Технические науки

Данная глава посвящена анализу технических возможностей и ограничений, присущих потенциальным средствам поражения баллистических ракет, рассматриваемым в связи со «стратегической оборонной инициативой» [1.1].

Предварительные оценки научно-технических аспектов создания боевых компонентов широкомасштабной противоракетной системы были проведены Комитетом советских ученых в защиту мира, против ядерной угрозы в 1983 году [1.2], Союзом обеспокоенных ученых (США) в 1984 году [1-3], Стэнфордским центром исследований международной безопасности и контроля над вооружениями (США) в 1984 году [1.4], Управлением технологических оценок конгресса США в 1984-85 гг. [1-5, 1.6], а также в ряде статей советских и американских ученых, появившихся в период 1983 – 85 гг. Суть СОИ сводится к созданию системы для поражения межконтинентальных баллистических ракет (МБР) и баллистических ракет, запускаемых с подводных лодок (БРПЛ), на всех участках их траектории. В этом основное отличие планируемой широкомасштабной противоракетной системы США с элементами космического базирования от тех систем ПРО, которые рассматривались и разрабатывались в конце 60-х – начале 70-х годов, а затем были ограничены бессрочным советско-американским договором о ПРО 1972 года.

Рассмотрим основные элементы траектории атакующей баллистической ракеты, начиная от момента старта, с целью выделения тех характеристик, которые особенно важны с точки зрения осуществления надежной обороны.

Траектория ракеты, как правило, разделяется на четыре участка (см. рис. 1.1):

1. Активный участок, где за счет работы маршевых двигателей ступеней ракеты производится ее разгон до конечной скорости (6 – 7 км/с).

2. Участок разделения, где происходит отделение боеголовок индивидуального наведения и ложных целей.

3. Баллистический участок, где все выведенные ракетой объекты движутся по траекториям свободного полета.

4. Участок подлета (конечный участок) , на котором боеголовки входят в плотные слои атмосферы и направляются к объектам поражения, а ложные цели сгорают при входе в атмосферу.

И сторонники, и противники СОИ считают, что наиболее эффективная противоракетная система должна включать средства поражения атакующих ракет на активном участке. Для этого существует несколько причин:

1. Количество объектов, подлежащих уничтожению системой ПРО, на активном участке полета минимально (еще не произошло отделение боеголовок и не выпущены ложные цели).

2.

3. Ракета – значительно более крупный объект, нежели боеголовки, вследствие чего ее легче обнаружить; кроме того, она более уязвима, так как ее обшивка – это, в основном, стенки топливных баков, которые защитить от тепловых или ударных нагрузок намного сложнее, чем боеголовки.

Активный участок траектории в рамках нашего анализа можно характеризовать двумя параметрами – временем набора конечной скорости и высотой, на которой достигается эта скорость.

Время набора конечной скорости активного участка определяет требуемые темпы подготовки соответствующего эшелона системы ПРО к действию, а также скорострельность, которой должны обладать оборонительные средства при массированной ракетной атаке. Высота, на которой достигается конечная скорость, определяет технические средства, которые могут быть использованы для поражения атакующих ракет. Принципиально важно обстоятельство, находится ли эта высота в пределах атмосферы (эффективная высота атмосферы в дальнейших оценках принимается равной 100 км) или за ее пределами.

Для современных ракет типичны времена полета на активном участке порядка 200 секунд, а соответствующая высота лежит в пределах 200 – 350 км [1.7]. Проведенные в США технические проработки указывают на принципиальную возможность значительно снизить эти параметры: время – до ~ 50 секунд, высоту – до 80-90 км. Такие ракеты с высокой тяговооруженностью могут существенно изменить весь облик противоракетной системы.

Приведенные численные значения высоты конца активного участка указывают на то, что наблюдать ракету на этом участке траектории можно только из космоса. Действительно, из-за кривизны земной поверхности ракета, достигшая высоты 200 км, видна с расстояния 1600 км при наземном базировании средств наблюдения и с расстояния около 2000 км, если средства наблюдения подняты на высоту 15 км. Размеры территории Советского Союза значительно превышают эти расстояния, так что даже при размещении американских систем наблюдения вблизи границ СССР им не удастся наблюдать запуски, скажем, в Центральной Сибири.

Важнейшей характеристикой боевых космических станций, предназначенных для поражения ракет противника на активном участке, является радиус действия средств поражения, используемых на таких станциях. Другие важные характеристики – «боезапас» станции и ее «скорострельность». Сочетание этих характеристик с указанными выше параметрами активного участка и с требованием, чтобы любая точка территории соперника (или акваторий, где могут находиться его подлодки-ракетоносцы) в любой момент времени была в поле зрения одной из станций, определяет численность боевых станций и характер их размещения в космическом пространстве.

Подучасток разделения, который, вообще говоря, относится к активному участку, имеет некоторые особенности. Отделение индивидуальных боеголовок от несущей платформы сопровождается кратковременной работой двигателей малой тяги, что позволяет системам ПРО обнаружить платформу и определить ее положение в пространстве. Если затем измерить вектор скорости платформы, то ее положение в последующие моменты времени можно прогнозировать с довольно высокой степенью точности.

Боеголовки отделяются не все сразу, так что обороняющаяся сторона какое-то время продолжает обладать возможностью одним ударом обезвредить несколько боеголовок. Однако поразить цель обороняющейся стороне становится значительно труднее, поскольку в данном случае объектом поражения становятся уже не относительно уязвимые топливные баки, а платформа или сами боеголовки.

Важнейшими особенностями баллистического участка с точки зрения противоракетной обороны являются максимальная продолжительность и наибольшее число целей, в том числе и ложных.

Для МБР с дальностью полета порядка 10000 км баллистический участок длится 20 – 25 минут. Апогей оптимальной по энергозатратам траектории для такой дальности составляет 1000 – 1500 км. Возможны более энергоемкие траектории: пологие (настильные) и крутые (навесные); они отличаются от оптимальной траектории (и друг от друга) также и временем подлета к цели.

Число боеголовок и ложных целей может многократно превышать число стартовавших ракет. Типичные оценки таковы: каждая стартующая ракета может нести десять боеголовок и такое же количество ложных целей, которые полностью имитируют боеголовку при входе в атмосферу, а также до сотни (и даже более) упрощенных ложных целей для насыщения системы ПРО на баллистическом участке траектории. В качестве таких ложных целей могут служить, например, надувные металлические (или из металлизированной пленки) тонкостенные баллоны, причем внутри таких баллонов могут размещаться и сами боеголовки. При таком нападении перед обороной встает дилемма: уничтожать все цели без разбора или предварительно провести их селекцию, выделив из них истинные. Обе задачи представляются примерно одинаково трудными.

Во многих военно-стратегических исследованиях американских специалистов предполагается, что в случае широкомасштабного ракетно-ядерного конфликта основной обмен ударами произойдет через Северный полюс. Хотя в принципе возможны противоракетные системы наземного базирования для борьбы с боеголовками на баллистическом участке траектории, средства космического базирования, по-видимому, окажутся более эффективными. Это должны быть боевые космические станции, располагаемые на полярных или приполярных орбитах высотой порядка 1000 км.

В зависимости от направления движения станции на орбите она может либо лететь навстречу атакующим боеголовкам с относительной скоростью ~ 15 км/с, либо медленно догонять их с относительной скоростью около 1 км/с.

В том случае, когда боеголовка или ложная цель движется вне атмосферы, характер ее движения практически целиком определяется земным гравитационным полем и может быть предсказан заранее с высокой точностью, если известны все местные аномалии поля силы тяжести.

На конечном участке траектории число атакующих целей резко сокращается, поскольку легкие ложные цели отсеиваются при торможении в плотных слоях атмосферы. Боеголовка проходит конечный участок траектории до цели довольно быстро – за время не более минуты. Возможность маневра со стороны боеголовки делает необходимым постоянное слежение за ней и может затруднить использование некоторых типов средств поражения. Поскольку атакующая сторона всегда может запрограммировать подрыв боеголовки в тот момент, когда возникает реальная угроза ее уничтожения, системы ПРО должны обеспечить поражение боеголовок на сравнительно большой высоте (40-50 км). Таким образом, с этой точки зрения предпочтительны системы заатмосферного поражения. Наиболее подходящими для обороны от боеголовок на конечном участке их полета являются противоракетные средства наземного или воздушного базирования. Их действие на этом участке носит локальный характер, тогда как средства ПРО на активном и баллистическом участках должны обеспечивать глобальную защиту всей территории обороняющейся стороны.

Отмеченные особенности отдельных участков траектории атакующих баллистических ракет, представляющие интерес с точки зрения противоракетной системы, подытожены в табл. 1.1.

Средства поражения, которые предполагается разрабатывать в рамках СОИ, можно классифицировать следующим образом:

1. Оружие направленной передачи энергии, где энергия выделяется в тонком поверхностном слое мишени (ОНПЭ-внеш.) – это, в частности, все виды лазерного оружия.

2. Оружие направленной передачи энергии с более глубоким проникновением энергии в материал мишени (ОНПЭ-внутр.) – это пучковое оружие.

3. Кинетическое оружие (КО) – это баллистические снаряды или снаряды, имеющие систему наведения (самонаведения), которые разгоняются до больших скоростей и поражают цель путем ее механического разрушения.

4. Оружие, аналогичное по своему действию электромагнитному импульсу от ядерного взрыва (ЭМИ-оружие) – это, например, пучки волн миллиметрового диапазона или сильноточный пучок заряженных частиц, излучающий в широком спектре частот.

Таблица 1.1 Сравнительные характеристики отдельных участков траектории полета атакующих баллистических ракет

Различные варианты ОНПЭ широко освещались в американской печати в первые месяцы после начала действия программы СОИ как новый шаг в создании широкомасштабной противоракетной системы с элементами космического базирования. Действительно, средства ОНПЭ, создание которых становится принципиально возможным благодаря крупным успехам в областях физики и техники, обладают рядом особенностей, выделяющим их по эффективности на фоне существующих типов вооружений, а именно:

а. Почти мгновенное поражение цели, так как энергия переносится со скоростью света 300 ООО км/с (в случае лазерного оружия) или приближающейся к ней скоростью. Таким образом, при расстоянии до цели, равном, например, 3000 км, время достижения цели составит всего 0,01 с. Правда, при этом быстродвижущаяся (со скоростью нескольких км/с) цель успеет все же за это время сместиться на десятки метров, но это смещение можно учесть заранее, поскольку за такие малые времена никак нельзя существенно изменить траекторию полета цели.

б. Задача поражения облегчается также благодаря тому, что гравитационное поле Земли практически не влияет на траекторию пучков. Поперечное отклонение релятивистских (т.е. имеющих скорость, близкую к скорости света) частиц от прямолинейной траектории составит доли миллиметра на расстоянии 3000 км (если речь идет об атомах водорода), а отклонение лазерных пучков гравитационным полем Земли вообще невозможно измерить даже наиболее чувствительными современными измерительными приборами.

в. Большая дальность поражения, ограничиваемая лишь невозможностью создать строго параллельный пучок света или частиц (или сфокусировать его в точку). Такие пучки всегда оказываются расходящимися (с пятном вместо точки в фокусе).

И сторонники, и критики СОИ согласны в том, что эти особенности ОНПЭ наилучшим образом могут быть использованы в космическом пространстве.

Перейдем к более детальному рассмотрению отдельных типов потенциальных средств поражения атакующих баллистических ракет и боеголовок.