레이저 신기루의 키메라
지상 또는 공중전에서 "파워", "파괴적인" 레이저를 사용하는 경우 оружия 장소가 없다
8년 2013월 XNUMX일 미국 최초의 NIF 레이저 시설에 있는 로렌스 리버모어 연구소(미국의 대표적인 핵 연구 센터)에서 역사 "양의 에너지 수율"로 열핵 반응을 점화하는 데 성공했습니다. 설치는 192개의 펄스 레이저가 장착된 거대한 공장 작업장으로, 건설에 12년 XNUMX억 달러가 소요되었습니다.
열핵 표적은 1,8MJ 에너지의 레이저 펄스로 압축되었습니다. 이는 지금까지 달성된 단일 레이저 펄스의 가장 높은 에너지 수준입니다. 뛰어난 성과입니다. 이전 기록 보유자인 소련의 12채널 장치 Iskra-5와 미국의 NOVA는 각각 펄스당 30kJ와 40kJ를 생성했습니다. 위대한 애국 전쟁 당시 소련의 주요 사단포인 유명한 ZiS-3의 단발 에너지는 1,43MJ였습니다. 총의 무게는 51톤으로 단순성과 신뢰성으로 구별되었습니다. 같은 구경의 대공포(38-K 샘플 2,2)의 발사 에너지는 4,3MJ였지만 무게는 XNUMX톤으로 훨씬 더 나았습니다.
지금까지 만들어진 가장 강력한 연속 레이저는 80년대 후반 TRW가 개발한 American Alpha였습니다. 이 화학적 수소-불소 레이저는 설계 출력 2MW, 무게 45톤, 길이 24m, 폭 4,5m였습니다. 이 전력(1,5~1,7MW)에 가까운 것은 단일 배럴이었습니다. 항공 50년대 중반에 개발된 총: 미국 M-39, 영국 Aden, 프랑스 Defa. 총 세 개 모두의 무게(탄약 무게 제외)는 대략 80~82kg으로 동일했습니다.
미 공군의 가장 거대한 공기총은 20연장 61mm M52 Vulcan(현재까지 남아 있음)으로 모든 전투기에 설치되었으며 B-5,3 전략 폭격기의 후방 방어 시설에도 있습니다. . 총의 출력은 53MW, 단발 에너지는 190kJ, 발사체 공급 시스템의 무게는 1200kg, 탄약 부하가 0,5 발사체인 전체 시스템의 무게는 약 90톤입니다. 즉, Vulkan은 Alpha보다 2,5배 가볍고 XNUMX배 더 강력합니다.
공개 서적으로 판단 할 수있는 한, 실제로 구현 된 소련 레이저 프로그램 중 가장 성공적인 것은 비행 실험실 A-60입니다. 이것은 강력한 가스 동력 레이저 장치가 설치된 무거운 화물칸 IL-76입니다. 아마, 그것은 Voronezh 디자인 국 "Himavtomatika"(이 모호한 이름으로 소련에서 액체 로켓 엔진의 최고 개발자 중 한 명을 숨겼다)의 산물이었을 것이며, 이는 회사 간 지정 RD-0600를 가지고있었습니다. KB의 공식 웹 사이트에는 방사능 동력 - 100 kW, 무게 - 760 킬로그램, 치수 - 2 x2 x0,6 미터의 특성이 있습니다.
그러나 760kg은 노즐장치를 갖춘 이미터에 불과하다. 장치가 작동하려면 "작동 유체", 즉 고압 하의 뜨거운 이산화탄소 흐름, 24 마력의 용량과 무게를 가진 두 개의 AI-2550 터보제트 엔진을 가져와야 합니다. 각각 600kg이 가스 발생기로 사용되었습니다. 따라서 다른 모든 것(질소 실린더, 항공기 엔진용 등유, 가스 파이프라인, 조준 광학 장치, 제어 시스템 장치)을 고려하지 않고 이 두 장치(방출체 및 가스 발생기)의 무게는 약 98톤이었습니다. 전설적인 소련 항공 7,62mm ShKAS 기관총은 비슷한 출력(16kW)을 가졌습니다. 전쟁 직전에 I-153 및 I-3 전투기가 무장했으며 SB의 방어 무기로도 사용되었습니다. DB-11 폭격기. 기관총의 무게 (탄약 제외)는 XNUMXkg에 불과했습니다.
"눈부신, 얇고 똑 바른 바늘처럼 ..."
이러한 일련의 사례는 오랫동안 계속될 수 있지만 실습에서 알 수 있듯이 이미 말한 내용만으로도 "레이저 중독자"를 완전히 뒤집힌 상태로 만들 수 있습니다. “기관총과 전투용 레이저를 어떻게 비교할 수 있겠습니까?” 그들은 소리칠 것입니다. "기관총은 수백 미터 거리에서 발사되고, 레이저 빔은 수백, 수천 킬로미터 거리에 있는 목표물을 거의 즉각적으로 타격합니다!"
생각은 흥미 롭습니다. 세어 보자. "바늘처럼 얇은"엔지니어 Garin의 쌍곡면 빔은 Blackbird Hotel의 방 크기에 따라 결정된 거리에 남아 있었으며 이러한 의미에서 Alexei Tolstoy는 과학적 진실에 대해 죄를 짓지 않았습니다. 먼 거리에서는 회절 발산의 기본 물리적 법칙이 명확하게 나타나기 시작합니다. 얇은 광선은 없으며, 유한한 크기의 "창"을 통과한 모든 광학 방사선은 팽창하는 원뿔입니다. 가장 좋고 이상적인 경우(레이저 활성 매체는 완전히 균질하고 매체에 입력되는 에너지도 절대적으로 균일함), 광 원뿔 확장의 절반 각도는 파장을 출력 창 직경으로 나눈 몫과 같습니다. 이제 KB "Khimavtomatika" 웹사이트에 제공되는 레이저 방출기의 사진을 찍고 계산기를 사용하여 조금 계산해 보겠습니다.
이산화탄소 레이저의 파장은 정확히 10,6 미크론으로 알려져 있습니다. 이미 터의 출력 개구 크기는 15cm에서 "눈으로"결정할 수 있습니다. 그런데 이것은 훌륭한 결과입니다. 일반적으로 가스 동적 레이저의 활성 영역 크기는 센티미터 단위로 측정되었습니다. 또한 간단한 산술은 이미 10km 거리에서 방사 원뿔의 바닥이 (기껏해야 회절과 동일한 발산으로) 직경이 1,5m이고 면적이 18m100임을 보여줍니다. cm 직경 15km - 1,8m, 100 만 평방 미터의 거리. 지역을 참조하십시오. 이 거대한 "지점"에 XNUMXkW의 레이저 출력이 번질 것입니다.
100km 거리에서 평방 미터당 0,06W의 전력 밀도를 얻습니다. 이러한 "지글거리는 광선"은 손전등에서 얻을 수 있습니다. 10km 거리에서 평방 미터당 5,6 와트가 나옵니다. 참조 이것은 이미 상당히 눈에 띄지 만 우리는 몸을 따뜻하게 할 필요가 없지만 적 항공기 또는 순항 미사일의 구조를 깨뜨립니다. 목표물을 파괴하는 데 필요한 열 에너지에 대한 다양한 추정치가 있으며 모두 평방 미터당 1~20kJ 범위에 속합니다. 센티미터.
예를 들어, 1sq의 완전한 증발을 위해. 3mm 두께의 두랄루민 시트 cm, 8-10kJ를 "펌핑"해야합니다. AKM 배럴 출구의 총알은 평방당 약 4,4kJ를 운반합니다. 센티미터 그러나 언급 된 가장 작은 숫자 (1KJ)라도 10km 거리에서 레이저 "사격"을하려면 160 초 동안 대상에 방사 지점을 유지해야 함을 의미합니다. 이 시간 동안 아음속 순항 미사일은 좋은 오래된 ShKAS에서 도로에서 격추되지 않는 한 45km를 비행합니다.
"푸른 안개 속에 녹아내려..."
조건부 예에서 얻은 레이저 무기의 놀라운 "효율성"은 작업이 진공 공간에서 발생하고 대상이 "흑체"(모든 것을 흡수하고 아무것도 반사하지 않음)인 경우에만 현실과 어느 정도 관련이 있을 수 있습니다. . 대기에서는 모든 것이 비교할 수 없을 정도로 악화되며 전문가들은 오랫동안 이것을 알고 있습니다. 예를 들어 공개 출판물 중에서 미국 해군 연구소(American Naval Research Laboratory)가 실시한 연구 보고서는 주목할 만합니다. 미국인들은 5km 이상의 적당한 거리에서 대기의 표면층으로 전파되는 레이저 빔의 운명에 관심이 있었습니다.
빔 에너지의 약 60~70%가 목표물에 도달하는 도중에 손실된다는 사실은 놀라운 일이 아니며 이러한 결과는 미리 예상할 수 있습니다. 다른 것이 훨씬 더 흥미 롭습니다. 레이저 출력 전력에 대한 목표물에 전달되는 에너지의 의존성에 대해 미국인이 얻은 그래프는 방사 전력의 특정 "임계 값"이 있음을 확고히 나타냅니다. 이 임계 값에 도달하면 레이저 출력이 더 이상 증가해도 다음과 같은 결과가 발생하지 않습니다. 대상에 대한 충격이 증가하면 빔 에너지는 빔 경로를 따라 더 큰 부피의 "공기 채널"에서 가장 작은 먼지 입자와 수증기를 가열하기 위해 목적 없이 낭비됩니다. 더욱이, 사막이나 해수면 위에서 이 "임계값"이 2~3MW 범위에 있는 경우 현대 도시의 분위기에서 임계값 전력은 200~250kW로 제한됩니다(이것은 일반적인 출력 매개변수입니다). 중기관총). 발표된 연구 결과에서 가장 흥미로운 점은 연기와 먼지 구름에 뒤덮인 전장에서 레이저 빔이 어떻게 전파될 것인가가 아닙니다.
레이저의 실제 가능성에 대한 구체적인 아이디어는 50년대 군사 개발을 기반으로 만들어진 MLTK-80 모바일 기술 설비의 실제 사용 경험을 통해 얻을 수 있습니다. 이것은 방전에 의해 펌핑되는 CO2 가스 레이저로 주파수-펄스 모드로 작동하며 단일 펄스의 에너지는 0,5kJ, 최대 출력은 50kW입니다. 에너지 측면에서는 독일 보병 기관총 MG-42보다 약간 열등합니다. 설치에는 총 장비 중량이 48톤인 자동차 트레일러 750대가 사용됩니다. 그러나 이러한 크기와 무게에는 가장 중요한 것, 즉 2011kW 용량의 외부 전원 공급 장치가 포함되지 않습니다. 50년 70월, 비상 작업을 방해하는 금속 구조물을 원격으로 절단해야 했던 가스정 화재를 진압하기 위해 이 단지가 사용되었습니다. 모두 완전히 움직이지 않는 대상에 초점을 맞춘 빔을 사용하여 30~XNUMX미터 거리에서 성공적으로 절단되었으며, 총 레이저 작업 시간은 XNUMX시간에 불과했습니다(전체 작업에는 XNUMX일이 걸렸습니다). Garin이 Aniline Company 공장을 더 빨리 처리했던 것을 기억합니다 ...
간략한 요약: 지상 및/또는 공중전에서는 "강력한", "파괴적인" 레이저 무기를 위한 자리가 없습니다. 약한 광선은 표적의 디자인에 눈에 띄는 영향을 미치지 않으며, 강한 광선은 대기의 먼지와 습기에 "얼룩지게" 됩니다. 중거리 및 훨씬 더 먼 거리에서는 "레이저 총"의 효율성이 무시할 수 있습니다. 근거리 대공 방어 임무는 전통적인 수단(빠른 발사 대공포 및 유도 미사일)을 통해 훨씬 더 안정적으로 해결될 수 있습니다. 몇 배 더 가볍고 저렴해졌습니다. 중요하지 않은 물체를 방어하기 위해 레이저 대공 방어는 용납할 수 없을 정도로 비쌉니다. 전략적으로 중요한 물체를 보호하기 위해 무기는 근본적으로 부적합하며 그 효과는 먼지, 비, 안개에 달려 있습니다.
스타워즈의 적나라한 진실
이곳에서 "레이저 팬"의 꿈은 소음도 없고, 먼지도 없고, 흡수도 없고, 레이저 빔의 초점 흐림도 없는 광대한 공간으로 위쪽으로 옮겨집니다. 그곳이 "레이저 총"이 될 곳입니다. 온 힘을 다해 펼쳐라... 여기서는 힘(힘)부터 시작하겠습니다.
어떤 "획기적 기술"로도 취소될 수 없는 자연의 두 가지 기본 법칙이 있습니다. 이것이 에너지 보존의 법칙이자 엔트로피 증가의 법칙("열역학 제5법칙")입니다. 레이저는 자연의 혼돈이 고도로 조직화되고 일관성 있고 단색의 빛으로 변환되는 장치이므로 이러한 변환은 원칙적으로 높은 효율로 수행될 수 없습니다. 최악의 것 중 최고는 화학적 레이저, 즉 발열 화학 반응의 에너지가 응집성 방사선으로 직접 변환되는 장치입니다(열에서 기계적 움직임으로, 움직임에서 전기로, 전기에서 전기로, 여러 중간 단계를 우회함). 레이저 매체를 펌핑하는 광 펄스). 그러나 화학 레이저의 경우에도 실제로 달성할 수 있는 효율성은 몇 퍼센트로 제한됩니다. 이는 궁극적으로 10~100MW의 레이저를 방출하는 레이저가 150~XNUMXMW의 전력으로 자체 및 주변 공간을 가열한다는 것을 의미합니다.
지정된 전력(100-150MW)은 소규모 도시의 전력 공급 장치이며, 이는 핵 항공모함의 주요 추진 시스템입니다. "레이저 총"이 즉시 녹지 않으려면 그러한 거대한 열 흐름을 어딘가에서 꺼내야합니다. 지구에서 작동하는 제품의 경우 이 작업은 과학적, 공학적 측면 모두에서 어렵지만 여전히 해결 가능합니다. 그리고 우주에서 이 정도의 열을 어떻게 제거할 수 있을까요?
우주공간은 보온병이다. 이러한 일반적인 보온병은 "벽"사이의 거리만 무한한 것으로 간주될 수 있습니다. 우주비행사의 신체와 작동 전자 장치가 내부 열원인 기존 우주선의 경우에도(강력한 레이저의 열 방출에 비해 사실상 XNUMX) 냉각은 아마도 설계자에게 가장 어려운 작업일 것입니다. 메가와트급 화학 레이저가 스테이션 내부에서 작동하기 시작하면 이 스테이션은 어떻게 될까요?
네, 어렵다고 해서 불가능하다는 뜻은 아닙니다. 과열에 민감한 장비를 레이저 모듈과 몇 백 미터 떨어진 별도의 모듈에 배치하고 축구장 여러 개 크기의 열 방출 패널을 레이저 구획에 부착한 다음 이 패널을 접을 수 있도록 만들 것입니다. 햇빛으로 인해 과열되지 않도록, 어두운 곳에서 비행하면서 "레이저 총"으로만 촬영하겠습니다... 문제가 해결되었나요? 아니요. 이제 우리는 기하학적 광학 법칙에 대한 또 다른 만남을 기다리고 있지만 새로운 우주적 거리를 두고 있습니다.
전투용 우주정거장이 지구에 가까운 낮은 궤도로 발사되는 경우(그리고 지구에서 36km 떨어진 정지 궤도에 매달리지 않는 경우)에도 적의 발사를 파괴하는 데 필요한 "레이저 발사"의 범위 ICBM은 수천 킬로미터 단위로 측정됩니다. 로널드 레이건이 발표한 전략방위구상(Strategic Defense Initiative) 시대에 미국은 사거리 18km의 전투 기지 5개를 우주에 발사하겠다고 위협했다. 그런 다음 학교 산술에서 가장 간단한 연습이 시작됩니다.
평방당 최소 10kJ를 전송하려면 cm, 평방당 1W의 목표에 대한 전력 밀도를 제공해야 합니다. cm 그리고 이것은 엄청난 100메가와트 출력을 가진 우주 레이저의 방사선(지상 스탠드에서도 아무도 이 작업을 수행하지 않았다는 점을 기억하십시오)이 직경 2,5미터 이하의 "점"으로 압축되어야 함을 의미합니다. . 5km의 범위와 2,8 미크론의 방사 파장(화학적 수소-불소 레이저)을 사용하려면 거울 직경이 최소 7m인 망원경이 필요합니다. 그러나 목표물에 대한 충격 시간이 0,5초로 줄어들면(스타워즈 계획에서 예상한 대로) 32미터 거울이 필요합니다. 다른 질문이 있나요?
방패와 방패
지금까지 우주로 발사된 가장 큰 광학 거울은 직경 2,4미터의 미국 허블 망원경의 주 거울이었습니다. 이 기술의 기적은 20나노미터 이하의 오차로 포물선 모양의 정확성을 달성하는 작업을 통해 2년 동안 연마되었습니다. 그러나 그들은 실수를 했고, 거울 가장자리의 오류는 XNUMX미크론이었습니다. 이 마이크론은 큰 문제로 커졌고, 이는 우주로 가져가 그곳의 결함이 있는 거울에 부착되는 "안경"을 만들어 해결해야 했습니다.
물론 2,4미터의 거울 직경은 기술적 가능성의 한계가 아닙니다. 1975년에 소련 망원경 BTA-6(당시와 1993년까지 세계에서 가장 큰 망원경)이 6미터의 주경 직경으로 작동되었습니다. 거울 제작용 블랭크는 19년 15일 동안 유리를 녹인 후 냉각됐다. 그런 다음 연마하는 동안 42캐럿의 다이아몬드 도구가 분쇄되어 먼지가 되었습니다. 완성된 "팬케이크"의 무게는 850톤이었고, 기계식 구동 부품을 갖춘 망원경의 총 질량은 XNUMX톤이었습니다.
예, 공간의 경우 수백 톤이 아닌 수십 톤(그런데 작은 허블의 무게는 11톤)으로 유지하여 더 쉽게 만들 수 있습니다. 그러나 여기에서 다른 질문보다 더 흥미로운 새로운 질문이 발생합니다. 마이크로라디안 분율의 각도 정확도로 공간에서 안정화되도록 우주 거울을 어떤 못과 무엇으로 못으로 고정해야 합니까? 메가와트 화학 레이저에서 엄청난 양의 작동 유체가 방출되면 미러 위치 지정의 정확성에 어떤 영향을 미치나요? 극초음속으로 움직이는 표적(대기권 상공에서 발사된 ICBM)을 따라 우주에서 수톤짜리 거울을 위와 같은 정확도로 회전시키는 기계적 구동 시스템은 실제로 무엇입니까? 적의 ICBM이 광학 장치의 초점을 맞춘 잘못된 거리에서 이륙하면 어떻게 해야 합니까?
가장 중요한 것은 메가와트 레이저 빔이 거울을 통과한 후 거울 모양의 나노미터 정밀도가 어떻게 남느냐는 것입니다. 불변의 물리 법칙에 따르면 "모든 레이저 광선에는 두 개의 끝이 있습니다." 그리고 목표물에 있는 빔의 끝 부분에 있는 에너지는 레이저 방출기에 집중된 것보다 어떤 식으로든 더 클 수 없습니다(사실 항상 더 작습니다). 표적 위의 2,5미터의 "열점"이 녹아서 표적을 파괴한다면, 그 면적이 고작 8배 더 큰 거울은 어떻게 될까요? 예, 거울은 공급되는 거의 모든 레이저 방사선을 반사하지만 대상이 훨씬 적게 반사할 것이라고 누가 말했습니까?
나쁜 뉴스 "레이저 팬"의 경우 로켓과 항공기 외피의 주요 재료가 알루미늄이라는 것입니다. 길이가 10,6미크론인 적외선 복사(가스 역학 CO2 레이저)의 반사 계수는 100%에 가깝습니다. 화학 레이저의 방사 범위(1~3μm)에서 알루미늄은 빔 에너지의 약 90~95%를 반사합니다. 로켓 스킨을 거울 마감으로 연마하는 것을 방해하는 것은 무엇입니까? 알루미늄 호일에 싸서? 얇은 은층으로 덮으십시오 (메가와트 우주 기반 레이저의 매혹적인 비용과 비교할 때 – 단지 동전에 불과함) ... 다른 방향으로 갈 수도 있습니다. ICBM 피부를 빛나게 닦지 말고 반대로, 절제(열 전달) 코팅으로 도포하십시오. 이 기술은 이미 반세기 전에 연구되었으며 드물게 비극적인 예외를 제외하고 하강 차량은 대기 진입 중에 유망한 "레이저 총"보다 XNUMX~XNUMX배 더 높은 열 부하를 경험하여 안전하게 지구로 돌아옵니다. 만들 수 있습니다.
“이성과는 반대로, 요소와는 반대로 ...”
위에 주어진 기본 진리와 기본 계산은 성실한 학생이라면 누구나 알아야 합니다. 목표물을 타격하는 데 필요한 방사능에 대한 구체적인 수치는 "레이저 시대"의 첫해에 이미 얻을 수 있습니다. 처음부터 알려지지 않았던 유일한 것은 대기 중 강력한 레이저 방사선의 전파에 관한 물리학이었습니다. 그러나 이 문제는 70년대 말 미국과 소련에서 100kW급 가스 역학 레이저가 만들어지고 (지상 및 공중에서) 테스트된 이후에도 제거되었습니다.
80년대 초까지, "파워", "파괴적인" 레이저 무기의 절대적 무용성은 이 분야에 종사하는 전문가들 사이에서 의심을 불러일으키지 않았습니다. 그러나 그때부터 레이저 광기가 시작되었습니다. 23년 1983월 XNUMX일, 레이건 미국 대통령은 수백 개의 ICBM 발사를 파괴할 수 있는 우주 기반 레이저 무기 시스템을 만들기로 되어 있는 전략방위구상(SDI)을 공개적으로 발표했습니다. 그것은 무엇이었나요? 오늘날 가장 일반적인 버전은 처음부터 SDI가 미국인들이 소련을 새롭고 견딜 수없는 군비 경쟁으로 끌어들이려고 시도한 거창한 허세였다는 것입니다. 이것이 사실이든, 나쁜 게임에 소급하여 좋은 모습을 보이려는 시도이든, 누구도 명확한 대답을 하지 않을 것입니다. 확실히 알려진 것은 SDI 개발자들이 영감의 기쁨으로 시민들을 속였다는 것입니다.
6년 1985월 1일, 또 다른 "기술 시연"의 일환으로 약 5MW의 출력을 가진 불화수소 화학 레이저가 타이탄 ICBM의 두 번째 단계 본체를 파괴했습니다. 모든 TV 채널에서 장엄한 사진이 재생되었으며 SDI 국장 James Abrahamson 중장은 열정적 인 언론인과 인터뷰를했습니다. "레이저는이 것을 문자 그대로 산산조각 냈습니다 ... 매우, 매우 효과적으로." 그리고 진실은 – 어디가 더 효과적일까요? 그들은 0,5km 거리에서 발사되는 ICBM의 선체를 800초 안에 태워버릴 수 있는 시스템을 만들겠다고 약속했습니다. 실제로 대상은 이미 터에서 XNUMXm 떨어진 곳에 있었으며 "로스팅"시간을 아는 사람은 아무도 없습니다. 케이스는 내부의 과도한 압력으로 부풀어 오르고 수직 압축으로 인해 산산조각이났습니다. 레이저 설치의 크기와 무게에 대해, 격납고 크기의 유독한 불소 "배기" 오염 제거 장치에 대해 일반은 섬세하게 침묵을 지켰습니다 ...
그런 다음 동일한 MIRACL 메가와트 레이저가 군함 갑판으로 옮겨졌고 순항 미사일을 시뮬레이션하는 BQM-34 아음속 원격 조종 표적이 레이저 빔에 의해 격추되었다고 발표되었습니다. 기쁨은 끝이 없었습니다. 그러나 나중에 총격은 XNUMXkm 미만의 거리에서 수행되었으며 (대공포 설치가 유사한 작업에 성공적으로 대처했을 것임) 레이저는 아무것도 타거나 깨지지 않았지만 단지 “제어 시스템의 전자 부품을 비활성화하여 결과적으로 표적의 안정성을 잃고 충돌을 일으켰을 뿐입니다. 열빔에 의해 어떤 종류의 "구성 요소"가 비활성화되었는지, IR 방사선에 민감한 센서의 명령에 따른 자기 파괴에 대해 이야기하고 있는지 여부에 대한 이야기는 여전히 조용합니다. 미 해군 사령부는 유독 레이저 시스템을 선박에서 제거하는 것이 좋다고 판단하고 사용 문제로 돌아 가지 않은 것으로 알려져 있습니다.
그러는 동안 성실한 전문가들의 인내심이 급감했고, 1987년 1월에 424페이지 분량의 보고서가 출판되었습니다. 미국물리학회. 공손하게(그럼에도 불구하고 SDI 프로그램은 대통령에 의해 발표되었습니다) "현재 지향성 에너지 무기 개발 단계와 이에 대한 요구 사항 사이의 불일치가 너무 커서 기술 지식의 큰 격차를 제거해야 합니다. 의도한 목표를 달성하기 위해." 특히, "화학 레이저는 달성된 것과 비교하여 출력 전력을 최소 17배(즉, XNUMX배!) 증가시켜야 합니다... 자유 전자 레이저는 여러 물리적 개념에 대한 테스트가 필요하며 그 출력은 다음과 같습니다. XNUMX자리 증가했습니다. .. 레이저 빔의 광학 품질을 수정하는 방법은 몇 배나 향상되어야 합니다... "최종 결론:" 가장 유리한 상황에서도 XNUMX배 이상이 소요됩니다. 미사일 방어 문제를 해결하기 위한 레이저 및 빔 무기 개발 가능성에 대해 정보에 입각한 결정을 내리기 전에(시스템을 가동하는 것이 아니라 결정을 내리십시오!) 수년간의 집중적인 과학 연구를 거쳐야 합니다.
"아버지들의 실수와 그들의 늦은 마음..."
1993년에 SDI 프로그램은 공식적으로 종료되었습니다. Finita la 코미디? 아무 일도하지. 예산 파이의 냄새는 계속해서 식욕을 돋우었고 "평화로운 휴식"은 불과 1996년 동안만 지속되었습니다. 9년에 새로운 사기가 시작되었습니다. 이제 직경 1m의 거울을 갖춘 화학적 산소-요오드 레이저(방출기 무게 - 1,6톤, 출력 전력 - 747MW)가 거대 수송기 Boeing B-1,1에 설치되었습니다. 우선 16억 달러의 예산이 배정됐다. 그리고 물론 그들은 단 5년 만에 ABL 프로그램에 XNUMX억 달러가 늘어났다고 덧붙였습니다.
이번에는 소위 적응광학이 우주의 법칙을 뒤집을 수 있는 '마술지팡이'의 역할을 주장했다. 미국 엔지니어들이 해낸 일은 정말 놀랍습니다. 거대한 거울은 340개의 요소로 나누어져 있으며 각 요소에는 자체 기계식 구동 장치가 있습니다. 킬로와트 전력의 두 개의 "진단" 레이저로 구성된 시스템은 지속적으로 대기를 조사하고, 또 다른 하위 시스템은 강력한 레이저 방사선의 파동 매개 변수를 분석하고, 컴퓨터는 제어 명령을 내리고, 주 거울의 곡률은 초당 수천 번.
이러한 모든 노력과 수십억 달러의 지출은 N번째로 언급된 보고서로 마무리되었습니다. “대기 중의 먼지 입자는 에너지를 흡수하고 빔이 흐려져 파괴의 유효 범위가 감소합니다. 또한 빔에서 타는 먼지 입자는 IR 간섭을 발생시켜 정확한 조준을 어렵게 만듭니다. 레이저와 표적 사이에 구름이 나타나면 무기를 사용할 수 없습니다." 마지막 단락은 화강암으로 주조되어야 합니다. "물리학은 물리학이며 쉽게 이길 수 없습니다.", 영어에서 느슨하게 번역하면 "자연의 법칙에 맞서 싸우는 것은 어렵습니다."를 의미합니다.
그럼에도 불구하고 5억의 대가로 무언가를 무너뜨려야 했습니다. 참조 조건에서는 한 번의 출격 동안 20~40km 거리에서 발사되는 300~400개의 ICBM이 목표당 "수 초"의 방사선을 소비하는 것으로 가정했습니다. 일련의 실패한 시도 끝에 마침내 액체 연료 엔진을 사용하여 이륙 탄도 미사일을 격추하는 것이 가능해졌습니다. 이 획기적인 사건은 11년 2010월 XNUMX일에 열렸습니다. 개발자들은 목표 피부를 태우지 못했다는 것을 솔직하게 인정했지만 가열로 인해 구조가 약해져서 비행 중에 로켓을 파괴하기에 충분했습니다. 메가와트 레이저의 열 방출은 충분했고 다음 "발사" 전에 "레이저 총"을 식히는 데 XNUMX시간이 걸렸습니다. 이륙하는 로켓(이번에는 고체 추진체)을 격추시키려는 두 번째 시도는 "빔 정렬 불량"으로 인해 실패했습니다. 이 경우 문제는 이미터와 미러의 허용할 수 없는 과열이었을 가능성이 있습니다.
이것이 모든 것이 끝난 곳입니다. 해당 프로그램은 공식적으로 종료되었습니다. 미국 국방부 장관 로버트 게이츠는 다음과 같은 말로 개발자들에게 권고했습니다. “국방부 내에서 이 프로그램이 신속하게 배포되어야 하거나 배포될 수 있다고 생각하는 사람을 본 적이 없습니다. 현실적으로 발사 미사일을 올바른 거리에 맞추려면 20~30배 더 강력한 레이저가 필요합니다. 이 시스템을 실행하려면 대당 10억 달러, 연간 유지 비용이 20억 달러인 항공모함 1,5~100대를 보유해야 하는데, 그러한 개념이 실행 가능하다고 믿는 제복을 입은 사람은 한 명도 없습니다. .”
8년 2013월 XNUMX일 미국 최초의 NIF 레이저 시설에 있는 로렌스 리버모어 연구소(미국의 대표적인 핵 연구 센터)에서 역사 "양의 에너지 수율"로 열핵 반응을 점화하는 데 성공했습니다. 설치는 192개의 펄스 레이저가 장착된 거대한 공장 작업장으로, 건설에 12년 XNUMX억 달러가 소요되었습니다.
열핵 표적은 1,8MJ 에너지의 레이저 펄스로 압축되었습니다. 이는 지금까지 달성된 단일 레이저 펄스의 가장 높은 에너지 수준입니다. 뛰어난 성과입니다. 이전 기록 보유자인 소련의 12채널 장치 Iskra-5와 미국의 NOVA는 각각 펄스당 30kJ와 40kJ를 생성했습니다. 위대한 애국 전쟁 당시 소련의 주요 사단포인 유명한 ZiS-3의 단발 에너지는 1,43MJ였습니다. 총의 무게는 51톤으로 단순성과 신뢰성으로 구별되었습니다. 같은 구경의 대공포(38-K 샘플 2,2)의 발사 에너지는 4,3MJ였지만 무게는 XNUMX톤으로 훨씬 더 나았습니다.
지금까지 만들어진 가장 강력한 연속 레이저는 80년대 후반 TRW가 개발한 American Alpha였습니다. 이 화학적 수소-불소 레이저는 설계 출력 2MW, 무게 45톤, 길이 24m, 폭 4,5m였습니다. 이 전력(1,5~1,7MW)에 가까운 것은 단일 배럴이었습니다. 항공 50년대 중반에 개발된 총: 미국 M-39, 영국 Aden, 프랑스 Defa. 총 세 개 모두의 무게(탄약 무게 제외)는 대략 80~82kg으로 동일했습니다.
미 공군의 가장 거대한 공기총은 20연장 61mm M52 Vulcan(현재까지 남아 있음)으로 모든 전투기에 설치되었으며 B-5,3 전략 폭격기의 후방 방어 시설에도 있습니다. . 총의 출력은 53MW, 단발 에너지는 190kJ, 발사체 공급 시스템의 무게는 1200kg, 탄약 부하가 0,5 발사체인 전체 시스템의 무게는 약 90톤입니다. 즉, Vulkan은 Alpha보다 2,5배 가볍고 XNUMX배 더 강력합니다.
공개 서적으로 판단 할 수있는 한, 실제로 구현 된 소련 레이저 프로그램 중 가장 성공적인 것은 비행 실험실 A-60입니다. 이것은 강력한 가스 동력 레이저 장치가 설치된 무거운 화물칸 IL-76입니다. 아마, 그것은 Voronezh 디자인 국 "Himavtomatika"(이 모호한 이름으로 소련에서 액체 로켓 엔진의 최고 개발자 중 한 명을 숨겼다)의 산물이었을 것이며, 이는 회사 간 지정 RD-0600를 가지고있었습니다. KB의 공식 웹 사이트에는 방사능 동력 - 100 kW, 무게 - 760 킬로그램, 치수 - 2 x2 x0,6 미터의 특성이 있습니다.
그러나 760kg은 노즐장치를 갖춘 이미터에 불과하다. 장치가 작동하려면 "작동 유체", 즉 고압 하의 뜨거운 이산화탄소 흐름, 24 마력의 용량과 무게를 가진 두 개의 AI-2550 터보제트 엔진을 가져와야 합니다. 각각 600kg이 가스 발생기로 사용되었습니다. 따라서 다른 모든 것(질소 실린더, 항공기 엔진용 등유, 가스 파이프라인, 조준 광학 장치, 제어 시스템 장치)을 고려하지 않고 이 두 장치(방출체 및 가스 발생기)의 무게는 약 98톤이었습니다. 전설적인 소련 항공 7,62mm ShKAS 기관총은 비슷한 출력(16kW)을 가졌습니다. 전쟁 직전에 I-153 및 I-3 전투기가 무장했으며 SB의 방어 무기로도 사용되었습니다. DB-11 폭격기. 기관총의 무게 (탄약 제외)는 XNUMXkg에 불과했습니다.
"눈부신, 얇고 똑 바른 바늘처럼 ..."
이러한 일련의 사례는 오랫동안 계속될 수 있지만 실습에서 알 수 있듯이 이미 말한 내용만으로도 "레이저 중독자"를 완전히 뒤집힌 상태로 만들 수 있습니다. “기관총과 전투용 레이저를 어떻게 비교할 수 있겠습니까?” 그들은 소리칠 것입니다. "기관총은 수백 미터 거리에서 발사되고, 레이저 빔은 수백, 수천 킬로미터 거리에 있는 목표물을 거의 즉각적으로 타격합니다!"
생각은 흥미 롭습니다. 세어 보자. "바늘처럼 얇은"엔지니어 Garin의 쌍곡면 빔은 Blackbird Hotel의 방 크기에 따라 결정된 거리에 남아 있었으며 이러한 의미에서 Alexei Tolstoy는 과학적 진실에 대해 죄를 짓지 않았습니다. 먼 거리에서는 회절 발산의 기본 물리적 법칙이 명확하게 나타나기 시작합니다. 얇은 광선은 없으며, 유한한 크기의 "창"을 통과한 모든 광학 방사선은 팽창하는 원뿔입니다. 가장 좋고 이상적인 경우(레이저 활성 매체는 완전히 균질하고 매체에 입력되는 에너지도 절대적으로 균일함), 광 원뿔 확장의 절반 각도는 파장을 출력 창 직경으로 나눈 몫과 같습니다. 이제 KB "Khimavtomatika" 웹사이트에 제공되는 레이저 방출기의 사진을 찍고 계산기를 사용하여 조금 계산해 보겠습니다.
이산화탄소 레이저의 파장은 정확히 10,6 미크론으로 알려져 있습니다. 이미 터의 출력 개구 크기는 15cm에서 "눈으로"결정할 수 있습니다. 그런데 이것은 훌륭한 결과입니다. 일반적으로 가스 동적 레이저의 활성 영역 크기는 센티미터 단위로 측정되었습니다. 또한 간단한 산술은 이미 10km 거리에서 방사 원뿔의 바닥이 (기껏해야 회절과 동일한 발산으로) 직경이 1,5m이고 면적이 18m100임을 보여줍니다. cm 직경 15km - 1,8m, 100 만 평방 미터의 거리. 지역을 참조하십시오. 이 거대한 "지점"에 XNUMXkW의 레이저 출력이 번질 것입니다.
100km 거리에서 평방 미터당 0,06W의 전력 밀도를 얻습니다. 이러한 "지글거리는 광선"은 손전등에서 얻을 수 있습니다. 10km 거리에서 평방 미터당 5,6 와트가 나옵니다. 참조 이것은 이미 상당히 눈에 띄지 만 우리는 몸을 따뜻하게 할 필요가 없지만 적 항공기 또는 순항 미사일의 구조를 깨뜨립니다. 목표물을 파괴하는 데 필요한 열 에너지에 대한 다양한 추정치가 있으며 모두 평방 미터당 1~20kJ 범위에 속합니다. 센티미터.
예를 들어, 1sq의 완전한 증발을 위해. 3mm 두께의 두랄루민 시트 cm, 8-10kJ를 "펌핑"해야합니다. AKM 배럴 출구의 총알은 평방당 약 4,4kJ를 운반합니다. 센티미터 그러나 언급 된 가장 작은 숫자 (1KJ)라도 10km 거리에서 레이저 "사격"을하려면 160 초 동안 대상에 방사 지점을 유지해야 함을 의미합니다. 이 시간 동안 아음속 순항 미사일은 좋은 오래된 ShKAS에서 도로에서 격추되지 않는 한 45km를 비행합니다.
"푸른 안개 속에 녹아내려..."
조건부 예에서 얻은 레이저 무기의 놀라운 "효율성"은 작업이 진공 공간에서 발생하고 대상이 "흑체"(모든 것을 흡수하고 아무것도 반사하지 않음)인 경우에만 현실과 어느 정도 관련이 있을 수 있습니다. . 대기에서는 모든 것이 비교할 수 없을 정도로 악화되며 전문가들은 오랫동안 이것을 알고 있습니다. 예를 들어 공개 출판물 중에서 미국 해군 연구소(American Naval Research Laboratory)가 실시한 연구 보고서는 주목할 만합니다. 미국인들은 5km 이상의 적당한 거리에서 대기의 표면층으로 전파되는 레이저 빔의 운명에 관심이 있었습니다.
빔 에너지의 약 60~70%가 목표물에 도달하는 도중에 손실된다는 사실은 놀라운 일이 아니며 이러한 결과는 미리 예상할 수 있습니다. 다른 것이 훨씬 더 흥미 롭습니다. 레이저 출력 전력에 대한 목표물에 전달되는 에너지의 의존성에 대해 미국인이 얻은 그래프는 방사 전력의 특정 "임계 값"이 있음을 확고히 나타냅니다. 이 임계 값에 도달하면 레이저 출력이 더 이상 증가해도 다음과 같은 결과가 발생하지 않습니다. 대상에 대한 충격이 증가하면 빔 에너지는 빔 경로를 따라 더 큰 부피의 "공기 채널"에서 가장 작은 먼지 입자와 수증기를 가열하기 위해 목적 없이 낭비됩니다. 더욱이, 사막이나 해수면 위에서 이 "임계값"이 2~3MW 범위에 있는 경우 현대 도시의 분위기에서 임계값 전력은 200~250kW로 제한됩니다(이것은 일반적인 출력 매개변수입니다). 중기관총). 발표된 연구 결과에서 가장 흥미로운 점은 연기와 먼지 구름에 뒤덮인 전장에서 레이저 빔이 어떻게 전파될 것인가가 아닙니다.
레이저의 실제 가능성에 대한 구체적인 아이디어는 50년대 군사 개발을 기반으로 만들어진 MLTK-80 모바일 기술 설비의 실제 사용 경험을 통해 얻을 수 있습니다. 이것은 방전에 의해 펌핑되는 CO2 가스 레이저로 주파수-펄스 모드로 작동하며 단일 펄스의 에너지는 0,5kJ, 최대 출력은 50kW입니다. 에너지 측면에서는 독일 보병 기관총 MG-42보다 약간 열등합니다. 설치에는 총 장비 중량이 48톤인 자동차 트레일러 750대가 사용됩니다. 그러나 이러한 크기와 무게에는 가장 중요한 것, 즉 2011kW 용량의 외부 전원 공급 장치가 포함되지 않습니다. 50년 70월, 비상 작업을 방해하는 금속 구조물을 원격으로 절단해야 했던 가스정 화재를 진압하기 위해 이 단지가 사용되었습니다. 모두 완전히 움직이지 않는 대상에 초점을 맞춘 빔을 사용하여 30~XNUMX미터 거리에서 성공적으로 절단되었으며, 총 레이저 작업 시간은 XNUMX시간에 불과했습니다(전체 작업에는 XNUMX일이 걸렸습니다). Garin이 Aniline Company 공장을 더 빨리 처리했던 것을 기억합니다 ...
간략한 요약: 지상 및/또는 공중전에서는 "강력한", "파괴적인" 레이저 무기를 위한 자리가 없습니다. 약한 광선은 표적의 디자인에 눈에 띄는 영향을 미치지 않으며, 강한 광선은 대기의 먼지와 습기에 "얼룩지게" 됩니다. 중거리 및 훨씬 더 먼 거리에서는 "레이저 총"의 효율성이 무시할 수 있습니다. 근거리 대공 방어 임무는 전통적인 수단(빠른 발사 대공포 및 유도 미사일)을 통해 훨씬 더 안정적으로 해결될 수 있습니다. 몇 배 더 가볍고 저렴해졌습니다. 중요하지 않은 물체를 방어하기 위해 레이저 대공 방어는 용납할 수 없을 정도로 비쌉니다. 전략적으로 중요한 물체를 보호하기 위해 무기는 근본적으로 부적합하며 그 효과는 먼지, 비, 안개에 달려 있습니다.
스타워즈의 적나라한 진실
이곳에서 "레이저 팬"의 꿈은 소음도 없고, 먼지도 없고, 흡수도 없고, 레이저 빔의 초점 흐림도 없는 광대한 공간으로 위쪽으로 옮겨집니다. 그곳이 "레이저 총"이 될 곳입니다. 온 힘을 다해 펼쳐라... 여기서는 힘(힘)부터 시작하겠습니다.
어떤 "획기적 기술"로도 취소될 수 없는 자연의 두 가지 기본 법칙이 있습니다. 이것이 에너지 보존의 법칙이자 엔트로피 증가의 법칙("열역학 제5법칙")입니다. 레이저는 자연의 혼돈이 고도로 조직화되고 일관성 있고 단색의 빛으로 변환되는 장치이므로 이러한 변환은 원칙적으로 높은 효율로 수행될 수 없습니다. 최악의 것 중 최고는 화학적 레이저, 즉 발열 화학 반응의 에너지가 응집성 방사선으로 직접 변환되는 장치입니다(열에서 기계적 움직임으로, 움직임에서 전기로, 전기에서 전기로, 여러 중간 단계를 우회함). 레이저 매체를 펌핑하는 광 펄스). 그러나 화학 레이저의 경우에도 실제로 달성할 수 있는 효율성은 몇 퍼센트로 제한됩니다. 이는 궁극적으로 10~100MW의 레이저를 방출하는 레이저가 150~XNUMXMW의 전력으로 자체 및 주변 공간을 가열한다는 것을 의미합니다.
지정된 전력(100-150MW)은 소규모 도시의 전력 공급 장치이며, 이는 핵 항공모함의 주요 추진 시스템입니다. "레이저 총"이 즉시 녹지 않으려면 그러한 거대한 열 흐름을 어딘가에서 꺼내야합니다. 지구에서 작동하는 제품의 경우 이 작업은 과학적, 공학적 측면 모두에서 어렵지만 여전히 해결 가능합니다. 그리고 우주에서 이 정도의 열을 어떻게 제거할 수 있을까요?
우주공간은 보온병이다. 이러한 일반적인 보온병은 "벽"사이의 거리만 무한한 것으로 간주될 수 있습니다. 우주비행사의 신체와 작동 전자 장치가 내부 열원인 기존 우주선의 경우에도(강력한 레이저의 열 방출에 비해 사실상 XNUMX) 냉각은 아마도 설계자에게 가장 어려운 작업일 것입니다. 메가와트급 화학 레이저가 스테이션 내부에서 작동하기 시작하면 이 스테이션은 어떻게 될까요?
네, 어렵다고 해서 불가능하다는 뜻은 아닙니다. 과열에 민감한 장비를 레이저 모듈과 몇 백 미터 떨어진 별도의 모듈에 배치하고 축구장 여러 개 크기의 열 방출 패널을 레이저 구획에 부착한 다음 이 패널을 접을 수 있도록 만들 것입니다. 햇빛으로 인해 과열되지 않도록, 어두운 곳에서 비행하면서 "레이저 총"으로만 촬영하겠습니다... 문제가 해결되었나요? 아니요. 이제 우리는 기하학적 광학 법칙에 대한 또 다른 만남을 기다리고 있지만 새로운 우주적 거리를 두고 있습니다.
전투용 우주정거장이 지구에 가까운 낮은 궤도로 발사되는 경우(그리고 지구에서 36km 떨어진 정지 궤도에 매달리지 않는 경우)에도 적의 발사를 파괴하는 데 필요한 "레이저 발사"의 범위 ICBM은 수천 킬로미터 단위로 측정됩니다. 로널드 레이건이 발표한 전략방위구상(Strategic Defense Initiative) 시대에 미국은 사거리 18km의 전투 기지 5개를 우주에 발사하겠다고 위협했다. 그런 다음 학교 산술에서 가장 간단한 연습이 시작됩니다.
평방당 최소 10kJ를 전송하려면 cm, 평방당 1W의 목표에 대한 전력 밀도를 제공해야 합니다. cm 그리고 이것은 엄청난 100메가와트 출력을 가진 우주 레이저의 방사선(지상 스탠드에서도 아무도 이 작업을 수행하지 않았다는 점을 기억하십시오)이 직경 2,5미터 이하의 "점"으로 압축되어야 함을 의미합니다. . 5km의 범위와 2,8 미크론의 방사 파장(화학적 수소-불소 레이저)을 사용하려면 거울 직경이 최소 7m인 망원경이 필요합니다. 그러나 목표물에 대한 충격 시간이 0,5초로 줄어들면(스타워즈 계획에서 예상한 대로) 32미터 거울이 필요합니다. 다른 질문이 있나요?
방패와 방패
지금까지 우주로 발사된 가장 큰 광학 거울은 직경 2,4미터의 미국 허블 망원경의 주 거울이었습니다. 이 기술의 기적은 20나노미터 이하의 오차로 포물선 모양의 정확성을 달성하는 작업을 통해 2년 동안 연마되었습니다. 그러나 그들은 실수를 했고, 거울 가장자리의 오류는 XNUMX미크론이었습니다. 이 마이크론은 큰 문제로 커졌고, 이는 우주로 가져가 그곳의 결함이 있는 거울에 부착되는 "안경"을 만들어 해결해야 했습니다.
물론 2,4미터의 거울 직경은 기술적 가능성의 한계가 아닙니다. 1975년에 소련 망원경 BTA-6(당시와 1993년까지 세계에서 가장 큰 망원경)이 6미터의 주경 직경으로 작동되었습니다. 거울 제작용 블랭크는 19년 15일 동안 유리를 녹인 후 냉각됐다. 그런 다음 연마하는 동안 42캐럿의 다이아몬드 도구가 분쇄되어 먼지가 되었습니다. 완성된 "팬케이크"의 무게는 850톤이었고, 기계식 구동 부품을 갖춘 망원경의 총 질량은 XNUMX톤이었습니다.
예, 공간의 경우 수백 톤이 아닌 수십 톤(그런데 작은 허블의 무게는 11톤)으로 유지하여 더 쉽게 만들 수 있습니다. 그러나 여기에서 다른 질문보다 더 흥미로운 새로운 질문이 발생합니다. 마이크로라디안 분율의 각도 정확도로 공간에서 안정화되도록 우주 거울을 어떤 못과 무엇으로 못으로 고정해야 합니까? 메가와트 화학 레이저에서 엄청난 양의 작동 유체가 방출되면 미러 위치 지정의 정확성에 어떤 영향을 미치나요? 극초음속으로 움직이는 표적(대기권 상공에서 발사된 ICBM)을 따라 우주에서 수톤짜리 거울을 위와 같은 정확도로 회전시키는 기계적 구동 시스템은 실제로 무엇입니까? 적의 ICBM이 광학 장치의 초점을 맞춘 잘못된 거리에서 이륙하면 어떻게 해야 합니까?
가장 중요한 것은 메가와트 레이저 빔이 거울을 통과한 후 거울 모양의 나노미터 정밀도가 어떻게 남느냐는 것입니다. 불변의 물리 법칙에 따르면 "모든 레이저 광선에는 두 개의 끝이 있습니다." 그리고 목표물에 있는 빔의 끝 부분에 있는 에너지는 레이저 방출기에 집중된 것보다 어떤 식으로든 더 클 수 없습니다(사실 항상 더 작습니다). 표적 위의 2,5미터의 "열점"이 녹아서 표적을 파괴한다면, 그 면적이 고작 8배 더 큰 거울은 어떻게 될까요? 예, 거울은 공급되는 거의 모든 레이저 방사선을 반사하지만 대상이 훨씬 적게 반사할 것이라고 누가 말했습니까?
나쁜 뉴스 "레이저 팬"의 경우 로켓과 항공기 외피의 주요 재료가 알루미늄이라는 것입니다. 길이가 10,6미크론인 적외선 복사(가스 역학 CO2 레이저)의 반사 계수는 100%에 가깝습니다. 화학 레이저의 방사 범위(1~3μm)에서 알루미늄은 빔 에너지의 약 90~95%를 반사합니다. 로켓 스킨을 거울 마감으로 연마하는 것을 방해하는 것은 무엇입니까? 알루미늄 호일에 싸서? 얇은 은층으로 덮으십시오 (메가와트 우주 기반 레이저의 매혹적인 비용과 비교할 때 – 단지 동전에 불과함) ... 다른 방향으로 갈 수도 있습니다. ICBM 피부를 빛나게 닦지 말고 반대로, 절제(열 전달) 코팅으로 도포하십시오. 이 기술은 이미 반세기 전에 연구되었으며 드물게 비극적인 예외를 제외하고 하강 차량은 대기 진입 중에 유망한 "레이저 총"보다 XNUMX~XNUMX배 더 높은 열 부하를 경험하여 안전하게 지구로 돌아옵니다. 만들 수 있습니다.
“이성과는 반대로, 요소와는 반대로 ...”
위에 주어진 기본 진리와 기본 계산은 성실한 학생이라면 누구나 알아야 합니다. 목표물을 타격하는 데 필요한 방사능에 대한 구체적인 수치는 "레이저 시대"의 첫해에 이미 얻을 수 있습니다. 처음부터 알려지지 않았던 유일한 것은 대기 중 강력한 레이저 방사선의 전파에 관한 물리학이었습니다. 그러나 이 문제는 70년대 말 미국과 소련에서 100kW급 가스 역학 레이저가 만들어지고 (지상 및 공중에서) 테스트된 이후에도 제거되었습니다.
80년대 초까지, "파워", "파괴적인" 레이저 무기의 절대적 무용성은 이 분야에 종사하는 전문가들 사이에서 의심을 불러일으키지 않았습니다. 그러나 그때부터 레이저 광기가 시작되었습니다. 23년 1983월 XNUMX일, 레이건 미국 대통령은 수백 개의 ICBM 발사를 파괴할 수 있는 우주 기반 레이저 무기 시스템을 만들기로 되어 있는 전략방위구상(SDI)을 공개적으로 발표했습니다. 그것은 무엇이었나요? 오늘날 가장 일반적인 버전은 처음부터 SDI가 미국인들이 소련을 새롭고 견딜 수없는 군비 경쟁으로 끌어들이려고 시도한 거창한 허세였다는 것입니다. 이것이 사실이든, 나쁜 게임에 소급하여 좋은 모습을 보이려는 시도이든, 누구도 명확한 대답을 하지 않을 것입니다. 확실히 알려진 것은 SDI 개발자들이 영감의 기쁨으로 시민들을 속였다는 것입니다.
6년 1985월 1일, 또 다른 "기술 시연"의 일환으로 약 5MW의 출력을 가진 불화수소 화학 레이저가 타이탄 ICBM의 두 번째 단계 본체를 파괴했습니다. 모든 TV 채널에서 장엄한 사진이 재생되었으며 SDI 국장 James Abrahamson 중장은 열정적 인 언론인과 인터뷰를했습니다. "레이저는이 것을 문자 그대로 산산조각 냈습니다 ... 매우, 매우 효과적으로." 그리고 진실은 – 어디가 더 효과적일까요? 그들은 0,5km 거리에서 발사되는 ICBM의 선체를 800초 안에 태워버릴 수 있는 시스템을 만들겠다고 약속했습니다. 실제로 대상은 이미 터에서 XNUMXm 떨어진 곳에 있었으며 "로스팅"시간을 아는 사람은 아무도 없습니다. 케이스는 내부의 과도한 압력으로 부풀어 오르고 수직 압축으로 인해 산산조각이났습니다. 레이저 설치의 크기와 무게에 대해, 격납고 크기의 유독한 불소 "배기" 오염 제거 장치에 대해 일반은 섬세하게 침묵을 지켰습니다 ...
그런 다음 동일한 MIRACL 메가와트 레이저가 군함 갑판으로 옮겨졌고 순항 미사일을 시뮬레이션하는 BQM-34 아음속 원격 조종 표적이 레이저 빔에 의해 격추되었다고 발표되었습니다. 기쁨은 끝이 없었습니다. 그러나 나중에 총격은 XNUMXkm 미만의 거리에서 수행되었으며 (대공포 설치가 유사한 작업에 성공적으로 대처했을 것임) 레이저는 아무것도 타거나 깨지지 않았지만 단지 “제어 시스템의 전자 부품을 비활성화하여 결과적으로 표적의 안정성을 잃고 충돌을 일으켰을 뿐입니다. 열빔에 의해 어떤 종류의 "구성 요소"가 비활성화되었는지, IR 방사선에 민감한 센서의 명령에 따른 자기 파괴에 대해 이야기하고 있는지 여부에 대한 이야기는 여전히 조용합니다. 미 해군 사령부는 유독 레이저 시스템을 선박에서 제거하는 것이 좋다고 판단하고 사용 문제로 돌아 가지 않은 것으로 알려져 있습니다.
그러는 동안 성실한 전문가들의 인내심이 급감했고, 1987년 1월에 424페이지 분량의 보고서가 출판되었습니다. 미국물리학회. 공손하게(그럼에도 불구하고 SDI 프로그램은 대통령에 의해 발표되었습니다) "현재 지향성 에너지 무기 개발 단계와 이에 대한 요구 사항 사이의 불일치가 너무 커서 기술 지식의 큰 격차를 제거해야 합니다. 의도한 목표를 달성하기 위해." 특히, "화학 레이저는 달성된 것과 비교하여 출력 전력을 최소 17배(즉, XNUMX배!) 증가시켜야 합니다... 자유 전자 레이저는 여러 물리적 개념에 대한 테스트가 필요하며 그 출력은 다음과 같습니다. XNUMX자리 증가했습니다. .. 레이저 빔의 광학 품질을 수정하는 방법은 몇 배나 향상되어야 합니다... "최종 결론:" 가장 유리한 상황에서도 XNUMX배 이상이 소요됩니다. 미사일 방어 문제를 해결하기 위한 레이저 및 빔 무기 개발 가능성에 대해 정보에 입각한 결정을 내리기 전에(시스템을 가동하는 것이 아니라 결정을 내리십시오!) 수년간의 집중적인 과학 연구를 거쳐야 합니다.
"아버지들의 실수와 그들의 늦은 마음..."
1993년에 SDI 프로그램은 공식적으로 종료되었습니다. Finita la 코미디? 아무 일도하지. 예산 파이의 냄새는 계속해서 식욕을 돋우었고 "평화로운 휴식"은 불과 1996년 동안만 지속되었습니다. 9년에 새로운 사기가 시작되었습니다. 이제 직경 1m의 거울을 갖춘 화학적 산소-요오드 레이저(방출기 무게 - 1,6톤, 출력 전력 - 747MW)가 거대 수송기 Boeing B-1,1에 설치되었습니다. 우선 16억 달러의 예산이 배정됐다. 그리고 물론 그들은 단 5년 만에 ABL 프로그램에 XNUMX억 달러가 늘어났다고 덧붙였습니다.
이번에는 소위 적응광학이 우주의 법칙을 뒤집을 수 있는 '마술지팡이'의 역할을 주장했다. 미국 엔지니어들이 해낸 일은 정말 놀랍습니다. 거대한 거울은 340개의 요소로 나누어져 있으며 각 요소에는 자체 기계식 구동 장치가 있습니다. 킬로와트 전력의 두 개의 "진단" 레이저로 구성된 시스템은 지속적으로 대기를 조사하고, 또 다른 하위 시스템은 강력한 레이저 방사선의 파동 매개 변수를 분석하고, 컴퓨터는 제어 명령을 내리고, 주 거울의 곡률은 초당 수천 번.
이러한 모든 노력과 수십억 달러의 지출은 N번째로 언급된 보고서로 마무리되었습니다. “대기 중의 먼지 입자는 에너지를 흡수하고 빔이 흐려져 파괴의 유효 범위가 감소합니다. 또한 빔에서 타는 먼지 입자는 IR 간섭을 발생시켜 정확한 조준을 어렵게 만듭니다. 레이저와 표적 사이에 구름이 나타나면 무기를 사용할 수 없습니다." 마지막 단락은 화강암으로 주조되어야 합니다. "물리학은 물리학이며 쉽게 이길 수 없습니다.", 영어에서 느슨하게 번역하면 "자연의 법칙에 맞서 싸우는 것은 어렵습니다."를 의미합니다.
그럼에도 불구하고 5억의 대가로 무언가를 무너뜨려야 했습니다. 참조 조건에서는 한 번의 출격 동안 20~40km 거리에서 발사되는 300~400개의 ICBM이 목표당 "수 초"의 방사선을 소비하는 것으로 가정했습니다. 일련의 실패한 시도 끝에 마침내 액체 연료 엔진을 사용하여 이륙 탄도 미사일을 격추하는 것이 가능해졌습니다. 이 획기적인 사건은 11년 2010월 XNUMX일에 열렸습니다. 개발자들은 목표 피부를 태우지 못했다는 것을 솔직하게 인정했지만 가열로 인해 구조가 약해져서 비행 중에 로켓을 파괴하기에 충분했습니다. 메가와트 레이저의 열 방출은 충분했고 다음 "발사" 전에 "레이저 총"을 식히는 데 XNUMX시간이 걸렸습니다. 이륙하는 로켓(이번에는 고체 추진체)을 격추시키려는 두 번째 시도는 "빔 정렬 불량"으로 인해 실패했습니다. 이 경우 문제는 이미터와 미러의 허용할 수 없는 과열이었을 가능성이 있습니다.
이것이 모든 것이 끝난 곳입니다. 해당 프로그램은 공식적으로 종료되었습니다. 미국 국방부 장관 로버트 게이츠는 다음과 같은 말로 개발자들에게 권고했습니다. “국방부 내에서 이 프로그램이 신속하게 배포되어야 하거나 배포될 수 있다고 생각하는 사람을 본 적이 없습니다. 현실적으로 발사 미사일을 올바른 거리에 맞추려면 20~30배 더 강력한 레이저가 필요합니다. 이 시스템을 실행하려면 대당 10억 달러, 연간 유지 비용이 20억 달러인 항공모함 1,5~100대를 보유해야 하는데, 그러한 개념이 실행 가능하다고 믿는 제복을 입은 사람은 한 명도 없습니다. .”
정보