Lazer silahlarının (LW) istifadəsi üçün ən yaxşı mühitin kosmos olduğu düşünülür. Bir tərəfdən bu məntiqlidir: kosmosda lazer şüalanması praktiki olaraq atmosferin, hava şəraitinin, təbii və süni maneələrin yaratdığı müdaxilə olmadan yayıla bilər. Digər tərəfdən, lazer silahlarının kosmosda istifadəsini əhəmiyyətli dərəcədə çətinləşdirən amillər var.
Lazerlərin kosmosda işləməsinin xüsusiyyətləri
Yüksək güclü lazerlərin kosmosda istifadəsinə mane olan ilk maneə, ən yaxşı məhsullar üçün 50% -ə qədər olan səmərəliliyidir, qalan 50% -i lazerin və ətrafındakı avadanlıqların istiləşməsinə gedir.
Hətta planetin atmosferi şəraitində - quruda, suda, suyun altında və havada güclü lazerlərin soyudulması ilə bağlı problemlər var. Buna baxmayaraq, planetdəki avadanlıqların soyudulması imkanları kosmosa nisbətən daha yüksəkdir, çünki vakuumda artıq itkinin kütlə itirmədən ötürülməsi yalnız elektromaqnit şüalanmasının köməyi ilə mümkündür.
LO -nun suda və su altında soyudulmasını təşkil etmək ən asandır - dəniz suyu ilə həyata keçirilə bilər. Yerdə, atmosferə istilik yayan kütləvi radiatorlardan istifadə edə bilərsiniz. Aviasiya təyyarəni sərinləmək üçün qarşıdan gələn hava axını istifadə edə bilər.
Kosmosda, istilik aradan qaldırılması üçün radiator-soyuducular, içərisində dövr edən bir soyuducu olan silindrik və ya konik panellərə bağlanmış yivli borular şəklində istifadə olunur. Lazer silahlarının gücünün artması ilə soyudulması üçün lazım olan radiator-soyuducuların ölçüsü və kütləsi artır, üstəlik radiator-soyuducuların kütləsi və xüsusən ölçüləri də lazer silahının özü.
"Energia" super ağır daşıyıcı raketlə orbitə çıxarılması planlaşdırılan Sovet orbital döyüş lazeri "Skif" in soyudulması çox güman ki, işləyən bir mayenin atılması. Bundan əlavə, təyyarədə işləyən mayenin məhdud tədarükü lazerin uzunmüddətli işləməsinə imkan vermir.
Enerji mənbələri
İkinci maneə lazer silahlarını güclü bir enerji mənbəyi ilə təmin etməkdir. Kosmosda bir qaz turbini və ya dizel mühərriki yerləşdirilə bilməz; çoxlu yanacağa və daha çox oksidləşdiriciyə ehtiyacları var, məhdud maye ehtiyatları olan kimyəvi lazerlər kosmosa yerləşdirmək üçün ən yaxşı seçim deyil. İki seçim qalır-tampon akkumulyatorlu və ya nüvə elektrik stansiyalarında (AES) olan günəş batareyaları və ya nüvə parçalanma parçaları ilə birbaşa vurulan lazerlər (nüvə nasoslu lazerlər) üçün qatı hal / lif / maye lazerə enerji vermək.) istifadə oluna bilər.
Reaktor-lazer dövrəsi
ABŞ-da Boing YAL-1 proqramı çərçivəsində aparılan işlərin bir hissəsi olaraq, qitələrarası ballistik raketləri (ICBM) 600 kilometr məsafədə məhv etmək üçün 14 meqavat gücündə bir lazerin istifadə ediləcəyi ehtimal edilirdi. Əslində təxminən 1 meqavat gücə sahib olarkən, təlim hədəfləri təxminən 250 kilometr məsafədə vuruldu. Beləliklə, 1 meqavat gücündə bir güc, məsələn, Yer səthindəki hədəflərə və ya kosmosdakı nisbətən uzaq hədəflərə qarşı aşağı istinad orbitindən işləyə bilən kosmik lazer silahları üçün bir baza olaraq istifadə edilə bilər. işıqlandırma üçün nəzərdə tutulmuş təyyarəni nəzərə almır »Sensorlar).
Lazer səmərəliliyi 50%olduqda, 1 MVt lazer şüalanması əldə etmək üçün lazerə 2 MVt elektrik enerjisi vermək lazımdır (əslində, köməkçi avadanlıqların işləməsini və soyudulmasını təmin etmək hələ də lazım olduğu üçün). sistem). Günəş panellərindən istifadə edərək belə enerjiyə sahib olmaq mümkündürmü? Məsələn, Beynəlxalq Kosmos Stansiyasında (ISS) quraşdırılan günəş panelləri 84 ilə 120 kVt arasında elektrik enerjisi istehsal edir. Göstərilən gücü əldə etmək üçün lazım olan günəş panellərinin ölçüləri ISS -in fotoşəkillərindən asanlıqla hesablana bilər. 1 MVt gücündə bir lazerə güc verən bir dizayn çox böyük olardı və minimum taşınabilirlik tələb edərdi.
Batareya qurğusunu mobil daşıyıcılarda güclü bir lazer üçün bir enerji mənbəyi hesab edə bilərsiniz (hər halda, günəş batareyaları üçün tampon olaraq lazım olacaq). Lityum batareyaların enerji sıxlığı 300 Vt * saat / kq -a çata bilər, yəni 50%səmərəliliyi olan 1 MVt -lıq lazer təmin etmək üçün 1 saat elektrik enerjisi ilə fasiləsiz işləmək üçün təxminən 7 ton ağırlığında batareyalar lazımdır. O qədər də çox görünməyəcək? Ancaq dəstəkləyici strukturların, müşayiət olunan elektronikanın, batareyaların temperatur rejimini qorumaq üçün qurğuların qoyulması ehtiyacını nəzərə alaraq, tampon batareyanın kütləsi təxminən 14-15 ton olacaq. Bundan əlavə, həddindən artıq temperatur və kosmik vakuum şəraitində batareyaların işləməsi ilə bağlı problemlər yaranacaq - enerjinin əhəmiyyətli bir hissəsi batareyaların öz ömrünü təmin etmək üçün "istehlak ediləcək". Ən pisi də budur ki, bir batareya hüceyrəsinin uğursuzluğu lazer və daşıyıcı kosmik gəmi ilə birlikdə bütün akkumulyator batareyasının uğursuzluğuna və ya hətta partlamasına səbəb ola bilər.
Kosmosda istismarı baxımından əlverişli olan daha etibarlı enerji saxlama cihazlarından istifadə, çox güman ki, W * h baxımından daha aşağı enerji sıxlığına görə strukturun kütləsi və ölçülərinin daha da artmasına səbəb olacaqdır. / kq.
Buna baxmayaraq, bir çox saatlıq iş üçün lazer silahlarına tələblər qoymasaq, ancaq bir neçə gündə bir dəfə ortaya çıxan və beş dəqiqədən çox olmayan bir lazer əməliyyat müddəti tələb edən xüsusi problemləri həll etmək üçün LR -dən istifadə etsək, bu, müvafiq batareyanın sadələşdirilməsi …. Batareyalar, ölçüsü lazer silahlarından istifadə tezliyini məhdudlaşdıran amillərdən biri olacaq günəş panellərindən doldurula bilər
Daha radikal bir həll nüvə stansiyasından istifadə etməkdir. Hal -hazırda kosmik gəmilər radioizotop termoelektrik generatorlarından (RTG) istifadə edirlər. Onların üstünlüyü dizaynın nisbi sadəliyidir, dezavantajı ən azından bir neçə yüz vat olan aşağı elektrik enerjisidir.
ABŞ-da, perspektivli Kilopower RTG-nin prototipi sınaqdan keçirilir, burada Uranium-235 yanacaq kimi istifadə olunur, natrium istilik boruları istiliyi çıxarmaq üçün istifadə olunur və Stirling mühərriki istifadə edərək istilik elektrikə çevrilir. 1 kilovat gücündə olan Kilopower reaktorunun prototipində, təxminən 30% -lik olduqca yüksək bir səmərəliliyə nail olundu. Kilopower nüvə reaktorunun son nümunəsi 10 il ərzində davamlı olaraq 10 kilovat elektrik enerjisi istehsal etməlidir.
Bir və ya iki Kilopower reaktorlu və bir tampon enerji saxlama qurğusu olan LR -nin enerji təchizatı dövrəsi artıq işləyə bilər və 1 MVt gücündə bir lazerin döyüş rejimində bir neçə gündə bir dəfə, tampon batareya vasitəsilə dövri olaraq işləməsini təmin edə bilər
Rusiyada nəqliyyat və güc modulu (TEM) üçün təxminən 1 MVt elektrik enerjisi olan bir nüvə stansiyası, həmçinin 5-10 MVt gücündə Hercules layihəsinə əsaslanan istilik emissiyalı nüvə stansiyaları yaradılır.. Bu tip nüvə elektrik stansiyaları, tampon batareyalar şəklində vasitəçilər olmadan lazer silahlarına enerji verə bilər, lakin texniki həllərin yeniliyi və xüsusiyyətlərini nəzərə alaraq, onların yaradılması böyük problemlərlə üzləşir. əməliyyat mühiti və intensiv testlərin keçirilməsinin mümkünsüzlüyü. Kosmik nüvə elektrik stansiyaları ayrı bir material üçün bir mövzudur və mütləq geri qayıdacağıq.
Güclü bir lazer silahının soyudulması vəziyyətində olduğu kimi, bu və ya digər tipli bir nüvə stansiyasının istifadəsi də artan soyutma tələblərini irəli sürür. Soyuducu-radiatorlar, kütləvi və ölçüləri baxımından ən əhəmiyyətlilarından biridir, bir elektrik stansiyasının elementləri, nüvə elektrik stansiyasının növündən və gücündən asılı olaraq kütlələrinin nisbəti 30% -dən 70% -ə qədər ola bilər.
Soyutma tələbləri, lazer silahının tezliyini və müddətini azaltmaqla və nisbətən aşağı gücə malik RTG tipli AES-lərdən istifadə edərək, tampon enerji anbarını doldurmaqla azaldıla bilər
Xüsusi qeyd etmək lazımdır ki, xarici elektrik mənbələri tələb etməyən nüvə nasoslu lazerlərin orbitə yerləşdirilməsi lazerin birbaşa nüvə reaksiyasının məhsulları ilə vurulduğundan. Bir tərəfdən, nüvə nasoslu lazerlərə kütləvi soyutma sistemləri də lazım olacaq, digər tərəfdən, nüvə enerjisinin lazer şüalanmasına birbaşa çevrilməsi sxemi, nüvə reaktoru tərəfindən buraxılan istiliyin elektrik enerjisinə aralıq çevrilməsindən daha sadə ola bilər. məhsulların ölçüsündə və çəkisində müvafiq olaraq azalmaya səbəb olacaq.
Beləliklə, Yerdə lazer radiasiyasının yayılmasına mane olan bir atmosferin olmaması, ilk növbədə soyutma sistemləri baxımından kosmik lazer silahlarının dizaynını əhəmiyyətli dərəcədə çətinləşdirir. Kosmik lazer silahlarının elektrik enerjisi ilə təmin edilməsi heç də az problem deyil.
Birinci mərhələdə, təxminən XXI əsrin otuzuncu illərində, enerjinin sonradan yenidən doldurulması zərurəti ilə, bir neçə dəqiqə ərzində işləyə bilən, kosmosda bir müddət işləyə bilən bir lazer silahının görünəcəyini güman etmək olar. saxlama vahidləri kifayət qədər uzun müddətə bir neçə gün saxlanılır
Beləliklə, qısa müddətdə "yüzlərlə ballistik raketə qarşı" lazer silahının kütləvi istifadəsi haqqında danışmağa ehtiyac yoxdur. Qabaqcıl qabiliyyətlərə malik lazer silahları, megawatt sinif nüvə elektrik stansiyalarının yaradılmasından və sınaqdan keçirilməsindən bir qədər əvvəl ortaya çıxmayacaq. Və bu sinif kosmik gəmilərin qiymətini proqnozlaşdırmaq çətindir. Bundan əlavə, kosmosdakı hərbi əməliyyatlar haqqında danışsaq, kosmosda lazer silahlarının səmərəliliyini əhəmiyyətli dərəcədə azalda biləcək texniki və taktiki həllər var.
Buna baxmayaraq, fasiləsiz işləmə müddəti və istifadə tezliyi baxımından məhdud olanlar belə, lazer silahları kosmosda və oradan müharibə üçün vacib bir vasitəyə çevrilə bilər.
