Шипение снарядов - Александр Прищепенко

…Но бывало и так, что действительно грохало под землей, навевая воспоминания о «Хохдрукспумпе»…

… Читатель наверняка заметил, что все описанные варианты ядерных взрывов характеризуются практически изотропным полем поражения: и ударная волна, и гамма кванты, и нейтроны летят во всех направлениях. Но натурам утонченным претило такое неизящество: как дубиной — хрясь и всё в разные стороны? Нет, сделайте нам красиво, как в синематографе: чтоб неуловимые выпады шпажкой — шир-шир-шир — и улеглись вокруг поверженные враги лепестками ромашки!

Ну, если нельзя пока шпажкой, то — хоть мечом, волшебным Эскалибуром [74]…

Рис. 3.69 Хотя британская авиабомба Мк-1 «Голубой Дунай», с имплозивным зарядом деления, была принята на вооружение спустя восемь лет после появления «Жирного», она превосходила его по габаритам в полтора раза, а по энерговыделению — уступала вдвое

…Атомы могут находиться в различных энергетических состояниях. При переходе из возбужденного состояния в основное атом испускает квант электромагнитного излучения (фотон), благодаря чему мы видим пламя — и костра и факела ракетного двигателя. Кроме самопроизвольных переходов с одного энергетического уровня на другой, могут произойти и вынужденные, обусловленные действием на атом падающего излучения. Самопроизвольные переходы могут осуществляться только в одном направлении — с более высоких уровней на более низкие, а вынужденные — в любом. В случае перехода на более высокий уровень атом поглощает падающее на него излучение. При вынужденном переходе с одного из возбужденных уровней на более низкий энергетический уровень происходит излучение атомом фотона, дополнительного к тому фотону, под действием которого произошел переход. Это дополнительное излучение называется вынужденным (или индуцированным).

Вынужденное излучение по частоте, фазе и поляризации совпадает с таковыми излучения вызвавшего переход: вынужденное и внешнее излучения когерентны. Эта особенность лежит в основе действия усилителей, называемых лазерами.

Эйнштейн в 1917 г. показал, что соотношение между вероятностями спонтанного и индуцированного излучения обратно пропорционально кубу длины волны. Выход лучистой энергии ядерного взрыва реализуется в основном в рентгеновской части спектра. Для таких коротких волн требуемая энергия накачки очень высока, но у ядерного взрыва ее много! При огромной плотности энергии активная среда лазера может быть только плазмой, причем полностью ионизованной.

Когда плазма ядерного взрыва охлаждается, в ней начинается рекомбинация, при этом на короткое время для некоторых уровней становятся возможными индуцированные переходы, из-за чего такой тип лазера называют рекомбинационным, а излучает он в течение времени, не превышающего наносекунду.

Плотность электронов (они теряют энергию быстрее других частиц) не должна быть слишком велика, поскольку при инверсной населенности с увеличением энергии состояния количество атомов, которое может находиться в этом состоянии — уменьшается. Число переходов между двумя уровнями пропорционально населенности исходного уровня, так что поглощение в системе атомов, находящейся в термодинамическом равновесии, может и преобладать над вынужденным излучением. Для усиления же нужно, чтобы на «высоком» энергетическом уровне находилось намного больше атомов, чем в состоянии с меньшей энергией. Это возможно для атомов таких элементов, как железо, цинк, медь.

Длины волн квантов, излучаемых при индуцированных переходах в этих элементах, — немногим более десятка ангстрем. Такое «мягкое», излучение поглощается в субмикронных слоях металлов, вызывая тепловой взрыв на поверхности цели. Но малая длина пробега — и недостаток: поглощение в воздухе тоже значительно, поэтому войны с применением такого поражающего фактора задумали затевать в космосе.

Длинный стержень — рабочее тело рентгеновского лазера — за короткое время накачки практически не изменит свою форму: образовавшаяся плазма расширяется со скоростью 50 км/с, так что при начальном радиусе стержня в доли миллиметра, за необходимые для накачки десятки наносекунд диаметр расширяющегося стержня едва превысит миллиметр.

Для формирования, фокусировки, усиления рентгеновского излучения бесполезны зеркальная оптика и оптические резонаторы. Все определяется формой рабочего тела: расходимость луча зависит от отношения его диаметра к длине. Длина стержня определяется плотностью энергии воздействующего излучения, а значит — энерговыделением ядерного взрыва: необходимо полностью ионизовать самый удаленный от заряда край стержня, иначе он не будет прозрачным для излучения. Для ядерного взрыва с энерговыделением около 30 килотонн этим условиям удовлетворяют: диаметр стержня — около миллиметра и длина — около 10 м.

Хотели поначалу тем лазером, как шпажкой, одним махом поразить тучу целей: наводить на каждую по нескольку стержней (рис. 3.70). С американских субмарин, через считанные минуты после старта советских МБР, запускали бы противоракеты, разворачивающие в космосе заставу из рентгеновских лазеров. В мечтах, боевая станция «Эскалибура» напоминала гигантского ежа множеством металлических стержней, смонтированных радиально вокруг ядерного заряда. Каждый из них наводился системой слежения за целями на основе небольшого телескопа. После выбора целей, ядерный заряд подрывали, а рентгеновские лазерные лучи «ударяли» по ракетам.

…Такой радужный вариант опровергли расчеты: энергии для поражения не хватало. На каждую цель требовалось навести тучу стержней, так что для перехвата одной ракеты надо было потратить как минимум одну ядерную боевую станцию. А уж если допустить, что с перехватом можно слегка опоздать — каждая ракета успеет тогда «развести» по нескольку боевых блоков и кучу ложных целей (рис. 3.71) в придачу — число противоракетных станций надо увеличивать на порядок. Да и неочевидно было, выведут ли из строя не очень-то мощные лучи снабженный теплозащитой боевой блок (рис. 3.72)

Рис. 3.70 Плод фантазии художника: перехват боевых блоков рентгеновскими лазерами, рабочие тела каждого из которых — медные стержни — направляются на несколько целей. Такой тип лазера никогда не испытывался, потому что сразу появились обоснованные сомнения в его эффективности: любому из стержней достается лишь мизерная часть излучений ядерного взрываРис. 3.71 В процессе разведения блоков в их боевой порядок включают ложные цели (ЛЦ) — для отвлечения средств ПРО противника. Материал легких надувных ЛЦ (слева, вверху) — металлизованная майларовая пленка. На достаточно большом расстоянии отличить такую ЛЦ от боевого блока ни оптическими, ни радиолокационными средствами невозможно. При входе боевого порядка в атмосферу легкие надувные ЛЦ отстают, но «стрелять» ренгеновскими лучами уже поздно: защитой блоков служит слой воздуха. При движении в высокоскоростном воздушном потоке, поверхность боевого блока нагревается, его можно обнаружить по тепловому излучению и уничтожить ракетой-перехватчиком. На этом этапе «работают» ЛЦ другого типа: малоразмерные, но тяжелые. Горение пиротехнического состава в такой ЛЦ имитирует тепловой «имидж» (ниже) боевого блока. Справа — вставленные одна в другую «тяжелые» ЛЦ из экспозиции музея Академии ракетных войск

Когда дело дошло до эксперимента, образовали из стержней цилиндр (рис. 3.73), забыв о поражении многих целей одним взрывом.

Но от подземного, с энерговыделением в 30 килотонн (2x1014 Дж) взрыва Cabra 26 марта 1983 г. на полигоне в штате Невада лишь жалкие 130 килоджоулей только и перепали острию космического меча. Да размазывается и эта энергия: на дистанции 1000 км — по кругу диаметром около сотни метров, что для цели вполне безопасно, так что и очень уж дальний выпад с таким мечом пока что не сделаешь…

…И насмехались по эту сторону идеологического фронта над жалкими потугами, разъясняли снисходительно: не может быть верных знаний там, где капитал простер свои грязные щупальца, потому как нет у них прочнейшего марксистско-ленинского философского фундамента! И делились простой, как правда, пропорцией, озарившей полуночной зарницей мозг: «Если кумулятивный заряд с несколькими килограммами взрывчатки пробивает метр брони, то 10 килотонн — они ж на 10 тысяч километров брызнут неумолимой струей! И можно, бабахнув где-то в шахте, что вырыли там, где не ступала нога человека, струей, прошедшей аж сквозь всю голубую планету, преобразовать в слякоть говномерзавца, покусившегося на то, что нам свято. И не спасет его никакой бункер-мункер!» И далее, ласково улыбнувшись и приложив ладошку к кепочному козыречку: «Верной, единственно верной дорогой идите, товаг’ищи!»