dxdt.blog: занимательный интернет-журнал

На фото, присланном с марсианской орбиты, Земля и Луна. Фото сделала камера HiRISE, которая находится на борту Mars Reconnaissance Orbiter:

(NASA/JPL/University of Arizona)

Все знают, что лазеры давно уже широко используются даже в быту, а не только в медицинской технике. Понятно, что осталось не так долго ждать момента, когда мощные лазеры поступят на вооружение, так сказать, в качестве средств доставки энергии к “атакуемому объекту”.

Заметьте, что лазеры как таковые уже давно на вооружение поступили: например, лазерные средства наведения много лет используются сплошь и рядом в самых разных оружейных системах. Нет пока только массовых лазеров очень большой мощности, таких, которые могли бы посоперничать с огнестрельной пушкой в способности наносить урон. Главное преимущество лазерного оружия достаточно очевидно: доставка энергии к цели на максимально доступной скорости (скорость света), по прямой, с максимальной точностью.

Малореально “перехватить” лазерную атаку. Почему? Опять же, по причине скорости распространения лазерного луча: узнать о его приближении “сильно заранее” не получится.

Подлетающую ракету можно наблюдать с достаточно большого расстояния, например посылая в направлении ракеты электромагнитные волны и принимая отражённый сигнал (РЛС). В случае с лазером скорость распространения зондирующего импульса и лазерного луча практически совпадают, так что обнаружить начало обстрела раньше попадания луча в цель – невозможно.

Лазеры привлекательны для использования в системах ПВО и ПРО, ведь здесь минимальное время доставки поражающей энергии к цели – ключевой момент. Собственно, лазерные средства ПВО и ПРО уже активно разрабатываются и испытываются.

Есть и множество других применений. Скажем, мгновенное “ослепление” систем наведения и наблюдательных систем противника. Здесь планируют использовать сверхмощные лазеры (гигаваттной мощности), очень быстро разрушающие компоненты оптики. Понятно, что оптика тут оказывается по определению открыта для атаки, а “моментальность” действия лазера позволяет (в теории) одной установке выводить из строя множество “биноклей и оптических прицелов” в какие-то доли секунды.

(В скобках нужно заметить, что оружие, ослепляющее людей, запрещено соответствующей международной конвенцией. Тем не менее, маломощные лазеры уже используют в качестве “нелетального оружия”, вызывающего кратковременную потерю зрения.)

Так вот, как только лазеры поступят на вооружение, против них придумают защиту. Собственно, можно переформулировать: боевые лазеры не поступят на вооружение раньше, чем против них придумают защиту. Дело в том, что выпустить в свободное плавание “абсолютное оружие” – это не самая привлекательная перспектива.

Защита от лазеров может быть самой разной.

Банальный вариант, напрашивающийся на ум каждому начинающему писателю фантасту, – зеркало. Действительно, зеркала отражают свет. Но с зеркалами для лазеров есть большие проблемы. Такое зеркало должно отражать около 100% энергии. Это недостижимо на практике.

Особенно если учесть, что защита должна быть установлена на боевой технике, которая в условиях поля боя будет ползать и летать в дыму, песке и копоти. Даже не очень существенное ослабление отражающей способности зеркала приведёт к тому, что под воздействием лазерного излучения поверхность зеркала быстро нагреется и, собственно, зеркалу придёт конец. Хуже того, можно специально устроить лазер так, что он быстро лишит самое хорошее зеркало зеркальности – см. выше про “антиоптические” лазеры.

Другой вариант защиты – рассеивание луча. В этом случае перед прикрываемым объектом, на пути лазерного луча, создаётся среда, рассеивающая луч (это может быть облако аэрозоли или даже турбулентность в атмосферном воздухе). Рассеянный луч не страшен, так как главная “ударная сила” лазера в том, что энергия излучения фокусируется на малой площади.

Особой трудности с рассеиванием лазерного луча с помощью того или иного “атмосферного эффекта” – нет. Проблема тут другая: как очень быстро (доли секунды) доставить “рассеивающее облако” в нужную точку пространства. Впрочем, нужная среда может образоваться непосредственно в месте попадания луча по некой “лазерной броне” – например, вещество брони активно испаряется.

Но наиболее перспективно выглядит использование для защиты от лазеров метаматериалов (искусственных материалов, с особыми, заданными при конструировании материала, свойствами).

Метаматериалы, обладающие свойствами по рассеиванию лазерного излучения, но при этом имеющие подходящие для практического применения “механические параметры” могут быть включены в состав брони. При этом, лазерное излучение, по самой своей природе, сильно облегчает задачу конструирования нужного метаматериала, ведь обеспечить заданные электромагнитные свойства в узком диапазоне частот (а лазерное излучение монохромно, да ещё и когерентно) – гораздо проще, чем сделать что-то универсальное (как в случае с электромагнитной невидимостью).

Продолжение темы – в следующий раз.

Пять избранных записок в блоге dxdt.ru за неделю:

• Автомобиль вместо Hummer;
• Ядерное топливо на космических спутниках;
• Ракета SM-3, сбившая спутник;
• Радиолампы своими руками;
• Новинки дешифровки GSM.

В блоге dxdt.ru есть страница под названием “Избранное” (наверное, слишком пафосно, но такое название лучше всего подходит по смыслу – выбирать-то приходится среди тех коротких, которые влезают в меню). В “Избранные” попадают некоторые записки из блога. Так вот, сегодня страница с избранными записками обновилась в очередной раз.

Кстати, если ещё кто-то надумал пересесть с “Хаммера” на что-то более современное и приличное, то вот скоро появится вариант от BAE Systems и Navistar:

(Картинки прислала: BAE Systems)

Правда, не ясно, попадёт ли автоизделие на общедоступный рынок, но всё ж – тенденция развития отмечена.

Выбирали танкер, победил Northrop Grumman: именно этой корпорации достаются как минимум $40 млрд (понятно, что больше) в виде заказа от ВВС США на обновление флота летающих танкеров.

(Заправочная штанга, фото: Northrop Grumman)

KC-45A, который предлагает Northrop Grumman, конструируется на базе коммерческого лайнера A330 от европейского Airbus.

Почти фрактальный многогранник:

(Отсюда)

На этой неделе, кстати, ожидается небезынтересное событие из мира топливозаправщиков. Штатовские ВВС должны объявить (возможно, уже сегодня-завтра) победителя тендера на обновление флота воздушных танкеров. Победить может и Boeing, и Northrop Grumman, а может даже и Airbus. Цена вопроса: минимум сорок миллиардов.

Штатовские ВВС ощутимо зависят от танкеров, потому что действуют в глобальном масштабе. Сейчас они используют в качестве заправщиков KC-135 Stratotanker, построенные более полувека назад. (Это, кстати, к вопросу о старых самолётах на службе.) Несмотря на все модернизации – эти танкеры действительно старые. Тем более, что современные технологии позволяют построить что-то более технологичное, а корпорации желают денег.

На картинке: F-22 готовится к дозаправке в воздухе. (USAF Photo)

Часто в интернетовских форумах люди уверенно пишут, что, мол, на спутниках не бывает ядерного топлива и что, мол, энергию эти спутники получают с помощью солнечных батарей. Что можно сказать? Вот что: как бы не так!

Недавно в NASA было принято решение о прекращении миссии исследовательского аппарата Ulysses, изучавшего околосолнечное космическое пространство. Аппарат отработал 17 лет – в три с лишним раза больше, чем планировалось. Ниже картинка с Ulysses:

(NASA/JPL)

Внимание, вопрос: где солнечные батареи?

Ответ: их нет, потому что аппарат питается электроэнергией от бортового радиоизотопного источника, первоначально имевшего мощность около 300 ватт. Собственно, работа аппарата прекращается по причине исчерпания энергии источника – за 17 лет работы он истощился.

И это небольшой исследовательский космический аппарат, не самый передовой. Ulysses, конечно, не единственный пример. Что уж говорить о секретных спутниках-шпионах, которые должны быть малозаметными? Ведь солнечные батареи весьма сильно увеличивают заметность, особенно если вам нужно много энергии.

Нашумевший штатовский спутник, как известно, сбили ракетой SM-3. О “процедуре сбивания” и трудностях охоты за спутником я более подробно писал раньше, в заметке про систему Aegis. Сегодня небольшое дополнение, про ракету.

Вообще, закинуть какое-то устройство, даже и не очень тяжёлое, на высоту в пару сотен километров – задача очень непростая. В случае с доставкой за атмосферу перехватчика скоростных целей задача усложняется тем, что этот перехватчик нужно ещё и разогнать до большой скорости – несколько километров в секунду. Чтобы эту сложную задачу решить SM-3 использует три ступени.

Первая и вторая ступени – обеспечивают разгон и вывод третей ступени и установленного на ней перехватчика за атмосферу. Третья ступень работает за атмосферой с уже “раскрывшимся” перехватчиком: дело в том, что выход за атмосферу позволяет сбросить носовой обтекатель, тем самым открыв сенсоры перехватчика. (Всё это время ракета наводится на цель по командам с поверхности.) Схема ракеты:

Через какое-то небольшое время третья ступень отрабатывает и отделяется от перехватчика, который к этому моменту уже должен, так сказать, определиться с целью. Дальше перехватчик выходит точно на цель, используя собственные двигатели.

Потом они сталкиваются. Практически без звука, кстати.

(Ракету SM-3 делает Raytheon. Использованы фото и картинка от MDA.)

Оказывается, некий житель Франции – Claude Paillard – в качестве хобби сам изготавливал радиолампы. С целью проверки “старых технологий”. Вполне работоспособные триоды он изготовил из исходных материалов полностью на “домашнем оборудовании”. Вот уж настоящее хобби – ничего не скажешь.

На соответствующем сайте (французский язык) есть подробные материалы о том, как и что. С картинками, понятно. И ещё там внизу страницы – познавательное видео хорошего качества.

(На ссылку любезно навёл – Apazhe.)