Astronet > Zvezdnye voiny

po tekstam po klyuchevym slovam v glossarii po saitam perevod po katalogu

Zvezdnye voiny

<< "Zvezdnye voiny": istoriya i sushnost' | Oglavlenie | Abbreviatury | Kineticheskoe i puchkovoe oruzhie >>

BOEVYE SISTEMY ELEKTROMAGNITNOGO IZLUChENIYa

Odnim iz glavnyh "kozyrei" SOI yavlyayutsya plany sozdaniya novyh vidov oruzhiya, ispol'zuyushih v kachestve porazhayushego faktora elektromagnitnoe izluchenie razlichnyh diapazonov spektra: ot radiovoln do gamma-izlucheniya. Vazhneishim preimushestvom takogo oruzhiya pered vsemi inymi yavlyaetsya maksimal'no vozmozhnaya skorost' dostizheniya celi - skorost' sveta. Eto pozvolyaet nanosit' udar neozhidanno i bystro s bol'shogo rasstoyaniya. Poyavlyaetsya principial'naya vozmozhnost' unichtozhat' vzletayushie MBR na aktivnom uchastke ih traektorii v techenie pervyh 5 min posle starta. Imenno poetomu lazernym oruzhiem predpolagaetsya osnastit' pervyi eshelon sistemy PRO.

LAZERY OPTIChESKOGO I INFRAKRASNOGO DIAPAZONOV

Ideya ispol'zovat' moshnyi luch sveta v kachestve oruzhiya voshodit eshe k Arhimedu i neodnokratno vstrechaetsya v bolee pozdnei nauchnoi i hudozhestvennoi literature. No real'nuyu pochvu eta ideya obrela lish' v 1961 g. s poyavleniem pervyh lazerov. A uverennost' v tom, chto kvantovyi generator sveta mozhno ispol'zovat' v kachestve oruzhiya, poyavilas' v 1967 g., kogda byl sozdan pervyi gazodinamicheskii lazer. Osnovnymi ego elementami yavlyayutsya: kamera sgoraniya, v kotoroi obrazuetsya goryachii gaz; sistema sverhzvukovyh sopel, posle prohozhdeniya kotoryh gaz, bystro rasshiryayas', ohlazhdaetsya i perehodit v sostoyanie s inversnoi naselennost'yu energeticheskih urovnei; opticheskaya polost', gde i proishodit generaciya lazernogo izlucheniya. V etoi polosti perpendikulyarno potoku gaza raspolozheny dva ploskih zerkala, obrazuyushih opticheskii rezonator. Dlya vyvoda izlucheniya iz polosti odno iz zerkal delayut chut' men'shego diametra.

Blizki po konstrukcii k gazodinamicheskomu lazeru himicheskii i elektrorazryadnyi: v nih takzhe cherez ob'em rezonatora s bol'shoi skorost'yu prokachivaetsya vozbuzhdennaya rabochaya smes', tol'ko istochnikom ih vozbuzhdeniya yavlyaetsya sootvetstvenno himicheskaya reakciya ili elektricheskii razryad. Naibolee perspektivnym dlya celei PRO schitaetsya himicheskii lazer na reakcii vodoroda s ftorom (N₂ + F₂ = 2NF + $\gamma$ _{2,7 mkm}). Esli v etom lazere vmesto vodoroda ispol'zovat' ego tyazhelyi izotop deiterii, to izluchenie budet imet' dlinu volny ne 2,7 mkm, a 3,8 mkm, t. e. popadet v "okno prozrachnosti" zemnoi atmosfery (3,6-4 mkm) i smozhet pochti besprepyatstvenno dostigat' zemnoi poverhnosti.

Energovydelenie himicheskih lazerov dostatochno veliko: na 1 g gazovoi smesi ono sostavlyaet okolo 500 Dzh. Vazhno, chto himicheskomu lazeru dlya iniciirovaniya reakcii trebuetsya sravnitel'no malomoshnyi postoronnii istochnik energii. Posle nachala reakcii ona preobretaet cepnoi harakter i idet s vydeleniem himicheskoi energii. Ocenki pokazyvayut, chto dlya razrusheniya stenki toplivnogo baka vzletayushei MBR nuzhna plotnost' energii ot 1 do 20 kDzh/sm² v zavisimosti ot togo, zashishena metallicheskaya stenka ablyacionnym pokrytiem ili net [18, 36]. Schitaya, chto lazernoe izluchenie sfokusirovano v pyatno diametrom okolo 1 m, poluchim trebuemuyu energiyu lazernogo impul'sa: 10-200 MDzh. Boegolovka rakety zashishena tolstym sloem ablyacionnogo pokrytiya i dlya ee porazheniya neobhodima energiya $\sim 10^5$ MDzh. Prinyav KPD lazera ravnym 20% i energiyu porazheniya rakety 200 MDzh, mozhno oceniv rashod rabochei smesi: 200 MDzh/(20% 500 Dzh/g) = 2 t. Eto ochen' vazhnaya velichina - na nei osnovany ocenki minimal'nogo vesa boevyh kosmicheskih stancii. Naprimer, dlya porazheniya 1000 MBR (po 2 impul'sa na kazhduyu) neobhodimo $\sim 10^4$ t tol'ko odnoi rabochei smesi dlya himicheskih lazerov.

Ris.8.

Neprostuyu zadachu predstavlyaet fokusirovka lazernogo lucha na cel' (ris.8). Za schet difrakcii na vyhodnom zerkale luch imeet uglovuyu rashodimost' $\alpha \approx \lambda/D$ gde $\lambda$ - dlina volny izlucheniya, a D - diametr zerkala. Znachit, razmer pyatna na rasstoyanii L budet $\lambda L/D$. Dlya effektivnogo deistviya lazernogo oruzhiya razmer pyatna ne dolzhen prevyshat' 1 m. Prinimaya dal'nost' do celi L=1000 km, poluchim ogranichenie na rashodimost' lucha: $\alpha \le 10^{-6}$ rad. Esli ispol'zuetsya IK-lazer na molekulah CO₂ ( $\lambda$ =10,6 mkm), to dlya fokusirovki ego lucha neobhodimo zerkalo diametrom D $\ge$ 11 m. Dlya himicheskogo lazera na molekule HF eta velichina snizhaetsya do 4 m, chto vyglyadit uzhe bolee real'nym s tochki zreniya tehnologii izgotovleniya zerkal i gabaritov kosmicheskih transportnyh korablei.

S tochki zreniya fokusirovki lucha bolee privlekatel'nymi yavlyayutsya opticheskie i ul'trafioletovye (UF) lazery. Naibolee perspektivnymi sredi nih schitayut eksimernye lazery na molekulah ftoristogo argona (ArF) i ftoristogo kriptona (KrF). Eti molekuly-eksimery mogut sushestvovat' tol'ko v vozbuzhdennom sostoyanii: izluchaya foton, oni razrushayutsya, i takim obrazom v srede podderzhivaetsya inversnaya naselennost'. Izluchenie etih lazerov lezhit v diapazone ot 2000 do 3000 $\AA$ , i sledovatel'no, zemnaya atmosfera dlya nego neprozrachna. U eksimernyh lazerov vneshnii istochnik energii - elektricheskii razryad, puchok uskorennyh elektronov, potok neitronov ot yadernogo reaktora ili, vozmozhno, ot yadernogo vzryva.

Principial'nym nedostatkom gazovyh lazerov vseh tipov yavlyaetsya vydelenie tepla v ih rabochem ob'eme. Eto ogranichivaet povyshenie moshnosti na edinicu massy takih lazerov. Perspektivnym v etom otnoshenii schitaetsya lazer na svobodnyh elektronah, v kotorom usilenie izlucheniya proishodit za schet ego vzaimodeistviya s puchkom elektronov, dvizhushimsya v periodicheskom magnitnom pole. Poskol'ku elektrony letyat v vakuumnom ob'eme, ne proishodit razogreva pribora, kak u obychnyh lazerov. Vazhno, chto chastota generacii u lazera na svobodnyh elektronah mozhet perestraivat'sya v shirokom spektral'nom diapazone ot millimetrovoi do UF-oblasti, chto zatrudnyaet protivniku zashitu ot izlucheniya.

Ris.4.

Ris.5.

Stremlenie ispol'zovat' v lazernom oruzhii korotkovolnovoe izluchenie svyazano takzhe i s tem, chto ono horosho pogloshaetsya lyubymi materialami. Naprimer, titanovoe pokrytie pochti polnost'yu otrazhaet IK-izluchenie, no pogloshaet ul'trafiolet. Odnako UF-lazery ochen' tyazhely i trebuyut gromozdkih istochnikov energii. Poetomu rassmatrivaetsya vozmozhnost' montirovat' takie lazery na stacionarnyh nazemnyh ustanovkah, a v kosmose razvernut' sistemu zerkal dlya transkontinental'noi peredachi lazernogo lucha i navedeniya ego na cel' (ris.4.). Eta ideya trebuet nepremennogo ispol'zovaniya aktivnoi optiki (astronomy nazyvayut ee adaptivnoi optikoi), s bol'shoi skorost'yu reagiruyushei na izmenenie struktury atmosfery i sootvetstvuyushim obrazom perestraivayushei formu volnovogo fronta lazernogo lucha tak, chtoby za predelom atmosfery luch vse vremya imel minimal'nuyu rashodimost' (ris.5.). Dlya astronomicheskih nablyudenii takie opticheskie sistemy uzhe sozdany, no lazernyi luch v nih ispol'zuetsya poka lish' kak sredstvo kontrolya za atmosferoi.

RENTGENOVSKIE LAZERY

Osobuyu rol' v planah "zvezdnyh voin" igraet ne sushestvuyushii poka rentgenovskii lazer s nakachkoi energien ot yadernogo vzryva. Voobshe ideya rentgenovskih i gamma-lazerov davno privlekaet vnimanie uchenyh [37-39]. Primenenie takih lazerov sulit bol'shie perspektivy: kak istochniki kogerentnyh voln oni privedut k rozhdeniyu rentgenovskoi i gamma-golografii (molekulyarnoi golografii), pozvolyat sozdat' rentgenovskii mikroskop i rasshifrovat' ob'emnuyu strukturu molekul i atomov. Vozmozhnost' vozdeistvovat' na atomy i ih yadra strogo dozirovannymi porciyami energii - kvantami - dast vozmozhnost' izuchat' i napravlennym obrazom izmenyat' strukturu atomnyh yader Special'no podobrav chastotu izlucheniya, mozhno raskachivat' i razryvat' opredelennye svyazi v yadre i osushestvlyat' takim obrazom samye ekzoticheskie yadernye prevrasheniya. Tu rol', kotoruyu igrayut seichas opticheskie lazery v oblasti upravleniya himicheskimi reakciyami, rentgenovskie i gamma-lazery budut igrat' v sfere yadernyh prevrashenii. Vprochem, oni naidut primenenie i v hirurgii, i v sputnikovoi svyazi, i v drugih oblastyah narodnogo hozyaistva. Poetomu uzhe bolee 20 let prodolzhayutsya popytki sozdat' rentgenovskii lazer ispol'zuya, razumeetsya, ne razrushitel'nuyu energiyu yadernogo vzryva, a "priruchennuyu" energiyu (naprimer, obychnyh opticheskih lazerov).

Pri sozdanii korotkovolnovyh lazerov neobhodimo preodolet' nekotorye principial'nye trudnosti. Chtoby osushestvlyalsya effekt usileniya elektromagnitnogo izlucheniya pri ego prohozhdenii cherez aktivnuyu sredu, neobhodimo, vo-pervyh, bol'shoe kolichestvo vozbuzhdennyh atomov, gotovyh ispustit' kvanty vynuzhdennogo izlucheniya, a vo-vtoryh, bol'shaya veroyatnost' vzaimodeistviya mezhdu kvantami i vozbuzhdennymi atomami, obespechivayushaya eto vynuzhdennoe izluchenie. Koroche eto mozhno zapisat' tak:
$K = \sigma (N_{\rm voz} - N_{\rm osn})\,,$

gde K - koefficient usileniya izlucheniya, $\sigma$ - sechenie vzaimodeistviya kvantov s atomami, N_voz i N_osn - chislo atomov v vozbuzhdennom i osnovnom sostoyaniyah. V normal'nyh usloviyah termodinamicheskogo ravnovesiya vypolnyaetsya sootnoshenie N_voz < N_osn, poetomu pogloshenie preobladaet nad vynuzhdennym izlucheniem. Dlya polucheniya lazernogo effekta neobhodimo sozdat' sredu s inversnoi zaselennost'yu atomov po energeticheskim sostoyaniyam (N_voz > N_osn), v chem i sostoit odna iz osnovnyh problem. Krome etogo, iz fundamental'nyh zakonov kvantovoi fiziki sleduet, chto $\sigma \propto \lambda^2$ . Znachit, chem koroche dlina volny izlucheniya, tem trudnee osushestvit' ego kvantovoe usilenie. Poetomu pervye takie usiliteli byli sozdany v radiodiapazone (mazery) v konce 1950-h godov. V 1961 g. byl postroen pervyi opticheskii generator nepreryvnogo deistviya (gelievo-neonovyi lazer). Metody nelineinoi optiki pozvolili v 1970 g. sozdat' lazery, rabotayushie v oblasti vakuumnogo ul'trafioleta ( $$\lambda \sim 1000$\AA$ ). K nachalu 1978 g. stalo yasno, chto naibolee veroyatnaya shema lazera v oblasti $$\lambda \ge 10$\AA$ - eto rentgenovskii lazer na mnogozaryadnyh ionah s nakachkoi moshnym lazerom opticheskogo diapazona. A dlya $$\lambda \le 1$\AA$ dolzhny byt' ispol'zovany yadernye perehody i effekt Messbauera (izluchenie kvantov v kristallah bez "otdachi" atoma, a znachit, bez smesheniya chastoty izlucheniya vsledstvie dopler-effekta).

Kak uzhe govorilos', dlya togo chtoby proishodilo kvantovoe usilenie, neobhodima inversnaya zaselennost'. Dlya ee podderzhaniya moshnost', vvodimaya izvne, dolzhna byt' bol'she moshnosti, kotoraya rasseivaetsya sredoi v vide spontannogo izlucheniya. Kak izvestno, energiya kvanta, vozbuzhdayushego atom, proporcional'na chastote izlucheniya ( $E=h\nu$ ). K tomu zhe, veroyatnost' spontannogo izlucheniya, bespolezno unosyashego energiyu vneshnego istochnika nakachki, proporcional'na tret'ei stepeni chastoty izlucheniya ( $\nu^3$ ). Uchityvaya vse eto, poluchim, chto moshnost' $W$ , neobhodimaya dlya podderzhaniya inversii zaselennosti, $W \propto \nu^4 \propto \lambda^{-4}$ . Esli dlya lazerov vidimogo diapazona ( $\lambda \sim 100$ nm), dostatochno obespechit' moshnost', vvodimuyu v kubicheskii santimetr sredy, poryadka 10² - 10⁴ Vt/sm³, to dlya rentgenovskogo lazera, dlina volny izlucheniya kotorogo na tri poryadka men'she ( $\lambda$ =0,5 nm), neobhodima plotnost' moshnosti $W$ = 10¹⁴ - 10¹⁶ Vt/sm³. Stol' moshnyi energovvod mozhet byt' obespechen v nastoyashee vremya pri yadernom vzryve v ob'eme zaryada libo v fokuse lazernogo izlucheniya dostatochno vysokoi moshnosti, kotoraya mozhet byt' realizovana tol'ko v impul'snom rezhime [55].

V 1984 g. v SShA byla osushestvlena generaciya lazernogo rentgenovskogo izlucheniya v gazovoi srede [20, 21] s ispol'zovaniem v kachestve istochnika nakachki moshnogo dvuhluchevogo opticheskogo lazera "Novett" (Livermorskaya nacional'naya laboratoriya), kazhdyi luch kotorogo imel plotnost' moshnosti 5^.10¹³ Vt/sm² v impul'se dlitel'nost'yu 450 ps na volne 5320 $\AA$ . V fokuse lazera pomeshalas' mishen' - tonchaishaya plenka razmerom 0,1 x 1,1 sm iz selena ili ittriya. Luch isparyal mishen', sozdavaya plazmu iz neonopodobnyh ionov etih metallov. Stolknoveniya s elektronami v plazme vyzyvali vozbuzhdenie ionov, kotoroe zakanchivalos' vynuzhdennym izlucheniem na volne 206 i 210 $\AA$ - dlya selena i 155 $\AA$ - dlya ittriya. Nalichie lazernogo effekta podtverzhdalos' tem, chto izluchenie, skazhem, selenovoi plazmy bylo primerno v 700 raz bolee intensivnym, chem ozhidaemoe ee spontannoe izluchenie. Po soobsheniyu rukovoditelya Livermorskoi gruppy D. Met'yusa, planiruetsya dal'neishee prodvizhenie v oblast' zhestkogo rentgena: izluchenie neonopodobnyh ionov molibdena daet lazernyi effekt na 100 $\AA$ , a ispol'zovanie novyh lazerov nakachki pozvolit prodvinut'sya do 50 $\AA$ .

V tom zhe 1984 g. sotrudnikam Prinstonskoi laboratorii fiziki plazmy (SShA) s pomosh'yu moshnogo IK-lazera na molekulah CO₂ udalos' poluchit' lazernyi effekt v uglerodnoi plazme na volne 182 $\AA$ . Ih lazer nakachki imel impul'snuyu moshnost' 10-20 GVt. Ego puchok fokusirovalsya v pyatno diametrom 0,2-0,4 mm, chto pozvolyalo dostigat' plotnosti moshnosti 10¹³ Vt/sm². Rukovoditel' Prinstonskoi gruppy S. Sak'yuer takzhe nadeetsya prodvinut'sya v oblast' bolee korotkih voln, ispol'zuya litiepodobnye iony neona. Interesno, chto v etih eksperimentah vpervye ispol'zovalos' dlya uvelicheniya koefficienta lazernogo usileniya rentgenovskoe zerkalo, izgotovlennoe T. Barbi v Stanfordskom universitete (SShA). Eto sfericheskoe zerkalo s radiusom krivizny 2 m sostoit iz chereduyushihsya sloev molibdena tolshinoi 35 $\AA$ i kremniya tolshinoi 60 $\AA$ . Kazhdyi molibdenovyi sloi slabo otrazhaet rentgenovskie luchi, no otrazhennye ot posledovatel'nyh sloev luchi skladyvayutsya, interferiruyut i usilivayutsya, tak chto polnyi koefficient otrazheniya takogo mnogosloinogo zerkala dostigaet 70%.

V 1986 g., polnost'yu ionizovav v fokuse moshnogo lazera atomy ftora, issledovateli poluchili lazernoe izluchenie s dlinoi volny 80 $\AA$ . Dal'neishee sushestvennoe umen'shenie dliny volny (a ono neobhodimo dlya umen'sheniya rashodimosti puchka u boevogo lazera) trebuet takih gigantskih plotnostei energii nakachki, kotorye dostigayutsya tol'ko pri vzryvah yadernyh zaryadov. Raboty v etom napravlenii s cel'yu sozdat' boevoi rentgenovskii lazer vedutsya v Livermorskoi laboratorii pod rukovodstvom "otca amerikanskoi vodorodnoi bomby" Eduarda Tellera. Ispytaniya provodyatsya vo vremya podzemnyh yadernyh vzryvov na poligone v shtate Nevada. V 1981 g. bylo opublikovano neoficial'noe soobshenie [18] ob izmerennyh vo vremya eksperimenta harakteristikah lazernogo izlucheniya: dlina volny 14 $\AA$ , dlitel'nost' impul'sa $\le 10^{-9}$ s, energiya v impul'se $\sim 100$ kDzh. Detal'no konstrukciya lazera ne opisana, no izvestno, chto ego rabochim telom yavlyayutsya tonkie metallicheskie sterzhni (v opisannom eksperimente, veroyatno, ispol'zovalsya cink, poskol'ku na odnom iz perehodov vodorodopodobnogo iona cinka izluchaetsya kvant s $$\lambda=14.2$\AA$ ).

Ris.6.

Posle vzryva yadernogo zaryada pod deistviem ego moshnogo rentgenovskogo potoka veshestvo sterzhnei prevrashaetsya v polnost'yu ionizovannuyu plazmu (ris.6.). Kogda temperatura elektronov neskol'ko ponizitsya, oni nachinayut rekombinirovat' preimushestvenno na nizhnie urovni, izluchaya rentgen. Poskol'ku vremya vysvechivaniya plazmy izmeryaetsya pikosekundami, goryachee oblako ne uspevaet sushestvenno izmenit' svoyu geometriyu - ono sohranyaet formu i napravlenie sterzhnya. Tak kak zerkal dlya izlucheniya s $$\lambda \sim 10$\AA$ ne sushestvuet, rentgenovskii lazer, veroyatno, budet rabotat' bez rezonatora. Poetomu rashodimost' puchka budet opredelyat'sya dvumya faktorami: difrakciei ( $\alpha \approx \lambda/D$ ) i geometriei sterzhnya ( $\alpha \approx D/l$ ), gde D i l - diametr i dlina sterzhnya). Tochnee govorya, naibol'shim iz nih. Minimiziruya znachenie rashodimosti, poluchim optimal'nuyu velichinu diametra: $D=\sqrt{\lambda l}$ . Dlya $$\lambda=14$\AA$ i $l=7$ m eto daet $D=0,1$ mm. Dazhe esli v processe ionizacii i rekombinacii veshestva ego geometriya izmenitsya neznachitel'no, rashodimost' lucha dostigaet $\sim 10^{-5}$ rad. Odnako bolee detal'nyi raschet pokazyvaet [18], chto k momentu vysvechivaniya plazmennyi sgustok mozhet rasshirit'sya do 1 mm; togda rashodimost' lucha stanet $\sim 10^{-4}$ .

Dlya porazheniya MBR, t. e. dlya polucheniya plotnosti energii, skazhem, 10 kDzh/sm² na rasstoyanii 1000 km pri rashodimosti lucha 10^-5, v impul'se takogo lazera dolzhna byt' energiya $\sim 10^{10}$ Dzh. Pri vnutrennem KPD rentgenovskogo lazera 10% (eto optimisticheskaya ocenka, [18]) i pri rasstoyanii sterzhnya (tochnee bylo by nazyvat' ego strunoi) ot yadernogo zaryada $\sim 1$ m moshnost' zaryada dolzhna byt' $\sim 10^{15}$ Dzh, ili $\sim 200$ kt trotilovogo ekvivalenta. Pri etom my predpolagali, chto bol'shaya chast' energii vzryva idet na ionizaciyu struny, i sama struna orientirovana k zaryadu ne torcom, a bokom. Odnako v publikaciyah na etu temu upominayutsya zaryady na poryadok menee moshnye. Vozmozhno, predpolagaetsya ispol'zovat' ne odnu, a desyatki ili sotni parallel'no orientirovannyh strun. Ne isklyucheno takzhe chto amerikanskie inzhenery pytayutsya sozdat' nekii koncentrator energii vzryva na odnoi strune, ispol'zuya effekt otrazheniya rentgenovskih luchei ot kristallov pri kosom padenii.

Ris.10.

Po-vidimomu, principial'nyh ogranichenii na sozdanie rentgenovskogo lazera s yadernoi nakachkoi net. On obeshaet stat' ochen' kompaktnym priborom (s veroyatnoi massoi $\sim 1$ t), dostupnym dlya vyvoda v kosmos odnoi raketoi, chto sdelaet ego malouyazvimym oruzhiem. Esli effektivnost' preobrazovaniya energii vzryva okazhetsya vysokoi, to na odnom zaryade mozhno budet razmestit' desyatki lazernyh sterzhnei s individual'nym navedeniem dlya porazheniya srazu mnogih raket protivnika (ris.10.).

EMI-ORUZhIE

Izvestno, chto yadernye vzryvy soprovozhdayutsya moshnym impul'som elektromagnitnogo izlucheniya [18]. Istochnikom izlucheniya yavlyayutsya rozhdennye vzryvom zaryazhennye chasticy, dvizhushiesya v magnitnom pole Zemli. Osobenno effektiven v etom smysle vzryv v verhnih sloyah atmosfery. Pri megatonnom vzryve v elektromagnitnoe izluchenie (EMI) perehodit energiya 10¹¹ Dzh. Takoi impul's navodit toki i vyzyvaet proboi v elektronnyh ustroistvah na rasstoyanii v tysyachu kilometrov. Poetomu vpolne pravomerno primenyat' ponyatie "EMI-oruzhie".

Odnako eto oruzhie nenapravlennogo deistviya: ono porazhaet i osleplyaet ne tol'ko elektronnye sredstva protivnika, no i svoi sobstvennye. Estestvennym shagom v ego razvitii yavilos' ispol'zovanie generatorov mikrovolnovyh kolebanii, kotorye amerikanskie specialisty schitayut odnim iz perspektivnyh vidov kosmicheskogo oruzhiya. Obychno mikrovolnovoe izluchenie podrazdelyayut na 4 diapazona (sm. tabl. 1).

Tablica 1

Diapazon chastot Chastota Dlina volny

GGc = 10⁹ Gc sm

Ul'travysokie, UVCh 0,3-3 100-10

Sverhvysokie, SVCh 3-30 10-1

Krainevysokie, KVCh 30-300 1-0,1

Gipervysokie, GVCh 300-3 000 0,1-0,01


Tablica 1

Diapazon chastot	Chastota	Dlina volny
	GGc = 10⁹ Gc	sm
Ul'travysokie, UVCh	0,3-3	100-10
Sverhvysokie, SVCh	3-30	10-1
Krainevysokie, KVCh	30-300	1-0,1
Gipervysokie, GVCh	300-3 000	0,1-0,01

V nebol'shih dozah mikrovolnovoe izluchenie ispol'zuetsya medikami v lechebnyh celyah dlya mestnogo razogreva chelovecheskogo tela (UVCh-terapiya). Moshnye dozy mikrovolnovogo izlucheniya mogut porazhat' kak cheloveka, tak i tehniku. Uzhe razrabotany generatory mikrovolnovogo izlucheniya moshnost'yu v sotni megavatt Problema v tom, kak skoncentrirovat' radiovolny v uzkii puchok: yavlenie difrakcii privodit k tomu, chto dazhe u parabolicheskoi antenny diametrom 15 m puchok millimetrovyh voln imeet rashodimost' 10^-4 rad. Na rasstoyanii 1000 km takoi puchok obrazuet pyatno diametrom 100 m. Plotnost' potoka moshnosti pri etom dazhe ot generatora v 1000 MVt padaet do 10 Vt/sm², chto ne mozhet prichinit' ser'eznogo usherba rakete. Chtoby ispol'zovat' mikrovolnovoe izluchenie kak oruzhie PRO, vidimo, pridetsya prodvigat'sya v oblast' submillimetrovyh voln (GVCh) i sozdavat' bolee moshnye generatory.

Odnako mikrovolnovoe izluchenie mozhno ispol'zovat' i dlya porazheniya nazemnyh celei. Atmosfera Zemli imeet neskol'ko "okon prozrachnosti" v radiodiapazone: krome osnovnogo "okna" ( $\lambda$ ot 20 m do 1 sm) est' eshe "poluprozrachnye okna" na $\lambda=8$ i 4 mm. Volny koroche 1 mm pogloshayutsya parami vody. Posylaya na Zemlyu puchok millimetrovyh voln moshnost'yu okolo 1000 MVt, mozhno sozdat' potok tepla, dostatochnyi dlya vosplameneniya goryuchih predmetov.

Osobuyu opasnost' predstavlyaet mikrovolnovoe izluchenie dlya cheloveka. V sostoyanii nenapryazhennoi deyatel'nosti nashe telo vydelyaet okolo 100 Vt tepla. Schitaetsya opasnym dlya zhivogo organizma, esli pogloshennaya izvne moshnost' prevyshaet ego sobstvennoe energovydelenie. Moshnoe mikrovolnovoe izluchenie sposobno vyzvat' u cheloveka ozhog ili teplovoi udar. Teplovoe porazhenie nashego organizma proishodit pri intensivnosti padayushego izlucheniya poryadka 1 kVt/m² [32]. Voobshe govorya, takoi uroven' dostizhim uzhe seichas.

Kak izvestno, elektromagnitnye volny - eto kolebaniya elektricheskogo i magnitnogo polei, vektory kotoryh perpendikulyarny drug drugu i napravleniyu rasprostraneniya voln. Esli telo cheloveka orientirovano svoei dlinnoi os'yu parallel'no vektoru elektricheskogo polya, a frontal'noi ploskost'yu - perpendikulyarno vektoru magnitnogo polya (t. e. chelovek stoit bokom k prihodyashemu izlucheniyu), to telo budet effektivno pogloshat' izluchenie s chastotoi 70-100 MGc ( $\lambda$ =3-4 m) dlya kotorogo ono yavlyaetsya poluvolnovym dipolem i aktivno rezoniruet s padayushei volnoi. Na bolee vysokih chastotah chelovecheskoe telo pogloshaet izluchenie v 5-10 raz menee effektivno, chem na rezonansnoi chastote. Na bolee nizkih chastotah pogloshenie prenebrezhimo malo.

Takim obrazom, vozzhnost' sozdaniya kosmicheskogo mikrovolnovogo oruzhiya, sposobnogo porazhat' kosmicheskie, vozdushnye i nazemnye celi, vpolne real'na.

Kak my uvidim nizhe, prakticheski kazhdaya novaya sistema oruzhiya, predlozhennaya dlya "zvezdnyh voin", mozhet naiti vazhnoe primenenie v narodnom hozyaistve. Ne sostavlyayut isklyucheniya i mikrovolnovye izluchateli: ih predpolagaetsya ispol'zovat' dlya peredachi iz kosmosa na Zemlyu energii orbital'nyh solnechnyh elektrostancii. Veroyatno, stanet vozmozhnym snabzhat' energiei i mobil'nye sredstva: specialisty NASA konstruiruyut samolet, kotoryi budet pitat'sya elektroenergiei ot nazemnyh stancii s pomosh'yu mikrovolnovyh luchei moshnost'yu 2 MVt. Etot bespilotnyi samolet s razmahom kryla 45 m i dvigatelem 40 l. s. smozhet na hodit'sya v vozduhe do 3 mesyacev bez posadki. On dolzhen letat' po zamknutomu marshrutu na vysote 22,5 km i mozhet ispol'zovat'sya dlya kontrolya vozdushnoi sredy; on sposoben takzhe vypolnyat' zadachi v kachestve elementa vozdushnoi sistemy rannego opovesheniya bolee deshevogo, chem ISZ, i bolee nadezhnogo, chem dirizhabl' ili privyaznoi aerostat [56]. "Dnevnoi" prototip takogo samoleta uzhe sozdan i letaet, ispol'zuya energiyu solnechnyh elementov, razmeshennyh na kryl'yah. Sozdanie kosmicheskih mikrovolnovyh stancii sdelaet takie apparaty "kruglosutochnymi".

<< "Zvezdnye voiny": istoriya i sushnost' | Oglavlenie | Abbreviatury | Kineticheskoe i puchkovoe oruzhie >>

Publikacii s klyuchevymi slovami: oruzhie kosmicheskogo bazirovaniya - voennye kosmicheskie programmy - SOI Publikacii so slovami: oruzhie kosmicheskogo bazirovaniya - voennye kosmicheskie programmy - SOI
Sm. takzhe: V.G.Surdin "Zvezdnye voiny"

Obsudit' etu publikaciyu

Versiya dlya pechati

Astrometriya - Astronomicheskie instrumenty - Astronomicheskoe obrazovanie - Astrofizika - Istoriya astronomii - Kosmonavtika, issledovanie kosmosa - Lyubitel'skaya astronomiya - Planety i Solnechnaya sistema - Solnce