Согласно недавнему отчету в The Space Review , Россия строит новую наземную лазерную установку для создания помех спутникам, вращающимся над головой . Основная идея заключалась в том, чтобы ослепить оптические датчики спутников-шпионов других стран, залив их лазерным светом.
Лазерные технологии развились до такой степени, что этот тип противоспутниковой защиты стал правдоподобным, хотя существует ограниченное количество свидетельств того, что какая-либо страна успешно тестирует такой лазер.
Если российское правительство сможет построить лазер, оно сможет защитить большую часть страны от спутников с оптическими датчиками. Эта технология также готовит почву для более зловещей возможности лазерного оружия, которое может навсегда вывести из строя спутники.
Как работает лазер
Лазер — это устройство для создания узкого луча направленной энергии. Первый лазер был разработан в 1960 году, и с тех пор было создано несколько типов, использующих разные физические механизмы для генерации фотонов, или частиц света.
Газовые лазеры накачивают большое количество энергии в определенные молекулы, такие как углекислый газ. Химические лазеры питаются от определенных химических реакций, которые высвобождают энергию. Твердотельные лазеры используют специальные кристаллические материалы для преобразования электрической энергии в фотоны. Во всех лазерах фотоны впоследствии усиливаются путем пропускания их через особый тип материала, называемого усиливающей средой , а затем фокусируются в когерентный луч направляющей луча.
Лазерные эффекты
В зависимости от интенсивности фотона и длины волны, направленный пучок энергии, формируемый лазером, может оказывать ряд эффектов на свою цель. Например, если фотоны находятся в видимой части спектра, лазер может направить свет на цель.
При достаточно большом потоке фотонов высокой энергии лазер может нагревать, испарять, плавить и даже прожигать материал своей мишени. Способность оказывать эти эффекты определяется уровнем мощности лазера, расстоянием между лазером и его целью и способностью фокусировать луч на цели.
Лазерные девайсы
Различные эффекты, создаваемые лазерами, находят широкое применение в повседневной жизни, включая лазерные указки, принтеры, DVD-плееры, операции на сетчатке и другие медицинские хирургические процедуры, а также промышленные производственные процессы, такие как лазерная сварка и резка. Исследователи разрабатывают лазеры в качестве альтернативы радиоволновой технологии для улучшения связи между космическим кораблем и землей .
Лазеры также находят широкое применение в военных операциях. Одним из самых известных является бортовой лазер (ABL) , который американские военные намеревались использовать для сбивания баллистических ракет. В ABL использовался очень большой мощный лазер, установленный на Boeing 747. В конечном итоге программа была обречена на провал из-за проблем, связанных с управлением температурным режимом и обслуживанием химического лазера.
Более успешным военным применением является система инфракрасного противодействия большим самолетам (LAIRCM) , которая используется для защиты самолетов от зенитных ракет с тепловым наведением. LAIRCM направляет свет твердотельного лазера на датчик ракеты, когда она приближается к самолету, в результате чего оружие ослепляет и теряет цель.
Развитие характеристик твердотельных лазеров привело к распространению новых военных приложений. Военные США устанавливают лазеры на армейские грузовики и корабли ВМФ для защиты от небольших целей, таких как беспилотники, минометные снаряды и другие угрозы. ВВС изучают использование лазеров на самолетах в оборонительных и наступательных целях.
Русский лазер
Новая известная российская лазерная установка называется «Калина». Он предназначен для ослепления и, следовательно, временного ослепления оптических сенсоров спутников, собирающих разведывательные данные над головой. Как и в случае с американским LAIRCM, ослепление включает в себя насыщение датчиков достаточным количеством света, чтобы они не работали. Достижение этой цели требует точной доставки достаточного количества света в спутниковый датчик. Это непростая задача, учитывая очень большие расстояния и тот факт, что лазерный луч должен сначала пройти через атмосферу Земли.
Точное наведение лазеров на большие расстояния в космос не ново. Например, миссия НАСА «Аполлон-15» в 1971 году разместила на Луне отражатели метрового размера , которые нацеливаются на Землю лазерами для предоставления информации о местоположении. Доставка достаточного количества фотонов на большие расстояния зависит от уровня мощности лазера и его оптической системы.
Сообщается, что Калина работает в импульсном режиме в инфракрасном диапазоне и производит около 1000 джоулей на квадратный сантиметр. Для сравнения, мощность импульсного лазера, используемого для хирургии сетчатки, составляет лишь около 1/10 000 мощности. Калина доставляет большую часть генерируемых ею фотонов на большие расстояния, где спутники вращаются над головой. Это возможно благодаря тому, что лазеры формируют сильно коллимированные лучи, а это означает, что фотоны движутся параллельно, поэтому луч не рассеивается. Калина фокусирует свой луч с помощью телескопа диаметром несколько метров.
Спутники-шпионы, использующие оптические датчики, обычно работают на низкой околоземной орбите высотой несколько сотен километров. Обычно этим спутникам требуется несколько минут, чтобы пройти над любой конкретной точкой на поверхности Земли. Это требует, чтобы Калина могла работать непрерывно в течение этого времени, сохраняя при этом постоянное отслеживание на оптическом датчике. Эти функции выполняет телескопическая система.
Судя по сообщенным деталям телескопа, «Калина» сможет нацеливаться на спутник на расстоянии сотен миль от его пути. Это позволило бы оградить очень большую территорию — порядка 40 000 квадратных миль (примерно 100 000 квадратных километров) — от сбора разведданных оптическими датчиками на спутниках. Сорок тысяч квадратных миль — это примерно площадь штата Кентукки.
Россия утверждает, что в 2019 году она поставила на вооружение менее мощную систему лазерного ослепления на грузовиках под названием « Пересвет » . Тем не менее, нет никаких подтверждений того, что он был успешно использован.
Уровни мощности лазера, вероятно, будут продолжать расти, что позволит перейти от временного эффекта ослепления к необратимому повреждению оборудования для обработки изображений датчиков. Хотя развитие лазерных технологий движется в этом направлении, существуют важные политические соображения, связанные с использованием лазеров таким образом. Безвозвратное уничтожение космического сенсора нацией может быть расценено как акт агрессии, ведущий к быстрой эскалации напряженности.
Лазеры в космосе
Еще большую озабоченность вызывает потенциальное размещение лазерного оружия в космосе. Такие системы были бы очень эффективны, поскольку расстояния до целей, вероятно, были бы значительно уменьшены, а атмосфера, ослабляющая луч, отсутствовала бы. Уровни мощности, необходимые космическим лазерам для нанесения значительного ущерба космическим кораблям, будут значительно снижены по сравнению с наземными системами.
Кроме того, космические лазеры можно использовать для нацеливания на любой спутник, наводя лазеры на топливные баки и энергетические системы, которые в случае повреждения полностью выведут из строя космический корабль.
