Besohet gjerësisht se mjedisi më i mirë për përdorimin e armëve lazer (LW) është hapësira e jashtme. Nga njëra anë, kjo është logjike: në hapësirë, rrezatimi lazer mund të përhapet praktikisht pa ndërhyrje të shkaktuar nga atmosfera, kushtet e motit, pengesat natyrore dhe artificiale. Nga ana tjetër, ka faktorë që ndërlikojnë ndjeshëm përdorimin e armëve lazer në hapësirë.
Karakteristikat e funksionimit të lazerëve në hapësirë
Pengesa e parë për përdorimin e lazerëve me fuqi të lartë në hapësirën e jashtme është efikasiteti i tyre, i cili është deri në 50% për produktet më të mira, 50% e mbetur shkon për ngrohjen e lazerit dhe pajisjeve përreth tij.
Edhe në kushtet e atmosferës së planetit - në tokë, në ujë, nën ujë dhe në ajër, ka probleme me ftohjen e lazerëve të fuqishëm. Sidoqoftë, mundësitë për pajisjet e ftohjes në planet janë shumë më të larta se në hapësirë, pasi në një vakum transferimi i nxehtësisë së tepërt pa humbje të masës është i mundur vetëm me ndihmën e rrezatimit elektromagnetik.
Ftohja mbi ujë dhe nënujore e LO është më e lehtë për t'u organizuar - mund të kryhet me ujë deti. Në tokë, ju mund të përdorni radiatorë masivë me shpërndarje të nxehtësisë në atmosferë. Aviacioni mund të përdorë rrjedhën e ajrit që vjen për të ftohur avionin.
Në hapësirë, për heqjen e nxehtësisë, ftohësit e radiatorit përdoren në formën e tubave me shirita të lidhur me panele cilindrike ose konike me një ftohës që qarkullon në to. Me një rritje të fuqisë së armëve lazer, madhësia dhe masa e ftohësve të radiatorit, të cilët janë të nevojshëm për ftohjen e tij, rriten, për më tepër, masa dhe veçanërisht dimensionet e ftohësve të radiatorit mund të tejkalojnë ndjeshëm masën dhe dimensionet e vetë arma lazer.
Në lazerin luftarak sovjetik "Skif", i cili ishte planifikuar të hidhej në orbitë nga raketa transportuese super e rëndë "Energia", do të përdorej një lazer dinamik me gaz, ftohja e të cilit me shumë mundësi do të kryhej nga nxjerrja e një lëngu pune. Për më tepër, furnizimi i kufizuar i lëngut të punës në bord vështirë se mund të sigurojë mundësinë e funksionimit afatgjatë të lazerit.
Burimet e energjisë
Pengesa e dytë është nevoja për të siguruar armë lazer me një burim të fuqishëm energjie. Një turbinë me gaz ose një motor nafte në hapësirë nuk mund të vendoset; ata kanë nevojë për shumë karburant dhe akoma më shumë oksidues, lazerët kimikë me rezervat e tyre të kufizuara të një lëngu punues nuk janë zgjidhja më e mirë për vendosjen në hapësirë. Dy opsione mbeten-për të siguruar energji për një lazer me gjendje të ngurtë / fibra / të lëngshme, për të cilën mund të përdoren bateri diellore me akumulatorë tampon ose termocentrale bërthamore (NPP), ose lazer me pompim të drejtpërdrejtë nga fragmente të ndarjes bërthamore (lazer të pompuar bërthamor) mund të përdoret.
Qarku reaktor-lazer
Si pjesë e punës së kryer në Shtetet e Bashkuara nën programin Boing YAL-1, një lazer 14 megavat ishte menduar të përdorej për të shkatërruar raketat balistike ndërkontinentale (ICBM) në një distancë prej 600 kilometrash. Në fakt, u arrit një fuqi prej rreth 1 megavat, ndërsa objektivat e stërvitjes u goditën në një distancë prej rreth 250 kilometrash. Kështu, një fuqi e rendit prej 1 megavat mund të përdoret si bazë për armët lazer hapësinore, të afta, për shembull, të veprojnë nga një orbitë referimi e ulët kundër objektivave në sipërfaqen e Tokës ose kundër caqeve relativisht të largëta në hapësirën e jashtme (ne jemi duke mos marrë parasysh një avion të projektuar për ndriçim »Sensorë).
Me një efikasitet lazer prej 50%, për të marrë 1 MW rrezatim lazer, është e nevojshme të furnizoni lazer 2 MW energji elektrike (në fakt, më shumë, pasi është ende e nevojshme të sigurohet funksionimi i pajisjeve ndihmëse dhe ftohja sistem). A është e mundur të marrësh një energji të tillë duke përdorur panelet diellore? Për shembull, panelet diellore të instaluara në Stacionin Ndërkombëtar të Hapësirës (ISS) prodhojnë midis 84 dhe 120 kW energji elektrike. Dimensionet e paneleve diellore të kërkuara për të marrë fuqinë e treguar mund të vlerësohen lehtësisht nga imazhet fotografike të ISS. Një dizajn i aftë për të fuqizuar një lazer 1 MW do të ishte i madh dhe do të kërkonte transportueshmëri minimale.
Ju mund ta konsideroni një montim të baterisë si një burim energjie për një lazer të fuqishëm në transportuesit celularë (në çdo rast, do të kërkohet si një tampon për bateritë diellore). Dendësia e energjisë e baterive litium mund të arrijë 300 W * h / kg, domethënë, për të siguruar një lazer 1 MW me një efikasitet 50%, bateritë me peshë rreth 7 ton janë të nevojshme për 1 orë funksionim të vazhdueshëm me energji elektrike. Do të duket jo aq shumë? Por duke marrë parasysh nevojën për të vendosur struktura mbështetëse, pajisje elektronike shoqëruese, pajisje për ruajtjen e regjimit të temperaturës së baterive, masa e baterisë tampon do të jetë afërsisht 14-15 ton. Për më tepër, do të ketë probleme me funksionimin e baterive në kushtet e ekstremeve të temperaturës dhe vakumit hapësinor - një pjesë e konsiderueshme e energjisë do të "konsumohet" për të siguruar jetën e vetë baterive. Më e keqja nga të gjitha, dështimi i një qelie baterie mund të çojë në dështim, apo edhe shpërthim, të të gjithë baterisë së baterive, së bashku me lazerin dhe anijen kozmike bartëse.
Përdorimi i pajisjeve më të besueshme të ruajtjes së energjisë, të përshtatshme nga pikëpamja e funksionimit të tyre në hapësirë, ka shumë të ngjarë të çojë në një rritje edhe më të madhe të masës dhe dimensioneve të strukturës për shkak të densitetit të tyre më të ulët të energjisë në terma W * h / kg
Sidoqoftë, nëse nuk vendosim kërkesa për armët lazer për shumë orë punë, por përdorim LR për të zgjidhur probleme të veçanta që lindin një herë në disa ditë dhe kërkojnë një kohë të funksionimit të lazerit jo më shumë se pesë minuta, atëherë kjo do të kërkojë një thjeshtimi i baterisë …. Bateritë mund të rimbushen nga panelet diellore, madhësia e të cilave do të jetë një nga faktorët që kufizojnë frekuencën e përdorimit të armëve lazer
Një zgjidhje më radikale është përdorimi i një termocentrali bërthamor. Aktualisht, anijet kozmike përdorin gjeneratorë termoelektrikë radioizotopikë (RTG). Avantazhi i tyre është thjeshtësia relative e dizajnit, disavantazhi është fuqia e ulët elektrike, e cila është, në rastin më të mirë, disa qindra vat.
Në SHBA, po testohet një prototip i Kilopower premtues RTG, në të cilin Uranium-235 përdoret si lëndë djegëse, tubat e nxehtësisë së natriumit përdoren për të hequr nxehtësinë dhe nxehtësia shndërrohet në energji elektrike duke përdorur një motor Stirling. Në prototipin e reaktorit Kilopower me kapacitet 1 kilovat, është arritur një efikasitet mjaft i lartë prej rreth 30 %. Kampioni përfundimtar i reaktorit bërthamor Kilopower duhet të prodhojë vazhdimisht 10 kilovat energji elektrike për 10 vjet.
Qarku i furnizimit me energji të LR me një ose dy reaktorë Kilopower dhe një pajisje ruajtëse të energjisë tampon tashmë mund të jetë funksionale, duke siguruar funksionimin periodik të një lazeri 1 MW në gjendje luftimi për rreth pesë minuta, një herë në disa ditë, përmes një baterie tampon
Në Rusi, një termocentral bërthamor me një fuqi elektrike prej rreth 1 MW po krijohet për një modul transporti dhe energjie (TEM), si dhe termocentrale bërthamore me emetim termik bazuar në projektin Hercules me një fuqi elektrike prej 5-10 MW MeTermocentralet bërthamore të këtij lloji mund të japin energji për armët lazer tashmë pa ndërmjetës në formën e baterive tampon, megjithatë, krijimi i tyre përballet me probleme të mëdha, gjë që nuk është për t'u habitur në parim, duke pasur parasysh risinë e zgjidhjeve teknike, specifikat e mjedisi i funksionimit dhe pamundësia e kryerjes së testeve intensive. Termocentralet bërthamore hapësinore janë një temë për një material të veçantë, tek i cili patjetër do të kthehemi.
Ashtu si në rastin e ftohjes së një arme të fuqishme lazer, përdorimi i një termocentrali bërthamor të një lloji ose të një tjetri gjithashtu shton kërkesat e rritura të ftohjes. Frigoriferët-radiatorët janë një nga më të rëndësishmit për sa i përket masës dhe dimensioneve, elementët e një termocentrali, proporcioni i masës së tyre, në varësi të llojit dhe fuqisë së termocentralit bërthamor, mund të shkojë nga 30% në 70%.
Kërkesat për ftohje mund të reduktohen duke zvogëluar frekuencën dhe kohëzgjatjen e armës lazer, dhe duke përdorur NPP të tipit RTG me fuqi relativisht të ulët, duke rimbushur ruajtjen e energjisë tampon
Një shënim i veçantë është vendosja e lazerëve të pompuar bërthamorë në orbitë, të cilët nuk kërkojnë burime të jashtme të energjisë elektrike, pasi lazeri pompohet drejtpërdrejt nga produktet e një reaksioni bërthamor. Nga njëra anë, lazerët e pompuar bërthamorë do të kërkojnë gjithashtu sisteme ftohëse masive, nga ana tjetër, skema për shndërrimin e drejtpërdrejtë të energjisë bërthamore në rrezatim lazer mund të jetë më e thjeshtë sesa me një shndërrim të ndërmjetëm të nxehtësisë të lëshuar nga një reaktor bërthamor në energji elektrike, e cila do të sjellë një reduktim përkatës në madhësi dhe peshë.
Kështu, mungesa e një atmosfere që parandalon përhapjen e rrezatimit lazer në Tokë e ndërlikon ndjeshëm projektimin e armëve lazer hapësinore, kryesisht për sa i përket sistemeve të ftohjes. Sigurimi i armëve lazer në hapësirë me energji elektrike nuk është shumë më pak një problem.
Mund të supozohet se në fazën e parë, afërsisht në vitet tridhjetë të shekullit XXI, një armë lazer do të shfaqet në hapësirë, e aftë të funksionojë për një kohë të kufizuar - në rendin e disa minutave, me nevojën për rimbushjen e mëvonshme të energjisë njësitë e magazinimit për një periudhë mjaft të gjatë prej disa ditësh
Kështu, në një afat të shkurtër, nuk ka nevojë të flitet për ndonjë përdorim masiv të armëve lazer "kundër qindra raketave balistike". Armët lazer me aftësi të përparuara do të shfaqen jo më herët se do të krijohen dhe testohen termocentralet bërthamore të klasës megavat. Dhe kostoja e anijeve kozmike të kësaj klase është e vështirë të parashikohet. Për më tepër, nëse flasim për operacionet ushtarake në hapësirë, atëherë ka zgjidhje teknike dhe taktike që mund të zvogëlojnë në masë të madhe efikasitetin e armëve lazer në hapësirë.
Sidoqoftë, armët lazer, edhe ato të kufizuara për sa i përket kohës së operimit të vazhdueshëm dhe frekuencës së përdorimit, mund të bëhen një mjet thelbësor për luftën në dhe nga hapësira.
