Desde o início, os lasers passaram a ser vistos como armas com potencial para revolucionar o combate. Desde meados do século 20, os lasers tornaram-se parte integrante de filmes de ficção científica, armas de super soldados e naves interestelares.
No entanto, como é frequentemente o caso na prática, o desenvolvimento de lasers de alta potência encontrou grandes dificuldades técnicas, o que tem levado ao fato de que até agora o principal nicho dos lasers militares passou a ser o seu uso em sistemas de reconhecimento, mira e designação de alvos. No entanto, os trabalhos de criação de lasers de combate nos principais países do mundo praticamente não pararam, os programas de criação de novas gerações de armas a laser se substituíram.
Anteriormente, examinamos algumas das etapas do desenvolvimento de lasers e da criação de armas a laser, bem como as etapas de desenvolvimento e a situação atual da criação de armas a laser para a força aérea, armas a laser para as forças terrestres e defesa aérea., armas a laser para a marinha. No momento, a intensidade dos programas de criação de armas a laser em diversos países é tão alta que não há mais dúvidas de que logo aparecerão no campo de batalha. E não será tão fácil se proteger de armas laser como algumas pessoas pensam, pelo menos definitivamente não será possível fazer com prata.
Se você observar atentamente o desenvolvimento de armas a laser em países estrangeiros, notará que a maioria dos sistemas de laser modernos propostos são implementados com base em lasers de fibra e de estado sólido. Além disso, em sua maior parte, esses sistemas a laser são projetados para resolver problemas táticos. Sua potência de saída atualmente varia de 10 kW a 100 kW, mas no futuro pode ser aumentada para 300-500 kW. Na Rússia, praticamente não há informações sobre o trabalho de criação de lasers de combate de classe tática, falaremos a seguir sobre os motivos disso.
Em 1º de março de 2018, o presidente russo Vladimir Putin, no curso de sua mensagem à Assembleia Federal, junto com uma série de outros sistemas de armas inovadores, anunciou o complexo de combate a laser Peresvet (BLK), cujo tamanho e finalidade implícita seu uso para resolver tarefas estratégicas.
O complexo Peresvet é cercado por um véu de sigilo. As características de outros tipos de armas mais recentes (os complexos Adaga, Avangard, Zircão, Poseidon) foram expressas em um grau ou outro, o que torna possível, em parte, julgar seu propósito e eficácia. Ao mesmo tempo, nenhuma informação específica sobre o complexo de laser Peresvet foi fornecida: nem o tipo de laser instalado, nem a fonte de energia para ele. Dessa forma, não há informações sobre a capacidade do complexo, o que, por sua vez, não nos permite compreender suas reais capacidades e as metas e objetivos para ele traçados.
A radiação laser pode ser obtida de dezenas, talvez até centenas de maneiras. Então, que método de obtenção de radiação laser é implementado no mais novo BLK russo "Peresvet"? Para responder à pergunta, vamos considerar várias versões do Peresvet BLK e estimar o grau de probabilidade de sua implementação.
As informações abaixo são suposições do autor com base em informações de fontes abertas publicadas na Internet
BLK "Peresvet". Execução número 1. Lasers de fibra, estado sólido e líquido
Conforme mencionado acima, a principal tendência na criação de armas a laser é o desenvolvimento de complexos baseados em fibra óptica. Por que isso está acontecendo? Porque é fácil dimensionar a potência das instalações de laser com base em lasers de fibra. Usando um pacote de módulos de 5-10 kW, obtenha radiação de 50-100 kW na saída.
O Peresvet BLK pode ser implementado com base nessas tecnologias? É altamente provável que não. A principal razão para isso é que durante os anos da perestroika, o principal desenvolvedor de lasers de fibra, a Associação Científica e Técnica IRE-Polyus, "fugiu" da Rússia, com base na qual a corporação transnacional IPG Photonics Corporation foi formada, registrou nos EUA e hoje é o líder mundial do setor. lasers de fibra de alta potência. Os negócios internacionais e o principal local de registro da IPG Photonics Corporation implicam em sua estrita obediência à legislação dos Estados Unidos, o que, dada a situação política atual, não implica a transferência de tecnologias críticas para a Rússia, que, naturalmente, incluem tecnologias para a criação de alta lasers de potência.
Os lasers de fibra podem ser desenvolvidos na Rússia por outras organizações? Talvez, mas improvável, ou enquanto estes são produtos de baixa potência. Os lasers de fibra são um produto comercial lucrativo; portanto, a ausência de lasers de fibra domésticos de alta potência no mercado provavelmente indica sua real ausência.
A situação é semelhante com os lasers de estado sólido. Presumivelmente, dessas, é mais difícil implementar uma solução em lote, no entanto, é possível, e no exterior esta é a segunda solução mais difundida depois dos lasers de fibra. Não foi possível encontrar informações sobre lasers de estado sólido industriais de alta potência fabricados na Rússia. O trabalho em lasers de estado sólido está sendo realizado no Instituto de Pesquisas Físicas de Laser RFNC-VNIIEF (ILFI), então teoricamente um laser de estado sólido pode ser instalado no Peresvet BLK, mas na prática isso é improvável, desde o início amostras mais compactas de armas a laser provavelmente apareceriam ou instalações experimentais.
Há ainda menos informações sobre os lasers líquidos, embora haja informações de que um laser de guerra líquido está sendo desenvolvido (foi desenvolvido, mas foi rejeitado?) Nos EUA, como parte do programa HELLADS (High Energy Liquid Laser Area Defense System, “Sistema de defesa baseado em laser líquido de alta energia”). Presumivelmente, os lasers líquidos têm a vantagem de resfriar, mas apresentam menor eficiência (eficiência) em comparação com os lasers de estado sólido.
Em 2017, surgiu a informação sobre a colocação do Polyus Research Institute de um concurso para uma parte integrante de trabalhos de investigação (I&D), cujo objectivo é a criação de um complexo de laser móvel para combate a veículos aéreos não tripulados de pequena dimensão (UAVs) em condições diurnas e crepusculares. O complexo deverá consistir em um sistema de rastreamento e construção de trajetórias de vôo de alvos, fornecendo a designação de alvos para o sistema de orientação da radiação laser, cuja fonte será um laser líquido. De interesse é o requisito especificado na declaração de trabalho sobre a criação de um laser líquido e, ao mesmo tempo, o requisito da presença de um laser de fibra de potência no complexo. Ou é um erro de impressão, ou foi desenvolvido (desenvolvido) um novo tipo de laser de fibra com um meio ativo líquido em uma fibra, que combina as vantagens de um laser líquido em termos de conveniência de resfriamento e um laser de fibra na combinação de emissor pacotes.
As principais vantagens dos lasers de fibra, de estado sólido e líquido são a sua compactação, a possibilidade de aumento da potência em lote e a facilidade de integração em várias classes de armas. Tudo isso ao contrário do laser BLK "Peresvet", que foi claramente desenvolvido não como um módulo universal, mas como uma solução feita "com um único propósito, segundo um único conceito". Portanto, a probabilidade de implementação de BLK "Peresvet" na versão nº 1 com base em fibra, lasers de estado sólido e líquido pode ser avaliada como baixa
BLK "Peresvet". Execução número 2. Lasers gás-dinâmicos e químicos
Os lasers químicos e dinâmicos de gás podem ser considerados uma solução desatualizada. Sua principal desvantagem é a necessidade de um grande número de componentes consumíveis necessários para manter a reação, o que garante o recebimento da radiação laser. No entanto, foram os lasers químicos os mais desenvolvidos no desenvolvimento dos anos 70-80 do século XX.
Aparentemente, pela primeira vez, potências de radiação contínua de mais de 1 megawatt foram obtidas na URSS e nos EUA em lasers dinâmicos a gás, cuja operação é baseada no resfriamento adiabático de massas gasosas aquecidas movendo-se a uma velocidade supersônica.
Na URSS, desde meados dos anos 70 do século XX, um complexo aerotransportado de laser A-60 foi desenvolvido com base na aeronave Il-76MD, presumivelmente armada com um laser RD0600 ou seu análogo. Inicialmente, o complexo destinava-se a combater a deriva automática de balões. Como arma, um laser CO gás-dinâmico contínuo de classe megawatt desenvolvido pelo Khimavtomatika Design Bureau (KBKhA) deveria ser instalado. Como parte dos testes, uma família de amostras de bancada GDT foi criada com uma potência de radiação de 10 a 600 kW. As desvantagens do GDT são o longo comprimento de onda de radiação de 10,6 μm, que fornece uma alta divergência de difração do feixe de laser.
Potências de radiação ainda maiores foram obtidas com lasers químicos baseados em fluoreto de deutério e com lasers de iodo-oxigênio (iodo) (COILs). Em particular, no âmbito do programa Strategic Defense Initiative (SDI) nos Estados Unidos, foi criado um laser químico à base de fluoreto de deutério com uma potência de vários megawatts; no âmbito da National Anti-Ballistic Missile Defense (NMD) dos EUA), o complexo de aviação Boeing ABL (AirBorne Laser) com um laser de iodo de oxigênio com potência da ordem de 1 megawatt.
VNIIEF criou e testou o laser químico pulsado mais poderoso do mundo na reação de flúor com hidrogênio (deutério), desenvolveu um laser pulsado repetidamente com uma energia de radiação de vários kJ por pulso, uma taxa de repetição de pulso de 1-4 Hz e um divergência de radiação próxima ao limite de difração e uma eficiência de cerca de 70% (a mais alta alcançada para lasers).
No período de 1985 a 2005. os lasers foram desenvolvidos a partir da reação não em cadeia do flúor com o hidrogênio (deutério), onde o hexafluoreto de enxofre SF6 foi utilizado como substância contendo flúor, dissociando-se em uma descarga elétrica (laser de fotodissociação?). Para garantir a operação segura e de longo prazo do laser em um modo pulsado repetidamente, foram criadas instalações com um ciclo fechado de mudança da mistura de trabalho. É mostrada a possibilidade de obter uma divergência de radiação próxima ao limite de difração, uma taxa de repetição de pulso de até 1200 Hz e uma potência média de radiação de várias centenas de watts.
Os lasers gás-dinâmicos e químicos têm uma desvantagem significativa, na maioria das soluções é necessário garantir a reposição do estoque de "munições", que muitas vezes consiste em componentes caros e tóxicos. Também é necessário limpar os gases de saída resultantes da operação do laser. Em geral, é difícil chamar os lasers dinâmicos de gás e químicos de uma solução eficaz, razão pela qual a maioria dos países mudou para o desenvolvimento de lasers de fibra, de estado sólido e líquido.
Se falamos de um laser baseado na reação não em cadeia do flúor com o deutério, se dissociando em uma descarga elétrica, com um ciclo fechado de mudança da mistura de trabalho, então em 2005 foram obtidas potências da ordem de 100 kW, é improvável que durante esse tempo eles poderiam ser trazidos a um nível de megawatt.
No que diz respeito ao Peresvet BLK, a questão da instalação de um laser gás-dinâmico e químico é bastante controversa. Por um lado, há desenvolvimentos significativos na Rússia com relação a esses lasers. Surgiram informações na Internet sobre o desenvolvimento de uma versão aprimorada do complexo de aviação A 60 - A 60M com laser de 1 MW. Fala-se também da colocação do complexo "Peresvet" em um porta-aviões ", que pode ser o segundo lado da mesma medalha. Ou seja, a princípio poderiam ter feito um complexo terrestre mais poderoso baseado em um laser gás-dinâmico ou químico, e agora, seguindo o caminho tradicional, instalá-lo em um porta-aviões.
A criação de "Peresvet" foi realizada por especialistas do centro nuclear de Sarov, do Centro Nuclear Federal Russo - Instituto de Pesquisa de Física Experimental da Rússia (RFNC-VNIIEF), do já citado Instituto de Pesquisa em Física Laser, que, entre outras coisas, desenvolve lasers gas-dinâmicos e de oxigênio-iodo …
Por outro lado, digam o que se diga, os lasers gasodinâmicos e químicos são soluções técnicas ultrapassadas. Além disso, há informações circulando ativamente sobre a presença de uma fonte de energia nuclear no Peresvet BLK para alimentar o laser, e em Sarov eles estão mais engajados na criação das mais recentes tecnologias inovadoras, frequentemente associadas à energia nuclear.
Com base no exposto, pode-se supor que a probabilidade de implementação do Peresvet BLK na Execução nº 2 com base em lasers gasodinâmicos e químicos pode ser estimada como moderada
Lasers com bomba nuclear
No final dos anos 1960, o trabalho começou na URSS para criar lasers de alta potência com bombas nucleares. No início, especialistas de VNIIEF, I. A. E. Kurchatov e o Instituto de Pesquisa de Física Nuclear da Universidade Estadual de Moscou. Depois, juntaram-se a eles cientistas do MEPhI, VNIITF, IPPE e outros centros. Em 1972, VNIIEF excitou uma mistura de hélio e xenônio com fragmentos de fissão de urânio usando um reator pulsado VIR 2.
Em 1974-1976. experimentos estão sendo realizados no reator TIBR-1M, no qual a potência da radiação laser era de cerca de 1–2 kW. Em 1975, com base no reator pulsado VIR-2, foi desenvolvida uma instalação de laser de dois canais LUNA-2, que ainda estava em operação em 2005, e é possível que ainda esteja funcionando. Em 1985, um laser de néon foi bombeado pela primeira vez no mundo nas instalações do LUNA-2M.
No início da década de 1980, os cientistas da VNIIEF, para criar um elemento de laser nuclear operando em modo contínuo, desenvolveram e fabricaram um módulo de laser LM-4 de 4 canais. O sistema é excitado por um fluxo de nêutrons do reator BIGR. A duração da geração é determinada pela duração do pulso de irradiação do reator. Pela primeira vez no mundo, o laser cw em lasers com bomba nuclear foi demonstrado na prática e a eficiência do método de circulação transversal de gás foi demonstrada. A potência da radiação laser foi de cerca de 100 W.
Em 2001, a unidade LM-4 foi atualizada e recebeu a designação LM-4M / BIGR. A operação de um dispositivo de laser nuclear multi-elemento em modo contínuo foi demonstrada após 7 anos de conservação da instalação sem substituição de elementos ópticos e de combustível. A instalação do LM-4 pode ser considerada como um protótipo de reator-laser (RL), possuindo todas as suas qualidades, exceto pela possibilidade de uma reação nuclear em cadeia autossustentável.
Em 2007, em vez do módulo LM-4, foi colocado em operação um módulo laser de oito canais LM-8, no qual foi fornecida a adição sequencial de quatro e dois canais de laser.
Um reator a laser é um dispositivo autônomo que combina as funções de um sistema de laser e um reator nuclear. A zona ativa de um reator laser é um conjunto de um certo número de células laser colocadas de uma certa maneira em uma matriz moderadora de nêutrons. O número de células a laser pode variar de centenas a vários milhares. A quantidade total de urânio varia de 5-7 kg a 40-70 kg, dimensões lineares de 2-5 m.
No VNIIEF, foram feitas estimativas preliminares dos principais parâmetros energéticos, físico-nucleares, técnicos e operacionais de várias versões de reatores a laser com potência de laser de 100 kW e superior, operando de frações de segundo ao modo contínuo. Foram considerados reatores a laser com acúmulo de calor no núcleo do reator em lançamentos, cuja duração é limitada pelo aquecimento permissível do núcleo (radar de capacidade térmica) e radar contínuo com a remoção de energia térmica fora do núcleo.
Presumivelmente, um reator de laser com uma potência de laser da ordem de 1 MW deve conter cerca de 3.000 células de laser.
Na Rússia, um trabalho intensivo em lasers com bombas nucleares foi realizado não apenas no VNIIEF, mas também no Federal State Unitary Enterprise “State Scientific Center da Federação Russa - Instituto de Física e Engenharia de Energia com o nome de A. I. Leipunsky”, como evidenciado pela patente RU 2502140 para a criação da“Instalação Reator-laser com bombeamento direto por fragmentos de fissão”.
Especialistas do Centro de Pesquisa do Estado da Federação Russa IPPE desenvolveram um modelo de energia de um sistema reator-laser pulsado - um amplificador quântico óptico com bomba nuclear (OKUYAN).
Relembrando a declaração do vice-ministro da Defesa da Rússia, Yuri Borisov, na entrevista do ano passado ao jornal Krasnaya Zvezda, podemos dizer que o Peresvet BLK está equipado não com um reator nuclear de pequeno porte que fornece eletricidade ao laser, mas com um reator-laser, no qual a energia de fissão é convertida diretamente em radiação laser.
A dúvida só surge com a proposta acima mencionada de colocar o Peresvet BLK no avião. Não importa como você garanta a confiabilidade do porta-aviões, sempre há o risco de um acidente e uma queda de avião com o subsequente espalhamento de materiais radioativos. No entanto, é possível que existam maneiras de evitar a propagação de materiais radioativos quando o portador cair. Sim, e já temos um reator voador em um míssil de cruzeiro, o petrel.
Com base no exposto, pode-se supor que a probabilidade de implementação do Peresvet BLK na versão 3 com base em um laser com bomba nuclear pode ser estimada como alta
Não se sabe se o laser instalado é pulsado ou contínuo. No segundo caso, o tempo de operação contínua do laser e os intervalos que devem ser realizados entre os modos de operação são questionáveis. Felizmente, o Peresvet BLK tem um reator laser contínuo, cujo tempo de operação é limitado apenas pelo fornecimento de refrigerante, ou não limitado se o resfriamento for fornecido de alguma outra forma.
Neste caso, a potência óptica de saída do Peresvet BLK pode ser estimada na faixa de 1-3 MW com a perspectiva de aumentar para 5-10 MW. É quase impossível atingir uma ogiva nuclear, mesmo com esse tipo de laser, mas uma aeronave, incluindo um veículo aéreo não tripulado ou um míssil de cruzeiro, é o bastante. Também é possível garantir a derrota de quase todas as espaçonaves desprotegidas em órbitas baixas e, possivelmente, danificar os elementos sensíveis da espaçonave em órbitas mais altas.
Assim, o primeiro alvo do Peresvet BLK pode ser os elementos ópticos sensíveis dos satélites de alerta de ataque de mísseis dos EUA, que podem atuar como um elemento de defesa contra mísseis no caso de um ataque surpresa de desarmamento dos EUA.
conclusões
Como dissemos no início do artigo, há um grande número de maneiras de se obter radiação laser. Além dos discutidos acima, existem outros tipos de lasers que podem ser efetivamente usados em assuntos militares, por exemplo, um laser de elétron livre, no qual é possível variar o comprimento de onda em uma ampla faixa até raios-X suaves. radiação e que só precisa de muita energia elétrica produzida por um reator nuclear de pequeno porte. Esse tipo de laser está sendo desenvolvido ativamente no interesse da Marinha dos Estados Unidos. No entanto, o uso de um laser de elétrons livres no Peresvet BLK é improvável, já que atualmente não há praticamente nenhuma informação sobre o desenvolvimento de lasers desse tipo na Rússia, além da participação da Rússia no programa de raios-X europeu laser de elétrons livres.
É necessário compreender que a avaliação da probabilidade de utilização desta ou daquela solução no Peresvet BLK é dada de forma bastante condicional: a presença apenas de informação indireta obtida de fontes abertas não permite formular conclusões com alto grau de confiabilidade.
