Зачем США пугают мир «русскими космическими лазерами»

Россия вывела в космос лазерное оружие – заявляют СМИ со ссылкой на официального представителя Госдепа. Неужели США действительно полагают, что современной России удалось осуществить то, о чем в свое время только мечтала администрация Рейгана? Похоже, реальный смысл подобного заявления вовсе в другом, хотя тоже связан с выведением оружия в космос.

Британское издание Daily Mail (известный таблоид) со ссылкой на свои источники в ООН распространило поистине сенсационную новость. По данным издания, помощник госсекретаря США по контролю над вооружениями, контролю и соблюдению прав человека Илем Поблет заявила, что Россия якобы осуществила размещение боевых лазеров в космосе.

Такие выводы Поблет сделала, исходя из некоего «странного поведения» российских военных спутников, заявленных в качестве спутников-инспекторов, способных осуществлять орбитальный контроль других аппаратов, в том числе принадлежащих США. Несмотря на то, что никаких доказательств о наличии лазерного вооружения на борту данных российских спутников со стороны Поблет представлено не было, помощник госсекретаря уже поспешила заявить, что такая активность космических аппаратов находится «в полном противоречии с российской дипломатической риторикой».

Что же может в самом деле находиться на борту новых российских спутников в качестве оружия и в каком состоянии у США находятся их собственные программы милитаризации околоземного космического пространства?

Проблема космического лазера

Основной проблемой «классического» лазерного оружия является большое количество энергии, которое необходимо затратить на поражение спутника-мишени.

При этом данная проблема носит двойной характер: с одной стороны, достаточное количество энергии боевому спутнику необходимо получить очень быстро. Обычные солнечные батареи для таких целей непригодны: их мощность измеряется лишь десятками киловатт. Например, панели МКС дают лишь 93,9 кВт мощности – и это самые мощные солнечные батареи, когда-либо выведенные человеком в космос. Мощность же боевого лазера на орбите должна быть выше минимум на порядок и составлять несколько мегаватт. А мощность единичного импульса – от нескольких сотен тысяч до миллиона джоулей.

Вторым неудобством является тепловыделение самого лазера. Практически все современные лазерные системы обладают КПД, значительно более низким, чем желаемые 100%, а это значит, что часть подводимой к лазеру энергии будет неизбежно уходить на нагрев самого боевого спутника. Ну а вакуум космического пространства для спутника становится надёжным «термосом», через который очень затруднительно отвести это лишнее тепло. Итогом накопления такого паразитного тепла становится быстрый нагрев стреляющего спутника, с которым приходится бороться массой сложных и затратных систем.

Предельным проектом такого орбитального лазера стал рентгеновский лазер, разрабатывавшийся в США по программе СОИ. В нём американские конструкторы решили обе задачи по-своему элегантно: в качестве источника энергии должна была выступать небольшая ядерная бомба, которая могла бы обеспечить нужной энергией массив из 50 тонких стержней, которые генерировали рентгеновское лазерное излучение. Каждый такой стержень нацеливался на отдельную вражескую ракету на расстоянии в сотни или тысячи километров, то есть одиночная детонация ядерной бомбы на боевом спутнике выводила бы из строя целую сотню боеголовок. Спутник с бомбой и рентгеновскими стержнями при этом бы самоуничтожался, так что не возникало бы и проблемы отвода тепла. Взорвался – ну и бог с ним.

Труба пониже, луч пожиже

Впрочем, проект такого рентгеновского лазера так и не вышел со стадии испытаний. Оказалось, что инженерные проблемы рентгеновского лазера были практически неподъёмными. Около десятка испытаний, проведенных между 1983 и 1992 годами на ядерном полигоне в Неваде, завершились практически ничем: ядерные заряды взрывались, трубки накачивались их энергией, только вот фокусировка луча с их помощью была неэффективной – получался скорее неяркий пучок рентгеновского излучения, нежели режущий всё и вся луч рентгеновского лазера. Реально же созданные рентгеновские лазеры, без накачки ядерным взрывом, хоть и обладали формально неплохой мощностью, были короткоимпульсными, порождая лазерный луч длительностью лишь от пикосекунды до наносекунды. За такое время в луч удавалось передать совершенно смешную энергию – около 5 Дж, чего было явно недостаточно для серьёзного повреждения спутника.

В итоге амбициозная американская программа рентгеновского лазера была закрыта, а США, как и СССР, сосредоточились на длинноволновых лазерных установках.

Уход «вниз» по частоте (ну или «вверх» по длине волны) был вынужденным компромиссом. Все дело в том, что чем более короткую волну генерирует лазерная установка, тем лучшие параметры могут в теории получиться у лазерного пучка и тем компактнее будет сама лазерная установка, что очень важно для космоса. Кроме того, играют роль и свойства большинства материалов: например, в инфракрасных лучах они часто «светлые» (то есть хорошо отражают инфракрасное излучение), а уже при переходе к ультрафиолету резко темнеют, начиная интенсивно поглощать лазерное излучение и нагреваться.

Отсюда понятен и интерес к ультрафиолетовым лазерам и лазерам видимого диапазона: после неудачи с рентгеновскими они стали наиболее коротковолновыми лазерами, на которых были сосредоточены основные усилия конструкторов и инженеров. Тем не менее и с их «космической» пропиской сильно не задалось: 20-лучевой лазер Nova оптического диапазона занимал целое здание и мог делать только несколько пусков за день, каждый из которых обходился в астрономическую сумму в 30 000 долларов.

В итоге в космосе реально побывали лишь инфракрасные лазеры, которые хотя и могут теоретически поражать баллистические ракеты и спутники, но делают это гораздо менее эффективно, нежели лазеры рентгеновского и ультрафиолетового диапазона. В частности, при запуске экспериментальной лазерной платформы «Скиф-ДМ», которая стала первой полезной нагрузкой ракеты «Энергия» в 1987 году, на ней был установлен газодинамический CO2 лазер, работающий в инфракрасном диапазоне на длине волны 10 мкм. Представление о весе и габаритах такого лазера даёт известный вес аппарата «Скиф-ДМ», который составил около 77 тонн. Если бы у СССР к концу существования не было сверхмощной ракеты «Энергия», то лазерную платформу просто нечем было бы запустить в космос.

Впоследствии концепция такого мощного, хотя и не столь эффективного лазера получила развитие в работах ОАО «Конструкторское Бюро Химавтоматики», где к 2011 году был разработан меньший газодинамический CO2 лазер РД0600 мощностью около 100 кВт, который мог бы в будущем использоваться как вооружение перспективной лазерной орбитальной платформы.

Более коротковолновой и мощный лазер был создан в 2012 году и в РФЯЦ-ВНИИТФ (г. Снежинск). В качестве источника подкачки был использован ядерный реактор, а сам лазер работал на атомарном переходе ксенона с длиной волны 2,03 мкм. Однако его выходная энергия за счёт короткого импульса лазерного излучения составила лишь 500 Дж при пиковой мощности в 1,3 МВт.

Подобные лазерные установки были созданы и в США. В частности, на теперь уже закрытом проекте «воздушного лазерного истребителя ракет» Boeing YAL-1 устанавливался кислородно-иодный инфракрасный лазер с длиной волны в 1,315 мкм. К моменту закрытия программы Boeing YAL-1 в 2011-м мощность этого лазера довели до 1 МВт, а энергия одного выстрела составила около 1 МДж. Однако проект сгубило сокращение военного бюджета и дороговизна лазера и носителя: в сентябре 2014 года самолет был утилизирован.

Впрочем, формальный успех Boeing YAL-1 в деле поражения ракет-мишеней в атмосфере Земли практически нивелировался тем, что ни о каких «десятках» ракет речь просто не шла: собственный вес кислородно-иодного инфракрасного лазера составлял около 18 тонн, а на каждый выстрел ему приходилось тратить ещё по несколько десятков килограммов рабочей смеси. Такой вес установки и параметры расхода газообразного хлора, молекулярного иода, раствора перекиси водорода и гидроксида калия ещё допустимо иметь для перехватчика авиационного базирования, но очень трудно организовать для орбитального лазера. Так как во втором случае весь запас рабочего тела (причём нужной химической частоты при том, что часть смеси имеет желание распасться на другие компоненты) для работы химического лазера надо везти с собой на орбиту.

Таким образом, можно сказать: идея «звёздных войн» с помощью лазерного оружия, с которой в своё время столь долго носились США во времена Рональда Рейгана и с которой экспериментировали в СССР и в России, пока что не привела к созданию реальных лазерных установок.

 

По крайней мере, пригодных для вывода на орбиту, длительного дежурства там и поражения спутников и ракет вероятного противника.

Так что же хотела сказать госпожа Поблет?

Тем не менее смысл в заявлении Илем Поблет вполне имеется. В США буднично ведётся разработка своих орбитальных перехватчиков и инспекторов. Так, в частности, одним из наиболее известных (но не единственным) проектов является Boeing X-37 (также известный как X-37B Orbital Test Vehicle, OTV), который заявлен как «орбитальная летающая лаборатория».

Подробно назначение и задачи, для которых ВВС США использует этот беспилотный орбитальный самолёт, похожий на уменьшенный «Спейс Шаттл», не разглашаются. Фактически же набор его функций – возможность маневрирования на орбите, грузовой отсек для возвращаемого груза, вероятное наличие встроенного манипулятора, многоразовость использования – выдают в Boeing X-37 космический перехватчик, позволяющий инспектировать чужие космические объекты, возвращать их для изучения на Землю и, если нужно, выводить их из строя обычным кинетическим воздействием, скорее всего, без всяких модных лазеров. Кроме того, «Национальная космическая политика США» в редакции 2006 года вполне говорит именно о таком варианте – в ней провозглашено право США частично распространить национальный суверенитет на космическое пространство при «угрозе национальным интересам».

Так что «если лазеры зажигают, это кому-то точно нужно». В данном случае – США. Например, чтобы оправдать свои попытки снять с орбиты или уничтожить на ней любые произвольно назначенные «опасными» космические аппараты.