят более предпочтительным по сравнению со стационарным базированием. Считается, что подвижные РЛС могут быть развернуты вдоль северной границы США, а их расчеты способны выполнять боевую задачу автономно в течение нескольких недель.
Одна из станций "Кобра Джуди" установлена на корабле ВМС США и пока "занимается" измерением параметров спускаемых космических аппаратов. Видимо, и этот способ базирования новых РЛС прорабатывается специалистами Америки.
Как и в ранее рассмотренных проектах, конечной задачей новых РЛС является автоматическая передача точных параметров о цели. Они вводятся в "стрельбовые" РЛС, которые своим узким лучом поведут антиракету на цель или в вычислительные комплексы наведения вновь создаваемых систем оружия на новых физических принципах.
Думается, что читатель уже достаточно вошел в проблему ПРО и представляет возможности радиолокационных станций. На этом, казалось, и можно прервать перечисление и описание проектов системы обнаружения (или, как иногда на Западе ее громко называют, "система всеобъемлющего контроля за земной поверхностью и космическим пространством"), если бы еще не одна любопытная программа, "работающая" в интересах техники по проектам SSTS/GSTS.
AOA - это проект создания датчиков вспомогательной оптической аппаратуры воздушного базирования, предназначенной для обнаружения и сопровождения целей, а также наведения на них оружия. Очевидно, что важнейшая роль в системе ПРО придается распознаванию боеголовок МБР и наведению на них комплексов оружия наземного базирования. Для дополнения наземных РЛС, создаваемых по проекту GBR, и предусматривается использование бортового оптического комплекса обнаружения и целеуказания с большой продолжительностью полета на базе модифицированного самолета "Боинг-767" (рис. 3.12). Комплекс АОА, установленный на этом самолете, используя ИК-датчики и лазерные дальномеры, способен обнаруживать цели на дальности около 1600 км.В 1990 г. утверждена программа летающего стенда AST для испытаний систем обнаружения, представляющая собой пересмотренную программу самолетного оптического комплекса AOA.
Программой АОА предусматривается не только обнаружение и сопровождение целей, но и наведение антиракет наземного базирования (или другого вида оружия) на них (рис. 3.13). Считается, что эта программа послужит основой для дальнейшей "эволюционной" разработки боевых самолетных оптических комплексов военного применения (о чем будет рассказано далее).
Всего системой АОА планируется оборудовать около 20 самолетов. На верхней палубе самолета будут размещены ИК-датчики, на основной - системы обработки данных, полученных датчиками, и пульты управления, на нижней - системы криогенного охлаждения датчиков и вспомогательное оборудование.
В августе 1988 г. был создан (в качестве базовой испытательной установки для программы СОИ) инфракрасный датчик АОА (рис. 3.14). Именно его собираются использовать в качестве основного в аппаратуре, разрабатываемой по проектам SSTS и GSTS. Слово, "датчик", конечно, обобщенное понятие. В действительности это сложное устройство (по некоторым данным, массой 5,5 т) способно обрабатывать в 20 раз больше информации, чем современная система дальнего радиолокационного предупреждения и управления АВАКС. Из доклада конгрессу следует, что система АОА может "вести" тысячи целей на среднем и конечном участках траектории полета боеголовок. Причем, для повы-шения эффективности самолеты должны патрулировать на рас-стоянии нескольких сот кило-метров от северной границы по-тен-циального противника (из-вест-но, что кратчайшее рас-стояние между СССР и США проходит через Северный полюс).
Проблемы создания долго-вечных бериллиевых зеркал, их полировки и охлаждения, проб-лемы защиты кремниевых све-то-чув-ст-вительных элементов датчиков и БЦВМ от радиации - все это нами уже рассмотрено и в пояснениях не нуждается. Эти проблемы постоянно находятся в поле зрения разработчиков. Так, в течение 1988 финансового года ООСОИ затратила примерно 400 тысяч долларов на реконструкцию источников питания системы АОА и установки по производству жидкого азота.
В конце 1989 финансового года начались летные испытания самолета с системой АОА, а в 1990 г. самолет перекочевал на тихоокеанский полигон Кваджелейн. Межконтинентальные баллистические ракеты, запускаемые с полигона Ванденберг в район атолла Кваджелейн, будут наблюдаться этими датчиками практически на всей траектории полета. Это окончательно позволит узнать слабые места системы АОА для последующей ее доработки. Однако уже сегодня испытываются длинноволновые ИК-датчики "Queen Match", фиксирующие радиометрическую информацию для последующей селекции боеголовок на баллистическом участке траектории. В рамках программы "Оптическая измерительная система воздушного базирования" (ОАМР) они используются для этих же целей в конце заатмосферного участка полета (рис. 3.15).
Все было бы прекрасно, и технические затруднения в создании системы обнаружения можно было бы в конце концов преодолеть, если бы не одно "но"... К сожалению для одной стороны и к радости для другой, появились новые эффективные средства противодействия инфракрасным и радиолокационным средствам обнаружения и распознавания целей в космосе. Это - распыление вокруг боеголовок облака аэрозоли, которое само является источником ИК-излучения. На его фоне можно обеспечить маскировку собственного ИК-излучения боеголовок.
Наибольший защитный эффект может дать облако аэрозолей из "паров" легких металлов (лития, натрия). Сформированное специальным магнитогравитационным устройством, оно по временной программе инжектируется из вращающейся ступени разведения и начинает расширяться вокруг нее, образуя непроницаемую для лазерного, радиолокационного и инфракрасного наблюдения завесу.(Проведенные в космосе эксперименты показали, что подбором соотношения компонентов "паров" металлов (и других материалов) этих завес достигается их автоматический заряд от солнечных лучей. Такие разнопотенциально заряженные завесы сводят информативность указанных средств распознавания практически к нулю.) Таким образом, боеголовки на всем баллистическом участке траектории летят как бы в искусственной трубе (правда, вследствие маневров траектории их полета больше похожи на немыслимо искривленный коленчатый вал 30-цилиндрового двигателя внутреннего сгорания). Длина такой трубы составляет сотни, а диаметр - десятки километров.
Естественно, что к концу полета искусственная завеса расширяется и "рвется". Поэтому время от времени в ней образуются окна, но и они - "гулящие", так что "рассмотреть" через них в краткий миг объект не представляется возможным. Лишь в конце баллистического участка траектории полета на высоте примерно 80 км завеса начинает тормозиться в атмосфере и из нее, как из "рога изобилия", непредсказуемо начинают "вываливаться" боеголовки. Бороться с ними уже невозможно - исчерпан (а исходных данных о тра-ектории полета боеголовок, собственно, и не было) лимит времени на распознавание целей и наведение на них ударных средств. Да, поневоле поверишь в Бога там, высоко над нами, который "способствует" развитию космических средств защиты значительно активнее, чем средств нападения.
Вот теперь полностью закончено краткое описание "глаз и ушей" системы "звездных войн", и можно перейти к "длинным рукам".
Тому, что уже разработано и постоянно совершенствуется в США в деле нейтрализации (а вернее, уничтожения) спутников на орбите, трудно подобрать точное название. "Длинные руки" - это противоспутниковая система ASAT, которая хотя и не является составной частью СОИ, но по предназначению органически вписывается в нее.
Как и вся новая система ПРО (рассчитанная, по многочисленным зарубежным экспертным оценкам, на ослабленный ответный удар советской стороны), система ASAT является основным дестабилизирующим фактором сегодняшнего времени. Действительно, потеря информации советскими спутниками предупреждения о ракетном нападении (а это может произойти с ними практически одновременно над территорией Америки лишь в том случае, если они подверглись нападению) явится первым сигналом о том, что США планируют скрыто провести массовый пуск МБР. Ждать ответа с нашей стороны американцам придется недолго. Вот и готов простенький сценарий начала третьей (и последней для существования Homo sapiens) мировой войны. Не правда ли, чисто "оборонная" система?
Думаете, это плод небогатого воображения автора? Хорошо бы так. Но вот аргумент, свидетельствующий, что дело обстоит именно так. Советские и американские эксперты, работающие в общественной организации "Международный фонд за выживание и развитие человечества", длительное время обсуждали проблему: достаточно ли надежны "предохранители" стратегических систем ядерных стран? Поднимались вопросы о ненамеренных и несанкционированных (без ведома командования) пусках и устройствах, автоматически подрывающих такие ракеты. Одним из выводов доклада ученых обеих стран, прозвучавших в конце февраля 1990 г. на пресс-конференции в Национальном клубе печати в Вашингтоне, был следующий: пора снять палец со спускового крючка - отказаться от принципа "запуска по предупреждению", т.е. готовности нанести ядерный удар в случае получения сигналов о том, что противная сторона якобы готовится к нападению. Абсолютно ясно, что "работа" системы ASAT по "выбиванию" российских космических аппаратов CПPH является именно таким сигналом.
Идея мобильной противоспутниковой системы возникла не сегодня. К разработке такой системы США приступили в 1950-х гг., еще до того, как первый американский ИСЗ был выведен на орбиту. Так, например, была теоретически доказана 80%-ная вероятность того, что в подобной системе ракета пройдет не далее 3,7 км от цели. Известно, что объективным критерием теории является практика. Поэтому в октябре 1959 г. с одной из американских авиабаз поднялся бомбардировщик В-47, имея на борту опытную авиационную баллистическую ракету "Болд Орион". На высоте 10 700 м был осуществлен ее пуск в направлении собственного спутника "Эксплорер-6". По появившимся сообщениям, ракета прошла на удалении 6400м от ИСЗ.
В 1962 г. BMС США провели два аналогичных пуска с истребителя-бомбардировщика F-4 "Фантом". Проведенные эксперименты в какой-то мере укладывались в запланированные параметры. Но, видимо, мера эта была столь неубедительной, что дальнейшие испытания такого оружия на длительное время были заморожены.
Работы по противоспутниковым системам заметно активизировались в 1977-1978 гг. В эти годы теоретически прорабатывались три проекта ракет-антиспутников и ряд проектов лазерного и пучкового оружия противокосмической обороны наземного, воздушного и космического базирования. Однако практического воплощения в жизнь они не получили.
Немного теории без формул. Перехват космической цели с наземной пусковой установки и с самолета в любой момент времени технически очень сложен. Независимость движения места старта перехватчика из-за вращения Земли и движения цели по орбите приводит к несовпадению плоскостей движения перехватчика и цели. Если географическая широта места старта перехватчика будет больше наклонения орбиты спутника (рис. 3.16), то перехватить его с участка выведения невозможно. При широте места старта меньше наклонения орбиты спутника перехватчик может стартовать только два раза в сутки, когда его наземная пусковая установка оказывается в плоскости орбиты спутника, т.е. когда плоскости движения перехватчика и спутника будут совпадать.
Ликвидация некомпланарности (несовпадения орбит) и расширение диапазона времени запуска перехватчика представляет собой сложную проблему. Для ее решения перехватчик должен обладать практически неограниченным запасом топлива, а его система управления, наземные службы обеспечения полета, математический аппарат принятия решений по траекториям запуска и перехвата - быть громоздкими, обладая при этом высокой надежностью в работе. Но если миниатюризация систем управления - вопрос стремительно развивающегося технического прогресса, то проблемы некомпланарности - это законы физики, "модернизировать" которые без огромных энергетических затрат невозможно.
Изменение наклонения после вывода космического аппарата на орбиту - самая энергоемкая операция. Например, для полета на Луну с территории бывшего СССР требуется меньше топлива, чем для выведения спутника на геостационарную орбиту, хотя последняя более чем в 10 раз ближе к нашей планете. Из всей энергии, затрачиваемой в этом случае на выведение, примерно половина уходит на поворот плоскости орбиты. Вот почему приблизительно одинаковые по массе "лунники" и космические аппараты для исследования поверхности Земли с геостационарной орбиты запускаются одной и той же мощной ракетой "Протон" (а массы объектов, выводимых самой мощной на сегодняшний день ракетой-носителем "Энергия", на траектории полета к Луне составляют 32 т, к Марсу и Венере - до 28 т, а вот на стационарную орбиту вокруг Земли - всего около 18).
Геостационарные спутники проще всего выводить на орбиту со стартовых комплексов, расположенных на экваторе. Здесь особенно велика собственная скорость вращения Земли. Напомню, что окружность Земли по экватору составляет 40 000 км. Материальная точка на экваторе, как и везде на вращающейся планете, делает один оборот в сутки. Разделите 40 тыс. км на 24 ч и получите скорость вращения этой точки - 1666 км/ч или 462 м/с (напомню, что скорость звука в атмосфере - 330 м/с). Таким образом, Земля, как гигантская праща, старается выбросить любой предмет на экваторе. Именно за вычетом этой скорости и нужно разгонять ракету на экваторе для того, чтобы вывести на орбиту искусственный спутник Земли, т.е. 28 000 км/ч (или 8 км/с) минус 1666 км/ч (или 462 м/с). Так как подавляющее число спутников (около 97 %) запускается в сторону вращения Земли, используя ее "дармовую" энергию, то все государства стараются расположить свои космодромы ближе к экватору. Для сравнения: при запуске груза одинаковой массы на одну и ту же орбиту мощность двигателей американской РН может быть примерно на 17 % меньше, чем нашей ракеты, так как полигон на мысе Канаверал находится значительно ближе к экватору, чем наш Байконур. (А на полюсах эта скорость практически равна нулю.)
Вот почему в ноябре 1988 г. для всестороннего обсуждения проекта создания в Австралии международного космического порта в Москву прибыла группа австралийских специалистов. Нас заинтересовал этот проект - пустынный мыс Йорк, омываемый Тихим океаном, расположен в нескольких сотнях километрах от экватоpa (100 411ю.ш.). Это позволит (в ряде случаев до 45 %) увеличить грузоподъемность ракет-носителей при выведении спутников на орбиту. Еще один пример. Французская РН "Диамант" с космодрома Хаммагир (31040Iс.ш.) может вывести на орбиту с перигеем (наименьшее удаление от Земли) 500 км и апогеем (наибольшее удаление от Земли) 1000 км искусственный спутник массой 70 кг. Этой же ракетой на эту же орбиту с космодрома Куру во Французской Гвиане (Южная Америка), расположенного на 5017I с.ш., можно вывести ИСЗ массой 183 кг, а с Бискарроса (Атлантическое побережье Франции), где для обеспечения безопасности возможен запуск лишь в северо-западном направлении (против вращения Земли), масса КА составит при тех же условиях всего лишь 32 кг. Итак, географическая широта космодрома - немаловажное обстоятельство в небесной (вернее, космической) механике. И это в полной мере относится к системе ASAT.
Хотя общие направления работ в области ПКО сохраняются и по сей день, однако в начале 1980-х гг. основной акцент был перенесен на создание авиационно-ракетного противоспутникового комплекса (АРПК) ASAT- (Antisatellite), а в перспективе - на лазерные системы поражения спутников. В 1982 г. Директивой президента Р.Рейгана были начаты интенсивные работы по созданию такого комплекса. АРПК "Воут-Боинг" ASAT предназначен для поражения спутников на орбитах с высотами от 185 до 1850 км. (В 1981 г. Объединенный комитет начальников штабов поставил перед разработчиками системы задачу уничтожения спутников на высоких орбитах, включая стационарную).
Комплекс состоит из модифицированного истребителя-бомбардировщика фирмы "Макдоннел-Дуглас" F-15 "Игл" ("Орел"), ракеты-антиспутника, центра управления и наземных комплексов эксплуатации и технического обслуживания (рис. 3.17).
В канун Второй мировой войны авиаконструктор-бизнесмен Джеймс Макдоннел основал в городе Сент-Луисе (штат Миссури) экспериментальную самолетостроительную мастерскую. Сегодня это второй крупнейший поставщик Пентагона, который одновременно проявляет трогательную заботу о его питомцах - в фирме работает около 150 бывших крупных военных чинов.
Двухступенчатая твердотопливная ракета-антиспутник длиной 5,4 м и максимальным диаметром 0,5 м имеет стартовую массу 1200 кг. Максимальная наклонная дальность полета ракеты составляет 1450 км. В ее носовой части расположен небольшой аппарат-перехватчик MHV (в литературе встречаются другие его обозначения - ALMV, MALV, MKV) длиной 46 см, диаметром 30 см и массой 14-16 кг. Его устройство довольно интересно (рис. 3.18).
Аппарат не содержит никакого взрывчатого вещества, так как поражение цели обеспечивается прямым попаданием в атакуемый спутник. Перехватчик представляет собой цилиндрический аппарат, по периферии которого вмонтированы 64 миниатюрных РДТТ. Включение соответ ст- вующих РДТТ обеспечивает перемещение аппарата вверх-вниз, влево-вправо, при этом для торможения включаются РДТТ, находящиеся на противоположной сторо- не по отношению к работающим двигателям.
Бортовое оборудование перехватчика включает микропроцессор, инерциальную систему наведения, действующую на активном участке полета ракеты, восемь ИК-датчиков, систему охлаждения для них и устройство раскрутки аппарата MHV до 20 об/с (для стабилизации полета), которое включается перед отделением его от ракеты. Работа РДТТ должна быть точно согласована по времени с частотой вращения аппарата, чтобы сопла работающих двигателей были ориентированы в нужном для маневра направлении. Для такого согласования в аппарате имеется лазерный гироскоп крена (устройство, позволяющее сохранять неизменными направления осей в пространстве). Это, фактически, высокоточный часовой механизм, отсчитывающий частоту вращения и обеспечивающий данные, на основании которых бортовой процессор определяет, какой РДТТ необходимо включить для перемещения аппарата в нужном направлении. Каждый РДТТ является изделием одноразового действия, поэтому бортовой процессор должен постоянно учитывать уже отработавшие двигатели.
При выполнении боевых пусков предусмотрена такая по-следовательность действий. Команда на применение комплекса ASAT поступает из Пентагона в штаб NORAD (НОРАД).
В штате Колорадо в районе Скалистых гор расположен город Денвер. Недалеко от него под горой Шайен на глубине более 800 м в бетонных залах (с запасом пресной воды, продуктов, топлива для дизель-генераторов) разместились две "конторы": Центр управления военными операциями в космосе (СПАДОК) и Центр объединенного командования ПВО, ПРО и ПКО североамериканского континента (НОРАД). Совместно они используют Систему космического обнаружения и сопровождения целей (СПАДАКС), которая представляет собой сеть, состоящую из 19 мощных РЛС и девяти электронно-оптических телескопов, развернутую на территории США, Гренландии, Великобритании, Турции, Новой Зеландии, Южной Кореи, Италии, Португалии, Филиппин, а также на островах в Атлантическом, Индийском и Тихом океанах и на специальных американских судах.
Оттуда передаются данные о координатах цели непосредственно в центр управления комплексом АРПК
F-15/ASAT, который дает команду на вылет самолета с ракетой-антиспутником (рис. 3.19).
Наземная РЛС сопровождения, руководствуясь постоянно поступающими в нее данными о цели, выводит самолет в точку старта ракеты. Эти же данные постоянно поступают в БЦВМ системы управления ракетой. Сброс ракеты, подвешенной под истребитель-бомбардировщик F-15, происходит на высоте от 15 до 24 тыс. м в точно определенный момент и в точно заданной точке воздушного пространства. Инерциальная система наведения ракеты-антиспутника обеспечивает вывод аппарата-перехватчика в определенную точку космического пространства, где цель может быть захвачена его ИК-датчиками. Аппарат-перехватчик закручивается, а затем отделяется от второй ступени ракеты при скорости примерно 13,7 км/с - кинетическая энергия, выделяемая при соударении его со спутником, имеющим встречную скорость 8 км/с, колоссальна и подобна взрыву.
Первое летное испытание ракеты-антиспутника состоялось 21 января 1984 г. над Тихоокеанским ракетным полигоном. Особый интерес представляет испытание, проведенное 13 сентября 1985 г. Во время испытания ракета-антиспутник была запущена с самолета F-15 на высоте 10 700-12 000 м (точные данные о высоте в печати не приводились) в сторону исследовательского спутника ВВС США R78-1 массой 907 кг, выведенного в 1979 г. на околоземную орбиту высотой 550 км. Как подтвердила наземная аппаратура, аппарат-перехватчик поразил спутник прямым попаданием, при этом одновременно перестали поступать телеметрические передачи со спутника и аппарата-перехватчика. И хотя ученые Национального центра по исследованию атмосферы подчеркивали важность данных, получаемых со спутника R78-l, представители администрации США считали, что результаты, полученные от испытания АРПК ASAT, значительно превышают ценность этих данных.
Тем не менее программа ASAT постоянно подвергается в США резкой критике. Во-первых, не устраивает ее дороговизна. Во-вторых, работы в области СОИ по созданию комплексов лазерного оружия наземного, воздушного и космического базирования полностью перекрывают задачи, стоящие перед АРПК ASAT. Таким образом, противоспутниковая система только дублирует, причем в усложненном виде, новое разрабатываемое оружие. В-третьих, возможности системы АSAT слишком ограничены: первоначальные требования к АРПК предусматривали обеспечение поражения "... не менее 25 % из 68 спутников противника, находящихся на низких околоземных орбитах". К середине 1980-х гг. требования к авиационно-ракетной системе ужесточились, однако ее возможности явно отставали от растущих потребностей. Критики системы заявляли: "Запускаемое с самолета противоспутниковое оружие не соответствует современным требованиям Объединенного комитета начальников штабов. В результате оно не сможет обеспечить уничтожение 122 из 175 спутников (т.е. 70 %), представляющих потенциальную угрозу". (Кстати, число постоянно находящихся в космосе американских спутников неизменно в 1,5-2 раза больше, чем советских.)
Справка. Читателю ясно, что система ASAT, по сути дела, является системой второго поколения противоспутникового оружия Америки. Идя в кильватере гонки вооружений, Советский Союз после появления первых сведений о разрабатываемом АРПК, также приступил к созданию своей противоспутниковой системы. И тут получилось, как в известной поговорке: русские долго запрягают, но быстро ездят. Большой концентрацией усилий благодаря хорошему заделу в ракетно-космических исследованиях в 1983 г. (еще до начала испытаний системы АSAT) такая системa была создана и прошла укороченные испытания. Это позволило в уже известном вам докладе ООСОИ конгрессу США утверждать, что Советский Союз имеет "...единственную в мире действующую систему противоспутниковой борьбы ASAT... и совершенствует все элементы единственной в мире действующей системы ПРО, которая развернута вокруг Москвы". (Система "Сейфгард" в настоящее время находится в частично законсервированном состоянии: противоракеты сняты с боевого дежурства, но РЛС PAR полностью задействованы в системе ПРН).
Учитывая дестабилизирующий характер нового оружия, Советский Союз 6 августа 1983 г. объявил мораторий на вывод в космос (в том числе и на испытательные запуски) любого противоспутникового оружия.
После боевого пуска по спутнику R78-1 конгресс США запретил дальнейшие испытания системы ASAT. Окончательное решение о прекращении развития программы противоспутниковой системы, рассчитанной на завершение испытаний и оснащение 40 истребителей-бомбардировщиков F-15 ракетами-антиспутниками, принято конгрессом в 1988 г. Это первая победа американского и советского народов в деле предотвращения гонки космических вооружений.
Итак, мы рассмотрели первую из военно-технических программ (и даже с небольшим "довеском"), связанную с разработкой перспективной техники по программе СОИ. Причем кратко описаны лишь некоторые, наиболее вероятные на сегодняшний день технические проекты, которые отражены в докладе ООСОИ конгрессу США. Многие фирмы и научно-исследовательские организации предлагают иные идейные и технологические подходы к созданию техники обнаружения, сопровождения, распознавания и целеуказания для различных эшелонов ПРО. Поэтому техническое совершенствование еще не существующих "живьем" систем обнаружения продолжается.
"Экзотическая семейка"
К видам оружия, за которыми уже прочно закрепилось название "экзотическое", относятся лазерное, пучковое, микроволновое и ЭМИ-оружие. Лазерное и пучковое создаются в рамках второго раздела программы СОИ - оружия направленной энергии - DEW. В настоящее время разрабатываются по проекту SBL лазеры космического, а по проекту GBL - наземного базирования. Особое место в программе "звездных войн" занимает оружие направленной энергии с ядерной накачкой - лазеры, размещаемые в космосе. Они объединены проектом NDEW. Оружие на пучках нейтральных частиц, разрабатываемое по проекту NPB, может быть расположено как на Земле, так и в космосе. Похоже, что микроволновое и ЭМИ-оружие, рассчитанные на базирование в космосе, создаются в порядке "инициативы", поэтому не имеют собственных программ. Все перечисленные виды нового "экзотического" оружия могут быть распределены в любом из эшелонов новой ПРО (конечно, в зависимости от возможности его эффективного применения).
В настоящее время в интересах создания перспективной системы ПРО исследуются несколько типов лазеров. Прежде чем описывать их конструкции и возможности, кратко напомним принципы действия простейших лазеров. (Laser - это первые буквы английской фразы, в переводе на русский означающей усиление света с помощью вынужденного излучения).
Кое-что из истории. В оптических квантовых генераторах (лазерах) используются законы взаимодействия излучения и вещества. Еще в 1915 г. Альберт Эйнштейн теоретически доказал, что при таком взаимодействии возникают: поглощение веществом квантов излучения (фотонов); спонтанное (самопроизвольное, неодновременное и независимое друг от друга) излучение квантов частицами вещества; индуцированное излучение, т.е. излучение квантов(фотонов) веществом, вызванное внешним излучением. И если первые два процесса нам хорошо знакомы из повседневной жизни( фосфор, светящийся ночью на стрелках часов, светящиеся гнилушки в лесу), то последний удалось реализовать только в 1960 г., когда в Америке на кристалле синтетического рубина Т.Мейманом был создан импульсный лазер, излучавший красный свет.
Идеи, воплощенные в новом приборе, были разработаны многими учеными мира. Однако наиболее выдающихся результатов одновременно достигли советские ученые Н.Г. Басов и А.М. Прохоров и американский физик Ч. Таунс, которым академия наук Швеции в 1964 г. присудила Нобелевские премии по физике.
Кое-что из теории. Принцип действия оптических квантовых генераторов, как и все гениальное, довольно прост. Известно, что атом вещества состоит из множества частиц: положительно заряженного ядра (протонов и нейтронов) и вращающихся вокруг него на различно удаленных орбитах отрицательно заряженных электронов. В целом положительный заряд ядра уравновешивается отрицательными зарядами электронов, поэтому обычный атом нейтрален. Известно также, что чем дальше удалена орбита электрона от ядра, тем большим запасом энергии обладает этот электрон( вспомните описание преимущества в энергии тела, находящегося на экваторе Земли и на полюсах).
При сообщении атому энергии извне, например, при облучении его светом, электроны могут переходить на другие, более удаленные от ядра орбиты. Естественно, их энергия станет больше. Иначе можно сказать, что под воздействием внешних сил (источника накачки, например, при протекании электрического тока или при облучении внешним источником света) электроны переходят на более высокие энергетические уровни. Переход электрона с близкой орбиты на более удаленную сопровождается поглощением кванта энергии. Наоборот, возвращение его с удаленной орбиты на более близкую (или свою "родную") сопровождается выделением одного кванта энергии излучения, частота которого определяется радиусами тех двух орбит, между которыми совершается переход электрона (рис. 3.20).
Жизнь иона на верхнем уровне коротка - всего лишь 2 ╜10-7 с. Особенность лазерного вещества, в котором происходят описанные процессы, такова, что переход электрона с удаленной орбиты в исходное (основное) состояние происходит ступенчато, причем электроны "скапливаются" на более длительное время (2 ╜ 10-3 с) на промежуточном энергетическом уровне. Переход электрона на основной (невозбужденный) уровень происходит под действием внешнего излучения и сопровождается индуцированным излучением: мы имеем усиление света (рис. 3.21).
Твердотельный лазер (рис. 3.22) на первый взгляд, устроен совсем просто. Активным (или рабочим) телом, в котором происходят описанные процессы, является бесцветный кристалл окиси алюминия - корунд Al2O3. При выращивании его некоторое число ионов алюминия замещается ионами хрома (до 0,07 % массы) и корунд превращается в рубин - кристалл розовато-красного цвета. Именно ионы хрома и являются стимуляторами генерации света, возникающего в рубиновом стержне. Особенности оптических квантовых ге-нераторов (ОКГ) состоят в том, что частота, поляризация и направление излучаемых фотонов в точности соответствуют тем же параметрам фотонов внешнего излучения. Это достигается резонансной системой, состоящей из зеркал (или отполированных, а иногда и посеребренных поверхностей) на концах стержня. Они служат для того, чтобы часть излучаемой световой энергии все время оставалась внутри активного вещества, вызывая вынужденное излучение все новыми и новыми атомами. Одно из зеркал полупрозрачно. Часть световой энергии пройдет через него и выйдет долгожданным лучом лазера.
Часть энергии отразится в рубин, дойдет до непрозрачного зеркала, отразится от него и, вновь усиливаясь в активном теле, дойдет до полупрозрачного зеркала, давая новый луч. Но из всего спектра частот внешнего источника, лишь одна из них усиливается активным телом (частота, соответствующая 31 на рис. 3.2). Например, у рубинового лазера эта частота соответствует красному цвету. Так работают все твердотельные ОКГ.
Энергия, развиваемая лазерами, может быть огромна. Например, при мощности рубинового лазера 10 кВт, работающего на длине волны 0,7 мкм, плотность энергии в середине пучка достигает 1012 Вт/см2. Для сравнения можно напомнить, что на поверхности Солнца плотность излучаемой энергии не превышает 104 Вт/см2. Таким образом, теоретически ОКГ, по сравнению с Солнцем, может создавать в 100 млн раз большие плотности излучаемой энергии. На практике же разогрев вещества с его последующим плавлением наступает при плотностях мощности излучения лазера около 107 Вт/см2 , а при 108 - 1012 Вт/см2 - начинается процесс испарения вещества (рис. 3.23).
Но твердотельные ОКГ в отличие от химических лазеров сравнительно маломощны. Особенность последних, а именно их решено использовать в программе СОИ, состоит в том, что возбуждение происходит не на атомарном, а на молекулярном уровне. Уникальность этих лазеров в том, что система энергетических уровней, создаваемая в результате химических реакций, возбуждает сама себя (рис. 3.24). Иногда для индуцирования и усиления излучения применяют и внешнюю энергию в виде света, электрического разряда или даже взрыва. Но во всех случаях первоначальное повышение энергетического уровня в таких лазерах происходит в результате химической реакции.
Коэффициент полезного действия химических лазеров, т.е. отношение выходной энергии луча к подводимой энергии, достаточно высок и составляет для ОКГ, работающих в импульсном режиме, 15-20%. Так, лазер, использующий в качестве активного тела смесь газов дейтерия, фтора, двуокиси углерода и гелия, возбуждаемую искровым зарядом, показал КПД около 20 % при излучении энергии 20 кДж. Эта энергия получена при сжигании одного литра компонентов смеси.
Сложность создания химических лазеров состоит в том, что если реакция молекул прошла, то второй импульс возможен лишь после того, как камера, в которой происходила реакция, будет перезаряжена новой смесью. Поэтому ограничивающими факторами в химических ОКГ являются скорость смешивания молекул и скорость протекания реакции. Немаловажной является и проблема отвода избытка теплоты, образующейся в процессе реакции.
Уникальное достоинство лазерного оружия - практически мгновенное достижение и поражение цели, в связи с чем она не имеет времени на выполнение маневров уклонения - давно привлекало американских военных. Так, еще в 1983 г. ВМС США провели серию испытаний по перехвату воздушных мишеней ВQМ-34А с помощью лазера на двуокиси углерода мощностью 400 кВт. Лазер, излучавший на волне 10,6 мкм, был установлен на борту самолета (рис. 3.25). Мишени запускались с Тихоокеанского ракетного испытательного центра (Пойнт-Мугу, штат Калифорния) и на небольшой высоте в тридцати километрах от побережья имитировали атаку надводного корабля. Радиоуправляемый, почти полуторатонный беспилотный самолет BQM-34A выводился на цель по профилю противокорабельной ракеты с настильной траекторией полета над водной поверхностью. В одном испытании мишень была поражена, в других - получила повреждения.
Эти и другие эксперименты с мощными лазерами позволили рассматривать их как потенциальное оружие для самолетов-бомбардировщиков нового поколения, разрабатываемых по программе "Стелтс", систем противовоздушной обороны, а также для применения в различных боевых наземных и космических комплексах в рамках программы "звездных войн".
SBL - проект по созданию лазеров космического базирования видится американским ученым на основе хорошо изученных химических ОКГ. При этом учитываются относительная простота создания таких устройств, а также экономические и производственные преимущества модульной конструкции. (Так, соединение в один блок шести химических лазеров позволило в лабораторных условиях создать высокоэнергетический луч и продемонстрировать возможность использования этого принципа в системе ПРО.) В качестве активного тела в таких лазерах предполагается ис-поль-зовать смесь газов во-дорода и фтора. Полагают, что такой лазер может быть смонтирован на орби-тальной, полностью авто-номной космической пла-тформе, способной пора-жать цели быстро-на-с-траиваемым лучом ИК-лазера большой мощности (длина волны 2,7-3 мкм). Лазерные БКС смогут поражать цели на значительном участке их полета: от высот 20-30 км (верхняя кромка облачности) и далее на всей траектории полета в космосе. Достоинством таких лазеров является и то, что они смогут обеспечивать в неполном режиме мощности интерактивную селекцию целей, уничтожая при этом простые ложные цели (например, баллоны) и определяя ранее описанными методами тепловые характеристики или изменение скорости полета более сложных ложных целей.
Первый лазер на фтористом водороде был создан в 1964 г. Позже, в 1985 г., испустил первый луч химический ОКГ мегаваттной мощности на фтористом водороде, созданный по программе "Альфа". Именно он и явился базовой моделью будущего боевого лазера космического базирования.
Один из спо-собов описанного принципа дей-ствия хими-чес-ких лазеров на пра-к-тике ре-али-зуется с помо-щью сопел Ла-валя - свое-об-раз-ных реактивных двигателей (рис. 3.26). В них фтор и водород подаются в ка-меру сгорания, где химическая реакция между ними возбуждается электроразрядом. В результате реакции (при температуре свыше 1000 оС) образуются молекулы фтористого водорода, которые через сопла Лаваля ускоряются до сверхзвуковых скоростей (1,5-1,8 км/с).
Далее при расширении газового потока (а это сопровождается резким охлаждением) происходит излучение световой энергии. Длина волны излучения зависит от чистоты исходных продуктов и качества образования рабочей смеси. По сообщениям прессы, это от 2,6 до 3,6 мкм. Конечно, нагрев конструкции такого лазера значителен, так как в результате реакции 1 кг исходных продуктов выделяется 1,1 МДж тепловой энергии. (Правда, значительный "сброс" теплоты осуществляется вместе с уходящими газами.) Химические лазеры, построенные по указанной схеме, являются разновидностью молекулярных газовых ОКГ. Их еще называют газодинамическими. Это самые мощные из существующих лазеров. Однако их КПД очень мал - всего лишь 4-5%.
При создании боевых космических станций предстоит решить множество сложных технических проблем. Наиболее "простой" из них является охлаждение камеры сгорания, так как выделение теплоты будет огромно, учитывая, что масса топливных смесей и выпускных газов в лазерах "Альфа" составляет десятки килограммов в секунду. Поэтому создается система охлаждения лазера с расходом хладагента (например, жидкого азота с температурой -1960 С) в сотни литров в одну минуту.
К таким же проблемам относятся методы управления газовым выхлопом лазера, которые, однако, можно проверить только в космических полетах. Фтористый водород и другие газы во время работы химического HF-лазера будут выбрасываться в открытый космос. Мало того, что нужно создать уравновешивающий момент для предотвращения закрутки БКС (для этого потребуются запасы топлива к корректирующим двигателям, сравнимые с массой рабочей газовой смеси самого лазера), но необходимо также исключить загрязнение (или даже порчу) оптики и других элементов при распределении газов вокруг космической платформы. Кроме того, выхлоп отработанной смеси создает сильные вибрации орбитальной платформы, что затрудняет фокусировку луча на цели.
К сложным проблемам, которым в настоящее время уделяется большое внимание и на решение которых выделяются значительные ассигнования, относятся:
· управление излучением. Лазерная система должна иметь средство для ответвления части излучения с целью анализа волнового фронта. Проще говоря, средство для мгновенного изучения "дороги" к цели и препятствий на ней, так как даже в космическом вакууме много космической пыли, микрометеоритов, отдельных атомов некоторых газов и т.д. Все это может отклонить луч БКС от цели и снизить эффективность ее работы. Это необходимо для коррекции формы зеркал, управляющих волновым фронтом, т.е. световым лучом. Разработан проект и небольшого дополнительного лазерного локатора точного наведения на цель, который будет одновременно выполнять и рассматриваемую функцию;
· создание деформируемых зеркал, необходимых для изменения волнового фронта излучения. В прорабатываемых проектах лазерных БКС зеркала, фокусирующие луч на цель, могут быть монолитными или деформируемыми. При применении монолитных зеркал для сведения лучей в точку на цели, расстояние до которой постоянно меняется, необходимо с огромной точностью "двигать" само зеркало или иметь перед ним фокусирующую линзу. И то и другое технически очень сложно. Более перспективным в этом плане являются деформируемые зеркала, состоящие из отдельных сегментов. Безусловно, управление каждым отдельным сегментом с помощью электромеханического привода - тоже непростая техническая задача, однако именно по этому пути пошли американские ученые.
Несмотря на то, что лазерный луч является самым тонким и узким в окружающей нас природе, однако и в нем фотоны не распространяются параллельно, а расходятся по известному закону оптики: с увеличением расстояния в два раза плотность светового потока уменьшается в четыре раза (рис. 3.27). По мнению профессора А. Картера, даже при выходной мощности лазерного оружия 12 МВт мощность облучения каждого квадратного сантиметра поверхности цели в зоне пятна на удалении 4000 км составит примерно 100 Вт. Поскольку 1 Вт представляет собой мощность, при которой за 1 с совершается работа в 1 Дж, то в течение 10 с на облучаемую поверхность цели будет воздействовать энергия излучения плотностью 1 кДж/см2. Однако американские ученые считают, что современные МБР выдерживают воздействие поверхностной плотности потока лазерного излучения 0,4-2 кДж/cм2. При установке перемещающегося (в зависимости от зоны нагрева лазерным излучением) защитного экрана, например, из графита толщиной 1 см, корпус ракеты способен выдержать плотность потока тепловой энергии в 20 кДж/см2. Перспективные ракеты, имеющие по всей длине покрытия на основе углепластиков, еще более неуязвимы. Так как коэффициент теплопроводности таких материалов почти в 1000 раз ниже, чем у алюминия, то слой покрытия эффективной толщиной 0,5 г/cм3 (около 3 мм) выдерживает тепловую нагрузку лазерного излучения порядка 30 кДж/см2.
Поистине уникальными оказались покрытия из так называемых "вязких" углепластиков. В конструкции покрытия применен принцип сообщающихся сосудов. Испаряясь под воздействием энергии "экзотического" оружия в одном месте, "рана" мгновенно заполняется новой (поступающей взамен испаренной) "вязкой" массой, восстанавливая утраченные защитные свойства. Такие оболочки, как в волшебной сказке, способны залечивать раны, полученные от "ожога" лазера или радиационного удара пучком нейтральных частиц. Конечно, масса "вязкого" продукта при длительном воздействии излучения будет убывать (и, соответственно, уменьшается толщина слоя покрытия всей ракеты), но тут выручает другое замечательное качество нового вещества: испарившаяся масса создает защитное облако, химический состав которого не позволяет пробиться через него лазерному лучу и сильно ослабляет поток разогнанных до околосветовой скорости нейтральных атомов водорода. Но и это еще не все. Под воздействием радиолокационного облучения в оболочке происходят определенные процессы, и на экране РЛС регистрируется весьма неопределенная "мерцающая" отметка, ничем не напоминающая летящую МБР.
Вот почему так велика роль зеркал, фокусирующих излучение в точку на цели в зависимости от среды распространения луча и постоянно изменяющегося расстояния до нее. И снова бериллиевые зеркала занимают здесь не последнее место. Достигнуты определенные успехи и в создании деформируемых (адаптивных, т.е. приспосабливающихся) зеркал, причем сегменты зеркала были изготовлены в большом автоматизированном процессе полировки, что существенно облегчит в последующем серийное изготовление высокоточной оптики.
Ведущие американские корпорации предлагают различные способы создания крупногабаритной оптики для лазерного оружия. Так, фирмы "Корнинг Гласс", "Перкин-Элмер", "Итек" и "Истмен Кодак" предложили план создания зеркала диаметром 4 м. Научно-исследовательский центр фирмы "Юнайтид Текнолоджиз" предложил построить легкое зеркало диаметром 10 м. По расчетам, корпус зеркала может быть изготовлен на основе стеклянной матрицы, упрочненной графитовыми волокнами. В качестве отражающего покрытия предполагается применить осаждаемое посредством испарения кремний-органическое соединение. Расчетная стоимость постройки зеркала составляет 87,5 млн долларов (в ценах 1981 г.).
Вы обратили внимание на гигантские диаметры зеркал? Изготовление таких зеркал - процесс трудоемкий и не допускающий ошибок. А ведь уменьшение диаметра зеркала позволяет уменьшить массу лазерного оружия. Например, уменьшение диаметра с 17 до 12 м позволяет снизить массу станции в два раза. На практике можно обеспечить даже большее снижение массы, поскольку зеркало меньшего диаметра может иметь меньшую толщину при достаточной механической прочности.
Зачем же делают зеркала таких размеров? На этот вопрос сухо, но убедительно отвечает формула
q = 1,22 l/ D, или, упрощая q = l /D
Здесь q - ширина (или угловой раствор) луча, рад; l - длина излучаемой волны,мкм; D - диаметр зеркала-излучателя,см.
Изменить частоту генерации конкретного химического лазера практически невозможно. Поэтому единственный способ сузить луч - это увеличить диаметр зеркала. Вот почему в одном из проектов "абсолютно мирной" организации НАСА усилия ученых направлены на создание изменяющегося по форме (и, стало быть, изменяющего фокусное расстояние в зависимости от дальности до цели) складного гигантского зеркала (рис. 3.28). Сверхзадача, стоящая перед учеными, - уложить зеркало в грузовой отсек МТКК "Спейс Шаттл" при транспортировке его на орбиту и, конечно, обеспечить его раскрытие и длительную эксплуатацию в нелегких космических условиях. (Кстати, в 1978 г. в Советском Союзе был создан сегментный отражатель для астрофизического телескопа диаметром 1,2 м. По сообщениям прессы, это далеко не предел. Наши ученые, используя этот отражатель в качестве прототипа, надеются создать мирный телескоп и заглянуть с его помощью в глубь Галактики. Однако американские специалисты сразу высказали мысль о том, что такой "... крупный отражатель необходим для дальнобойных лазерных систем оружия космического базирования.")
Как сле-ду-ет из формулы, сузить луч мо-ж-но с помощью лазера, ра-бота-ющего на мень-шей длине вол-ны, что нагляд-но демонстри-ру-ет диаграм-ма на рис. 3.29. И еще одна за-кономерность квантовой энер-гетики - чем выше частота излучения (т.е. меньше длина волны), тем больше энергии передается (при одинаковой мощности лазера) в единицу времени. Вот почему американские ученые "бьются" над проблемой создания рентгеновского лазера.
Успешно решаются проблемы автоматического изменения положения сегментов в площади всего зеркала, а также нанесения многослойных диэлектрических покрытий на них с высоким коэффициентом отражения, выдерживающих очень большие нагрузки излучения. По сообщениям печати, не вызывает сомнений и успешное решение проблемы охлаждения таких зеркал. В настоящее время прорабатываются вопросы соединения отдельных НF-лазеров в модули (блоки) для увеличения общей излучаемой мощности, а также компоновки всех элементов лазерного оружия на боевой космической станции.
Химический лазер космического базирования "Альфа" в настоящее время находится в стадии окончательной сборки. Однако излучаемая им энергия при наземных испытаниях в большей вакуумной камере, имитирующей космическое пространство, пока на порядок (т.е. в 10 раз) меньше уровня энергии, необходимой для поражения МБР на активном участке траектории. Ожидается, что эти испытания подтвердят возможность увеличения энергии до уровня боевого применения.
Безусловно, что из перспективных систем космического базирования оружия направленной энергии наилучшими характеристиками с точки зрения энергоемкости обладают химические лазеры. Если значение 100 Дж/г принять за необходимую величину для разрушения тонкостенных корпусов МБР (это и является удельным энерговыделением смеси Н2 и F2), то расчеты показывают, что на каждый выстрел уходит 2 т химического топлива. Для гарантированного уничтожения МБР следует произвести 2-3 выстрела. Так как масса БКС должна превышать массу химического топлива как минимум в 2 раза (а с учетом расхода топлива на удержание БКС в направлении цели - создание реактивного противомомента вращению во время истечения газов при выстреле - в 3 и более раз), то на каждый выстрел придется дополнительно 6 т массы боевой станции. Таким образом, для поражения только одной цели в космос необходимо вывести 12 т. Поэтому масса реальной БКС с химическим лазером на борту, рассчитанная на уничтожение множества целей, исчисляется тысячами тонн.
Структура проекта SBL организационно разделена на временные этапы (рубежи). Решение о создании опытного образца боевого космического лазера на основании результатов его демонстрации предполагалось принять на Рубеже 1 в начале 1992 г. Принятие решения по Рубежу 2 о начале полномасштабной разработки БКС планировалось в середине 1990-х гг. Этап полномасштабной разработки завершится демонстрационными наземными и космическими испытаниями в рамках программы "Зенит Стар". Во время эксперимента БКС с лазером (или блоком лазеров) "Альфа" будет осуществлять захват, сопровождение и наведение высокоэнергетического луча на групповые и одиночные объекты, включая стартующие твердо- и жидкотопливные ракеты, а также мишени с измерительными приборами, имитирующие боеголовки на среднем участке траектории.
В соответствии с планами ООСОИ предполагается испытать БКС с мощностью излучения 5 МВт, дальностью действия 5000 км и диаметром оптической системы 4 м. По одному из вариантов боевого применения, 18 таких БКС следует развернуть на трех полярных орбитах высотой 1300 км (по шесть станций на каждой), что обеспечит перекрытие территории потенциального противника (рис. 3.30). Каждая станция этого типа, защищенная от поражающих факторов ядерного взрыва, может до 1000 раз излучать поражающий импульс света и уничтожать любые цели в заштрихованной зоне. При этом одна станция обеспечивает перекрытие около 10 % земной поверхности, или 50 млн км2.
Длина лазера на фтористом водороде 6-8 м, а масса БКС - около 17 т (рис. 3.31).
В передней секции такого лазера установлен большой расширитель луча, включая адаптивное зеркало, разработанное по проекту LAМР, и лазерный локатор системы обнаружения, сопровождения и наведения на цель (разработан по проекту ATP/FC). Большое легкое сегментное зеркало состоит из отражающих элементов, приводов для точного контроля формы зеркала, приводов сегментов, датчиков и электронных узлов, необходимых для активного контроля поверхности зеркала в условиях резких тепловых деформаций. Задняя секция состоит из лазера "Альфа" и системы управления лучом.
На излучение одного поражающего импульса требуется примерно от 25 до 50 кг смеси газов. Массогабаритные характеристики лазера позволят выводить его на орбиту в грузовом отсеке МТКК "Спейс Шаттл". Общая расчетная стоимость этой БКС составляет 10 млрд долларов (включая 3,6 млрд долларов на проведение НИОКР). Считается, что впоследствии в результате достижений в области технологии изготовления сопл возможно увеличение мощности лазера до 10 МВт. Однако и этой мощности может не хватить для поражения целей: по некоторым зарубежным оценкам, для работы в рамках СОИ мощность лазерных БКС должна быть увеличена на три порядка, т.е. в 1000 раз. (Этот разрыв в мощности сегодня практически не поддается уменьшению за счет увеличения объема резонатора (камеры сгорания), которое приводит к оптической неоднородности луча в сверхзвуковом потоке большого поперечного сечения.)
По расчетам некоторых зарубежных военных экспертов, для перехвата 1000 МБР потенциального противника потребуется развернуть систему из 25 БКС. В этом случае для уничтожения каждой МБР потребуется 10-20 с. При использовании противником всего наступательного потенциала (по зарубежным данным, в СССР на середину 80-х годов насчитывалось 1440 МБР наземного базирования, 950 БРПЛ и 156 стратегических бомбардировщиков) для эффективной защиты потребуется 100 орбитальных боевых станций, каждая из которых должна нести лазер значительно большей мощности (около 25 МВт) с зеркалом диаметром 15 м. Только в этом случае они смогут уничтожить в первом эшелоне ПРО до 1000 одновременно запускаемых перспективных МБР противника, выдерживающих воздействие энергии с плотностью лазерного излучения 10-20 кДж/см2.
Известно несколько механизмов воздействия лазерного излучения на корпус цели. Традиционен и всем понятен механизм нагрева обшивки КА энергией луча, сосредоточенной на небольшой площади. Даже не удерживаемый в одной точке, а скользящий по внешней поверхности боеголовки луч достаточно мощного лазера может создавать в теплозащитном слое внутренние трещины, распространяющиеся в направлении его движения. Это чревато тем, что при воздействии огромных температур и перегрузок снижающаяся в плотных слоях атмосферы боеголовка может оказаться "в неглиже", т.е. оголенной до металла. Дальнейшее понятно - окружающая температура наверняка выведет автоматику подрыва ядерного заряда, если вообще не разрушит эту, теперь уже хрупкую и беззащитную алюминиевую скорлупу.
В литературе рассматривается и другой, более неожиданный для восприятия механизм "работы" лазерного луча. При достаточно высокой поверхностной плотности лазерного излучения (порядка нескольких мегаватт на квадратный сантиметр достигнутой, например, импульсными лазерами на двуокиси углерода) может происходить мгновенное испарение части ТЗП и превращение ее в облачко высокотемпературной плазмы (рис. 3.32).
Это далеко не безобидное облачко, так как образовалось оно практически мгновенно, т.е. в результате своеобразного взрыва. И действует оно в дальнейшем, ничем не отличаясь от взрыва, - ударная волна, образующаяся при расширении облачка направлена равномерно во все стороны. И в сторону боеголовки тоже. Давление же в ней может достигать 9,8╜105 Па, в результате чего ТЗП и корпус боеголовки могут быть пробиты (на небольшой площади) до последующего расплавления лазерным лучом. Если же при этом будет задето обычное взрывчатое вещество, которое входит в состав ядерной боеголовки, то от нее останутся только воспоминания. Но и с "дыркой" в боку боеголовка не боец - разрушение ее в плотных слоях атмосферы предрешено.
В рамках программы СОИ предложены и другие проекты химических лазеров космического базирования. Так, по расчетам профессора А. Картера, для надежной защиты Америки необходимо развернуть 160 БКС на 32 орбитах. Химические НF-лазеры этих БКС должны иметь выходную мощность 20 МВт при диаметре зеркала 10 м. В результате применения высококачественного зеркала диаметр пятна на цели, находящейся на удалении 4000 км, составит 1,2 м, а это значит, что мощность облучения каждого квадратного сантиметра поверхности в зоне пятна составит 1,5 кВт. Чтобы обеспечить воздействие на цель лазерного луча с поверхностной плотностью 10 кДж/cм2,что, по мнению профессора, достаточно для разрушения обшивки МБР, необходимо удерживать пятно на ракете в течение 6,6 с (10 000 : 1500 = 6,6). По расчетам, при дальности до цели в 2000 км для поражения тонкостенной твердотопливной МБР потребуется 1,6 с.
Предлагался к рассмотрению и вариант химического лазера мощностью 25 МВт, работающего в средней ИК-области спектра, с зеркалом диаметром 15 м (рис. 3.33). Масса БКС с таким лазером будет составлять 100 т, продолжительность рабочего цикла лазера - 100 с.
Весьма перспективными счи-таются лазеры, работающие на смеси газов дейтерия и фтора. В результате химической реакции между этими газами образуется фтористый дейтерий, молекулы которого излучают в диапазоне длин волн 3,6-4 мкм. Особый интерес к нему объясняется тем, что лучи этих длин волн практически не поглощаются атмосферой (рис. 3.34), поэтому такие лазеры - реальные кандидаты на космическое базирование в первом эшелоне обороны ПРО. Они также могут быть использованы и в качестве наземных боевых лазерных комплексов.
На полигоне Уайт-Сэндс (штат Нью-Мехико) создан комплекс для отработки высокоэнергетических лазеров. 6 сентября 1985 г. здесь был испытан крупногабаритный химический HD - лазер МИРАКЛ с выходной мощностью 2,2 МВт. Мишенью для испытаний послужила неподвижно закрепленная на земле пустая вторая ступень жидкостной МБР "Титан-1". Для моделирования условий полета баки ступени были надуты сжатым газом, а ее корпус (видимо, для придания убедительности и целенаправленности испытаний) имел окраску и маркировку, принятую в Ракетных войсках стратегического назначения Советского Союза. Лазерная установка находилась на расстоянии 1 км от цели и облучала ее неподвижным лучом в течение 12 с. Вследствие сильного нагрева металл стенок "потек", и под воздействием избыточного внутреннего давления ступень ракеты взорвалась. Бывший в то время руководитель ООСОИ (упомянутый доклад конгрессу является последним для Дж. Абрахамсона в связи с истечением установленного пятилетнего срока пребывания государственного чиновника на одном посту) с удовольствием комментировал, что лазер "... разнес эту штуку буквально на куски".
В качестве претендента на место в орбитальной обойме боевых космических станций рассматриваются и эксимерные лазеры, обладающие мегаваттной мощностью. Такие лазеры - разновидность коротковолновых химических лазеров. В них применяют различные газовые смеси: фтористый аргон, хлористый криптон, фтористый криптон, хлористый ксенон, фтористый ксенон. Эти лазеры обладают большей мощностью и позволяют использовать зеркала меньших диаметров, так как имеют меньшую длину излучаемой волны. Так, считается, что при одинаковых размерах зеркала дальность поражения эксимерных лазеров, по сравнению с НF-лазерами, больше примерно в 10 раз.
Эксимерные лазеры относятся к импульсным лазерам, в которых рабочим телом являются нестабильные возбужденные состояния соединений инертных газов. После снятия возбуждения (путем испускания фотона) эти соединения распадаются. Инициатором возбуждения может служить пучок электронов электрического разряда, который и разогревает газовую смесь. КПД таких лазеров составляет 5-6 % и может быть увеличен до 10 %. Недостатком эксимерных лазеров является сложная система накачки, задача которой обеспечить мощность пучка электронов порядка сотен гигаватт с частотой повторения десятка герц. Размещение накопителей энергии такой мощности в космосе - задача отдаленной перспективы. Сегодня же создание таких накопителей приведет к неприемлемому увеличению массы БКС.
В рамках программы СОИ разрабатывается экспериментальный эксимерный лазер ЕMRLD, работающий в импульсном режиме. Учитывая описанный ранее механизм воздействия лазерного луча на цель, считают, что импульсные лазеры должны иметь значительно большую эффективность поражения, чем лазеры с непрерывным излучением.
"... Все перемены, в натуре случающиеся, такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимается, столько присовокупится... Сей всеобщий, естественный закон простирается и в самые правила движения: ибо тело, движущее своею силою другое, столько же оныя у себя теряет, сколько сообщает другому, которое от него движение получает". Так сформулировал будущий закон сохранения материи и движения в середине века Михаил Васильевич Ломоносов - человек, который, по образному выражению А.С. Пушкина, был "первым нашим университетом".
Известный в наши дни как закон сохранения энергии он имеет самое непосредственное отношение и к боевым космическим станциям, создаваемым по программе СОИ.
Считается, что из ничего и получишь ничего. Сказано с точностью до наоборот. Много можно получить из ничего, стоит только правильно применить названный закон. Примеры? Их тысячи окружают нас. Рассмотрим один из них, непосредственно касающийся выгод использования лазеров, работающих в импульсном режиме.
Если бы лазер излучал постоянно на определенной мощности в течение определенного времени, то выделил бы определенное количество энергии. Однако это же количество энергии можно получить в очень короткий промежуток времени при той же подаваемой мощности. Так работают импульсные радиолокационные станции, и не приходится удивляться тому, что мощность дизель-генератора такой станции всего лишь 100 кВт, а излучаемая ею мощность измеряется мегаваттами. В данном случае "модернизация" закона сохранения энергии выражается формулой.
PT= Pимп t
Попробуем "рассмотреть" ее внимательнее (рис. 3.35). Пусть постоянно излучаемая мощность Р составляет 1 Вт. Естественно, что в одну секунду такой лазер излучит 1 Вт. с энергии. Но если эту же энергию излучить в миллионную долю секунды, то общий баланс существенно не изменится. Из предыдущей формулы получим, что
Pимп = РТ = 1Вт х 1с = 1 000 000 Вт = 1МВт
Таким образом, как и везде в технике, теряя в одном (равномерном воздействии светового потока на цель), мы выигрываем в другом (мгновенном импульсе той же энергии). В быту это происходит на каждом шагу. Вспомните, как нелегко "вгрызаться" электродрелью в бетонную стену квартиры. Сделав дырку, вы израсходуете массу энергии: электрической, мускульной и тепловой - нагрев сверла и самой стены. Умножьте это на время сверления и получите проделанную работу. Но по закону сохранения энергии ровно столько же энергии будет потрачено, если эта же дырка будет сделана в мгновенье ока с помощью лазеpa. При этом работа будет совершена одна и та же. И тут главная техническая проблема - добиться излучения как можно в более короткое время. Вот почему ОКГ, работающие в импульсном режиме, рассматриваются за рубежом как перспективное средство для создания космического оружия.
Важнейшим элементом эффективности применения лазерного оружия в космосе является прицеливание и удержание луча на одной точке поверхности цели. Поэтому особое внимание американскими специалистами уделяется разработке высокоэнергетической лазерной системы обнаружения, наведения и сопровождения для БКС. Такая система создается ВВС США по программе "Тэлон Гоулд" ("Золотой башмачок"). При наземных испытаниях в рамках эксперимента "Тэлон Гоулд" продемонстрирована способность нацеливания луча с очень высокой точностью. Следующая задача в этой области - сделать то же самое в космосе, и на 1992 г. запланирован эксперимент в рамках программы "Старлэб" на борту МТКК "Спейс Шаттл". В этом эксперименте будет предпринята попытка добиться точности прицеливания, "эквивалентной такой ситуации, при которой лазер, включенный высоко над небоскребами Нью-Йорка, должен поразить волейбольный мяч на побережье Калифорнии" (рис. 3.36).
В 1990 г. по проекту LOWKATER (легкий блок с активной системой сопровождения кинетического оружия) начата постройка лазерного локатора на двуокиси углерода с номинальной мощностью 100 Вт, массой 250 кг и габаритным объемом 1,5 м3. Считают, что локатор способен обеспечить точные замеры дальности и скорости малоразмерных целей, находящихся на удалении до 1000 км, и крупных целей - на удалении до 3000 км. Локатор также сможет обеспечить селекцию боеголовок среди ложных целей при их развертывании с РГЧ. Ожидалось, что локатор будет готов в середине 1990-х годов.
Процесс прицеливания достаточно эффективно может быть затруднен действиями противоборствующей стороны. Известно, что одной из главных задач, "стоящей" перед стартующей МБР, является выход в расчетную точку космического пространства (с определенным углом полета при строго заданной скорости) в минимально короткое время. Здесь и происходит отсечка работающих ракетных двигателей, и начинается свободный баллистический полет головной части ракеты. Полет головной части сопровождается интенсивным маневрированием и разведением по различным траекториям боеголовок и ложных целей. Понятно, что точно прицелиться в массивную, равномерно ускоренно взлетающую ракету значительно проще, чем в небольшой по размерам маневрирующий "автобус" с боеголовками. На этом основана вся эффективность программы СОИ.
В настоящее время разработаны новые программы взлета ракет. Благодаря использованию новых топлив и достижениям в области конструирования ракетных двигателей тяга МБР резко возросла. Это позволило осуществлять маневры взлетающей ракеты практически на всем активном участке их траектории. Мало того, что новые МБР могут изменять траекторию полета во всех трех плоскостях воздушно-космического пространства, они при этом способны менять и скорость полета (т.е. варьировать тягой двигателей). Просчитать упреждающую точку прицеливания лазерного или любого другого оружия для поражения такой ракеты весьма затруднительно. Конечно, траекторные "шатания" приведут к определенной ошибке местоположения ракеты в точке отсечки двигателей, однако проверено, что круговое вероятное отклонение боеголовки от цели при данном варианте полета не превышает 400 м на дальности около 9 тыс. км. Этой точности, иногда, недостаточно для поражения ракетной шахты, но во многих других случаях боевого применения термоядерного оружия она вполне приемлема.
Подводя итог состоянию дел в области создания химических лазеров, небезынтересно узнать мнение ряда ведущих специалистов об их перспективности.
Ученые о лазерах. По расчетам экспертов Комитета советских ученых, стоимость только одного эшелона ПРО с использованием БКС с мощными химическими лазерами, работающими в ИК-диапазоне волн, может составить от 140 до 550 млрд долларов.
"Только для того, чтобы вывести в космос на геосинхронную орбиту тот груз топлива (около 20 т), который необходим для поражения лазерной установкой всего одной ракеты противника в начальной стадии ее полета, потребуется 300 млн долларов. Основная часть этой суммы - 270 млн долларов - это стоимость доставки топлива тремя (?) рейсами космических кораблей "Спейс Шаттл" (профессор Колумбийского университета Ричард Гарвин).
По заявлению К. Циписа, физика из Массачусетского технологического института, "только на создание химического топлива для лазеров на орбитальных станциях потребуется около 100 млрд долларов".
По мнению консультантов Бюро технологических оценок конгресса, лазерное оружие можно будет использовать "для молниеносных ударов из космоса по сравнительно слабо защищенным мишеням на Земле - таким как танкеры, электростанции и поля, засеянные зерновыми, чтобы вызвать пожары и причинить ущерб, который, по словам Джона Разера (специалиста по лазерам и поборника "звездных войн"), "может за 30 мин отбросить индустриальную страну назад, к уровню ХVIII века". (Как не содрогнуться после этих слов, вспомнив о последствиях разрушения электростанций на трагическом примере Чернобыльской атомной).
NDEW - проект по созданию лазеров космического базирования с ядерной накачкой в американской печати часто называют "гвоздем программы СОИ". Ответственными за создание таких лазеров (по диапазону излучаемых волн его чаще всего называют рентгеновским) являются Министерство обороны и Министерство энергетики США.
Поскольку источником накачки рентгеновских лазеров является ядерный взрыв, вывод на орбиту такого лазера автоматически влечет за собой нарушение соглашений между СССР и США: Договора о запрещении ядерных испытаний в атмосфере, в космическом пространстве и под водой (1963 г.) и Договора о принципах исследования и использования космического пространства, включая Луну и другие небесные тела (1967 г.).
Вот почему все сообщения о рентгеновских лазерах обостренно воспринимаются правительствами и народами различных стран мира. При этом учитывается и запасной (не по основному назначению) вариант использования такого лазера - при достаточном запасе топлива в БКС возможность изменения орбиты ее полета для последующего падения с водородным взрывом в заданной точке Земли. Это же может случиться и при отказе систем управления БКС и последующем падении ее. Тем не менее подробностей о ходе работ над этим "экзотическим" оружием в печати немного. Непривычно скупо о программе и в докладе господ Карлуччи и Абрахамсона - имеющиеся в каждом разделе программы подзаголовки "Описание проекта" и "Достижения" на этот раз занимают всего лишь десяток строк. Из них только можно понять, что в рамках проекта NDEW в Неваде было проведено несколько сложных подземных ядерных взрывов, да узнать, что проводятся интенсивные лабораторные эксперименты, направленные на понимание физических принципов, происходящих в различных материалах при мощном облучении.
Немного об "отцах". Иногда "отцом" рентгеновского лазера называют Эдварда Теллера. Но это далеко от действительности. В период Второй мировой войны он работал под руководством Роберта Оппенгеймера, возглавлявшего Лос-Аламосскую лабораторию ядерных исследований, где и была создана первая атомная бомба. Сразу после ее испытания Э. Теллер предложил проект создания супербомбы, основанной на реакции синтеза (соединения) сверхлегких атомов водорода, впоследствии получившей название водородной. (С этим проектом Теллер выступал еще в начале 1940-х гг. Переехав в США в 1935 г., он, уроженец Венгрии, занялся исследованиями в Колумбийском университете вместе со знаменитым физиком Энрико Ферми.) Однако большинство ведущих ученых атомного проекта выступили против создания такого оружия, за что были подвергнуты гонениям. Не избежал этой участи и "отец" атомной бомбы. Р.Оппенгеймер - в 1953 г. он был снят со всех правительственных постов за оппозицию созданию водородной бомбы и выступление за использование атомной энергии только в мирных целях. В 1954 г., в самый расцвет маккартизма (бледный вариант сталинских репрессий, когда человека обвиняли в нелояльности и запрещали работать на государственных предприятиях, а в редком худшем случае ему грозило тюремное заключение), комиссия по расследованию антиамериканской деятельности объявила его советским агентом.
Именно Теллер на заседании комиссии, руководимой сенатором Джозефом Маккарти, предложил лишить Оппенгеймера допуска к секретным работам. Ученые-атомщики, разделявшие точку зрения Оппенгеймера, были возмущены этим поступком. Первым перестал подавать руку при встрече с Теллером его лучший друг Ганс Бете (впоследствии лауреат Нобелевской премии, а с марта 1990 г. и лауреат высшего научного отличия Академии наук СССР - премии имени М.В. Ломоносова). Кстати, именно Бете в 1938 г. теоретически обосновал термоядерный синтез на Солнце.
В период всеобщего презрения американских физиков, когда Оппенгеймер был в опале, Э.Теллер фактически занял его место. И вот утром 1 ноября 1952 г. усилиями Теллера мир вступил в эпоху водородной бомбы: коралловый риф Элугелаб на атолле Эниветок исчез, оставив на своем месте воронку глубиной 58 м и диаметром 1,6 км. Десять мегатонн сделали свое дело - военные смотрели на Теллера как на пророка.
Вот почему закономерно было появление Э.Теллера в качестве директора Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса. Но ученые к нему не шли. Сам Теллер вспоминает: "Когда человек оставляет свою страну, оставляет свой континент, оставляет своих родителей, оставляет своих друзей, общается он только с коллегами. И если более девяноста процентов из них отворачиваются от него, как от врага или отверженного, это неизбежно сказывается на нем. И должен сказать, это воздействие огромно". Но выход из любого положения можно найти. Нашел его и Теллер, став в 1950-х гг. членом правления фонда Герца - очень богатой общественной организации, распределявшей стипендии лучшим студентам и инженерам. (Фонд Герца черпал свои средства из многомиллионного состояния, оставшегося после смерти бизнесмена Джона Герца, основавшего этот фонд в 1940-х гг. в ответ "на опасные заигрывания Советов".) Естественно, он позаботился о том, чтобы большинство будущих стипендиатов оказалось в его лаборатории. Причем, даже работая там после окончания высших учебных заведений, они продолжали получать эту стипендию - неженатому студенту (или инженеру) ежегодно выплачивалось 10 тысяч долларов и разрешалось преподавание в учебных заведениях с получением дополнительного дохода не более 5560 долларов в год. И это все - кроме основной зарплаты в лаборатории. Конечно, на таких условиях научный штат Ливерморской лаборатории быстро пополнился лучшими молодыми умами Америки. (Кстати, средний возраст технического персонала создателей первой атомной бомбы в Лос-Аламосе составлял 27 лет.)
Так была сформирована и одна из групп лаборатории, имевшая индекс "О": около двух третей ее состава бывшие и нынешние стипендиаты фонда Герца. Группа занималась и занимается разработкой ядерных вооружений и другими сверхсовременными проектами. Среди членов группы особо выделялся Питер Хагелстайн, одержимый идеей создать медицинский лабораторный рентгеновский лазер и получить за это Нобелевскую премию. Работал он как вол, на сон уходило четыре-пять часов. Однако он забыл, куда попал. Рано или поздно все ученые лаборатории становятся соучастниками создания смертоносного оружия. Невеста Питера Жозефина Стайн (окончившая на два года позже него Массачусетский технологический институт) была против его участия в военных проектах, предлагала Питеру уйти из лаборатории и даже участвовала в демонстрациях протеста у ворот лаборатории. Это привело к разрыву отношений между молодыми людьми (когда Питер еще студентом переступил порог Ливерморской лаборатории, ему только что минуло 20 лет). Символично, что, находясь в состоянии глубокой депрессии и уныния, летом 1979 г. на одном из заседаний группы "О", как обычно не выспавшийся после круглосуточной работы (как говорили его друзья "в состоянии дохлой рыбы"), Питер высказал предположение, которое навсегда изменило направление государственной программы по разработке рентгеновского лазера, которое, как предполагают некоторые ученые, возможно, изменит еще и позиции супердержав.
А далее все покатилось по наезженной дороге. "Для того, чтобы это предположить, потребовалось пять минут, и так уж случилось, что подобного еще никто не делал, - вспоминает Питер, - затем мне выкрутили руки, чтобы я представил детальные расчеты. Я сопротивлялся. На меня оказали такое давление, что вы не поверите". Поверим, Питер!
Заканчивая затянувшееся отступление об "отцах", хочу напомнить, на какие "гуманистические" цели расходуются общественные фонды Америки и против кого они направлены. Но во много раз лучше меня это сделал "папа" Теллер, который, по меткому сравнению журналистов, является одновременно, по крайней мере, "дядей" СОИ. На вопрос, реален ли оборонный щит и до какой степени его разработка зависит от усилий группы "О", Э. Теллер ответил: "Тот факт, что очень много американских ученых, возможно большинство, выступают против, удивляет и тревожит меня... Группа "О" - лишь небольшая часть того ресурса таланта, которым располагает Америка. И почти наверняка это гораздо меньше того числа талантов, которые Советы могут приложить в той же области. Если бы мы так работали во время Второй мировой войны, Гитлер бы победил". Думается, комментарии излишни, за исключением одного - обвинять, что американцы работают над СОИ с прохладцей, просто язык не поворачивается.
P.S. Непосредственно перед "вспышкой озарения" (как назвал идею Хагелстайна заместитель Э. Теллера физик Лоуэлл), Питер прочитал книгу А. Солженицына "Архипелаг ГУЛАГ". "У меня угрюмый, депрессивный характер, - сказал о себе Питер. - Я прочитал "ГУЛАГ". Боюсь, мне нравятся вещи такого рода. Я не думаю, что это был решающий момент. Я был угнетен, и это подняло мне настроение". Другие члены группы "О", напротив, говорили, что эта книга сыграла большую роль в изменении его отношения к работе над ядерным оружием.
P.P.S. "Ученый, изобретший лазер, который лег в основу программы "звездных войн", решил уйти из Ливерморской лаборатории. Тридцатидвухлетний П.Хагелстайн объясняет свое решение так: "В лаборатории меня вынуждали создавать оружие, а я хочу заниматься чистой наукой". (Из сообщения газеты "Дейли Ньюс", сентябрь 1986 г.)
Конструктивно БКС с ядерной накачкой будет представлять собой сердцевину - водородную бомбу, вокруг которой расположатся длинные и тонкие стержни, излучающие при радиоактивном ударе мощные пучки рентгеновских лучей (рис. 3.37).
Неприятно озадаченные растущим возмущением во всем мире по поводу вывода в космос ядерных устройств в любом виде, американские эксперты стали утверждать, что ядерное устройство лазера будет иметь мини- мальную мощность. Конечно, еще около 30 лет назад было известно, что для взрыва достаточно примерно 4,5 кг урана-235 (а ядерные боеприпасы все эти годы продолжали совершенствоваться). Однако понятно: чем мощнее заряд, тем мощнее будет и лазерное излучение.
По некоторым сведениям, длина стержней во время экспериментов составляла несколько футов (фут примерно равен 30 см). По расчетам специалистов, они могли быть изготовлены из железа, цинка или меди. В печати имеются сообщения, что стержни могут быть изготовлены и из материала с более высоким номером в таблице Менделеева. Предполагают, что диаметр стержня близок к 1 мм.
Из неофициальных сообщений известно, что во время испытаний лазера с ядерной накачкой были получены следующие характеристики: длина волны лазерного излучения - 1,4 нм; длительность импульса - примерно 10-9 с; энергия в импульсе - примерно 100 кДж.
В качестве источника накачки может использоваться термоядерный заряд. При современной технологии их изготовления влияния на массогабаритные характеристики БКС он практически не окажет (для стратегических систем США 1 кг массы боеголовки приравнивается к взрыву 2000 т тротила).
Общие принципы работы таких лазеров практически не отличаются от ранее рассмотренных нами. Однако есть и особенности. Известно, что чем меньше длина волны излучения, тем больше уровень требуемой энергии накачки. Поэтому для накачки рентгеновского лазера с длиной волны 1 нм (при первом подземном испытании лазера с ядерной накачкой на полигоне Невада 14 ноября 1980 г. было зарегистрировано излучение 1,4 нм) требуется огромная плотность потока - 1013-1015 Вт/см2, которую можно обеспечить только ядерным взрывом (или пересечением нескольких высокоэнергетических лазерных лучей в одной точке, т.е. в лазерном фокусе). Температура при ядерном взрыве составляет 107 0C. Через несколько микросекунд после взрыва температура осколков ядерного боеприпаса снижается примерно до 106 0С и осколки образуют сферическую оболочку, расширяющуюся со скоростью около 480 км/с. Однако задолго до этого мощное рентгеновское излучение полностью ионизирует вещество, из которого изготовлены стержни. Они превращаются в плазму. После прохождения рентгеновского излучения ядерного взрыва полностью ионизированная плазма бывших стержней начинает охлаждаться, причем быстрее в ней охлаждаются электроны. Когда их температура понизится и начнется процесс их перехода на низшие энергетические уровни, возникает мощный луч (рис. 3.38).
Так как рентгеновское излучение (или накачка) длится всего лишь 50 нс, вначале форма каждого стержня изменяется мало (хоть он уже и превратился в раскаленную плазму). В дальнейшем плазма прозрачная для рентгеновского излучения, начинает расширяться со скоростью около 50 км/с. Так, если первоначальный радиус стержня составляет доли миллиметра, то уже через 30 нс возникает индуцированное излучение длительностью всего 1 нс. Но за прошедшие 30 нс диаметр плазмы стержня успеет увеличиться до1,5 мм. КПД лазеров с ядерной накачкой пока не превышает нескольких процентов.
По сообщениям прессы, одной из причин выступления Р.Рейгана с речью о "звездных войнах" стали результаты испытания рентгеновского лазера с ядерной накачкой. Первая встреча группы "О" с президентом Р. Рейганом произошла в январе1982 г. За ней последовали еще два визита в Белый дом, предшествующих речи 23 марта 1983 г. Сам Э. Теллер менее чем за один год до этой даты встречался с Рейганом четыре раза.
Однако в самой Америке и во всем мире идея создания такого лазера была воспринята далеко неоднозначно. Поэтому в связи с многочисленными протестами по поводу вывода в космос любых ядерных устройств в Ливерморской лаборатории продолжаются интенсивные исследования по замене атомных бомб для зажигания термоядерного горючего в водородных устройствах новых лазерных БКС. Из всех известных источников энергии только лазеры могут справиться с этой задачей. На самой мощной в мире лабораторной лазерной установке "Новетт" и работал П.Хагелстайн. "Новетт" имела две лазерные линии, каждая длиной 150 м (если бы их вытянуть по нитке). Установка постоянно планово наращивается. Когда в соответствии с проектом заработают все 10 лазерных линий, установка стоимостью в 176 млн долларов будет называться "Нова".
Кстати, в этой же лаборатории работал и твердотельный лазер "Шива" (рис. 3.39), которым также хотели "поджечь" капсулу с термоядерной смесью. Сама капсула - стеклянный или пластмассовый баллончик - шедевр технического искусства: ее диаметр - от 100 до 200 мкм (что сравнимо с фокусом лазерного пучка), а толщина стенок - от 0,2 до 1 мкм! Для эксперимента баллончик наполнялся смесью газов дейтерия и трития под давлением 17,5 МПа (175 кгс/см2.). Цель эксперимента - обжать в перекрестии мощных лазерных лучей мишень (миниатюрную копию водородной бомбы) так, чтобы началась реакция синтеза, т.е. произошел небольшой водородный взрыв. Мишень представляла собой гранулу из изотопов водорода размером менее десятой доли миллиметра в диаметре. Лучи лазеров должны были разогревать ее до солнечных температур и плотностей - тогда бы она и "загорелась". В случае удачи эксперимента такие миниатюрные водородные взрывы можно было бы с успехом использовать как для генераторов обычной электроэнергии в гражданской промышленности, так и для накачки стержней лазера боевой космической станции. Но законы физики не обойдешь. Удача может прийти, если за 10-9 с к грануле будет подведена энергия в несколько десятков килоджоулей, т.е. мощность лазеров должна измеряться десятками миллиардов киловатт. (Такая экспериментальная установка "Токомак-10" в 1970-х гг. была создана в нашей стране для "обкатки" принципов создания термоядерных электростанций будущего. В ней 10 мг смеси дейтерия и трития, заключенных в капсулу, равномерно "обжимались" лучами мощных лазерных установок. Температура получаемого при этом миниатюрного термоядерного взрыва составляла 90╜106 0С - вот оно избыточное тепло, которое и будет использовано для получения самой дешевой в мире электрической энергии.)
Однако американская администрация не собирается отказываться от намеченных планов. Напротив, усилия в деле создания грозного космического оружия в настоящее время значительно умножены. Разработку ядерных вооружений третьего поколения (к ним и относятся описываемые лазеры) осуществляют в лабораториях городов Лос-Аламос и Ливермор.
Наибольших успехов в понимании процессов, происходящих при ядерной накачке, добились специалисты Ливерморской лаборатории, в которой работают 8000 человек, из них 1140 инженеров, 777 физиков, 286 химиков и материаловедов, 448 математиков и специалистов по компьютерной технике. В распоряжении лаборатории 800 млн долларов в год, но предполагают, что в ближайшее время эта сумма перевалит за 1 млрд долларов. Из них две пятых идут на развитие новых видов оружия, 300 млн долларов - на прямые исследования, связанные с СОИ. Конкретно известно, что в лаборатории в 1982 г. 70 ее сотрудников работали по программе рентгеновского лазера, на что выделялось ежегодно 15 млн долларов. В 1987 г. в этом направлении работало уже 187 человек, а ассигнования составляли 37 млн долларов в год.
Американские специалисты предложили проект БКС с 50 рентгеновскими лазерами и одним ядерным источником накачки. Причем для каждого стержня рентгеновского лазера потребуется собственное прицельно-следящее устройство (возможно, с маломощным лазерным телескопом) для сопровождения цели. Некоторые наши видные ученые считают, что расположение стержней, показанное на рис. 3.37, энергетически невыгодно. Предполагают, что стержни будут располагаться равномерно по окружности в корпусе БКС, что, по-видимому, несколько ограничит их характеристики по углам прицеливания (рис. 3.40).
Ожидается, что ввиду небольшого диаметра стержней и их относительно большой длины американские специалисты могут встретиться с некоторыми трудностями: коробление стержней от солнечного нагрева, компенсация остаточного механического движения (от поворотов БКС при прицеливании) и другими. Все это может направить стержни несколько в сторону от цели.
Некоторые военные эксперты считают, что 20-30 БКС с рентгеновскими лазерами смогут в течение 30 мин уничтожить МБР потенциального противника на активном участке их полета.
Разумеется, что такие БКС будут системами одноразового использования, поэтому в зарубежной печати высказываются предположения, что их применение будет целесообразным в том случае, когда 30 и более объектов (из 50 возможных) будут одновременно взяты на прицел.
Предполагается, что базирование БКС с рентгеновскими лазерами будет осуществляться на баллистических ракетах атомных подводных лодок, курсирующих в непосредственной близости от территории вероятного противника (как полагают, в северной части Индийского океана или в акватории Норвежского моря). Это предположение согласуется, во-первых, с тем, что лазерные БКС этого типа являются типичным оружием первого эшелона ПРО для уничтожения стартующих МБР (излучение рентгеновских лазеров поглощается даже в остаточных слоях атмосферы на высотах около 150 км, а на уровне моря лучи с длиной волны 1,4 нм могут проходить лишь 1 мм воздушного пространства до того, как половина из них будет рассеяна атмосферой. Поэтому БКС, создаваемые по описанному принципу действия, можно эффективно использовать только в космосе. Однако предполагают, что если лазерный пучок будет достаточно мощным, то он может прожечь "дыру" в атмосфере и, во-вторых, с необходимостью быстрого вывода БКС на орбиту (скорость подъема БРПЛ должна быть значительно больше скорости МБР, стартовавших раньше их) с тем, чтобы суметь уничтожить МБР противника до начала разведения боеголовок. Вместе взятое - это сложная техническая задача, время на выполнение которой не учитывает принятие решения человеком и будет определяться только компьютерами. О том, как бурно идет процесс совершенствования современных МБР и какие интервалы времени отпущены противоракетной обороне, вы можете убедиться сами (табл. 3.3).
Информация о старте МБР вероятного противника будет поступать от спутников системы BSTS на спутники космических каналов связи и далее в суперЭВМ Командного центра ПРО. До старта БРПЛ с боевыми космическими станциями информация со спутников должна быть по крайней мере дважды проверена, чтобы убедиться в реальности атаки. Атакующие МБР противника должны быть "разобраны" ЭВМ Командного центра, а их траектории полета точно обсчитаны.
Затем эта информация поступит на спутники космической связи, оборудованные лазерами сине-зеленого свечения (именно эти "мирные" связные лазеры создает фирма "Гелионетикс", владельцем 40 тыс. акций которой является Э. Теллер), лучи которых способны проникать сквозь толщу океанской воды к атомным лодкам. Информация, содержащаяся в луче, будет автоматически вводиться в БЦВМ боевой космической станции, и еще под водой она заранее определяет, куда должен "смотреть" следящий телескоп каждого стержня "хлопушки" (так шутливо называют свое детище в Ливерморской лаборатории) после выхода БКС на орбиту, чтобы "поймать" закрепленную на ним МБР.
Известно, что при длинах волн менее 200 нм зеркальная оптика не работает. Понятно, что для излучения 1,4 нм это положение еще более усугубляется. Поэтому сфокусировать рентгеновское излучение возможно только подбором формы стержня, учитывая, что расходимость луча определяется отношением его поперечных и продольных размеров. Похоже, что эти законы физики начисто опровергнуты опытами П. Хагелстайна, который сумел создать оптическую систему и для рентгеновских лазеров.
По сообщениям из иностранных источников, именно благодаря фокусировке рентгеновских лучей была увеличена яркость лазерного излучения, что продемонстрировано во время подземных ядерных испытаний в штате Невада 23 марта 1985 г. Для фокусировки использовались специальные оптические средства, хотя ранее считалось, что это невозможно, так как рентгеновские лучи проникают через материалы без отражения и преломления, необходимых для фокусировки. Правда, не обошлось и без сенсаций. Испытания лазера с ядерной накачкой, осуществленные в 1985 г., руководством ООСОИ были объявлены "как шаг вперед на 10 лет". Однако вскоре ряд ученых, связанных с работами по этой проблеме, заявили, что некоторые результаты эксперимента были фальсифицированы.
В ныне рассекреченных письмах Э. Теллера, адресованных высокопоставленным лицам администрации Рейгана, утверждалось, что создаваемый рентгеновский лазер с ядерной накачкой "Супер-экскалибур" способен одновременно генерировать 100 тыс. смертоносных лучей и "...в одно мгновение уничтожить все советские ракеты". Завышенная оценка результатов испытаний лазера, представленная Э. Теллером Президенту США, способствовала выделению дополнительно 100 миллионов долларов на исследования по этой программе, по 1000 долларов на каждый луч. Однако разразившийся вскоре скандал вокруг Ливерморской лаборатории радиации им. Лоуренса поставил все на свои места: "успехи" в создании такого лазера были настолько иллюзорны, что зачастую не имели ничего общего с реальностью. Оправдываясь на слушаниях в конгрессе США, Э.Теллер признал, что несколько погорячился: "Я могу признать свою вину лишь в том, - заявил он, - что был чрезмерно оптимистичен". Поддерживая пошатнувшийся научный престиж, руководство Ливерморской лаборатории официально заявило, что требуется как минимум 5 лет и около 1 млрд долларов, чтобы выяснить, возможно ли вообще использование лазера на таких принципах работы в военных целях.
Заканчивая описание лазеров с ядерной накачкой, хочется отметить следующее. В докладе ООСОИ конгрессу неоднократно подчеркивается, что программа научных исследований по СОИ ориентирована главным образом на неядерные технологии. При этом вскользь сообщается, что Советский Союз проводил научные исследования в области оружия направленной энергии с ядерной накачкой в течение последних нескольких лет и некоторые из них были начаты им раньше, чем США. Далее с армейской прямотой делается вывод: США должны продолжать научные исследования в этой области, чтобы определить те пределы, в которых такое оружие, если бы оно использовалось Советским Союзом, было бы способно противодействовать американским силам сдерживания (так завуалированно называют в докладе стратегические наступательные вооружения), и разрушать элементы космического базирования перспективной системы ПРО. Все это звучит как оправдание в развертывании гонки вооружений на новом уровне. Тысячелетиями не меняется детская психология в оправдании своего поступка перед родителями: "А он первый начал!". Если дело и здесь обстоит так, как утверждают составители доклада, то мы же и первыми предлагаем: запретить все, что может действовать в ущерб людей, в первую очередь - оружие массового уничтожения.
GBL - проект по созданию лазеров на свободных электронах - еще один из перспективных видов оружия направлений энергии, интенсивно разрабатываемый в рамках программы СОИ.
Со дня объявления президентской директивы о развертывании работ в области СОИ в научных и военных кругах Америки стал бурно дебатироваться вопрос: какая из лазерных систем будет более эффективно "работать" в системе ПРО - наземная или космическая. Как отмечалось в прогнозе Ассоциации электронной промышленности, предпочтение в целом отдавалось лазерной системе наземного базирования, которая представлялась более приемлемым средством поражения боеголовок МБР противника, чем система космического базирования. По мнению экспертов, работы по созданию лазерной системы в космосе "... ведут в тупик, хотя средства на них и продолжают отпускаться". Решающим доводом являлась, по-видимому, стоимость аппаратуры космического базирования, которая намного превосходит стоимость аналогичных наземных систем.
Развернулась даже борьба между подрядчиками, предлагавшими различные типы наземных лазеров. ВВС поддерживали своих "кормильцев", отдававших предпочтение эксимерным лазерам, а сухопутные войска отстаивали проекты фирм, предлагавших для этих целей использование лазеров на свободных электронах. По-видимому, "пехота" выиграла, так как в известном докладе конгрессу США основное внимание уделено работам в области создания лазеров наземного базирования на свободных электронах.
Особая привлекательность лазеров на свободных электронах - возможность изменения энергии электронов в самых широких пределах. А это приводит к очень широкому диапазону излучаемых длин волн (вплоть до жесткого рентгеновского, т.е. гамма-излучения) и возможности сравнительно легко изменять длину волны и "попадать" в заранее выбранные окна прозрачности атмосферы (рис. 3.41).
Механизм работы лазеров на свободных электронах до конца еще не изучен и настолько необычен, что называть такие устройства лазерами можно с большой натяжкой. Принцип действия новых оптических квантовых генераторов базируется на достаточно хорошо разработанной технологии ускорителей элементарных частиц. Такой лазер, на первый взгляд, устроен достаточно просто - это длинная труба, внутри которой создан вакуум. Труба "окольцована" множеством постоянных электромагнитов с чередующейся полярностью (их иногда называют "магнитная гребенка", или вигглер). В нее-то и "выстреливается" пучок релятивистских (разогнанных до скорости, приближающейся к скорости света) электронов из мощного ускорителя. Взаимодействуя с магнитным полем лазерной установки, электроны в пучке испытывают постоянные изменения силы и направления, т.е. совершают колебательные движения, обретая при этом уникальное свойство поглощать и выделять свет. Понятно, что в лазерах создают такое магнитное поле, при котором пучки электронов выделяют больше света, чем поглощают его. Если же в вакуумной трубе установить отражающие зеркала (резонатор), то это и будет примерная модель лазера на свободных электронах. В таком лазере длина волны излучаемого света зависит от расстояния между магнитами в вигглере и энергии пучка электронов.
За рубежом считают, что идея лазера на свободных электронах, работающего в режиме генерации света, созрела в 1971 г. в голове Джона Мейди - физика Станфордского университета. Однако не возникает сомнений, что практическое воплощение лазера на свободных электронах, работающего в режиме усиления, осуществлено им в 1976 г. Опытная установка позволяла усиливать луч, испускаемый химическим лазером на двуокиси углерода, пропуская его совместно с мощными пучками электронов в 20-метровой вакуумной магнитной системе (рис. 3.42). В таких установках для получения наибольшего эффекта стараются согласовать длину волны усиливаемого луча с энергетическим уровнем (т.е. с частотой колебания) электронов в пучке.
Для возникновения мощного излучения в лазерах на свободных электронах необходимо, чтобы:
· вигглер имел достаточную длину (или же находился внутри резонатора, повышающего коэффициент усиления);
· пучок электронов имел достаточную интенсивность и однородную плотность.
Пучки электронов достаточной мощности и однородности можно получить с помощью сильноточных индукционных линейных ускорителей - огромных устройств, потребляющих не менее огромные энергии. Наиболее мощные ускорители имеются в двух американских научных центрах, создающих технику по программе СОИ: в Лос-Аламосе и Ливерморе.В 1990 г. утверждена программа испытаний лазера на свободных электронах наземного базирования, а в 1991 г. продемонстрирован такой высокомощный импульсный лазер.
В экспериментах, проведенных в Ливерморской национальной лаборатории, лазер на свободных электронах с указанным ускорителем работал с достаточно высоким КПД в длинноволновом диапазоне. Для его накачки была создана самая длинная в мире магнитная система (длина вигглера 25 м), развивающая энергию в 50 МэВ. С ее помощью удалось создать пучок электронов 4 МэВ,что, в свою очередь, позволило получить выходную пиковую мощность лазерного луча более 1 ГВт на длине волны 9 мм. В других экспериментах на этом же вигглере было получено усиление луча на длине волны 10,6 мкм (характерной для химических СО2-лазеров).
Мы уже знаем, что атмосфера пропускает не все длины волн. Те участки атмосферы, где происходит минимальное поглощение лазерного луча, называют окнами прозрачности. Достаточно большое окно существует в области 8,5- 12,5 мкм. Однако излучение на длине волны 10,6 мкм лежит в дальней инфракрасной области спектра, что создает определенные трудности в изготовлении фокусирующих линз, так как обычное стекло непрозрачно для этого диапазона. Хорошо пропускают это излучение такие материалы, как германий и оптическая керамика (для человека они совершенно непрозрачны), но получение однородной плотности материала для изготовления такой оптики - процесс довольно сложный.
Пучки электронов большой мощности (яркости) были получены при использовании термоэлектронных распределенных катодов. Ученые считают, что полученные мощности пучков достаточны для решения задач программы СОИ, ориентированной на получение генерации луча на длине волны 1 мкм. Была решена и сложная техническая задача - создание новой технологии магнитных переключателей, рассчитанных на огромные токи, для создания импульсов с высокой частотой повторения.
В другом типе перспективных лазеров на свободных электронах использовался высокочастотный линейный ускоритель - в нем пучок электронов ускорялся непосредственно высокочастотными полями, приложенными к ряду полых резонаторов. К настоящему времени лазеры на свободных электронах, разработанные в Ливерморской лаборатории, способны генерировать сверхмощный лазерный импульс в сверхвысокочастотном (СВЧ) или дальнем инфракрасном диапазонах волн.
С помощью ускорителя в Лос-Аламасской национальной лаборатории получено мощное лазерное излучение в ближней ИК-области спектра. Дальнейшие усилия ученых направлены на обеспечение генерации таких лазеров в видимой части спектра, и это понятно, так как чем меньше длина волны, тем больше излучаемая ею энергия и меньше диаметры оптических систем (зеркал).
В последние годы ученые Лос-Аламосской лаборатории испытывают определенные трудности. В ряде случаев из-за кражи оборудования замедляется работа над военными исследовательскими проектами. Воруют все (и компьютеры тоже). И это несмотря на то, что расположенная в густом лесу лаборатория с 12-тысячным коллективом сотрудников надежно огорожена от постороннего вторжения и охраняется конными патрулями. Как сообщил начальник службы безопасности лаборатории, в 1990 финансовом году было разворовано оборудования и деталей на сумму 196843 долларов. Так что в некоторых вещах американцы не отстают от наших "несунов".
Закономерно, что наибольших успехов в создании описываемых лазеров, как всегда, добились две национальные лаборатории, где сосредоточен весь цвет науки Америки, а финансовая щедрость на исследовательские работы не знает ограничений. Однако в этой области работают и другие фирмы, достижения которых также идут в копилку СОИ.
Лазеры на свободных электронах, работающие в широком спектре длин волн от ультрафиолетовых до ультракрасных, считаются весьма перспективными в медицинских исследованиях. Предполагают, что подобно хирургу, луч такого лазера может быть универсальным средством лечения таких злейших врагов здоровья человека, как сердечно-сосудистые заболевания и раковые опухоли. Для этого в организм вводят нетоксичные химические красители, которые обладают свойством задерживаться в больных (злокачественных) клетках тканей. При просвечивании лазером сразу становятся видны пораженные клетки - именно по ним и дают "лазерный залп" достаточной мощности. В результате они разрушаются без вреда для здоровых клеток. Уже разработано 35 видов различных красителей, которые лучше задерживаются в пораженных клетках определенного органа человека. С помощью импульсных лазеров на свободных электронах медики научились дробить камни в печени. Этот метод уже используется в более чем 10 клиниках Америки. Подбором частоты излучения и мощности таких лазеров добились разрезов тканей и костей тела во время операций без их обугливания. Понятно, что не бывает и "опилок", как при разрезании кости хирургической пилой. Мало того, разработана новая методика сшивания тонких кровеносных сосудов лазером. При этом склеивающим веществом является собственная кровь пациента.
Но создание таких лазеров на скудные средства медицинских ведомств было практически делом нереальным. И тогда был найден идеальный ход. ООСОИ через конгресс США стала финансировать работы по созданию таких лазеров в 21 университете Америки, двух коммерческих лабораторных и одном учебном госпитале. В сообщениях печати нет ни слова об основном предназначении таких лазеров в системе СОИ. Мало того, проскальзывает мысль, что реальность создания СОИ вообще сомнительна, а возможность "урвать" у Пентагона хотя бы 5 миллионов долларов на гражданские нужды медицины совершенно реальна. (Видимость, что ассигнования на программу СОИ в последние годы неуклонно уменьшаются, обманчива. Они действительно "растаскиваются" по программам видов вооруженных сил и коммерческих фирм. Это известный способ маскировки, так как все организации вне зависимости от принадлежности в конечном счете отдадут свои научные достижения финансирующему их органу, т.е. министерству обороны).В 1991 г. начато создание лазеров на свободных электронах в семи медицинских центрах США.
Изощренность технического проекта при создании лазеров на свободных электронах наземного базирования состоит в том, что расположенные на территории Америки они будут обеспечивать уничтожение МБР, стартующих с территории России, т.е. "работать" в первом эшелоне ПРО (рис. 3.42, б). И тут вырисовывалась главная проблема проекта - как передрать энергию луча через атмосферу на отражающее орбитальное зеркало без потерь. Ведь неся колоссальную тепловую энергию, луч лазера нагревает атмосферу, встречается на своем пути с турбулентностью (неоднородность атмосферы, вызванная завихрениями воздушных потоков) и в связи с этим теряет свою энергию и частично изменяет первоначальное направление излучения. Если затухание луча в атмосфере будет большим, то вся энергия лазера наземного базирования пойдет в корзину. (Кстати, в том же докладе конгрессу сообщается, что работы по созданию лазера на свободных электронах космического базирования продолжаются. Мало того, начальные исследования показали: такой лазер может работать при том же уровне мощности, что и химический, но при значительно меньшей массе космической платформы.)
Исследования в области распространения лазерного излучения в атмосфере начались давно. Первый успех был достигнут в авиационном эксперименте, когда самолет, летевший на высоте 9 км, имел на борту зеркало, отражавшее луч наземного лазера. Затем в 18-м полете МТКК "Спейс Шаттл" (21 июня 1985 г.) астронавты установили у иллюминатора корабля специальное призматическое зеркало диаметром 0,2 м. Наземная лазерная установка была размещена на горе Халсакала (Гавайские острова) высотой 2,8 км - чем выше гора, тем менее тонкий слой атмосферы будет преодолевать луч до выхода в космическое пространство. В течение 2-3 мин лазерный луч сопровождал МТКК "Дискавери", летящий на высоте 340 км. При этом отраженное от зеркала лазерное излучение регистрировалось на Земле. По мнению генерала Абрахамсона, "...эксперимент явился важным шагом, продемонстрировавшим эффективность разработанных способов компенсации атмосферных возмущений лазерного луча, посылаемого с Земли в космос".
В феврале 1990 г. были начаты первые длительные космические эксперименты с устройствами направленной энергии. В эксперименте по программе LАСЕ, рассчитанной на 2,5 года, проводятся исследования по компенсации искажения лазерного луча в атмосфере. В другом эксперименте RME, который проводился в течение года, продемонстрировано ретрансляционное зеркало на спутнике, являющееся элементом лазерного оружия наземного базирования. Оборудование обоих экспериментов выведено в космос одной коммерческой РН "Дельта П", стартовавшей с космодрома на мысе Канаверал.
Космос в ряде случаев вообще кажется парадоксальным. Так, считается, что космический вакуум (хотя в нем немало различных частиц) имеет температуру абсолютного нуля, т.е. минус 273 0С. Но из физики известно, что температура характеризуется скоростью теплового движения частиц тела: чем больше эта скорость, тем выше температура. На Земле при комнатной температуре молекулы воздуха движутся со скоростью около 500 м/с, испытывая при этом до 5 млрд столкновений в 1 с между собой. По мере уменьшения плотности воздуха его молекулы сталкиваются между собой все реже (как говорят специалисты, длина их свободного пробега возрастает), их скорость, а следовательно, и температура при столкновениях становятся все выше (табл. 3.4).
Светоотражающий слой космических зеркал будет "работать" именно в таких условиях. Опыт эксплуатации солнечных батарей на КА показывает, что их КПД (и так недостаточно высокий - от 9 до 15%) существенно снижается в процессе эксплуатации или, как говорят ученые, подвержен деградации. Это происходит из-за тепловых радиационных ударов (переход КА из зоны тени в освещенное Солнцем пространство и наоборот), мощных космических лучей и частиц, микрометеоритов, газовых фракций от работы корректирующих двигателей КА. Указанные факторы вызывают замутнение светочувствительного слоя кремниевых батарей, несмотря на покрытие их панелей прозрачным кварцевым стеклом.
Эти же факторы могут вызвать замутнение светоотражающего покрытия регулируемых сегментов переотражающего и боевого зеркал. В этом случае энергия наземного луча будет не отражаться, а поглощаться таким покрытием, и зеркало само превратится в цель со всеми вытекающими отсюда последствиями.
В настоящее время два деформируемых зеркала с жидкостным охлаждением и с сегментами готовы для полировки и нанесения покрытий. В рамках работ по созданию лазера наземного базирования на свободных электронах в настоящее время испытывается адаптивная (приспосабливающаяся) оптика для коррекции излучения и направления луча в заданную точку пространства. Из доклада конгрессу следует, что яркость выходного луча на поверхности корпуса ракет, оборудованных мишенями с приборами и летящих на расстоянии до 600 км, была повышена более чем в 1000 раз по сравнению с некомпенсированным лучом.
Один из планов развертывания комплексов лазеров на свободных электронах наземного базирования показан на рис. 3.43 и в пояснениях не нуждается. По зарубежным сообщениям, в скором времени будет выбран проект накачки лазеров на свободных электронах наземного базирования (индукционная или высокочастотная) и заключен контракт на строительство лазера средней мощности на полигоне Уайт-Сэндс. Кроме того, намечается подготовить к испытаниям первые платформы с небольшими зеркалами космического базирования и в перспективе начать их развертывание. По мнению руководства ООСОИ, эти платформы смогут обеспечить уничтожение МБР на активном участке, а также селекцию реальных целей среди ложных на среднем участке траектории. Такие платформы будут разработаны за короткий срок, и их стоимость будет значительно меньше стоимости полномасштабных платформ. Затем, по мере развертывания полномасштабных космических платформ, небольшие платформы будут выполнять функции датчиков для развернутых систем ПРО.
Многие специалисты не разделяют оптимизма руководителей ООСОИ. Так, по подсчетам активного участника создания атомной бомбы в годы Второй мировой войны, Нобелевского лауреата, физика Г. Бете, для обеспечения работы наземно-космической лазерной системы (лазеры - на Земле, отражательные и боевые зеркала - в космосе) понадобится энергия 300 электростанций мощностью по одной тысяче мегаватт (!!!) каждая. Это потребует затрат как минимум в 100 миллиардов долларов.
Подводя итог проектам создания оружия направленной энергии, основанных на лазерном излучении, хочется подчеркнуть: несмотря на явные успехи в создании отдельных систем и элементов оружия, в целом ни один из описанных лазеров по энергетическим характеристикам в настоящее время пока не способен к боевому применению. Надеюсь, что более целостному восприятию прочитанного материала послужит табл. 3.5.
NPB - проект по созданию пучкового оружия космического базирования, также являющегося одним из "экзотических" видов вооружений, разрабатываемых в рамках программы СОИ.
Еще в начале 1950-х гг. администрация Д.Эйзенхауэра рассматривала вопросы об ассигнованиях таких "экзотических" идей, как направленный выброс раскаленной ядерной плазмы и элементарных частиц навстречу атакующим боеголовкам противника (проекты "Касаба" и "Хауицер"), а также теоретических исследований применения рентгеновского и гамма-лазеров для этих целей. Однако в начале 1960-х гг. проекты были закрыты. (Как оправдание началу работ по проекту NРВ, в докладе ООСОИ конгрессу США разъясняется, что "... фактически понимание американскими учеными принципов воплощения потока нейтральных частиц в практическое оружие основано на исследованиях советских ученых, опубликованных в конце 1960-х и начале 1970-х гг. Так, основной элемент такого оружия - радиочастотный квадрипольный линейный ускоритель впервые разработан в 1970 г. в СССР. Первые испытания такого ускорителя прошли в США в 1980 г.").
Первыми увидели перспективность нового оружия ВМС США, которые уже около 10 лет по программе "Чэйр Херитидж" ведут создание комплексов пучкового оружия для защиты от противокорабельных ракет (ПКР). Эта программа стала особенно важной в наши дни в связи с улучшающимися тактико-техническими характеристиками последних.
В июне 1967 г. Израиль развязал войну против арабских государств. Позднее в боевые действия включились и военно-морские силы Израиля. В октябре 1967 г. на выполнение боевого задания в Средиземное море вышел эскадронный миноносец "Эйлат" - один из двух, имевшихся в составе флота. Ничто не предвещало предстоящей трагедии - настораживающих сведений от разведки не поступало. Все изменилось в считанные минуты: "...Боевые достоинства Советского флота проявились во всем блеске, когда египетский патрульный катер класса "Комар" (поставленный Советским Союзом и вооруженный противокорабельными ракетами) с первого выстрела потопил "Эйлат". Никогда раньше ни один военный корабль не уничтожался одной ракетой", - так комментировала западногерманская газета "Цайт" первое применение противокорабельных ракет в боевой обстановке.
Впечатляющие результаты применения ПКР были продемонстрированы в англо-аргентинском конфликте 1982 г. вокруг Фолклендских (Мальвинских) островов. Ввиду ограниченного числа имевшихся ракет аргентинские ВВС применили всего лишь шесть ПКР типа "Экзосет" (АМ-39), три из которых поразили цели (потоплены эскадренный миноносец "Шеффилд", контейнеровоз "Атлантик конвейер" вместе с 15 вертолетами, находившимися на его борту, и поврежден эскадронный миноносец "Глеморган"), а три были отклонены уже знакомыми нам дипольными радиоотражателями, выбрасываемыми специальными устройствами в виде пакетов на значительное удаление от корабля и раскрывающимися в полете для освобождения полосок фольги и создания своеобразного облака-цели. Появившиеся впоследствии в прессе сообщения, что эффективность применения ПКР достигнута в результате того, что ракеты были унифицированными для всех флотов НАТО и поэтому английскими моряками не принимались за вражеские - тот же бульон от яиц (так метко называет молодежь информацию, щедро сдобренную водицей). Запомните, во всех флотах мира объект, приближающийся к кораблю и не излучающий на радиолокационный запрос мгновенный ответ "Я свой", считается врагом и подлежит уничтожению. Запомните также, что ни одна из существующих в мире ракет не оборудуется таким автоматическим ответчиком. Так что "зевнули" британские моряки, хотя это было немудрено, так как, по сообщениям, ракеты атаковали на высотах до 30 м со скоростью около 1000 км/ч.
Применение традиционных средств ПВО, установленных на кораблях, показало недостаточную надежность уничтожения атакующих ПКР с изменяемым профилем полета. По мнению военных специалистов, основными достоинствами пучкового оружия являются, во-первых, практически неограниченная скорострельность, определяющая его большую эффективность при отражении массированного налета ПКР, и, во-вторых, высокая скорость его поражающих элементов, практически равная скорости света.
Поражающими элементами пучкового оружия являются высокоэнергетические элементарные частицы (электроны, протоны или нейтральные атомы водорода), разгоняемые с помощью линейных ускорителей. Известно, что каждая частица в пучке несет в миллионы раз больше энергии, чем фотон в луче лазера (именно такое соотношение масс частицы и фотона при практически равных скоростях в основополагающей формуле А.Эйнштейна). Поэтому разрушительная энергия таких частиц огромна (рис. 3.44). Они могут проникать в цель значительно глубже и повреждать расположенные внутри компоненты, в то время как лазерный луч вначале должен прожечь отверстие в корпусе цели.
При встрече с целью частицы пучка проникают внутрь вещества и проходят через него (или поглощаются им). Каждая частица теряет свою кинетическую энергию, передавая ее при соударениях электронам вещества. При этом направление движения частицы сохраняется, а потерянная ею энергия преобразуется в тепловую. В месте соприкосновения пучка частиц с целью температура резко повышается и материал цели плавится или разрушается (рис. 3.45).
В соответствии с техническим заданием предполагается обеспечить следующие характеристики корабельного пучкового оружия:
масса комплекса ........................................................ 100 т;
энергия частиц .......................................................... 500 МэВ;
частота повторения посылок (пачек) импульсов....... 6 Гц
(пачка будет состоять из 20 импульсов продолжительностью по 10 нс);
дальность поражения боевых частей ПКР ............... 0,5 км;
дальность поражения незащищенных целей .............. 4,5 км.
В системе наведения на цель предполагается использовать РЛС с рабочей частотой 35 ГГц и параболической антенной диаметром 1,2 м. По расчетам специалистов, дальность поражения целей пучковым оружием будет обеспечивать надежную защиту надводных кораблей от атакующих ПКР (рис. 3.46).
Многие проблемы, связанные с распространением пучков заряженных частиц в атмосфере, находятся в начальной стадии изучения. Например, эксперименты показали, что энергия, теряемая частицами, будет нагревать воздух в непосредственной близости от пучка. Это приводит к ионизации воздуха вокруг него и созданию огромного числа положительно заряженных атомов и свобо- дных электронов. Согласно закону Кулона, одноименно заряженные частицы (т.е. электроны в пучке) отталкиваются, чему в большой степени "помогает" ионизированный слой положительно заряженных атомов вокруг пучка. В результате длинные пучки запутываются и складываются кольцом, а иногда полностью разрушаются. (В космическом вакууме, согласно приведенным доводам, пучок электронов сразу рассеется.)
Сохранение энергии и направленности пучка предполагается обеспечить предварительным "пробиванием" канала с разреженным воздухом в атмосфере посредством лазерного луча. Так, ученые фирмы "Сандиа" использовали для этого мощные ультрафиолетовые лазеры (рис. 3.47).
Испытания проводились в камере длиной 1,5 м. В эксперименте была достигнута стабильность пучка, а КПД переноса (отношение тока на выходе к входному току) составил 80%. Диаметр электронного пучка напряжением 1,5 MB изменялся в пределах от 0,3 до 6,0 см. Специалисты фирмы полагают, что значение КПД будет постоянным при распространении пучка на большие расстояния. Именно такой способ создания канала для распространения пучка электронов предполагается применять при защите авианосцев от атакующих ПКР (рис. 3.48).
Подробное описание программы ВМС США по созданию пучкового оружия не случайно. Все перечисленные проблемы характерны для этого "экзотического" оружия, расположенного как на Земле, так и в космосе. Разрабатываемое оружие для эшелонированной системы ПРО с элементами космического базирования может использовать в генерируемых пучках частицы двух типов - заряженные и нейтральные. Из-за большой массы ускорителя электронов пучковое оружие первого типа, вероятнее всего, может быть только наземного или морского базирования. При его размещении, например, в районах дислокации стартовых шахт МБР оно должно обеспечивать уничтожение атакующих боеголовок противника на дальности от объекта до 5 км.
Ввиду кулоновского отталкивания заряженных частиц и искривления их траектории полета магнитным полем Земли в космосе может использоваться только пучковое оружие второго типа. Главная трудность создания такого оружия - расходимость нейтральных частиц (в частности, атомов водорода) по мере удаления их от ускорителя. Например, пучок нейтральных атомов водорода с диаметром на выходе ускорителя 1,0 см при распространении в космосе на дальности 1000 км будет иметь диаметр 20 м. Даже при создании очень высоких первоначальных энергий плотность энергии на цели при таком диаметре явно недостаточна для ее поражения. По оценкам специалистов, для разрушения конструкции МБР плотность энергии на цели должна составлять 1-10 кДж/см2,а для выведения из строя электронной аппаратуры ракеты - 0,1-100 кДж/см2. Поэтому ключевыми моментами создания нового типа космического оружия являются создание ускорителей с необходимой мощностью (яркостью) и расходимостью выходного пучка частиц, разработка источников питания и накопителей энергии для этих ускорителей, а также систем наведения и удержания на цели остронаправленных пучков нейтральных частиц.
Эффективно ускорить можно только пучок заряженных частиц, так как нейтральные атомы практически не поддаются воздействию электромагнитного поля. Последнее создается, как правило, знакомым всем методом: обмотка, по которой пропущен электрический ток. Специфические особенности ускорителей таковы, что пучок заряженных частиц должен строго удерживаться в центре такой свое-образной катушки. При случайном касании обмотки он разрушит и ее, и часть ускорителя.
В качестве нейтрального не случайно выбран атом водорода Ho-самый легкий в природе и поэтому требующий для удержания в электромагнитном поле ускорителя и последующего разгона меньшего расхода энергии. (В настоящее время планируются исследования с пучками более тяжелых частиц, таких как атомы гелия и лития.) Для придания ему электрического заряда нужно вначале искусственно ввести в структуру атома дополнительный электрон. Далее полученный отрицательный ион водорода Н- разгоняется в электромагнитном поле ускорителя. На выходе из ускорителя лишний электрон необходимо "снять" с каждого иона, иначе пучок рассыплется в космосе по понятным причинам. Для этого применяют нейтрализаторы заряда, например, в виде специальной газовой мишени. При взаимодействии с газом лишний электрон, слабо связанный в структуре атома ввиду неуравновешенности положительных и отрицательных зарядов, быстро "слетает" со своей орбиты и на выходе ускорителя снова получается нейтральный атом водорода Ho. Следует отметить, что эффективность данного процесса перезарядки близка к 100% .
К счастью, этот метод нейтрализации нельзя применять в космосе - газ сразу улетучится в пространство. Поэтому были разработаны специальные нейтрализаторы из фольги, однако их КПД недостаточно высок, что существенно влияет на расходимость не совсем нейтральных атомов в пучке. Расчеты некоторых ученых показывают, что пучковое оружие пригодно для поражения целей на расстояниях не более 1000 км.
Эксплуатация ускорителя в Лос-Аламосе началась в 1982 г., а к середине 1983 г. импульсный источник ионов водорода уже обеспечивал 80% расчетной силы и плотности тока в импульсе, определяющих мощность и качество пучка. Ионы водорода вначале разгоняются линейным ускорителем с клистронами при импульсной мощности 1,25 МВт. Затем пучок заряженных ионов проходит через нейтрализатор из фольги. Достигнуты КПД нейтрализации 15% (максимальный уровень нейтрализации для ионов водорода составляет 60%) и расходимость пучка 1 мкрад. Однако неполная нейтрализация придает пучку свойства электрического тока и неизбежное взаимодействие с электромагнитным полем Земли, которое само по себе нестационарно и подвержено нерегулярным изменениям. Это обстоятельство ставит под сомнение высокую точность наведения пучка.
На ускорителе пучкового оружия, созданного по программе "Уайт Хорс" (рис. 3.49), продемонстрированы уровни плотности энергии пучка 1018 Дж/стерад.с при энергии частиц 800 МэВ (импульсный ток в ускорителе доходил до 1 МА). При указанном значении расходимости пучка считается, что для вывода из строя электронного оборудования МБР на дальности 3000 км необходима плотность энергии пучка 1016-1019Дж/с, а для разрушения ее конструкции на этой дальности - 1020- 1021 Дж/с. Конечно, надеяться на вывод в космос более чем 100-тонной установки не приходится, поэтому в настоящее время остро стоит проблема миниатюризации новых комплексов оружия. По расчетам некоторых специалистов, для обеспечения задач ПРО на низких околоземных орбитах необходимо развернуть 10-40 боевых космических станций с пучковым оружием, каждая из которых будет иметь массу около 60 т.
Безусловно, энергия пучка частиц огромна. Она зависит от скорости, до которой удалось разогнать частицы в ускорителе. Так, скорость атомов водорода при энергии 300 МэВ составляет 65% от скорости света, что практически соответствует мгновенному поражению цели. Представим себе летящую ядерную боеголовку. Для гарантированного обеспечения цепной реакции деления критическая масса урановой сферы составляет 15-20 кг. При плотности урана или плутония, составляющей примерно 20 г/см3, легко подсчитать, что радиус сферы из расщепляющихся материалов составит около 6 см. (В современных ядерных боеприпасах критическая масса создается в виде полого шара. При последующем взрыве обычного взрывчатого вещества, размещенного вокруг шара, ударная волна равномерно "сплющивает" шар в плотную массу, образуя критический объем. Одновременно в дело вступает источник нейтронов, и ... взрыв обеспечен.) Достаточно расплавить пучком частиц только часть расщепляющегося материала ядерного заряда, и боевая головка станет просто головкой с тяжелым металлом внутри, если до этого не взорвется от нагрева обычное взрывчатое вещество и не разнесет ее на куски.
Так, по официальным американским сообщениям, в 1986 г. при проведении первого эксперимента с ускорителем пучка частиц миниатюрная боеголовка была облучена сверхинтенсивным пучком протонов. Результаты эксперимента свидетельствовали, что такие пучки могут вызвать детонацию обычного взрывчатого вещества в боеголовках МБР. (В литературе иногда энергию пучка частиц измеряют радиацией, наводимой в веществе цели. Типичный уровень радиации, приводящей к заметным повреждениям, - мегарады. Напомним, что рад - единица измерения, соответствующая поглощению 100 Эрг, а 1 Мрад - поглощению 10 Дж энергии в грамме вещества. Полупроводниковые элементы на основе арсенида галлия обладают в 10 раз большей радиационной стойкостью по сравнению с традиционными кремниевыми. Дозы порядка десятков мегарад близки к порогу теплового разрушения отдельных конструктивных элементов космических систем. Так, 200 Дж/г - доза радиации, достаточная для плавления урана и плутония.)

Академик РАН В.С. Бурцев
Все о ПРО (СОИ глазами русского полковника)
А. Шмыгин

www.nasledie.ru