«Наука и Техника» [журнал для перспективной молодежи], 2006 № 06 (6)

Для поражения ракет на участке разгона специалисты США рассчитывали прежде всего на использование различных видов лазеров. Работы над их созданием велись широким фронтом, и одновременно разрабатывались четыре типа лазеров: химический, эксимерный, на свободных электронах и рентгеновский лазер с ядерной накачкой, который, впрочем, так же относится к ядерному оружию третьего поколения.

Лазерное оружие способно наиболее эффективно поражать объекты с тонкостенной оболочкой: топливные баки ракет, корпуса самолетов и вертолетов, хранилища нефти и газа и т. п. Лазерные лучи в космосе распространяются беспрепятственно, но атмосфера с минимальными потерями пропускает только излучение с длиной волны от 0.3 до 1 мкм, что соответствует оптическому диапазону, и некоторые длины волн, лежащие в инфракрасной области.

Химические лазеры

Химические лазеры наиболее перспективны для боевого применения. У лазера на фтористом водороде источником энергии накачки является энергия химической цепной реакции между фтором и водородом. В результате этой реакции образуются возбужденные молекулы фтористого водорода, которые, находясь в неустойчивом состоянии, освобождаются от излишней энергии, испуская инфракрасное излучение с длиной волны 2.8 мкм. Но излучение такой длины волны активно рассеивается молекулами воды, содержащимися в виде пара в атмосфере.

Тактический химический лазер. На испытаниях сбивает небольшие прямолетящие цели на высоте до 5 км

Выстрел химическим лазером MIRACL по второй ступени ракеты “Титан-1» показал, что за несколько секунд можно уничтожить баллистическую ракету на активном участке ее траектории.

Был разработан лазер на фтористом дейтерии, работающем на длине волны излучения около 4 мкм, для которого атмосфера почти прозрачна. Однако, удельное энерговыделение этого лазера примерно в полтора раза ниже, чем на фтористом водороде, а значит, требует больше топлива.

Работа над химическими лазерами как возможным средством космического оружия ведется в США с 1970 года. К лазерному оружию предъявляются высокие требования по скорострельности, оно должно затрачивать на поражение каждой цели не более нескольких секунд. При этом потребуется большая плотность излучения, и сама лазерная установка должна иметь источник энергии огромной мощности, устройства поиска, целераспределения и наведения на цель, а также контроля за их поражением. Для одного выстрела фторводородному лазеру потребуется около 500 килограмм химического топлива. Зеркала для фокусировки излучения должны иметь диаметр около 5 метров, и их поверхность должна быть обработана с высокой степенью точности, порядка долей микрона. Стоимость каждой лазерной установки, выведенной на орбиту, будет составлять сотни миллионов долларов. Для доставки на орбиту топлива для этих лазеров необходимы десятки полетов транспортных кораблей типа «шаттл», каждый из которых сможет вывести в космос за один полет около 30 тонн полезного груза. А для работы в рамках программы СОИ необходимо около 100 орбитальных лазерных станций, оснащенных 25-мегаваттными лазерами.

Химический лазер среднего инфракрасного диапазона MIRACL.

Эксимерные лазеры

Эксимерные лазеры генерируют излучение меньшей длины волны, чем. химические, и оно слабее поглощается атмосферой. Активной средой в них являются нестабильные соединения инертных газов, находящиеся в возбужденном состоянии. Существенным недостатком эксимерных лазеров является низкий коэффициент полезного действия, потому и необходимы более мощные энергоустановки. Увеличение мощности ядерного луча может быть достигнуто сложением излучений большого числа эксимерных лазеров.

Существует несколько проектов глобальной лазерной системы космическо-наземного базирования. Главная идея в том, что сами лазерные станции со всем оборудованием находятся на Земле, а отражающие и фокусирующие зеркала — в космическом пространстве. Эксимерные лазеры большой мощности работают в импульсном режиме и находятся на горных вершинах. Это снижает влияние плотных слоев атмосферы на расходимость и ослабление яркости лазерного излучения.

Каждый такой лазер генерирует мощное импульсное излучение и направляет его на 5-метровое зеркало, находящееся на геостационарной орбите, которое переизлучает энергию на «боевые» зеркала. Эти вторичные зеркала расположены на полярной орбите на высоте около 1000 км и последовательно перенацеливают излучение на ракеты противника, нанося им поражение. Для того, чтобы постоянно держать под прицелом всю территорию СССР, было необходимо около 400 таких зеркал.