Страница:
В настоящее время комплекс «Терра-3» заброшен и ржавеет — Казахстану поднять этот объект оказалось не по силам.
Программа «Фон»
Система ПРО воздушного базирования
Лазерная ПРО наземного базирования
Плазменная система ПРО
Система национальной противоракетной обороны США (НПРО)
Глава 19 ПРОБЛЕМА ТЯГИ
Дальние межпланетные экспедиции и проблема тяги
Межпланетные корабли с ядерными двигателями
Программа «Фон»
В начале 70-х годов в СССР были проведены научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по программе «Фон» с целью создания перспективной системы ПРО. Суть программы состояла в создании системы, которая позволила бы держать «на прицеле» все ядерные боеголовки американцев, включая даже те, которые базировались на подводных лодках и бомбардировщиках. Система должна была базироваться в космосе и поражать ядерные ракеты американцев до их старта.
Работа над техническим проектом осуществлялось по указанию маршала Дмитрия Устинова в НПО «Комета».
В конце 70-х была запущена программа «Фон-1», предусматривающая создание различных видов лучевого оружия, электромагнитных пушек, противоракет, в том числе и многозарядных с субснарядами, системы залпового огня. Однако вскоре многие конструкторы на одном из заседаний приняли решение свернуть работы, так как, по их мнению, программа не имела перспектив: в ЦНИИ «Комета» в результате работ по программе «Фон» пришли к выводу, что уничтожить весь ядерный потенциал США на всех видах носителей (10 тысяч зарядов) за 20–25 минут подлетного времени невозможно.
С 1983 года было начато осуществление программы «Фон-2». Программа предусматривала глубокие исследования в области применения альтернативных средств, способных нейтрализовать американские СОИ «несмертельным оружием»: электромагнитным импульсом, мгновенно нарушающим работу электронной аппаратуры, воздействием лазеров, мощным микроволновым изменением поля и так далее. В результате появились довольно интересные разработки.
Работа над техническим проектом осуществлялось по указанию маршала Дмитрия Устинова в НПО «Комета».
В конце 70-х была запущена программа «Фон-1», предусматривающая создание различных видов лучевого оружия, электромагнитных пушек, противоракет, в том числе и многозарядных с субснарядами, системы залпового огня. Однако вскоре многие конструкторы на одном из заседаний приняли решение свернуть работы, так как, по их мнению, программа не имела перспектив: в ЦНИИ «Комета» в результате работ по программе «Фон» пришли к выводу, что уничтожить весь ядерный потенциал США на всех видах носителей (10 тысяч зарядов) за 20–25 минут подлетного времени невозможно.
С 1983 года было начато осуществление программы «Фон-2». Программа предусматривала глубокие исследования в области применения альтернативных средств, способных нейтрализовать американские СОИ «несмертельным оружием»: электромагнитным импульсом, мгновенно нарушающим работу электронной аппаратуры, воздействием лазеров, мощным микроволновым изменением поля и так далее. В результате появились довольно интересные разработки.
Система ПРО воздушного базирования
С 1983 года по 1987 год в рамках проекта «Терра-3» были проведены испытания лазерной установки весом около 60 тонн, установленной на летающей лаборатории «Ил-76МД» («А-60») СССР-86879.
Для питания лазера и сопутствующей аппаратуры в обтекателях по бокам фюзеляжа были установлены дополнительные турбогенераторы, как на «Ил-76ПП».
Штатный метеорадар заменили бульбообразным обтекателем на специальном переходнике, к которому снизу был пристроен продолговатый обтекатель поменьше. Очевидно, там размещалась антенна системы прицеливания, которая поворачивалась в любую сторону, ловя цель. От обширного остекления штурманской кабины остались лишь по два окошка с каждого борта.
Чтобы не портить аэродинамику самолета еще одним обтекателем, оптическую головку лазера сделали убирающейся.
Верх фюзеляжа между крылом и килем был вырезан и заменен огромными створками, состоящими из нескольких сегментов.
Они убирались внутрь фюзеляжа, а затем наверх вылезала башенка с пушкой.
За крылом имелись выступающие за контур фюзеляжа обтекатели с профилем, подобным профилю крыла. Грузовая рампа сохранялась, но створки грузового люка были сняты, а люк зашит металлом.
Доработку самолета выполнял Таганрогский авиационный научно-технический комплекс имени Бериева и Таганрогский машиностроительный завод имени Георгия Димитрова, выпускавший «А-50» и противолодочные самолеты «Ту-142». О ходе испытаний отечественного боевого лазера ничего не известно, поскольку они остаются совершенно секретными.
После проведения программы испытаний лаборатория «А-60» находилась на аэродроме Чкаловский, на котором в начале 1990-х сгорела. Тем не менее и этот проект можно возродить к жизни, если в том вдруг возникнет необходимость…
Для питания лазера и сопутствующей аппаратуры в обтекателях по бокам фюзеляжа были установлены дополнительные турбогенераторы, как на «Ил-76ПП».
Штатный метеорадар заменили бульбообразным обтекателем на специальном переходнике, к которому снизу был пристроен продолговатый обтекатель поменьше. Очевидно, там размещалась антенна системы прицеливания, которая поворачивалась в любую сторону, ловя цель. От обширного остекления штурманской кабины остались лишь по два окошка с каждого борта.
Верх фюзеляжа между крылом и килем был вырезан и заменен огромными створками, состоящими из нескольких сегментов.
Они убирались внутрь фюзеляжа, а затем наверх вылезала башенка с пушкой.
За крылом имелись выступающие за контур фюзеляжа обтекатели с профилем, подобным профилю крыла. Грузовая рампа сохранялась, но створки грузового люка были сняты, а люк зашит металлом.
Доработку самолета выполнял Таганрогский авиационный научно-технический комплекс имени Бериева и Таганрогский машиностроительный завод имени Георгия Димитрова, выпускавший «А-50» и противолодочные самолеты «Ту-142». О ходе испытаний отечественного боевого лазера ничего не известно, поскольку они остаются совершенно секретными.
После проведения программы испытаний лаборатория «А-60» находилась на аэродроме Чкаловский, на котором в начале 1990-х сгорела. Тем не менее и этот проект можно возродить к жизни, если в том вдруг возникнет необходимость…
Лазерная ПРО наземного базирования
Мобильный лазерный комплекс для уничтожения спутников и баллистических ракет противника был создан усилиями конструкторского коллектива Троицкого института инновационных и термоядерных исследований (Подмосковье).
Основой комплекса является лазер на углероде мощностью 1 МВт. Базируется комплекс на двух модулях-платформах, созданных из серийных автоприцепов Челябинского завода. На первой платформе размещается генератор лазерного излучения, включающий в себя блок оптического резонатора и газоразрядную камеру. Здесь же устанавливается система формирования и наведения луча. Рядом располагается кабина управления, откуда ведется программное или ручное его наведение и фокусировка. На второй платформе находятся элементы газодинамического тракта: авиационный турбореактивный двигатель «Р29-300», выработавший свой летный ресурс, но еще способный послужить в качестве источника энергии; эжекторы, устройства выхлопа и шумоглушения, емкость для сжиженной углекислоты, топливный бак с авиационным керосином.
Каждая платформа оснащена своим тягачом марки «КрАЗ» и транспортируется практически в любое место, куда он способен пройти.
Когда выяснилось, что в качестве оружия этот комплекс применяться не будет, команда специалистов Троицкого института вместе с коллегами из НПО «Алмаз», НИИ электрофизической аппаратуры имени Ефремова и Государственного внедренческого малого предприятия «Конверсия» разработали на его основе лазерный технологический комплекс «МЛТК-50». Этот комплекс показал превосходные результаты при ликвидации пожара на газовой скважине в Карачаевске, развалке скального массива, при дезактивации поверхности бетона на АЭС методом шелушения, выжигании пленки нефти на поверхности акватории и даже при уничтожении полчищ саранчи.
Основой комплекса является лазер на углероде мощностью 1 МВт. Базируется комплекс на двух модулях-платформах, созданных из серийных автоприцепов Челябинского завода. На первой платформе размещается генератор лазерного излучения, включающий в себя блок оптического резонатора и газоразрядную камеру. Здесь же устанавливается система формирования и наведения луча. Рядом располагается кабина управления, откуда ведется программное или ручное его наведение и фокусировка. На второй платформе находятся элементы газодинамического тракта: авиационный турбореактивный двигатель «Р29-300», выработавший свой летный ресурс, но еще способный послужить в качестве источника энергии; эжекторы, устройства выхлопа и шумоглушения, емкость для сжиженной углекислоты, топливный бак с авиационным керосином.
Каждая платформа оснащена своим тягачом марки «КрАЗ» и транспортируется практически в любое место, куда он способен пройти.
Когда выяснилось, что в качестве оружия этот комплекс применяться не будет, команда специалистов Троицкого института вместе с коллегами из НПО «Алмаз», НИИ электрофизической аппаратуры имени Ефремова и Государственного внедренческого малого предприятия «Конверсия» разработали на его основе лазерный технологический комплекс «МЛТК-50». Этот комплекс показал превосходные результаты при ликвидации пожара на газовой скважине в Карачаевске, развалке скального массива, при дезактивации поверхности бетона на АЭС методом шелушения, выжигании пленки нефти на поверхности акватории и даже при уничтожении полчищ саранчи.
Плазменная система ПРО
Другая интересная разработка связана с созданием плазменной ПРО, способной поражать цели на высотах до 50 километров.
Работа этой системы основана на давно известном эффекте.
Оказывается, плазму можно разогнать вдоль двух, как правило, довольно длинных шин — проводников тока, представляющих собой параллельные проволоки или пластины.
Сгусток плазмы замыкает электрический контур между проводниками, а перпендикулярно к плоскости шин действует внешнее магнитное поле. Плазма разгоняется и стекает с концов шин так же, как разгонялся бы и металлический проводник, скользящий по шинам. В зависимости от условий истечение может происходить по-разному: в виде сильно расширяющегося факела, струй или же в виде последовательных колец-тороидов плазмы — так называемых плазмоидов.
Ускоритель называют в этом случае плазмоидной пушкой; обычно плазма образуется из материала расходуемых электродов. Плазмоиды напоминают кольца дыма, выпускаемые умелыми курильщиками, но они летят в воздухе не плашмя, а боком, со скоростью в десятки и сотни километров в секунду. Каждый плазмоид представляет собой стянутое магнитным полем кольцо плазмы с текущим в нем током и образуется в результате расширения петли тока под действием собственного магнитного поля, иногда усиливаемого с помощью перемычек — металлических пластинок в электрической цепи.
Первую плазменную пушку у нас в стране построил ленинградский профессор Бабат еще в 1941 году. Ныне исследования в этой области ведутся в НИИ радиоприборостроения под руководством академика Римилия Авраменко. Там практически создано плазменное оружие, способное поражать любые цели на высотах до 50 километров.
По мнению академика, плазменное оружие противоракетной обороны будет не только стоить на несколько порядков дешевле американской системы ПРО, но и многократно проще в создании и управлении.
Плазмоид, направляемый наземными средствами ПРО, создает перед летящей боеголовкой ионизируемый участок и полностью нарушает аэродинамику полета объекта, после чего цель уходит с траектории и разрушается от чудовищных перегрузок. При этом поражающий фактор доставляется к цели со скоростью света.
В 1995 году специалисты НИИ радиоприборостроения разработали концепцию международного эксперимента «Доверие» («Trust») для совместного с США испытания плазменного оружия на американском противоракетном полигоне Кваджелейн.
Проект «Доверие» заключался в проведении эксперимента с плазменным оружием, которое способно поразить любой движущийся в атмосфере Земли объект. Осуществляется это на основе уже существующей технологической базы, без вывода в космос каких-либо компонентов. Стоимость эксперимента оценивается в 300 миллионов долларов.
Работа этой системы основана на давно известном эффекте.
Оказывается, плазму можно разогнать вдоль двух, как правило, довольно длинных шин — проводников тока, представляющих собой параллельные проволоки или пластины.
Ускоритель называют в этом случае плазмоидной пушкой; обычно плазма образуется из материала расходуемых электродов. Плазмоиды напоминают кольца дыма, выпускаемые умелыми курильщиками, но они летят в воздухе не плашмя, а боком, со скоростью в десятки и сотни километров в секунду. Каждый плазмоид представляет собой стянутое магнитным полем кольцо плазмы с текущим в нем током и образуется в результате расширения петли тока под действием собственного магнитного поля, иногда усиливаемого с помощью перемычек — металлических пластинок в электрической цепи.
Первую плазменную пушку у нас в стране построил ленинградский профессор Бабат еще в 1941 году. Ныне исследования в этой области ведутся в НИИ радиоприборостроения под руководством академика Римилия Авраменко. Там практически создано плазменное оружие, способное поражать любые цели на высотах до 50 километров.
По мнению академика, плазменное оружие противоракетной обороны будет не только стоить на несколько порядков дешевле американской системы ПРО, но и многократно проще в создании и управлении.
Плазмоид, направляемый наземными средствами ПРО, создает перед летящей боеголовкой ионизируемый участок и полностью нарушает аэродинамику полета объекта, после чего цель уходит с траектории и разрушается от чудовищных перегрузок. При этом поражающий фактор доставляется к цели со скоростью света.
В 1995 году специалисты НИИ радиоприборостроения разработали концепцию международного эксперимента «Доверие» («Trust») для совместного с США испытания плазменного оружия на американском противоракетном полигоне Кваджелейн.
Проект «Доверие» заключался в проведении эксперимента с плазменным оружием, которое способно поразить любой движущийся в атмосфере Земли объект. Осуществляется это на основе уже существующей технологической базы, без вывода в космос каких-либо компонентов. Стоимость эксперимента оценивается в 300 миллионов долларов.
Система национальной противоракетной обороны США (НПРО)
Договора по ПРО более не существует. 13 декабря 2001 года президент США Джордж Буш уведомил президента Российской Федерации Владимира Путина о выходе в одностороннем порядке из Договора по ПРО от 1972 года. Решение было связано с планами Пентагона не позднее чем через полгода провести новые испытания системы Национальной противоракетной обороны (НПРО) с целью защиты от нападения со стороны так называемых «стран-изгоев». Перед тем Пентагон уже провел пять успешных испытаний новой противоракеты, способной поражать межконтинентальные баллистические ракеты класса «Минитмен-2».
Времена «СОИ» вернулись. Америка вновь жертвует своей репутацией на мировой арене и расходует колоссальные средства в погоне за призрачной надеждой получить противоракетный «зонтик», который защитит ее от угрозы с неба. Бессмысленность этой затеи очевидна. Ведь к системам НПРО можно предъявить те же самые претензии, что и к системам «СОИ». Они не обеспечивают стопроцентной гарантии безопасности, но зато могут создать ее иллюзию.
А нет ничего опаснее для здоровья и самой жизни, чем иллюзия безопасности…
Система НПРО США, по замыслам ее создателей, включит в себя несколько элементов: наземные перехватчики ракет («Ground leased Interceptor»), система боевого управления («Battle Management/Command, Control, Communication»), высокочастотные РЛС противоракетной обороны («Ground Based Radiolocator»), РЛС системы предупреждения о ракетном нападении (СПРН), высокочастотные РЛС противоракетной обороны («Brilliant Eyes») и группировка спутников СБИРС.
Наземные перехватчики ракет или противоракеты — основное оружие ПРО. Они уничтожают боеголовки баллистических ракет за пределами земной атмосферы.
Система боевого управления — своеобразный мозг системы ПРО. В случае запуска ракет по территории США именно она будет управлять перехватом.
Наземные высокочастотные радары ПРО отслеживают траекторию полета ракеты и боеголовки. Полученную информацию они отправляют системе боевого управления. Последняя в свою очередь дает команду перехватчикам.
Группировка спутников СБИРС представляет собой двухэшелонную спутниковую систему, которая будет играть ключевую роль в системе управления комплекса НПРО. Верхний эшелон — космический — в проекте включает в себя 4–6 спутников системы предупреждения о ракетном нападении. Низковысотный эшелон состоит из 24 спутников, находящихся на удалении 800-1200 километров.
Эти спутники оснащены датчиками оптического диапазона, которые обнаруживают и определяют параметры движения целей.
По замыслу Пентагона, первоначальным этапом в создании НПРО должно стать строительство радиолокационной станции на острове Шемия (Алеутские острова). Место для начала развертывания системы НПРО выбрано неслучайно.
Именно через Аляску, по расчетам экспертов, проходит большая часть полетных траекторий ракет, которые могут достигнуть территории США. Поэтому там планируется размещение около 100 противоракет. Кстати, эта РЛС, находящаяся еще пока в проекте, завершает создание вокруг США кольца слежения, в которое входят радар в Туле (Гренландия), РЛС «Флаиндейлс» в Великобритании и три радара на территории Соединенных Штатов — «Кэйп Код», «Клэйр» и «Бил». Все они действуют уже на протяжении около 30 лет и в ходе создания системы НПРО будут модернизированы.
Кроме того, подобные же задачи (слежение за пусками ракет и предупреждение о ракетном нападении) станет выполнять и РЛС в Варде (Норвегия), расположенная всего в 40 километрах от российской границы.
Первое испытание противоракеты состоялось 15 июля 2001 года. Оно обошлось американскому налогоплательщику в 100 миллионов долларов США, но зато специалисты Пентагона успешно уничтожили межконтинентальную баллистическую ракету на высоте 144 мили над поверхностью Земли.
Полутораметровый поражающий элемент ракеты-перехватчика, запущенной с атолла Кваджелейн на Маршалловых островах, сближаясь со стартовавшей с базы ВВС США Ванденберг МБР «Минитмэн», поразил ее прямым попаданием, в результате чего на небе наблюдалась ослепительно яркая вспышка, которая вызвала ликование американских военных и технических специалистов, восхищенно потрясавших кулаками.
«По первичным оценкам, все сработало, как надо, — заявил начальник управления по противоракетной обороне министерства обороны США генерал-лейтенант Рональд Кэдиш — Мы попали очень точно… Мы будем настаивать на скорейшем проведении следующего испытания».
Поскольку деньги на НПРО выделяются без задержек, американские военные специалисты развернули бурную деятельность. Разработка ведется сразу по ряду направлений, и создание противоракет — еще не самый сложный элемент в программе.
Уже испытан лазер космического базирования. Это произошло 8 декабря 2000 года. Комплексное испытание фторводородного лазера «Альфа ХЕЛ» («Alpha HEL»), изготовленного компанией «ТРВ» («TRW»), и оптической системы управления лучом, созданной фирмой «Локхид-Мартин», проводились в рамках программы «SBL–IFX» («Space Based Laser Integrated Flight Experiment» — Демонстратор для комплексных летных испытаний лазера космического базирования) на полигоне Капистрано (город Сан-Клемент, штат Калифорния).
В состав системы наведения луча входил оптический блок (телескоп) с системой зеркал «ЛАМР» («LAMP»), использующих технологию адаптивной оптики («мягкие зеркала»).
Первичное зеркало имеет диаметр 4 метра. Кроме того, в систему управления лучом входила система обнаружения, слежения и наведения «АТП» («АТР»). И лазер, и система управления лучом при испытаниях находились в вакуумной камере.
Целью испытаний было определение возможности метрологических систем телескопа поддерживать требуемое направление на цель и обеспечивать управление первичной и вторичной оптикой в ходе высокоэнергетического излучения лазера. Испытания завершились полным успехом: система «АТП» работала даже с большей точностью, чем требовалось.
Согласно официальной информации, вывод на орбиту демонстратора «SBL–IFX» намечен на 2012 год, а его испытания по стартующим межконтинентальным ракетам — на 2013 год. А к 2020 году может быть развернута эксплуатационная группировка космических аппаратов с высокоэнергетическими лазерами на борту.
Тогда, как оценивают эксперты, вместо 250 ракет-перехватчиков на Аляске и в Северной Дакоте достаточно развернуть группировку из 12–20 космических аппаратов на базе технологий «SBL» на орбитах с наклонением 40°. На уничтожение одной ракеты понадобится всего от 1 до 10 секунд в зависимости от высоты полета цели. Перенастройка на новую цель займет всего лишь полсекунды. Система, состоящая из 20 спутников, должна обеспечить почти полное предотвращение ракетной угрозы.
В рамках программы НПРО также планируется использовать лазерную установку воздушного базирования, разрабатываемую по проекту ABL (сокращение от «Airborne Laser»).
Еще в сентябре 1992 года фирмы «Боинг» и «Локхид» получили контракты для определения наиболее подходящего из существующих самолетов для проекта ABL. Обе команды пришли к одному и тому же выводу и рекомендовали ВВС США использовать в качестве платформы «Боинг-747».
В ноябре 1996 года ВВС США заключили контракт с фирмами «Боинг», «Локхид» и «ТРВ» в 1,1 миллиарда долларов на разработку и летные испытания системы вооружения по программе «АБЛ». 10 августа 1999 года была начата сборка первого самолета «747–400 Freighter» для «ABL». 6 января 2001 года самолет YAL-1A совершил первый полет с аэродрома города Эверетт. На 2003 год намечено боевое испытание системы оружия, в ходе которого должна быть сбита оперативнотактическая ракета. Предусматривается поражение ракет на активной стадии их полета.
Основой системы вооружения является йод-кислородный химический лазер, разработанный «ТРВ». Высокоэнергетичный лазер («HEL») имеет модульную конструкцию, для снижения веса в его конструкции широко используются новейшие пластмассы, композиты и титановые сплавы. В лазере, имеющем рекордную химическую эффективность, используется закрытая схема с рециркуляцией реагентов.
Лазер устанавливается в 46-й секции на основной палубе самолета. Для обеспечения прочности, термической и химической устойчивости под лазером устанавливаются две титановые панели обшивки нижней части фюзеляжа. К носовой турели луч передается по специальной трубе, проходящей по верхней части фюзеляжа через все переборки. Стрельба осуществляется с носовой турели весом около 6,3 тонны. Она может поворачиваться на 150° вокруг горизонтальной оси, отслеживая цель. Фокусировка луча на цели осуществляется 1,5-метровым зеркалом, имеющим сектор обзора по азимуту в 120°.
В случае успешных испытаний намечается выпустить к 2005 году три таких самолета, а к 2008 году — система воздушной ПРО должна быть полностью готова. Флот из семи самолетов сможет в течении 24 часов локализовать угрозу в любой точке земного шара.
И это тоже не все. В печать постоянно просачивается информация о испытаниях мощных лазеров наземного базирования, о возрождении кинетических систем воздушного базирования типа «ASAT», о новых проектах по созданию гиперзвуковых бомбардировщиков, о грядущем обновлении спутниковой системы раннего предупреждения. Против кого все это? Неужели против Ирака с Северной Кореей, которые до сих пор не могут построить работоспособную межконтинентальную ракету?..
Признаться, столь вызывающая активность американских военных специалистов на ниве создания НПРО пугает.
Боюсь, мы входим в ту фазу человеческого развития, после которой полеты на Луну, на Марс и создание орбитальных городов станет просто-напросто невозможным…
Времена «СОИ» вернулись. Америка вновь жертвует своей репутацией на мировой арене и расходует колоссальные средства в погоне за призрачной надеждой получить противоракетный «зонтик», который защитит ее от угрозы с неба. Бессмысленность этой затеи очевидна. Ведь к системам НПРО можно предъявить те же самые претензии, что и к системам «СОИ». Они не обеспечивают стопроцентной гарантии безопасности, но зато могут создать ее иллюзию.
А нет ничего опаснее для здоровья и самой жизни, чем иллюзия безопасности…
Система НПРО США, по замыслам ее создателей, включит в себя несколько элементов: наземные перехватчики ракет («Ground leased Interceptor»), система боевого управления («Battle Management/Command, Control, Communication»), высокочастотные РЛС противоракетной обороны («Ground Based Radiolocator»), РЛС системы предупреждения о ракетном нападении (СПРН), высокочастотные РЛС противоракетной обороны («Brilliant Eyes») и группировка спутников СБИРС.
Наземные перехватчики ракет или противоракеты — основное оружие ПРО. Они уничтожают боеголовки баллистических ракет за пределами земной атмосферы.
Система боевого управления — своеобразный мозг системы ПРО. В случае запуска ракет по территории США именно она будет управлять перехватом.
Наземные высокочастотные радары ПРО отслеживают траекторию полета ракеты и боеголовки. Полученную информацию они отправляют системе боевого управления. Последняя в свою очередь дает команду перехватчикам.
Группировка спутников СБИРС представляет собой двухэшелонную спутниковую систему, которая будет играть ключевую роль в системе управления комплекса НПРО. Верхний эшелон — космический — в проекте включает в себя 4–6 спутников системы предупреждения о ракетном нападении. Низковысотный эшелон состоит из 24 спутников, находящихся на удалении 800-1200 километров.
Эти спутники оснащены датчиками оптического диапазона, которые обнаруживают и определяют параметры движения целей.
По замыслу Пентагона, первоначальным этапом в создании НПРО должно стать строительство радиолокационной станции на острове Шемия (Алеутские острова). Место для начала развертывания системы НПРО выбрано неслучайно.
Именно через Аляску, по расчетам экспертов, проходит большая часть полетных траекторий ракет, которые могут достигнуть территории США. Поэтому там планируется размещение около 100 противоракет. Кстати, эта РЛС, находящаяся еще пока в проекте, завершает создание вокруг США кольца слежения, в которое входят радар в Туле (Гренландия), РЛС «Флаиндейлс» в Великобритании и три радара на территории Соединенных Штатов — «Кэйп Код», «Клэйр» и «Бил». Все они действуют уже на протяжении около 30 лет и в ходе создания системы НПРО будут модернизированы.
Кроме того, подобные же задачи (слежение за пусками ракет и предупреждение о ракетном нападении) станет выполнять и РЛС в Варде (Норвегия), расположенная всего в 40 километрах от российской границы.
Первое испытание противоракеты состоялось 15 июля 2001 года. Оно обошлось американскому налогоплательщику в 100 миллионов долларов США, но зато специалисты Пентагона успешно уничтожили межконтинентальную баллистическую ракету на высоте 144 мили над поверхностью Земли.
Полутораметровый поражающий элемент ракеты-перехватчика, запущенной с атолла Кваджелейн на Маршалловых островах, сближаясь со стартовавшей с базы ВВС США Ванденберг МБР «Минитмэн», поразил ее прямым попаданием, в результате чего на небе наблюдалась ослепительно яркая вспышка, которая вызвала ликование американских военных и технических специалистов, восхищенно потрясавших кулаками.
«По первичным оценкам, все сработало, как надо, — заявил начальник управления по противоракетной обороне министерства обороны США генерал-лейтенант Рональд Кэдиш — Мы попали очень точно… Мы будем настаивать на скорейшем проведении следующего испытания».
Поскольку деньги на НПРО выделяются без задержек, американские военные специалисты развернули бурную деятельность. Разработка ведется сразу по ряду направлений, и создание противоракет — еще не самый сложный элемент в программе.
Уже испытан лазер космического базирования. Это произошло 8 декабря 2000 года. Комплексное испытание фторводородного лазера «Альфа ХЕЛ» («Alpha HEL»), изготовленного компанией «ТРВ» («TRW»), и оптической системы управления лучом, созданной фирмой «Локхид-Мартин», проводились в рамках программы «SBL–IFX» («Space Based Laser Integrated Flight Experiment» — Демонстратор для комплексных летных испытаний лазера космического базирования) на полигоне Капистрано (город Сан-Клемент, штат Калифорния).
В состав системы наведения луча входил оптический блок (телескоп) с системой зеркал «ЛАМР» («LAMP»), использующих технологию адаптивной оптики («мягкие зеркала»).
Первичное зеркало имеет диаметр 4 метра. Кроме того, в систему управления лучом входила система обнаружения, слежения и наведения «АТП» («АТР»). И лазер, и система управления лучом при испытаниях находились в вакуумной камере.
Целью испытаний было определение возможности метрологических систем телескопа поддерживать требуемое направление на цель и обеспечивать управление первичной и вторичной оптикой в ходе высокоэнергетического излучения лазера. Испытания завершились полным успехом: система «АТП» работала даже с большей точностью, чем требовалось.
Согласно официальной информации, вывод на орбиту демонстратора «SBL–IFX» намечен на 2012 год, а его испытания по стартующим межконтинентальным ракетам — на 2013 год. А к 2020 году может быть развернута эксплуатационная группировка космических аппаратов с высокоэнергетическими лазерами на борту.
Тогда, как оценивают эксперты, вместо 250 ракет-перехватчиков на Аляске и в Северной Дакоте достаточно развернуть группировку из 12–20 космических аппаратов на базе технологий «SBL» на орбитах с наклонением 40°. На уничтожение одной ракеты понадобится всего от 1 до 10 секунд в зависимости от высоты полета цели. Перенастройка на новую цель займет всего лишь полсекунды. Система, состоящая из 20 спутников, должна обеспечить почти полное предотвращение ракетной угрозы.
В рамках программы НПРО также планируется использовать лазерную установку воздушного базирования, разрабатываемую по проекту ABL (сокращение от «Airborne Laser»).
Еще в сентябре 1992 года фирмы «Боинг» и «Локхид» получили контракты для определения наиболее подходящего из существующих самолетов для проекта ABL. Обе команды пришли к одному и тому же выводу и рекомендовали ВВС США использовать в качестве платформы «Боинг-747».
В ноябре 1996 года ВВС США заключили контракт с фирмами «Боинг», «Локхид» и «ТРВ» в 1,1 миллиарда долларов на разработку и летные испытания системы вооружения по программе «АБЛ». 10 августа 1999 года была начата сборка первого самолета «747–400 Freighter» для «ABL». 6 января 2001 года самолет YAL-1A совершил первый полет с аэродрома города Эверетт. На 2003 год намечено боевое испытание системы оружия, в ходе которого должна быть сбита оперативнотактическая ракета. Предусматривается поражение ракет на активной стадии их полета.
Основой системы вооружения является йод-кислородный химический лазер, разработанный «ТРВ». Высокоэнергетичный лазер («HEL») имеет модульную конструкцию, для снижения веса в его конструкции широко используются новейшие пластмассы, композиты и титановые сплавы. В лазере, имеющем рекордную химическую эффективность, используется закрытая схема с рециркуляцией реагентов.
Лазер устанавливается в 46-й секции на основной палубе самолета. Для обеспечения прочности, термической и химической устойчивости под лазером устанавливаются две титановые панели обшивки нижней части фюзеляжа. К носовой турели луч передается по специальной трубе, проходящей по верхней части фюзеляжа через все переборки. Стрельба осуществляется с носовой турели весом около 6,3 тонны. Она может поворачиваться на 150° вокруг горизонтальной оси, отслеживая цель. Фокусировка луча на цели осуществляется 1,5-метровым зеркалом, имеющим сектор обзора по азимуту в 120°.
В случае успешных испытаний намечается выпустить к 2005 году три таких самолета, а к 2008 году — система воздушной ПРО должна быть полностью готова. Флот из семи самолетов сможет в течении 24 часов локализовать угрозу в любой точке земного шара.
И это тоже не все. В печать постоянно просачивается информация о испытаниях мощных лазеров наземного базирования, о возрождении кинетических систем воздушного базирования типа «ASAT», о новых проектах по созданию гиперзвуковых бомбардировщиков, о грядущем обновлении спутниковой системы раннего предупреждения. Против кого все это? Неужели против Ирака с Северной Кореей, которые до сих пор не могут построить работоспособную межконтинентальную ракету?..
Признаться, столь вызывающая активность американских военных специалистов на ниве создания НПРО пугает.
Боюсь, мы входим в ту фазу человеческого развития, после которой полеты на Луну, на Марс и создание орбитальных городов станет просто-напросто невозможным…
Глава 19 ПРОБЛЕМА ТЯГИ
Дальние межпланетные экспедиции и проблема тяги
Общеизвестно, что на сегодняшний день основой космической экспансии человечества по-прежнему являются ракеты на жидком топливе. Однако имеющиеся в наличии и перспективные ракеты на жидком топливе, к сожалению, не способны решить самую интересную (но и самую трудную) задачу в истории человечества — в приемлемые сроки доставить экспедицию из нескольких космонавтов к какой-либо из планет Солнечной системы. И хотя некоторые простейшие межпланетные полеты и возможно реализовать на кораблях с термохимическими ракетными двигателями, они потребовали бы поистине грандиозных затрат топлива Это дает основание считать подобные полеты если и не принципиально, то
практическинеосуществимыми.
Такой вывод является следствием малой величины химической энергии. Разумеется, все познается в сравнении, и говорить можно только об относительных величинах. Ведь сама по себе химическая энергия не так уж мала. Один килограмм современного ракетного топлива способен выделить при сгорании примерно 4000 ккал тепла. Одна килокалория тепловой энергии эквивалентна 427 килограммометрам механической работы. Это значит, что тепла, выделяющегося при сгорании одного килограмма топлива, достаточно, чтобы поднять массу в один килограмм на высоту 40 004 271 700 километров, считая поле земного тяготения постоянным (в действительности эта высота будет больше 2300 километров).
В свою очередь «работа отрыва», то есть работа, необходимая для «удаления» одного килограмма массы с поверхности Земли в бесконечность, как это должно происходить при всех межпланетных полетах, эквивалентна перенесению на высоту, равную земному радиусу (примерно 6400 километров). Это означает, что для отрыва от Земли одного килограмма массы межпланетного корабля теоретически потребовалось бы менее четырех килограммов ракетного топлива. Но в действительности расход топлива должен быть во много раз больше. Это объясняется многочисленными непроизводительными затратами энергии топлива, сопровождающими такой взлет. Часть энергии теряется в камере сгорания двигателя, то есть в процессе перехода химической энергии в тепловую, другая часть — в двигателе же, при переходе тепловой энергии в кинетическую энергию реактивной струи. Значительная энергия бесполезно теряется и с вытекающими из двигателя газами. Часть энергии уходит на подъем самого топлива в поле земного тяготения. Приходится преодолевать сопротивление земной атмосферы, имеют место так называемые гравитационные потери, связанные с работой двигателя ракеты, взлетающей в поле земного тяготения, и так далее.
Вот почему столь большая в действительности химическая энергия оказывается не в состоянии решить сложные задачи космонавтики. Доля полезной нагрузки во взлетной массе «химических» межпланетных ракет составляет лишь доли процента, что и приводит к чрезмерно большим значениям взлетной массы.
На этом фоне заметно выигрывают ракеты с ядерными двигателями (ЯРД), разговоры о которых ведутся с 20-х годов XX века. О них мы сейчас и поговорим.
Такой вывод является следствием малой величины химической энергии. Разумеется, все познается в сравнении, и говорить можно только об относительных величинах. Ведь сама по себе химическая энергия не так уж мала. Один килограмм современного ракетного топлива способен выделить при сгорании примерно 4000 ккал тепла. Одна килокалория тепловой энергии эквивалентна 427 килограммометрам механической работы. Это значит, что тепла, выделяющегося при сгорании одного килограмма топлива, достаточно, чтобы поднять массу в один килограмм на высоту 40 004 271 700 километров, считая поле земного тяготения постоянным (в действительности эта высота будет больше 2300 километров).
В свою очередь «работа отрыва», то есть работа, необходимая для «удаления» одного килограмма массы с поверхности Земли в бесконечность, как это должно происходить при всех межпланетных полетах, эквивалентна перенесению на высоту, равную земному радиусу (примерно 6400 километров). Это означает, что для отрыва от Земли одного килограмма массы межпланетного корабля теоретически потребовалось бы менее четырех килограммов ракетного топлива. Но в действительности расход топлива должен быть во много раз больше. Это объясняется многочисленными непроизводительными затратами энергии топлива, сопровождающими такой взлет. Часть энергии теряется в камере сгорания двигателя, то есть в процессе перехода химической энергии в тепловую, другая часть — в двигателе же, при переходе тепловой энергии в кинетическую энергию реактивной струи. Значительная энергия бесполезно теряется и с вытекающими из двигателя газами. Часть энергии уходит на подъем самого топлива в поле земного тяготения. Приходится преодолевать сопротивление земной атмосферы, имеют место так называемые гравитационные потери, связанные с работой двигателя ракеты, взлетающей в поле земного тяготения, и так далее.
Вот почему столь большая в действительности химическая энергия оказывается не в состоянии решить сложные задачи космонавтики. Доля полезной нагрузки во взлетной массе «химических» межпланетных ракет составляет лишь доли процента, что и приводит к чрезмерно большим значениям взлетной массы.
На этом фоне заметно выигрывают ракеты с ядерными двигателями (ЯРД), разговоры о которых ведутся с 20-х годов XX века. О них мы сейчас и поговорим.
Межпланетные корабли с ядерными двигателями
Итак, чтобы сообщить одному килограмму массы вторую космическую скорость, необходимую для совершения межпланетного полета, нужна энергия примерно четырех килограммов химического ракетного топлива, но ту же энергию в состоянии выделить крупинка ядерного горючего — урана с массой меньше миллиграмма!
Процессы, при которых выделяется ядерная энергия, подразделяются на радиоактивные превращения, реакции деления тяжелых ядер, реакции синтеза легких ядер и реакции аннигиляции. Для использования в ракетной технике более подходит хорошо изученная управляемая реакция деления ядер урана или плутония. Ведь только в этом случае удается пока воздействовать на ход ядерной реакции и таким образом регулировать скорость выделения атомной энергии.
В результате каждого единичного акта ядерного деления осколки разделившегося атомного ядра разлетаются в противоположные стороны под действием возникающей между ними электростатической силы отталкивания. Скорость этого разлета очень велика — порядка 10–15 тысяч км/с. Если все эти хаотично движущиеся и мчащиеся с огромной скоростью атомные ядра — осколки деления, образующиеся в ходе цепной реакции, заставить двигаться организованно, в одном общем для всех направлении, то было бы возможно создание ракетного двигателя с колоссальным удельным импульсом и скоростью истечения 20 000-30 000 м/с (против 3500–4000 м/с у современного ракетного двигателя).
В 50-е годы на волне эйфории, вызванной созданием и вводом в эксплуатацию мощных атомных электростанций, появилось много проектов транспортных систем, использующих энергию ядерного деления. Планировалось оснастить такими двигателями морские и речные суда, самолеты и даже автомобили. Активно обсуждалась и идея создания ракет с атомными двигателями.
Лишь много позже конструкторы были вынуждены признать, что создание такой «атомной ракеты» не представляется возможным — со временем подобную схему даже стали называть «псевдоракетой». И дело не только в том, что организация движения продуктов ядерной реакции, подобно тому как это происходит в обычных термохимических ракетных двигателях с продуктами реакции сгорания топлива, пока не осуществлена. Здесь возникает еще одна трудность принципиального характера. Она связана с ограничением максимально возможной тяги подобного двигателя. Частицы вещества в двигателе — продукты ядерной реакции — движутся с колоссальной скоростью, соответствующей температурам во многие миллионы градусов. В результате мириадов ударов этих частиц о стенки двигателя последние почти мгновенно прогорают! Чтобы двигатель был работоспособным при столь большой скорости движения частиц, нужно сильно уменьшить число этих частиц, то есть соответственно в миллионы раз уменьшить тягу двигателя. Вот почему «псевдоракетный» двигатель мог бы работать лишь при ничтожно малой тяге.
Применение атомной энергии в ракетной технике требует новых способов использования этой энергии. Принципиальная разница здесь состоит в том, что необходимо разделять источник энергии и рабочее вещество, создающее тягу в двигателе. Подобная схема усложняет конструкцию, но позволяет преодолеть целый ряд проблем.
Процессы, при которых выделяется ядерная энергия, подразделяются на радиоактивные превращения, реакции деления тяжелых ядер, реакции синтеза легких ядер и реакции аннигиляции. Для использования в ракетной технике более подходит хорошо изученная управляемая реакция деления ядер урана или плутония. Ведь только в этом случае удается пока воздействовать на ход ядерной реакции и таким образом регулировать скорость выделения атомной энергии.
В результате каждого единичного акта ядерного деления осколки разделившегося атомного ядра разлетаются в противоположные стороны под действием возникающей между ними электростатической силы отталкивания. Скорость этого разлета очень велика — порядка 10–15 тысяч км/с. Если все эти хаотично движущиеся и мчащиеся с огромной скоростью атомные ядра — осколки деления, образующиеся в ходе цепной реакции, заставить двигаться организованно, в одном общем для всех направлении, то было бы возможно создание ракетного двигателя с колоссальным удельным импульсом и скоростью истечения 20 000-30 000 м/с (против 3500–4000 м/с у современного ракетного двигателя).
В 50-е годы на волне эйфории, вызванной созданием и вводом в эксплуатацию мощных атомных электростанций, появилось много проектов транспортных систем, использующих энергию ядерного деления. Планировалось оснастить такими двигателями морские и речные суда, самолеты и даже автомобили. Активно обсуждалась и идея создания ракет с атомными двигателями.
Лишь много позже конструкторы были вынуждены признать, что создание такой «атомной ракеты» не представляется возможным — со временем подобную схему даже стали называть «псевдоракетой». И дело не только в том, что организация движения продуктов ядерной реакции, подобно тому как это происходит в обычных термохимических ракетных двигателях с продуктами реакции сгорания топлива, пока не осуществлена. Здесь возникает еще одна трудность принципиального характера. Она связана с ограничением максимально возможной тяги подобного двигателя. Частицы вещества в двигателе — продукты ядерной реакции — движутся с колоссальной скоростью, соответствующей температурам во многие миллионы градусов. В результате мириадов ударов этих частиц о стенки двигателя последние почти мгновенно прогорают! Чтобы двигатель был работоспособным при столь большой скорости движения частиц, нужно сильно уменьшить число этих частиц, то есть соответственно в миллионы раз уменьшить тягу двигателя. Вот почему «псевдоракетный» двигатель мог бы работать лишь при ничтожно малой тяге.
Применение атомной энергии в ракетной технике требует новых способов использования этой энергии. Принципиальная разница здесь состоит в том, что необходимо разделять источник энергии и рабочее вещество, создающее тягу в двигателе. Подобная схема усложняет конструкцию, но позволяет преодолеть целый ряд проблем.