נשק לייזר תמיד שנוי במחלוקת. יש הרואים בו נשק של העתיד, בעוד שאחרים מכחישים מכל וכל את הסבירות להופעת דגימות יעילות של נשק כזה בעתיד הקרוב. אנשים חשבו על נשק לייזר עוד לפני הופעתם בפועל, נזכיר את היצירה הקלאסית "ההיפרבולויד של המהנדס גארין" מאת אלכסיי טולסטוי (כמובן שהעבודה אינה מצביעה בדיוק על לייזר, אלא על נשק הקרוב אליה בפעולה ובהשלכות. השימוש בו).
יצירת לייזר אמיתי בשנות ה -50-60 של המאה העשרים העלתה שוב את נושא נשק הלייזר. במשך עשרות שנים הוא הפך למאפיין הכרחי של סרטי מדע בדיוני. ההצלחות האמיתיות היו צנועות הרבה יותר. כן, לייזרים תפסו נישה חשובה במערכות סיור וייעוד מטרות, הם נמצאים בשימוש נרחב בתעשייה, אך לשימוש כאמצעי להשמדה, כוחם עדיין לא היה מספיק, ומאפייני משקלם וגודלם לא היו מקובלים. כיצד התפתחו טכנולוגיות הלייזר, עד כמה הן מוכנות ליישומים צבאיים כרגע?
הלייזר המבצעי הראשון נוצר בשנת 1960. זה היה לייזר במצב מוצק פועם המבוסס על אודם מלאכותי. בזמן היצירה, אלו היו הטכנולוגיות הגבוהות ביותר. כיום ניתן להרכיב לייזר כזה בבית, בעוד שאנרגיית הדופק שלו יכולה להגיע ל -100 ג'יי.
לייזר חנקן פשוט אפילו יותר ליישום; מוצרים מסחריים מורכבים אינם נדרשים ליישומו; הוא יכול אפילו לפעול על חנקן הכלול באטמוספירה. עם זרועות ישרות, ניתן להרכיב אותו בקלות בבית.
מאז יצירת הלייזר הראשון נמצאו מספר עצום של דרכים להשגת קרינת לייזר. ישנם לייזרים של מצב מוצק, לייזרים של גז, לייזרים לצבע, לייזרים של אלקטרונים חופשיים, לייזרים של סיבים, לייזרים של מוליכים למחצה ולייזרים אחרים. כמו כן, לייזרים שונים באופן ההתרגשות שלהם. לדוגמה, בלייזר גז בעיצובים שונים, המדיום הפעיל יכול להתרגש מקרינה אופטית, פריקת זרם חשמלי, תגובה כימית, שאיבה גרעינית, שאיבה תרמית (לייזרים דינאמיים גזיים, GDL). הופעתם של לייזרים של מוליכים למחצה הולידה לייזרים מסוג DPSS (לייזר במצב מוצק של דיודה).
עיצובים שונים של לייזרים מספקים תפוקה של קרינה באורכי גל שונים, החל מקרינת רנטגן רכה ועד קרינה אינפרא אדומה. לייזר צילומי רנטגן וגאמה קשים נמצאים בפיתוח. זה מאפשר לך לבחור לייזר על סמך הבעיה הנפתרת. ביחס ליישומים צבאיים, פירוש הדבר, למשל, האפשרות לבחור לייזר, עם קרינה באורך גל כזה שנספגת באופן מינימאלי באטמוספירה של כדור הארץ.
מאז פיתוח האב טיפוס הראשון, הכוח גדל ללא הרף, משקל ומאפייני הגודל והיעילות (היעילות) של הלייזרים השתפרו. זה נראה בבירור בדוגמה של דיודות לייזר. בשנות ה -90 של המאה הקודמת הופיעו במכירה הרחבה מצביעי לייזר בהספק של 2-5 מגוואט, בשנים 2005-2010 כבר היה אפשר לרכוש מצביע לייזר של 200-300 מגוואט, כעת, בשנת 2019, ישנן מצביעי לייזר בהספק אופטי של 7 במבצעברוסיה, ישנם מודולים של דיודות לייזר אינפרא אדום עם פלט סיבים אופטיים, הספק אופטי של 350 וואט.
קצב הגידול בעוצמת דיודות הלייזר דומה לשיעור הגידול בכוח החישוב של מעבדים, בהתאם לחוק מור. כמובן, דיודות לייזר אינן מתאימות ליצירת לייזרים קרביים, אך הן, בתורן, משמשות לשאיבת לייזרים יעילים של מצב מוצק וסיבים. עבור דיודות לייזר, היעילות של המרת אנרגיה חשמלית לאנרגיה אופטית יכולה להיות מעל 50%, תיאורטית, אתה יכול לקבל יעילות מעל 80%. היעילות הגבוהה לא רק מורידה את דרישות אספקת החשמל, אלא גם מפשטת את קירור ציוד הלייזר.
מרכיב חשוב בלייזר הוא מערכת מיקוד הקרן - ככל ששטח הנקודה קטן יותר במטרה כך צפיפות ההספק המאפשרת נזק גבוהה יותר. התקדמות בפיתוח מערכות אופטיות מורכבות והופעת חומרים אופטיים חדשים בטמפרטורה גבוהה מאפשרות ליצור מערכות מיקוד יעילות ביותר. מערכת המיקוד והכוונה של הלייזר הלווייני הניסיוני האמריקאי HEL כוללת 127 מראות, עדשות ומסנני אור.
מרכיב חשוב נוסף המספק את האפשרות ליצור נשק לייזר הוא פיתוח מערכות להנחיה ושמירה על הקורה על המטרה. כדי לפגוע במטרות בזריקה "מיידית", תוך שבריר שנייה יש צורך בכוחות ג'יגה -ואט, אך יצירת לייזרים וספקי כוח כאלה עבורם על שלדה ניידת היא עניין של עתיד רחוק. בהתאם, כדי להרוס מטרות בעזרת לייזרים בהספק של מאות קילוואט - עשרות מגה -ואט, יש צורך לשמור על נקודת קרינת הלייזר על המטרה למשך זמן מה (ממספר שניות למספר עשרות שניות). זה דורש כוננים דיוק גבוה ומהיר המסוגלים לעקוב אחר המטרה באמצעות קרן הלייזר, על פי מערכת ההנחיה.
כאשר יורים בטווחים ארוכים, מערכת ההנחיה חייבת לפצות על העיוותים שמציגה האטמוספירה, שלשמם ניתן להשתמש במספר לייזרים למטרות שונות במערכת ההנחיה, המספקת הדרכה מדויקת של הלייזר ה"קרבי "הראשי למטרה.
אילו לייזרים קיבלו פיתוח עדיפות בתחום הנשק? בשל היעדר מקורות כוח גבוהים של שאיבה אופטית, לייזרים דינאמיים וגזיים הפכו לכאלה.
בסוף המאה ה -20 התעוררה דעת הקהל על ידי תוכנית יוזמת ההגנה האסטרטגית האמריקאית (SDI). כחלק מתוכנית זו תוכנן לפרוס נשק לייזר על הקרקע ובחלל כדי להביס טילים בליסטיים בין יבשתיים סובייטים (ICBM). למיקום במסלול, הוא היה אמור להשתמש בלייזרים בשאיבת גרעין הפולטים בטווח רנטגן או לייזרים כימיים בהספק של עד 20 מגה-ואט.
תוכנית SDI התמודדה עם קשיים טכניים רבים ונסגרה. יחד עם זאת, חלק מהמחקרים שבוצעו במסגרת התוכנית אפשרו להשיג לייזרים מספיק חזקים. בשנת 1985, לייזר דואטריום פלואוריד בהספק של 2.2 מגה-ואט הרס טיל בליסטי מונע נוזל שנמצא במרחק קילומטר אחד מהלייזר. כתוצאה מההקרנה של 12 שניות, קירות גוף הרקטות איבדו כוח ונהרסו בלחץ פנימי.
בברית המועצות בוצע גם פיתוח לייזרים קרביים. בשנות השמונים של המאה העשרים נערכו עבודות ליצירת פלטפורמת מסלול הסקיף עם לייזר דינאמי גז בהספק של 100 קילוואט. מדגם Skif-DM בגודל גדול (חללית פוליוס) שוגר למסלול כדור הארץ בשנת 1987, אך בשל מספר טעויות הוא לא נכנס למסלול המחושב והוצף באוקיינוס השקט לאורך מסלול בליסטי. קריסת ברית המועצות שמה קץ לפרויקטים כאלה ודומים להם.
מחקרים בקנה מידה גדול של נשק לייזר בוצעו בברית המועצות במסגרת תוכנית טרה.התוכנית של מערכת הטילים האזורית והגנה נגד חלל עם אלמנט פוגע בקורה המבוססת על נשק לייזר בעל עוצמה גבוהה "טרה" יושמה בין השנים 1965 עד 1992. על פי נתונים פתוחים, במסגרת תוכנית זו, לייזרים דינאמיים גזיים., לייזרים במצב מוצק, פוטודיו-דיסוציאציה של יוד נפץ וסוגים אחרים פותחו.
גם בברית המועצות, מאמצע שנות ה -70 של המאה ה -20, פותח קומפלקס לייזר מוטס A-60 על בסיס מטוס Il-76MD. בתחילה נועד המתחם להילחם בכדור פורח אוטומטי. כנשק, היה אמור להיות מותקן לייזר CO רציף דינאמי גז ברמה של מגה-ואט שפותח על ידי לשכת התכנון של חימבטומטיקה (KBKhA).
במסגרת הבדיקות נוצרה משפחה של דגימות ספסל GDT עם הספק קרינה של 10 עד 600 קילוואט. ניתן להניח שבזמן בדיקת מתחם A-60 הותקן עליו לייזר של 100 קילוואט.
כמה עשרות טיסות בוצעו עם בדיקת מתקן הלייזר על בלון סטרטוספרי הממוקם בגובה 30-40 ק מ ועל יעד La-17. כמה מקורות מצביעים על כך שהמתחם עם מטוס A-60 נוצר כרכיב לייזר תעופתי להגנה מפני טילים במסגרת תוכנית Terra-3.
אילו סוגי לייזרים הם המבטיחים ביותר ליישומים צבאיים כיום? עם כל היתרונות של לייזרים דינאמיים וגמיים כימיים, יש להם חסרונות משמעותיים: הצורך ברכיבים מתכלים, אינרציה משיקה (על פי מקורות מסוימים, עד דקה אחת), שחרור חום משמעותי, ממדים גדולים ותשואת הרכיבים המושקים. של המדיום הפעיל. לייזרים כאלה ניתן להציב רק על מדיה גדולה.
כרגע, לייזרים במצב מוצק וסיבים הם בעלי הסיכויים הגדולים ביותר, שלפעולתם יש צורך לספק להם רק מספיק כוח. הצי האמריקאי מפתח באופן פעיל טכנולוגיית לייזר אלקטרונים חופשית. יתרון חשוב של לייזרים סיבים הוא מדרגיותם, כלומר היכולת לשלב מספר מודולים כדי להשיג יותר כוח. מדרגיות הפוכה חשובה גם היא, אם נוצר לייזר במצב מוצק בהספק של 300 קילוואט, אז בטוח שניתן לייצר על בסיסו לייזר בגודל קטן יותר בהספק של למשל 30 כ ס.
מה המצב בנוגע לסיבים ולייזרים במצב מוצק ברוסיה? מדע ברית המועצות מבחינת פיתוח ויצירת לייזרים היה המתקדם ביותר בעולם. לרוע המזל, קריסת ברית המועצות שינתה הכל. אחת החברות הגדולות בעולם לפיתוח וייצור לייזר סיבים IPG Photonics נוסדה על ידי ילידת רוסיה V. P. Gapontsev על בסיס החברה הרוסית NTO IRE-Polyus. חברת האם, IPG Photonics, רשומה כיום בארצות הברית. למרות העובדה שאחד מאתרי הייצור הגדולים ביותר של IPG פוטוניקס ממוקם ברוסיה (פרייזינו, אזור מוסקווה), החברה פועלת על פי חוק אמריקאי ולא ניתן להשתמש בלייזר שלה בכוחות המזוינים הרוסים, כולל על החברה לעמוד בסנקציות. מוטל על רוסיה.
עם זאת, היכולות של לייזרים הסיבים של IPG Photonics גבוהים במיוחד. לייזרים סיבי גל רציפים בעלי IPG בעלי הספק גבוה בין 1 קילוואט ל -500 קילוואט, כמו גם מגוון רחב של אורכי גל, והיעילות של המרת אנרגיה חשמלית לאנרגיה אופטית מגיעה ל -50%. מאפייני ההתבדלות של לייזרים סיבי IPG עדיפים בהרבה על לייזרים אחרים בעלי הספק גבוה.
האם יש עוד מפתחים ויצרנים של סיבים מודרניים ובעלי לייזר במצב מוצק ברוסיה? אם לשפוט לפי הדגימות המסחריות, לא.
יצרן מקומי במגזר התעשייתי מציע לייזרים גזיים בהספק מרבי של עשרות קילוואט. לדוגמה, חברת "מערכות לייזר" הציגה בשנת 2001 לייזר יוד חמצן בהספק של 10 קילוואט עם יעילות כימית העולה על 32%, שהוא המקור האוטונומי הקומפקטי המבטיח ביותר לקרינת לייזר עוצמתית מסוג זה. בתיאוריה, לייזרים של יוד חמצן יכולים להגיע לרמות הספק של עד מגה-ואט אחד.
יחד עם זאת, לא ניתן לשלול לחלוטין כי מדענים רוסים הצליחו לפרוץ דרך בכיוון אחר של יצירת לייזרים בעלי הספק גבוה, המבוססים על הבנה מעמיקה של הפיזיקה של תהליכי לייזר.
בשנת 2018 הכריז נשיא רוסיה ולדימיר פוטין על מתחם הלייזר פרסבט, שנועד לפתור משימות הגנה נגד טילים ולהשמיד את מסלולי האויב. מידע על מתחם Peresvet מסווג, כולל סוג הלייזר המשמש (לייזרים?) והספק אופטי.
ניתן להניח כי המועמד הסביר ביותר להתקנה במתחם זה הוא לייזר דינאמי גז, צאצא של הלייזר המפותח לתוכנית A-60. במקרה זה, העוצמה האופטית של הלייזר של מתחם "פרסבט" יכולה להיות 200-400 קילוואט, בתרחיש אופטימי של עד 1 מגה-ואט. לייזר יוד החמצן שהוזכר לעיל יכול להיחשב כמועמד אחר.
אם נמשיך מזה, אז בצד תא הנוסעים של הרכב הראשי של מתחם פרסבט, גנרטור דיזל או בנזין של זרם חשמלי, מדחס, תא אחסון לרכיבים כימיים, לייזר עם מערכת קירור, וכן מערכת הנחיית קרן הלייזר ממוקמת ככל הנראה בסדרות. מכ ם או זיהוי יעד OLS לא נראה בשום מקום, מה שמרמז על ייעוד יעד חיצוני.
בכל מקרה, הנחות אלו עשויות להתברר כשגויות, הן בקשר לאפשרות ליצור לייזרים חדשים ביסודם של מפתחים מקומיים, והן בהקשר לחוסר מידע אמין על העוצמה האופטית של מתחם פרסבט. במיוחד היה מידע בעיתונות על הימצאותו של כור גרעיני קטן כמקור אנרגיה במתחם "פרסבט". אם זה נכון, אז תצורת המתחם והמאפיינים האפשריים עשויים להיות שונים לחלוטין.
מה הכוח הדרוש כדי שהלייזר ישמש ביעילות לצרכים צבאיים כאמצעי להשמדה? זה תלוי במידה רבה בטווח השימוש המיועד ובאופי המטרות שנפגעו, כמו גם בשיטת השמדתם.
מתחם ההגנה העצמית הוויטבסקית כולל תחנת חסימה פעילה L-370-3S. הוא מונע טילי אויב נכנסים עם ראש דיור תרמי על ידי עיוור קרינת לייזר אינפרא אדום. אם לוקחים בחשבון את הממדים של תחנת החוסם הפעילה L-370-3S, כוחו של פולט הלייזר הוא לכל היותר כמה עשרות וואט. זה בקושי מספיק כדי להרוס את ראש הבית הטרמי של הטיל, אבל זה מספיק מספיק לעיוור זמני.
במהלך הבדיקות של מתחם A-60 עם לייזר של 100 קילוואט נפגעו מטרות L-17, המייצגות אנלוגי של מטוס סילון. טווח ההרס אינו ידוע, ניתן להניח כי הוא היה כ 5-10 ק מ.
דוגמאות לבדיקות של מערכות לייזר זרות:
[
בהתבסס על האמור לעיל, אנו יכולים להניח:
-להשמדת מל טים קטנים במרחק של 1-5 קילומטרים, נדרש לייזר בהספק של 2-5 קילוואט;
-להשמדת מוקשים, פגזים ותחמושת דיוק גבוהה במרחק של 5-10 קילומטרים, נדרש לייזר בהספק של 20-100 קילוואט;
-כדי לפגוע במטרות כגון מטוס או טיל במרחק של 100-500 ק מ, נדרש לייזר בהספק של 1-10 מגוואט.
לייזרים בעלי הסמכויות המצוינות כבר קיימים או ייווצרו בעתיד הנראה לעין. אילו סוגי נשק לייזר בעתיד הקרוב יכולים לשמש את חיל האוויר, כוחות היבשה והצי, נשקול בהמשך מאמר זה.
