Технические науки

Диалектика развития систем оружия убедительно свидетельствует об условности их деления на наступательные и оборонительные. К чисто оборонительным в действительности могут быть отнесены лишь абсолютно пассивные средства защиты. Если же оборонительная система содержит активные средства поражения, то она обычно может быть использована (с большей или меньшей эффективностью) как средство нападения.

Очевидно, что это в полной мере справедливо и для широкомасштабной противоракетной системы с элементами космического базирования. Возможное размещение задействованных в ней средств поражения непосредственно над территорией противника, использование мощных источников энергии, практически мгновенно передаваемой на неограниченные расстояния и др., создают широкие возможности для нападения на различные воздушные и наземные объекты.

В большинстве исследований, так или иначе затрагивающих эту проблему, делается вывод о том, что, несмотря на ряд ограничений, вполне возможно использование средств поражения, разрабатываемых по программе СОИ, против объектов не только в космосе, но в атмосфере и на поверхности Земли.

С учетом подобных оценок представляется далеко не случайным, что этот аспект проблемы практически не упоминается ни в одном официальном американском документе, посвященном программе СОИ, поскольку возможность получения подобных своего рода «побочных» результатов этой программы опровергает «оборонительную логику», выдвинутую в ее защиту.

Действительно, появление возможности уничтожать ударами из космоса наземные объекты никак не может свидетельствовать в пользу чисто оборонительного характера космической системы ПРО.

Совершенствование наступательных видов оружия в результате создания и развертывания такого рода космической системы двойного использования может приобрести характер и масштабы, последствия которых в настоящее время трудно предсказать.

Разумеется, подсистемы и средства поражения атакующих баллисти ческих ракет будут обладать другим потенциалом в отношении нападения на воздушные и наземные объекты.

лазерное оружие,

пучковое оружие,

кинетическое оружие,

электромагнитный импульс (ЭМИ-оружие).

Определяющим фактором при использовании названных средств поражения против воздушных и наземных целей становится их способность преодолевать земную атмосферу.

Обычно говорится, что атмосфера прозрачна для лазерного излучения в видимом диапазоне спектра, но это некая идеализация. Реальная картина прозрачности атмосферы в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах спектра приведена на рис.4.1. Резкий спад прозрачности в коротковолновой части обусловлен рэлеевским рассеянием (рассеянием света на

электронах), причем соответствующий коэффициент рассеяния обратно пропорционален четвертой степени длины волны света. Кроме указанных на рисунке окон прозрачности есть еще узкие окна в районе 3,8 мкм и 5 мкм а также довольно широкая область 8 – 13 мкм (пересекаемая полосой погло шения озона вблизи 9,7 мкм), где атмосфера также прозрачна для излучения.

При попадании рабочей длины волны лазера в область поглощения существует принципиальная возможность сдвига длины волны в более бла-

гоприятный для прохождения диапазон, хотя это и связано с определенными потерями энергии излучения.

Интенсивность лазерного излучения при прохождении через атмосферу ослабляется не только вследствие поглощения в спектральных линиях различных атмосферных составляющих или благодаря рэлеевскому рассеянию. Большое значение могут сыграть макроскопические неоднородности, связанные с атмосферной турбулентностью или с нагревом атмосферы самим же пучком. В результате рассеяния на таких неоднородностях пучок лазерного излучения может расшириться, что приведет к уменьшению плотности энергии – важнейшего параметра, характеризующего поражающую способность лазерного оружия.

Такого рода макроскопические неоднородности можно надеяться нейтрализовать при прохождении лазерным пучком атмосферы с Земли в космос при помощи адаптивной оптики или методики обращения волнового фронта.

Другим серьезным препятствием прохождению лазерного луча из космоса к земной поверхности являются плотная облачность и различного рода дымы, которые могут оказаться для него полностью непрозрачными. Этот фактор существенно ограничивает использование космического лазерного оружия против наземных объектов, но не препятствует его применению против высотной авиации, когда она находится выше уровня облачности.

Для рассмотренных в гл. 1 вариантов пучкового оружия (пучки нейтральных атомов водорода) атмосфера оказывается плотным экраном.

Правда, в последнее время широко обсуждается возможность прохождения через атмосферу (с небольшими энергетическими потерями) сильноточных релятивистских электронных пучков. Действительно, при соблюдении ряда условий возможна так называемая «газовая фокусировка», когда пучок проходит по специально сформированному ионизированному каналу большие расстояния без заметного изменения поперечных размеров. Но такая схема более подходит для стрельбы с Земли по объектам в атмосфере или вблизи ее границ, поскольку источник энергии для таких пучков должен быть довольно мощным (и тяжелым).

Таким образом, представляется маловероятным, чтобы пучковое оружие могло быть использовано против наземных и даже воздушных объектов с какой-то, хотя бы даже невысокой эффективностью.

Различные варианты кинетического оружия (от высокоскоростных фрагментов до небольших самонаводящихся ракет) способны преодолеть земную атмосферу, но при этом надо учитывать следующее.

Современные боеголовки входят в атмосферу со скоростью 6 – 7 км/с, а их баллистическое рассеивание у цели составляет сотни метров. Улучшения точности попадания в наземные цели на порядок величины можно достичь путем использования радиолокационных систем самонаведения. Возможно, что переход на самонаведение с использованием инфракрасных детекторов мог бы еще больше улучшить точность попадания при поражении воздушных объектов (в частности, самолетов).

В случае атаки из космоса на наземные и воздушные цели скорости входа в атмосферу окажутся существенно выше. Даже по элементарным оценкам сила торможения в атмосфере должна быть пропорциональна квадрату скорости входа, а при больших начальных скоростях эта зависимость оказывается еще более сильной. Поэтому сила торможения будет аномально велика. Это резко ужесточит тепловой режим прохождения через атмосферу, что существенно ограничит использование небольших фрагментов в качестве кинетического оружия (они просто сгорят в атмосфере). Изменятся также характеристики баллистического рассеивания. Кроме того, избыток тепловыделения, скорее всего, выведет из строя инфракрасные датчики системы самонаведения.

С учетом этого можно заключить, что средствами кинетического оружия пока что не удается обеспечить требуемую точность поражения наземных и воздушных целей при стрельбе из космоса.

Наконец, несколько слов о возможностях ЭМИ-оружия. Как уже отмечалось в гл. 1, оно создает помехи в работе электронной аппаратуры и выводит ее из строя. Этот вид средств поражения, предположительно в виде пучка миллиметровых волн, особенно эффективен при нанесении первого удара для ослепления командных центров другой стороны и вывода из строя ее средств связи. Узконаправленным пучком миллиметровых волн можно поразить из космоса объекты на Земле и в воздухе. При прохождении достаточно мощного пучка миллиметровых волн в воздухе может возбудиться высокочастотный разряд, ограничивающий возможности ЭМИ-оружия. Правда, это справедливо лишь для наземного базирования источников такого оружия. Практика показала, что действие электромагнитного импульса на наземные и воздушные цели особенно эффективно при высотных ядерных взрывах.

У ЭМИ-оружия можно отметить две особенности, отличающие его от лазерного оружия:

– эффективность ЭМИ-оружия не зависит от метеорологических условий;

– характерный размер «пятна» микроволн на мишени обычно составляет сотни метров (см. гл. 1), что резко ослабляет требования к точности наведения и определению положения цели (напомним, что характерный размер лазерного пятна имеет порядок метра). Можно, однако, сделать замечание, касающееся эффективности использования ЭМИ-оружия против важных стратегических целей. Все объекты такого рода сооружаются с учетом требования, чтобы их стойкость к воздействиям ядерного взрыва (включая и электромагнитный импульс) была максимальной. Это обстоятельство может резко ограничить реальный круг объектов, которые могут быть поражены ЭМИ-оружием.

Для окончательной оценки возможности поражения наземных и воздушных объектов остается прояснить вопрос о точности определения их положения.

Разрабатываемая в США программа «Тил Руби» ориентирована на определение положения самолетов из космоса с использованием для решения этой задачи ИК-датчиков, расположенных в фокальной плоскости телескопа. Предполагается использовать дискретную матрицу из элементов с зарядовой связью (ПЗС-матрицу) с характерным размером индивидуального элемента (называемого пикселем) порядка десятка микрометров.

Эта система реагирует на тепловое излучение выхлопных газов авиационных двигателей. Температуры этих газов находятся в диапазоне -600-1000 К, что соответствует максимуму излучения на длинах волн

3-5 мкм. Примем для определенности, что наблюдение ведется в окне прозрачности на длине волны 5 мкм.

Предположим, что диаметр объектива ИК-телескопа составляет 2 м, тогда дифракционный предел равен ~ 3 микрорадиан. С высоты 500 км это соответствует линейной точности на поверхности Земли около полутора метров (что примерно равно размеру факела двигателя).

При фокусном расстоянии ИК-телескопа, скажем, 5 м размер дифракционного пятна в фокальной плоскости составит около 15 мкм, что соответствует размеру одного пикселя. Таким образом, каждый двигатель будет проецироваться на 1 – 2 пикселя, а эффективное отображение самолета с четырьмя газотурбинными двигателями займет цепочку из 10 – 15 пикселей, что достаточно для высокой вероятности идентификации цели.

Итак, самолеты могут быть обнаружены из космоса с линейной точностью порядка нескольких метров, что в несколько раз меньше размера самого самолета. Вероятность надежного обнаружения низко летающих вертолетов пока что кажется сомнительной.

Подводя итог изложенному выше, можно заключить, что из всех средств поражения космического базирования, рассматриваемых в рамках СОИ, для поражения наземных и воздушных целей может подойти только лазерное и электромагнитное (с учетом сделанных оговорок) оружие.

Как уже упоминалось в гл. 1, воздействие лазерного оружия обычно проявляется в разрушении тонкостенных оболочек вследствие теплового или ударного поражения. Помимо баллистических ракет существует много тонкостенных объектов, которые могут быть поражены лазерным оружием, в том числе элементы конструкции самолетов и вертолетов, стенки нефте- и газохранилищ и т.п. Наконец, мощным потоком лазерного излучения можно поджечь лес, деревянные конструкции, пластиковые покрытия и т.д. Нападение на подобные объекты не требует такой высокой скорострельности, как в рамках ПРО. Снижаются в этом случае также требования к энергетике источников излучения, так что использование лазерного оружия в наступательной системе может оказаться технически более простой задачей, чем в широкомасштабной системе ПРО.

Выше уже обращалось внимание на то, что поражение лазерным оружием наземных целей может оказаться затруднительным из-за погодных условий. С этой точки зрения более уязвимы воздушные цели – самолеты, особенно те, которые находятся на больших высотах. Следует отметить, что баллистические ракеты и самолеты практически одинаковы по степени уязвимости в отношении лазерного оружия, но самолеты отличают значительно более низкие скорости, что облегчает задачу наведения и удержания пучка на такой мишени.

При таком использовании космического лазерного оружия объектами поражения могут стать стратегические бомбардировщики, выполняющие задачи боевого патрулирования или поднявшиеся в воздух по сигналу предупреждения о ядерном нападении. Ключевой проблемой поражения целей этого класса становится их надежное распознавание и отслеживание.

Эффективное решение задачи обнаружения и поражения авиационных систем противника над его территорией может создать принципиально новую стратегическую ситуацию. Лазерное оружие может быть использовано не только против стратегических бомбардировщиков, но и для уничтожения командных центров воздушного базирования, которые предназначены для выполнения важных функций управления войсками. До последнего времени считалось, что важнейшими примуществами таких центров являются трудность обнаружения, высокая мобильность и неуязвимость. Подобные центры воздушного базирования важны как дополнение наземных средств управления, которые в настоящее время становятся все более уязвимыми для ядерного нападения. Предполагается, что утрата воздушными центрами этих преимуществ, возможно, потребует коренной перестройки всей организации командования и управления. Таким образом, если принять во внимание также возможности использования практически всех названных средств поражения для уничтожения спутников раннего предупреждения и связи, становится очевидным, что сторона, создавшая и развернувшая широкомасштабную противоракетную систему с элементами космического базирования, может получить в свои руки также и эффективное средство нанесения упреждающих «ослепляющих» ударов одновременно по всем компонентам системы командования и управления противника. Отметим, что способность поражать воздушные летательные аппараты над территорией противника является важным преимуществом систем космического базирования; эта задача не может быть удовлетворительно решена с помощью уже существующих систем оружия. Это обстоятельство, видимо, может стать еще одним важным стимулом для ускоренной разработки систем космического базирования, разумеется, при условии, что будут успешно решены проблемы, связанные с обнаружением целей и нацеливанием космических средств поражения.

С учетом всех рассмотренных соображений можно выделить несколько диапазонов высот, определяющих разную степень уязвимости воздушных объектов по отношению к лазерному оружию космического базирования.

Высоты 20 – 30 км. На этих высотах остаточный слой атмосферы мал; для высоты 20 км эффективная толщина атмосферы равна 50 г/см², на высоте 30 км – только 12 г/см² (на уровне моря 1000 г/см²). Перламутровые облака наблюдаются на высоте 20 – 30 км, серебристые – на высотах до 80 км, но эти явления крайне редки. Все аэрозольные слои и зоны турбулентности находятся ниже.

Высоты 10 – 20 км. Аэрозольные слои появляются на высотах около 20 км, зоны усиленной турбулентности («струйные течения») лежат на высотах 10 – 15 км. Перистые и кучевые облака достигают высот 15 – 16 км, но покрываемая ими площадь на таких высотах еще невелика. Таким образом, на высотах 10 – 20 км метеорологические факторы начинают снижать эффективность лазерных средств поражения.

Высоты ниже 8 – 10 км. Возрастает влияние облачности, которая в обычном состоянии скрывает почти половину земной поверхности. Увеличивается локальное рассеяние на аэрозолях искусственного (промышленного) происхождения. Эти факторы ослабляют поражающее воздействие лазеров на названных высотах не менее чем вдвое (если усреднять по большой площади, включающей разные климатические зоны). Таким образом, для надежного поражения воздушных целей на малых высотах необходимо существенное увеличение мощности источников излучения, но и этого в некоторых обстоятельствах может оказаться недостаточно.

Гораздо менее определенные выводы могут быть сделаны, видимо, относительно возможности уничтожить с помощью космического лазерного оружия объекты, находящиеся на поверхности Земли.

Задача поражения менее защищенных объектов существенно проще, поскольку они более уязвимы и многочисленны. Для незащищенных наземных объектов имеются такие оценки тепловой стойкости: 0,1 – 1 кДж/см² для возгораемых материалов и 1-10 кДж/см² для расплавления металлических оболочек, не имеющих специальных поглощающих или отражающих покрытий. Если сравнить эти показатели с оценками пределов теплостойкости стенок топливных баков баллистических ракет (10-20 кДж/см²), то можно заключить, что космические лазерные установки, предназначенные для поражения МБР на активном участке траектории, могут быть также использованы и для поражения разнообразных незащищенных наземных объектов противника. Однако для того, чтобы сделать более конкретный вывод, необходимо принять во внимание также эффекты ослабления лазерного луча в атмосфере, в особенности в ее нижних слоях, для которых характерна более высокая загрязненность различного рода примесями. Суммарные потери интенсивности лазерного луча при прохождении через атмосферу в результате эффектов поглощения и рассеяния могут составить от 10 до 80% в зависимости от длины волны лазера и конкретных атмосферных условий. Такие потери могут быть значительно уменьшены для лазерных систем, работающих в непрерывном режиме, путем существенного увеличения времени экспозиции по сравнению с временами, располагаемыми для поражения МБР на активном участке траектории. Но этот путь также имеет свои минусы, поскольку потребует соответствующего увеличения энергопотребления космических лазерных станций, которое и без того представляется слишком большим. Кроме того, пока недостаточно ясно, как изменится коэффициент пропускания атмосферы в результате значительного повышения температуры воздуха вдоль линии распространения лазерного луча при увеличении времени экспозиции.

Таким образом, учитывая все перечисленные факторы, можно прийти к заключению, что даже при надлежащих погодных условиях космические лазерные средства системы ПРО будут, видимо, иметь ограниченную область применения при поражении наземных объектов. Эти средства могут быть использованы для нанесения ударов по различного рода гражданским объектам, а также элементам военной инфраструктуры типа складов военного снаряжения, нефтехранилищ, нефтеперегонных заводов и т.п. Космическое лазерное оружие будет обладать определенными возможностями для нанесения ударов и по таким военным объектам, как транспортные суда, места сосредоточения войск и военной техники и т.п. Одной из наиболее важных характеристик лазерных космических средств поражения является то, что все указанные объекты могут быть поражены вне зависимости от их местоположения – как в прифронтовой полосе, так и в глубине территории противника. Однако все рассмотренные возможности и преимущества использования космических лазерных средств поражения против наземных объектов могут быть сведены на нет их зависимостью от погодных условий.

Разнообразие возможностей использования боевых космических станций, позволяющих приблизить средства поражения практически к любой точке территории противника, порождает и еще одну опасность. У стороны, развернувшей в космосе систему таких станций, может возникнуть соблазн разместить на них ракеты с ядерными боеголовками для атаки наземных объектов противника.

Таким образом, развертывание широкомасштабной системы ПРО с элементами космического базирования создает принципиально новую стратегическую ситуацию. Наличие единой системы связи и управления, объединяющей боевые космические станции в единую систему оружия, делает такую схему весьма привлекательной для потенциального агрессора.

В американских военно-стратегических сценариях рассматривается гипотетический случай, когда системы космической ПРО имеются у обеих сторон. В этом случае размещение ядерного оружия на боевых космических станциях делает его неуязвимым в отношении нескольких (причем самых эффективных) эшелонов системы ПРО при нанесении ударов по наземным целям.

Конечно, размещение на БКС ракет с ядерными боеголовками для поражения объектов на поверхности Земли будет нарушением договора 1967 года, запрещающего вывод в космос такого рода оружия. Однако первый шаг в этом направлении уже намечается в связи с разработкой рентгеновского лазера для космической системы ПРО. Как уже упоминалось в гл. 1, для накачки в таком лазере используется энергия ядерного взрыва, для чего на орбиту должно выводиться взрывное ядерное устройство. Хотя его не предполагается использовать непосредственно для поражения наземных целей, это не меняет сути дела.

Сравнительно малые габариты и массы ракет с ядерными боеголовками, размещаемых на боевых космических станциях, позволяют при относительно небольших затратах доставить их на орбиту в значительных количествах. Одним из вариантов их развертывания могла бы стать замена части противоракет, размещенных на боевых космических станциях системы ПРО и предназначенных для поражения МБР, ракетами с ядерными боеголовками. Такие замены, как представляется, будет трудно контролировать национальными техническими средствами. Если же для перехвата атакующих ракет будет принята активно обсуждаемая в последнее время схема перехвата с использованием ядерного оружия, то любые разговоры о проверке потеряют смысл, поскольку любые соглашения о запрете или ограничении систем такого типа окажутся практически невозможными.

Ракетно-ядерная атака из космоса против любых выбранных объектов на земной поверхности может быть осуществлена в сравнительно короткое время. Действительно, если боевая космическая станция находится на высоте 500 км над поверхностью Земли, то при вертикальной составляющей скорости ракеты ~ 8 – 9 км/с ей потребуется около минуты для достижения цели.

Рассматриваемая схема размещения ядерного оружия в космосе, как уже отмечалось выше, может автоматически сделать бесполезными два эшелона широкомасштабной системы ПРО другой стороны – перехвата на активном и баллистическом участках. С этой точки зрения ее можно было бы рассматривать как эффективную контрмеру широкомасштабной системе ПРО с элементами космического базирования.

Недостатком такой схемы размещения ядерного оружия является более низкая точность доставки ядерных боеголовок по сравнению с достигнутой на сегодняшний день для МБР. Скорость входа в атмосферу при атаке из космоса (равная геометрической сумме орбитальной и вертикальной скоростей боеголовки) составляет 11 – 12 км/с. Как уже отмечалось выше, это приведет к увеличению баллистического рассеивания, которое трудно будет скомпенсировать радиолокационными средствами наведения, поскольку траектория боеголовки в данном случае должна быть слишком крутой. Правда, этот недостаток с технической точки зрения не кажется непреодолимым.

Однако высокая подлетная скорость может стать и преимуществом рассматриваемой схемы базирования ядерного оружия в космосе. Во-первых, она требует повышенного быстродействия всей системы ПРО на конечном участке обороны. Во-вторых, значительно снизится общее подлетное время (в частности, по сравнению с современными ракетами средней дальности, такими, как «Першинг-2»), что окажет существенное влияние на работу подсистемы раннего предупреждения и, соответственно, на всю систему ПРО.

Если вернуться к гипотетическому сценарию, где системы космической ПРО имеются у обеих сторон, то следует признать, что трудность проверки наличия или отсутствия ядерного космического оружия у другой стороны окажется сильнейшим стимулом для их развертывания обеими сторонами. Это еще одно проявление стратегической нестабильности, порождаемой созданием космической системы ПРО.

Подводя итог, можно сказать, что непосредственным следствием развертывания широкомасштабной системы ПРО с элементами космического базирования станет появление новых возможностей для поражения систем управления и связи другой стороны, размещенных на авиационных средствах, а также, возможно, наземных объектов некоторых типов. Развертывание такой системы, направленной якобы только против баллистических ракет, вызовет новый виток гонки ядерных вооружений непосредственно в космическом пространстве, куда может быть перенесена значительная часть наступательной ядерной мощи обеих сторон.