США vs. Россия: являются ли лазеры ключом к победе?

Практически каждый раз при просмотре художественных фильмов о будущем, все мы видим ставшую привычной картину — пальбу друг по другу из различного лазерного и лучевого оружия.


Есть ли перспектива в разработке настоящих образцов таких вооружений? Чего можно добиться в этой сфере в условиях наших технологий? На каком уровне находятся разработки различных средств лазерного поражения, в том числе системы ПВО и ПРО? И главное — кто из главных законодателей «моды» в мире оружия — США, или Россия, сейчас впереди? Тема получила ещё больший резонанс в связи с недавними слухами о том, что РФ возобновляет активные разработки лазерного оружия.


Начнём с того, что лазеры уже давно применяются в вооружённых силах большинства стран: это лазерные дальномеры, целеуказатели, на луч которых наводятся авиабомбы, ракеты, артиллерийские снаряды и т.п. Но давняя мечта военных использовать лазер для уничтожения целей на практике пока практически не реализована, хотя разработки и испытания ведутся не один десяток лет. Очевидными преимуществами лазерного оружия являются практически абсолютная точность поражения (при наличии соответствующих систем наведения) и высочайшая скорость луча, равная скорости света (в условиях наших расстояний цель достигается практически мгновенно).

Из принципиальных недостатков стоит отметить очень низкий КПД лазера в условиях атмосферы земли. К примеру, один из наиболее мощных советских прототипов лазера, установленный на корабль «Форос», имел КПД всего 5% на расстоянии всего-то в 4 км. В космических условиях потеря энергии и рассеивание намного меньше, но на больших расстояниях проблема так же актуальна (для таких задач, как поражение ракет и боеголовок противника с дистанции в 1000 км).

Теперь рассмотрим конкретные задачи, которые ставились и ставятся перед разработчиками лазерного оружия, нынешнее положение дел в этих сферах и дальнейшие перспективы.

Стратегическая лазерная противоракетная оборона

Идея создания лазерной ПРО, как средства защиты против межконтинентальных баллистических ракет (МБР) приходит на ум сразу же — но так ли хороша идея и что же препятствует её реализации?

Наиболее известный и распиаренный в СМИ проект лазерной ПРО — стратегическая оборонная инициатива (СОИ, более известная, как программа «Звёздные войны»). В рамках СОИ рассматривалось размещение спутников Земли с вооружением, основанным на новых физических принципах, главным из которых было как раз лазерное вооружение. Проект изначально был слишком амбициозен — вывести на орбиту лазерное орудие тех времён (да и нынешних), вместе с источником энергии для его накачки, было невозможно. Кроме того неминуемо приходится столкнуться с законами физики, которые преодолеть нельзя — из-за очень низкого КПД лазера при стрельбе из достаточно мощных пушек (более 5 МВт) выделяется огромное количество тепла — минимум 100 МВт. Задача отвода такого количества тепла в условиях космоса практически нерешаема (проблемой является даже поддержание нормальной температуры на МКС, хотя там тепло излучают лишь космонавты и бортовые системы). Вторая физическая проблема — обеспечить минимальное рассеивание луча, иначе пятно лазера слишком «размажется» и не нанесёт вреда вражеской МБР. Для того, чтобы достигнуть приемлемых результатов, необходимо создать абсолютно идеальное зеркало площадью не менее 10 м. На данный момент рекорд принадлежит орбитальному телескопу «Хаббл» с зеркалом площадью 2,4 м. Изготавливали и полировали его многие годы, тем не менее, допустив при изготовлении дефект всего в 2 мкм, что заставило выводить в космос специальную корректирующую аппаратуру. С зеркалом связана ещё одна проблема — при стрельбе некоторая часть энергии будет воздействовать на сам отражатель — каким-бы высоким не был бы коэффициент отражения. При таких высоких энергиях лазерного луча даже долей процента будет достаточно, чтобы привести зеркало в негодность.

И наконец — нельзя забывать о том, что условный противник может защищать свои ракеты и боеголовки. Технологии создания материалов поглощающих огромные количества тепла давно созданы — спускаемые аппараты с космонавтами, входящие в атмосферу, испытывают нагрузку ничуть не меньшую, чем получили бы при облучении лазером мощностью в 5-10 МВТ с большого расстояния. Покрыть БЧ или сам МБР большим количеством фольги, которая отразит большую часть излучения, тоже не является проблемой. СССР тогда пошёл несколько другим путём — начал разработку станции-истребителя спутников «Полюс». Задача была заметно проще американской, так как требовались меньшие расстояния для поражения целей и заметно меньшая мощность излучения — достаточно было лишь испортить оптические датчики вражеских спутников, чтобы превратить их в простой космический мусор. Макет такой станции под названием «Скиф-ДМ» был запущен в космос в 1987, однако в результате сбоя на орбиту выйти не смог. После этого развития проект не получил. Разработанный для «Полюса» лазер, мощностью 1МВт, был установлен на самолёт Ил-76, получивший в таком модификации название А-60, но об этом чуть позже.

Из вышеперечисленного, можно сделать вывод, что создание орбитальной системы лазерной ПРО на данный момент невозможно, и вряд ли станет таковым в обозримом будущем. Все разговоры об этом либо были блефом со стороны США (с целью втянуть СССР в новый, безумный виток гонки вооружений), либо способом распила оборонного бюджета в особо крупных размерах.

Рентгеновские лазеры с ядерной накачкой

Создание лазеров, работающих в рентгеновском диапазоне частот (разеров), оказалось непростой задачей. Особенно это касалось мощных лазеров, которые можно было использовать в военных целях. Единственным известным пока способом получения такого луча стала накачка лазера с помощью ядерного взрыва. Взрыв превращает металлические струны в нити плазмы, которые генерируют лазер рентгеновского диапазона. Всё это длится микросекунды, при этом мощность луча получается гигантской. Разработки такого оружия велись в США, а в 1980 году, по слухам, было осуществлено первое, и последнее испытание. Под землёй был подорван ядерный заряд мощностью 20 килотонн, и был получен луч с продолжительностью 1 наносекунду и направленной энергией в 130 кДж (как от очереди из пулемёта). Имеется такая же ненадёжная информация о подобных испытаниях в СССР со схожими результатами.

Американский проект разера назывался «Экскалибур», и, вероятно, входил в СОИ. Предполагалось поражение боеголовок советских МБР в космосе. Но вновь в дело вмешалась физика. Мощность получаемого луча была недостаточно высока, из-за различных нерешаемых проблем, что требовало использования ядерных зарядов высокой мощности — более 1 Мт и струн длиной более 20 метров. И даже после этого оставался один просчёт — до сих пор не создан материал, способный отражать рентгеновское излучение, поэтому создание зеркала, фокусирующего луч, невозможно. Из-за этого расхождение луча разера получается слишком большим и даже на расстояниях в 100 км в идеальном случае энергия составит уже лишь 100 кДж на см в квадрате, что будет недостаточно для поражения боеголовки обладающей должной защитой. Так что рентгеновские лазеры также не оправдали своих надежд.

Лазеры авиационного базирования

Проекты самолётов, оснащённых лазерным орудием разрабатывались и испытывались как в СССР, так и в США. Из-за своих огромных габаритов и массы в обоих случаях лазеры были размещены на тяжёлых транспортных самолётах.

Американский самолёт Boeing YAL-1 впервые поднялся в воздух в 2002 году. На машину был установлен химический лазер мощностью 1 МВт. Планировалось, что самолёт будет способен уничтожать стартующие ракеты с расстояния в 300-400 км, причём за вылет он должен был сбить не менее 20 ракет. Но законы физики снова оказались сильнее — несмотря на впечатляющие успехи в оптике и других технологиях, луч лазера всё равно терял слишком много энергии, из-за частиц пыли в воздухе, а если по пути оказывалось облако, то он и вовсе становился практически бесполезен. За год до закрытия программы, в 2010-м, было выполнено успешное испытание — самолёт смог сбить стартующую баллистическую ракету. Орудие после этого выстрела остывало примерно час, после чего была сбита ещё одна ракета. Казалось бы, цель частично достигнута, но расстояние, с которого открывалась стрельба неизвестно. Проект же был закрыт в 2011 году из-за своей дороговизны (на тот момент уже было потрачено 5 млрд. долларов) и неэффективности — министр обороны США Роберт Гейтс заявил тогда, что для достижения требуемых характеристик нужен лазер в 20-30 раз мощнее. Кроме того, есть ещё одна проблема — 300-400 км слишком малая дальность для выполнения задачи стратегической ПРО, особенно если дело касается стран с большой территорией, например Китая или РФ. Транспортному самолёту просто не дадут подлететь на такое расстояние, сбив его сильно раньше.

В СССР/РФ создан лазерный самолёт А-60 — модификация транспортного самолёта Ил-76. Мощность его лазера также составляет 1 МВт, в последние годы работы над самолётом возобновлены. Почти никаких достоверных данных об испытаниях и их результатах нет. Имеется информация о том, что А-60 в 2009 году смог навести луч на космический аппарат с орбитой на высоте 1500 км. Позже появилась информация о том, что проект развивается и будет создана система для подавления оптико-электронных средств разведки противника.

Как мы можем заметить — речи о создании системы, способной нанести реальный физический урон каким-либо объектам на относительно больших расстояниях опять нет.

Лазеры ПВО/ПРО наземного базирования

Тоже давняя «затея». Естественно возможность сбить самолёт, крылатую ракету, снаряд и т.п. практически мгновенно не может не радовать.

В СССР было создано 2 проекта лазеров ПВО — «Терра-3» и «Омега». Первый представлял из себя комплекс ПРО, предназначенный для борьбы с боеголовками на конечном участке полёта и уничтожения низкоорбитальных спутников. Цель так и не была достигнута, по причинам, которые выше уже рассматривались. Академик Николай Басов в 1994 году ответил на вопрос о результатах программы так: "Ну, мы твердо установили, что никто не сможет сбить боеголовку БР лазерным лучом, и мы здорово продвинули лазеры… ". Лазерное ПВО «Омега» показало себя несколько лучше, и даже реально поражало аэродинамические цели на испытаниях. Но эффективность установки оказалась заметно ниже, чем у зенитно-ракетных комплексов тех времён, в связи с чем, проект оказался закрыт. Последние слухи о возобновлении разработок лазерного оружия в РФ, вероятнее всего, связаны именно с дальнейшим развитием системы «Омега» — за два десятка лет появились новые технологии, которые, возможно, смогу вдохнуть в проект новую жизнь.

В США ранее также проводились испытания подобных систем. В последние годы американцы вплотную приблизились к созданию лазерных комплексов ПВО малого радиуса действия — в первую очередь имеющих задачу уничтожать снаряды, мины и беспилотники противника. Система HEL MD (High Energy Laser Mobile Demonstrator, мобильный демонстратор высокоэнергетического лазера) смогла поразить уже более 90 мин и несколько БПЛА. Информация о разработках систем такого класса приходит и из других стран — Израиля, Японии, Южной Кореи и т.п. Тем не менее, говорить об успехе такой концепции рано — важно соотношение цена-качество, по сравнению с традиционными ЗРК и зенитной артиллерией ближнего радиуса действия.

Лазерные винтовки, пистолеты, противотанковое оружие и т.п.

Попытки создания подобного орудия проводились неоднократно, но сталкивались с одной и той же проблемой — отсутствием достаточно мощных, но лёгких источников энергии. В итоге, лазер обладающий мощностью условного Ак-74, может быть размером с грузовик. Задача уничтожения танков ещё сложнее — для того, чтобы прожечь толстую броню современных танков, нужны орудия огромной мощности, причём стрельба должна вестись с малого расстояния. Куда более реальной оказалась задача создания ослепляющих лазеров. Прототипы таких винтовок были созданы даже в Китае. Но подобное оружие было признано негуманным, и его использование сейчас запрещено.

Выводы

1. Перспективность лазерного оружия сильно преувеличена и раздута СМИ и правительствами некоторых стран. Развитие лазерного вооружения не сможет сместить баланс сил в мире ещё очень долгое время. Кроме того, ни у США, ни у РФ нет какого-либо значимого опережения в этих технологиях.

2. Создание эффективных систем лазерного стратегического ПРО невозможно в сколь-нибудь обозримом будущем. Для реализации подобных проектов требуются прорывы в физике.

3. Для развития проектов лазерных винтовок, танков, и т.п. необходимо создание принципиально новых источников энергии, имеющих компактные размеры и низкий вес, но выделяющих на несколько порядков больше энергии.

4. Наиболее перспективным направлением сейчас является создание систем ПВО ближнего радиуса действия. Кроме того, интересной может оказаться попытка создания лазерной защиты для боевой авиации — для ослепления ИК головок самонаведения ПЗРК и ракет ближнего ракетного боя не понадобится слишком большая мощность луча, в такой ситуации более сложной задачей является быстрое и точное наведение лазера на цель.

5. Системы лазерного подавления оптических систем противника в скором времени начнут поступать на вооружение армий некоторых стран. Также в ход пойдут системы по обнаружению и ослеплению снайперов.