Системы противоракетной обороны

Впервые проблема противоракетной обороны (ПРО) была поднята на государственном уровне в СССР в 1953 году, когда семь маршалов Советского Союза во главе с Василием Соколовским направили в ЦК КПСС письмо, в котором говорилось: «…средства ПВО, имеющиеся у нас на вооружении и вновь разрабатываемые, не могут бороться с баллистическими ракетами. Просим поручить промышленным министерствам приступить к работам по созданию средств борьбы против баллистических ракет».

Обращение высшего военного руководства было встречено с пониманием и поддержано руководством страны. Вскоре разработка первой системы ПРО была поручена КБ-1. В те годы КБ-1 являлось головной организацией по созданию систем управляемого ракетного оружия и, прежде всего, систем противосамолетной обороны. Здесь работали лучшие инженеры и ученые в области радиотехники, электроники, автоматического регулирования, теории вероятностей и случайных процессов. Ведущую роль в этой работе сыграл коллектив, возглавляемый 36-летним ученым Григорием Кисунько.

«Сложности при создании первой в мире системы ПРО были более чем значительны, – пишет в «Независимом военном обозрении» Михаил Ходоренок. – Известные традиционные методы радиолокации не позволяли с требуемой сверхвысокой точностью определять все три координаты цели (дальность, азимут, угол места). Радиолокатор достаточно точно мог только измерить дальность до цели. Малые размеры боеголовки МБР делали ее труднонаблюдаемой для радиолокатора на требуемых дальностях обнаружения. Поэтому для любой гипотетической противоракетной системы требовались огромные, мощные и поэтому чрезвычайно дорогие радиолокационные станции.

Наконец, весь процесс стрельбы чрезвычайно скоротечен, баланс располагаемого времени крайне мал, а потому к противоракете предъявлялись неимоверно высокие требования по скорости полета и маневренности. Григорий Кисунько выдвинул следующие принципы конструирования и построения стрельбового комплекса противоракетной обороны. Требуемая большая дальность действия системы ПРО по малоразмерной цели должна достигаться за счет большой мощности излучения радиолокатора, выбора оптимальной рабочей длины волны, высокой чувствительности приемных устройств и достаточно больших размеров антенных устройств. Радиолокатор ПРО действительно будет крупногабаритным и энергоемким, но государственная важность противоракетной обороны оправдывает большие экономические и ресурсные затраты.

Необходимая высокая точность определения координат баллистической цели может быть достигнута отказом от традиционного для радиолокации метода определения координат цели по двум измеренным углам и дальности. Нужно перейти к методу триангуляции цели по трем дальностям, измеренным тремя радиолокаторами, разнесенными на местности. Трудности триангуляции сверхскоростной цели в реальном масштабе времени можно преодолеть с помощью высокопроизводительных электронно-вычислительных машин, имеющих соответствующее программно-алгоритмическое обеспечение. Радиолокаторы и ЭВМ должны быть соединены между собой с помощью широкополосных линий связи.

Распознавание радиолокаторами ПРО боевых блоков БР (отделившихся от корпуса ракеты) и самих корпусов БР, продолжающих лететь как бы параллельно с боевым блоком (проблема селекции целей), предлагалось осуществлять по различию в мощности отражаемых ими радиосигналов. Поражение прочной боеголовки БР можно обеспечить, используя для этого кинетическую энергию соударения высокоскоростной цели с осколками – поражающими элементами боевой части противоракеты».

Летом 1956 года в казахстанской пустыне Бет-Пак-Дала началось строительство противоракетного полигона. А с октября 1957 года на полигоне начались летные испытания противоракеты В-1000, созданной под руководством Петра Грушина в Особом конструкторском бюро номер два, будущем машиностроительном КБ «Факел». Эта ракета отличалась особой технической новизной и обладала уникальными для того времени характеристиками. В-1000 была способна достигать скорости полета 1500 метров в секунду и с высокой точностью осуществлять перехват баллистических целей на высотах до 25 километров, поражая их осколочной боевой частью.

4 марта 1961 года головная часть баллистической ракеты Р-12 была поражена, а ее фрагменты были рассеяны над полигоном. В процессе последующих испытаний системы «А» боевые части баллистических ракет поражались еще 10 раз.

Впервые в мире было продемонстрировано поражение боевых блоков баллистических ракет дальнего действия. Даже сегодня решение подобной задачи под силу лишь двум государствам в мире – России и США. Другие разработки – европейские, израильские – либо не вышли на такой уровень, либо используют чужие научные и технические заделы.

Создание системы «А» и ее успешные испытания позволили приступить к разработке боевых систем противоракетной обороны. В июне 1961 года была завершена разработка эскизного проекта системы «А-35», предназначавшейся для защиты Москвы от баллистических ракет типа «Титан-2» и «Минитмен-2». В середине 1960-х годов в Подмосковье началось строительство объектов системы «А-35», а на полигоне приступили к созданию ее экспериментального образца – «Алдан». Впервые боевая задача с реальными пусками противоракет была выполнена 9 июня 1970 года, а уже в следующем году головной комплекс системы «А-35» приняли в опытную эксплуатацию.

В середине 1970-х годов в военном и конструкторском мире сложились две принципиально различающиеся точки зрения. Сторонники первой считали, что надо отказаться от кинетического принципа поражения боеголовок БР при соударении с поражающими элементами (осколками) неядерной боевой части противоракеты. Они предлагали оснащать их ядерными боевыми зарядами. Такой подход как бы снимал с повестки дня сложную проблему селекции реальных боевых блоков и ложных целей. К тому же прецедент установки ядерных зарядов на зенитных ракетах для борьбы с авиацией противника уже существовал.

Сторонники второй точки зрения предусматривали сохранение принципа кинетического поражения боевых блоков баллистических ракет, поскольку ядерные взрывы противоракет могли бы привести к разрушению обороняемого города.

«Григорий Кисунько, – пишет М. Ходаренок, – оставался сторонником кинетического поражения элементов баллистической ракеты. Задачу селекции реальных и ложных целей он считал возможным решить путем математического анализа (с помощью ЭВМ) матриц амплитуд и фаз радиолокационных сигналов, отраженных целями. Для проверки своей гипотезы Кисунько предлагал провести серию натурных экспериментов в лабораториях и на полигоне.

Руководство минобороны и минрадиопрома не согласилось с точкой зрения генерального конструктора ПРО и решило использовать ядерные заряды в противоракетах и на двухэшелонное построение ПРО Москвы. С 1975 года Григорий Кисунько оказался вне дальнейших работ по ПРО.

Был период, когда СССР в области ПРО опережал США на десять лет. Решения, которые предлагал Григорий Кисунько, базировались на передовых методах поражения боеголовки баллистической ракеты дальнего действия – точное наведение, осколочный заряд, частотная селекция, опознавание цели и пр. Последняя подмосковная ПРО «А-135» значительно уступает в этом отношении системам ПРО, разработанным под руководством Григория Кисунько.

Считается, что если бы не было многолетнего провала в работах по этому направлению, в связи с уходом Григория Кисунько и соответствующей переориентацией в построении подмосковной системы, США не имели бы сегодняшних политических преимуществ».

Ведь предыдущие работы в СССР по ПРО позволили совершить качественный скачок во многих областях. Так этот опыт повлиял на развитие радиолокации, теории и практики ракетостроения. Впервые в мире была создана станция обзорного действия с селекцией сигнала в цифровом виде с дальностью обнаружения пять тысяч километров. Существенно продвинулись цифровые системы моделирования. Натурным испытаниям предшествовало исследование контуров управления с цифровыми моделями поведения ракет.

В марте 1983 года президент США Р. Рейган выдвинул программу «стратегической оборонной инициативы» – «СОИ». Основной упор в программе СОИ был сделан на создание новых видов оружия, использующих в качестве поражающего фактора электромагнитное излучение различных диапазонов спектра от радиоволн до гамма-излучения. Основным преимуществом такого оружия является практически мгновенное достижение цели, так как электромагнитное излучение распространяется со скоростью света. Это позволяет наносить удар неожиданно и быстро с большого расстояния. Кроме того, исчезает необходимость в расчете траектории движения цели для упреждения ее движения. Появляется принципиальная возможность уничтожать взлетающие МБР на активном (разгонном) участке их траектории в течение первых пяти минут после старта. Именно поэтому лазерным оружием предполагалось оснастить первый эшелон системы ПРО.

Разрушающее воздействие оптического лазерного излучения основано, прежде всего, на тепловом нагреве ракет (прожигание топливных баков, электроники и систем управления) и действии ударной («шоковой») волны, которая возникает при попадании на поверхность ракеты импульсного лазерного излучения. В последнем случае ударная волна выводит из строя электронику и системы наведения ракеты, а также может повлечь детонацию взрывчатого вещества в боеголовке. Применение пассивных мер защиты (зеркальных и поглощающих покрытий, экранов и т д.) значительно снижает поражающее воздействие излучения низких энергий, однако они становятся бесполезными при дальнейшем повышении мощности лазерного излучения.

Идея использовать мощный луч света в качестве оружия восходит еще к Архимеду, но реальную почву эта идея обрела лишь в 1961 году с появлением первых лазеров. В 1967 году был разработан первый газодинамический лазер, который продемонстрировал возможности использования лазеров как оружия. Основными его элементами являются: камера сгорания, в которой образуется горячий газ; система сверхзвуковых сопел, после прохождения которых газ, быстро расширяясь, охлаждается и переходит в состояние с инверсной населенностью энергетических уровней; оптическая полость, где и происходит генерация лазерного излучения. В этой полости перпендикулярно потоку газа расположены два плоских зеркала, образующих оптический резонатор. Для пропускания излучения из полости диаметр одного из зеркал чуть меньше, чем у другого.

Близки по конструкции к газодинамическому лазеру химический и электроразрядный: в них также через объем резонатора с большой скоростью прокачивается возбужденная рабочая смесь, только источником их возбуждения является соответственно химическая реакция или электрический разряд. Наиболее подходящим для поражения боеголовок в космическом пространстве считается химический лазер на реакции водорода с фтором. Если же в этом лазере вместо водорода использовать его тяжелый изотоп дейтерий, то излучение будет иметь длину волны не 2,7 мкм, а 3,8 мкм, то есть попадет в «окно прозрачности» земной атмосферы (3,6-4 мкм) и сможет почти беспрепятственно достигать земной поверхности.

Сложную задачу представляет фокусировка лазерного луча на цель. Предпочтительными являются оптические и ультрафиолетовые лазеры. Наиболее перспективными среди них считают эксимерные лазеры на молекулах фтористого аргона и фтористого криптона.

Самым крупным недостатком газовых лазеров всех типов является большое выделение тепла в их рабочем объеме. Это ограничивает повышение мощности на единицу массы таких лазеров. Перспективным в этом отношении считается лазер на свободных электронах, в котором усиление излучения происходит за счет его взаимодействия с пучком электронов, движущимся в периодическом магнитном поле. Можно также использовать такие лазеры как усилители мощности другого лазера, самостоятельных генераторов и умножителей частоты. Поскольку электроны летят в вакууме, не происходит разогрева прибора, как у обычных лазеров. Большим достоинством является также то, что частота генерации у лазера на свободных электронах может перестраиваться в широком спектральном диапазоне от миллиметровой до ультрафиолетовой области, что делает защиту от излучения большой проблемой.

Идея эта не нова и давно используется в радиотехнике для создания мощных генераторов и усилителей сверхвысокочастотного диапазона. Относительно высокий ожидаемый коэффициент полезного действия этих усилителей в оптическом и инфракрасном диапазонах длин волн весьма высок – до 30-40 процентов, что, по данным американских источников, позволяет получить лазерное излучение мощностью до 100 мегаватт.

По мнению академика Федора Бункина, лауреата Государственной премии за работу в области лазерного оружия, теоретически создать лазерное сверхоружие возможно. Но современные технологические процессы вряд ли позволят успешно стрелять «космической пушке». Даже если будет создано идеальное зеркало для лазера диаметром десять метров, то пятно лазерного пучка на расстоянии в тысячу километров составит не менее метра. Такая «точка» не в состоянии плавить металл.

Если какая-нибудь страна решит применить лазерное оружие, то это, по мнению Бункина, скорее всего, будет именно импульсный химический лазер. Такой лазер впервые в мире был создан в СССР.

С ним согласна и сотрудник Государственного научного центра «Прикладная химия» Евгения Соботковская: «Лазерное оружие будет развиваться по двум основным направлениям. Это создание мобильных установок для выполнения тактических задач и, главное, строительство противоракетных комплексов на базе химических лазеров».

Химический лазер имеет бесспорные преимущества перед противоракетами. Американцы давно убедились, что уничтожить баллистическую ракету противника можно только в момент активного полета – в первые 100—170 секунд после старта. Потом выключаются двигатели, ракета разделяется на множество боеголовок, некоторые из них могут быть ложными.

По рассказам ученых, впервые лазер применялся в качестве оружия в 1968 году во время боевой операции на острове Даманский. Твердотельный маломощный рубиновый лазер не мог поразить противника. Это было скорее психологическое оружие. Во время ночной атаки в пороховом дыму китайские солдаты увидели тонкий красный луч. Те, кому луч попадал на сетчатку глаза, слепли на несколько минут. Началась паника…

По информации, которой располагает газета «Известия», сегодня самый мощный в России лазер с электрической накачкой установлен в подмосковном Троицке. Его мощность – один мегаватт. Для того чтобы запустить его, приходится отключать от всех потребителей высоковольтную линию Самара – Москва.

Тем не менее разработка лазерного оружия идет полным ходом. В 2000 году фирма «Боинг» передала для монтажа нового оружия первый лайнер. Там должна быть установлена обойма из шести химических лазеров и зеркало-телескоп диаметром 1,8 метра для фокусировки и наведения луча на цель. Предполагается, что «летающая лаборатория» закончит испытания в 2003 году.

Как пишут «Известия», с виду этот самолет ничем не отличается от серийного «Боинга-747» Весь секрет в носовой части. Под кабиной пилотов там расположен не салон бизнес-класса, а универсальная установка кислородно-йодных химических лазеров суммарной мощностью 1 мегаватт.

Последнее поколение американских космических лазеров с сопловым блоком «Хилги» выдает 15 мегаватт и потребляет водорода и фтора как обычный ракетный двигатель. Чтобы поразить цель, достаточно двух-трех секунд. От одной заправки американский лазер выпускает 20-30 залпов.

Радиус действия лазерной установки зависит от состояния атмосферы. На высоте 11 тысяч километров влияние атмосферы фактически сведено к нулю. Расчетные данные дальности действия установки – от 300 километров. Новый комплекс лазерного оружия получил название «Эй-Би-Эл» – первые буквы от «аэробазирующегося лазера». На разработку летающего лазера выделено 6 миллиардов долларов.

Наземные испытания показали, что этот лазер с первой попытки сбивает ракеты российского «Града». Лазер сжег вторую ступень американской баллистической ракеты, установленной на стартовом столе. В 1998 году была предпринята попытка уничтожить космическую цель – американский спутник связи. Попытку признали успешной, однако во время залпа пострадала лазерная установка. Параллельно создаются тактические лазерные системы «Би-Ди-Эл» морского базирования.

В 1997 году в США была принята программа «3+3». Цифры обозначают два этапа создания мощного противоракетного щита последнего поколения. Первый этап, когда Америка должна была определиться и разработать современные средства защиты от ядерного нападения, похоже, завершен. В оставшееся время должны быть созданы и развернуты высоконадежные системы управления и поражения ракет вероятного противника. В эту программу наряду с традиционными противоракетами входят лазерные «Боинги».

Несмертельное оружие

За рубежом активно разрабатывается новое оружие, которое называют «несмертельным» Так, американская программа АМС предусматривает создание такого оружия, которое будет способно «остановить или отвлечь заданные группы противника, минимизируя при этом вероятность смертельного исхода или материального ущерба обеих сторон».

Разработчики программы считают, что приоритетное значение имеет разработка несмертельного оружия, воздействующего именно на личный состав противника. По их мнению, сам термин «несмертельное» не следует понимать буквально, поскольку, вообще говоря, возможны ситуации, когда нельзя исключить и летального исхода. Более того, характеризующиеся высокой степенью неопределенности конфликты низкой интенсивности требуют большой гибкости в управлении своими подразделениями. Поэтому участники программы уделяют особое внимание таким образцам несмертельного оружия, которые не снижали бы эффективности традиционных средств ведения боя.

Основой для создания несмертельного оружия послужил оружейный комплекс M203 из автоматической винтовки M16 с патроном калибра 5,56 миллиметров и 44-миллиметровый гранатомет В весьма переменчивой обстановке – оружие двойного действия позволяет одновременно быть готовым к применению как несмертельных гранат, так и открывать огонь на поражение с помощью стандартной 5,56-миллиметровой автоматической винтовки.

Другой категорией систем, проходящих полевые испытания, являются разработанные по программе несмертельного оружия АМС 40-миллиметровые боеприпасы, начиненные множеством тупоносых пуль ударного действия. Боеприпасы могут включать патрон с деревянной или резиновой пулей. Кроме того, патрон может нести множество специальных поражающих элементов «неубойного действия», маленьких резиновых шариков или резиновых дробинок.

Ряд боеприпасов, создаваемых по программе НИОКР несмертельного оружия, неожиданно заинтересовал сугубо гражданские ведомства. В частности, Национальный институт юстиции решил выступить в качестве спонсора проекта с целью разработки 40-миллиметрового «Боеприпаса баллистической сетки». На последнем симпозиуме сухопутных войск США демонстрировалось действие датчика, вмонтированного в носовую часть прототипа гранаты. Новый образец несмертельного оружия позволяет эффективно управлять развертыванием своего рода «заградительного загона» при блокировании отдельных групп противника. «Загон» может приостановить всякое перемещение военнослужащих или позволить им движение строго в рамках заданного коридора. Как сообщается в зарубежной печати, в некоторых полевых испытаниях использовалась сеть со специальным покрытием, работающим по принципу адгезии (с усиленным эффектом прилипания), что значительно повышало заградительный эффект.

«Начиненная сеткой» 40-миллиметровая граната является также новой системой для борьбы с террористами и злоумышленниками, пытающимися проникнуть на особо важные военные объекты.

Для ВВС США разработан несмертельный, с расфокусированным лучом, лазерный «ослепитель». Он приспособлен для 40-миллиметрового гранатомета M203 «Ослепитель» получил условное наименование система «Sabor 203».

Система эта состоит из двух компонентов: твердой пластиковой капсулы, имеющей те же размеры и форму, что и 40-миллиметровая граната, и из панели управления, которая посылает импульсы в нижний блок гранатомета.

Пластиковая капсула несет в себе лазерный диод и закладывается в немодифицированный гранатомет M203 точно так же, как обычная граната. Простым нажатием кнопки на панели управления стрелок лазер переводится в режим непрерывного излучения, что позволяет ослепить противника.

По мнению экспертов, в типовых ситуациях система «Sabor 203» могла бы использовать встроенный оптический квантовый генератор в режиме коротких вспышек, когда на противника направляется излучение низкоэнергетического лазерного устройства. Получив даже небольшую дозу светового излучения этого устройства, полагают они, «агрессор, вероятнее всего, будет стараться скрыться, спастись бегством или сдаться в плен, во всяком случае, он уже не способен на какие-либо враждебные действия». Подобная система может составить также определенную конкуренцию приборам ночного видения и использоваться для указания зон нахождения выбранных целей.

ВМС США успешно применили систему «Sabor 203» во время миротворческих операций в Сомали в начале 1995 года. Одного морского пехотинца окружила враждебно настроенная толпа местных жителей. Пехотинец с «Sabor» быстро перебросил переключатель на пульте в положение «Излучение». Секундами позже из ствола «Sabor» забил ослепительно яркий красный луч. Он «прошел» по толпе на уровне человеческой груди, вызвав панику в ее рядах. Вскоре толпа была рассеяна.

«В начале девяностых годов в Соединенных Штатах было создано лазерное ружье с ранцевым батарейным питанием, имеющее габариты табельного стрелкового оружия, – пишет в газете «Независимое военное обозрение» Владимир Сергеев. – В разработке находится лазерное ружье, по своим размерам не превосходящее стандартную армейскую винтовку M16 и имеющее дальность действия до километра. В самом ближайшем будущем ожидают появление малогабаритных лазерных пистолетов, воздействующих на сетчатку зрительного анализатора. Слегка расфокусированный лазерный луч пистолета способен на некоторое время ослепить террориста или иного злоумышленника.

Помимо указанных средств в США и других странах НАТО создаются авиационные, корабельные и наземные лазерные установки большой мощности, предназначенные для вывода из строя оптико-электронной аппаратуры (прицелов ночного видения, систем наведения крылатых и баллистических ракет, фотоприборов спутников-шпионов).

Основной проблемой разработчиков лазерного оружия, вызывающего лишь временное ослепление живой силы противника, является труднопрогнозируемые перепады энергии излучения. Дело в том, что в зависимости от предварительной адаптации человеческого глаза к условиям освещенности (день, ночь), углов визирования ослепляющего источника, степени задымленности органов зрения (даже простыми очками или контактными линзами) при одной и той же энергии, излученной лазерным ружьем и пистолетом, поражение может быть как обратимым, так и необратимым, то есть ведущим к тотальной слепоте. Поэтому ученые всемирно известных Ливерморской и Лос-Аламосской исследовательских лабораторий министерства энергетики США усиленно работают также над совершенствованием нелазерных, то есть некогерентных ослепляющих источников света».

Яркие источники света могут временно парализовать противника, затруднить его перемещение по местности и тем более ведение прицельного огня. Приведем в пример знаменитую Берлинскую операцию на исходе Великой Отечественной войны. Тогда, в апреле 1945 года, артподготовка и переход наших войск в наступление неожиданно для противника начались ночью, с применением нацеленных на вражеские позиции прожекторов. Ныне зарубежные эксперты большие надежды возлагают на мигающие мощные источники некогерентного света. Оказалось, что при некоторых значениях частоты световых импульсов и их скважности (отношение периода следования импульсов к их длительности) у личного состава резко ухудшается самочувствие, наблюдается явление, обычно предшествующее эпилептическим припадкам. Особо эффективно для вывода из строя живой силы противника комбинированное воздействие когерентных (для ослепления) и некогерентных (для дезориентации) источников света.

Проходят испытания приборы-излучатели мощных направленных и диффузных (рассеянных) импульсных потоков оптического диапазона. Их удалось создать на базе принципиально новой технологии взрывного нагрева инертных газов.

Подобные средства, вмонтированные в корпус стандартного 155-миллиметрового армейского снаряда или подвешенные к дрейфующему в сторону вражеских позиций газовому баллону, смогут практически мгновенно вывести из строя все оптико-электронные датчики компьютерных систем управления, а также личный состав противника.

Как известно, ядерные взрывы сопровождаются мощным электромагнитным излучением. Источником излучения является движение рожденных взрывом заряженных частиц в магнитном поле Земли. Особенно эффективен в этом смысле взрыв в верхних слоях атмосферы. При мегатонном взрыве электромагнитное излучение (ЭМИ) измеряется единицей с одиннадцатью нулями Джоулей. Такой импульс наводит токи и вызывает пробой в электронных устройствах на расстоянии в тысячу километров. Поэтому вполне правомерно применять понятие «ЭМИ-оружие».

Однако это оружие действует во всех направлениях, оно поражает и ослепляет не только электронные средства противника, но и свои собственные. Естественным шагом в его развитии стала разработка генераторов микроволновых колебаний, которые американские специалисты считают одним из перспективных видов космического оружия.