Изящная концепция космического лазерного боя

[fonzeppelin]

(вчерашний ливень организовал внеплановый выходной в полевых работах, так что... отдыхаю)

На днях коллега nik_pog выложил интересный пост с критикой концепции «лученосца» — боевого космического корабля с мощной лазерной установкой (и, соответственно, большими радиаторами), ведущего бой с безопасного удаления через перенаправляющие зеркала на «фронтовых» кораблях. Одно из преимуществ лазеров как оружия, это как раз то, что луч можно «перебрасывать» от зеркала к зеркалу, последнее в цепочке которых фокусирует его непосредственно на противника.

Концепт наземного противоракетного лазера с орбитальными зеркалами в рамках СОИ 80-ых.

В ходе обсуждения выяснилось, что все далеко не так плохо, и по ряду аспектов критика сомнительна, но ряд выдвинутых аргументов меня вполне заинтересовал. Среди них:

* Сложность быстрого маневрирования крупным зеркалом ввиду риска вибраций, способных вызвать «дрожание» луча на цели (т.е. невозможность длительно удерживать луч на конкретной точке)

* Ограниченная «тепловая пропускная способность» каждой лазерной турели, вынуждающая распределять луч от лазера между несколькими огневыми точками

Хотя в каждом из случаев у меня есть контраргументы, мне вдруг подумалось — а если принять эти аргументы, то ведь вырабатывается вполне себе изящная концепция ведения лучевого боя в Космосе! 

Предлагаю рассмотреть ее детально:

Итак, космический корабль, оснащенный несколькими лазерными турелями, ведет бой с неприятелем в открытом Космосе. Поскольку дистанция боя сравнительно велика (десятки тысяч и более километров), а массивные зеркала лазеров вращаются относительно медленно (иначе вибрации сделают невозможным точное удержание луча на цели), то для каждого лазирования, система управления огнем должна привести зеркало в движение заранее. Чтобы к моменту, когда начнется лазерная атака, приводы зеркала уже отработали свое, и оно вращалось бы по-инерции, например, на магнитном подвесе.

Неприятельский корабль, вполне естественно, маневрирует — увеличивает/уменьшает ускорение маршевых двигателей и отклоняет свой вектор движения с помощью двигателей ориентации. Причем делает это более-менее случайным образом, максимально затрудняя предсказание его траектории. Таким образом, СУО нашего корабля не знает заранее, как и куда именно вращать зеркала лазеров, чтобы неприятельский корабль оставался в прицеле.

Чтобы решить проблему, СУО нашего корабля «распределяет» зеркала по разным возможным траекториям движения неприятеля. Например, зеркало А наводится из предположения, что неприятель продолжит движение прежним курсом с прежним ускорением. Зеркало B — из предположения, что неприятель увеличит ускорение. Зеркало С — из предположения, что уменьшит ускорение. Зеркало D — из предположения, что неприятель отклонит свою траекторию условно-«вверх», и т.д.

Зеркало космического телескопа "Хаббл" во время монтажа.

Приводы «грубой наводки» приводят каждое зеркало в движение с тем расчетом, чтобы трасса луча проходила более-менее вдоль одной из расчетных потенциальных траекторий неприятельского корабля. После чего они отключаются, и зеркало (на магнитном подвесе) поворачивается уже по-инерции, сводя к минимуму вибрационные помехи.

То зеркало, трасса луча которого в итоге оказывается ближе всего к реальному курсу неприятельского корабля, донаводится на цель с помощью микрометрических приводов точной наводки и адаптивной оптики (системы актуаторов, «деформирующих» состоящее из отдельных отражающих элементов зеркало). Луч лазера, сфокусированный зеркалом, удерживается на цели так долго, пока расхождения между движением зеркала и корабля противника не «сорвут» сопровождение. 

После чего наш корабль останавливает вращение зеркал, возвращает их в нейтральное положение и начинает «нащупывание» противника сначала.

Что мы получаем в итоге? Схема лазерного сражения начинает напоминать морской артиллерийский бой первой половины XX столетия — «ведение» цели директорами, построение проекций курса и предсказание положения, «нащупывание» цели пристрелкой и маневрирование с целью затруднить аналогичные действия для неприятеля. Вполне возможно представить себе и «залп»: когда истинная траектория неприятеля становится ясна, корабль резко разворачивает на него все лазерные зеркала, заботясь уже не столько о точности ведения, сколько о том, чтобы успеть «полоснуть» неприятеля еще несколькими лучами.

При этом перед сражающимися кораблями встает дилемма: маневрировать, или не маневрировать? Маневрируя, корабль затрудняет неприятелю поиск огневого решения, но затрудняет работу и собственных лазеров (приводы зеркал которых вынуждены работать на компенсацию еще и собственного маневрирования). Отказавшись от резких маневров, корабль становится более предсказуемой мишенью, но и облегчает работу собственных лазеров. По маленькому, активно маневрирующему с большим ускорением кораблю попасть трудно — но и он толком не способен вести эффективный огонь, его резкие рывки сбивают точное наведение его собственных зеркал.

Интересно и то, что потеря от неприятельского огня части зеркал хотя и не снижает как таковой огневой мощи корабля — сам лазер, укрытый в глубине корпуса, не пострадал - но во-первых увеличивает тепловую нагрузку на оставшиеся, а во-вторых затрудняет «нащупывание» неприятеля. Ведь чем меньше осталось работоспособных зеркал, тем меньше потенциальных траекторий неприятеля можно ими сопровождать. А значит тем больше возрастают паузы между успешными лазированиями и тем сильнее падает эффективность огня.

Вот такая вот занятная концепция нарисовалась из дискуссии. Повторюсь: она действует из сформулированных выше двух положений, и если их не принимать за данность, то она уже не работает. Но выглядит... интересно)

Comments

[iv-an-ru.livejournal.com]

Потом я, вредина, родирую поверхность своего кораблика, да ещё и укрываю за одноразовыми уголковыми отражателями. И получается, что надёжней всего воевать управляемыми кинетическими стукалками, а то и просто стальными шариками

[comes-smolny.livejournal.com]

Будет ли такая защита дешевле лазерного выстрела? Если нет, то, соответственно, имеющий достаточно времени противник сможет её с чистой совестью преодолевать.

[iv-an-ru.livejournal.com]

> Будет ли такая защита дешевле лазерного выстрела?

Вероятно, не будет. Но ведь она и не один выстрел выдержит, а намного больше. И сравнивать надо не с ценой выстрела, а с ценой неубитого корабля и с ущербом, который этот корабль (или простая боеголовка) в итоге нанесёт противнику.

[comes-smolny.livejournal.com]

Резонно.

[fonzeppelin.livejournal.com]

С кинетикой есть проблема — она медлительна. На дистанциях порядка десятков тысяч километров кинетике нужно уж очень много времени чтобы преодолеть сектор огня лазеров.

[iv-an-ru.livejournal.com]

С лазерами и системой зеркал есть принципиальная проблема: если луч может быть отражён "боевыми" зеркалами, если соответствующая стойкость достижима, то он может быть отражён и "щитом". Если недостижима, то речь о рёнтгеновских лазерах с ядерной накачкой, но их не напасёшься, если удар достаточно растянут во времени, и они сами по себе уязвимы, если по ним прилетит от лазера с такой же накачкой.

[fonzeppelin.livejournal.com]

Нет не может. Разница в плотности потоков энергии на единицу площади между лучом, распределенным по зеркалу, и лучом, сфокусированным на неприятеле, просто фундаментальная.

[theholm.livejournal.com]

ну создание системы зеркал могущей сфокусировать "в точку" луч на 10к кажется сомнительной. Предложная вами идея конечно помогает. Но я думаю простая кучка пыли из чего нибудь плохо кипящего замечательно защитит корабль за ним. Плюс пыль будет не в фокусе, минус излучение будет ее "сдувать" в сторону цели.

вот если использовать что то вроде фазированной решетки для оптики то все будет куда проще

[vladicusmagnus.livejournal.com]

Вообще, достаточно выплюнуть струю воды "спреем". Всё остальное сделает вакуум. Лазеру будет не пройти.

[fonzeppelin.livejournal.com]

А не проще ли просто нацепить ту же массу воды на корпус в качестве брони, а?

[vladicusmagnus.livejournal.com]

Нопь. Масса. Это раз. Сублимация, это два. Слоями накрывать — дорого, это три. Причем три — пробивается так же, как и обычная бронька. То есть рано или поздно проковыряют. Или длительным, или мощным, или импульсным пучком. Дырка будет маленькая — но она будет. Когда как паровое облако, тупо рассеет излучение дифракционно и стохастически, и дырки не будет в принципе даже в алюминии. А это в свою очередь удешевит боевые корабли, которые будут легче и такие же защищённые. В общем, далеко идущие последствия.

[iv-an-ru.livejournal.com]

Угу. Фундаментальна. Но мишень в более выгодном положении, потому что лямбду делить на дэ большое, дифракционный предел, никто не отменял.

[sni-1.livejournal.com]

И тут вступает в бой москитный флот, подбирающийся по ближе :)

[iv-an-ru.livejournal.com]

Москитный флот со здоровенными дорогущими зеркалами. Не доллароговато будет? Особенно если учесть, что "поближе" означает и бОльшие угловые скорости мишени по отношению к зеркалу.

[sni-1.livejournal.com]

Какие масштабы такие и москиты. Если ребром к цели или складной вариант зеркала, то стелс режим может сработать.

Тут кстати еще если переднюю полусферу бронировать и на предполагаемом курсе туман навешивать, то борта/задняя часть менее защищеные будут.

[vladicusmagnus.livejournal.com]

ВОТ !!! Я заполз в тему комментить, именно по этому. Что дешевле лазеры будут, чем зеркала. То есть, ретрансляторы окажутся в порядок дороже передатчика. И кому такое надо?

Ну и опять же. Облако воды — отлично похерит 80% мощности лазера. А создание его почти мгновенное (если отслеживаем движение зеркал). Да еще и насколько это нежная то конструкция будет, только чихни и развалится.

Не-не-не... Добрая старая кинетика и никаких вот таких извратов. Лазеры, плазма в лазерном канале, и прочие прелести футуромилитариста )

[sa-5-gammon.livejournal.com]

""Очень важно отметить также то обстоятельство, что рентгеновские зеркала при малых размерах — устройства сложные и трудоемкие в производстве, и отсюда их стоимость чрезвычайно высока.""

[iv-an-ru.livejournal.com]

В одноразовом лазере с ядерной накачкой нет зеркал.

Берём железный прут диаметром в миллиметры и длиной в метр-другой, направляем на цель. Поблизости другие такие же пруты, направленные на другие цели. А теперь совсем рядом с ними, сбоку от них, взрываем ядерную бомбу. Вспышка превращает каждый прут в плазму, и пока эта плазма не разлетелась сама и не улетела вместе с плазмой взорвавшегося заряда, бывший прут излучает жёсткий рёнтген вдоль своей бывшей оси. Всё.

[sa-5-gammon.livejournal.com]

""Чтобы решить проблему, СУО нашего корабля «распределяет» зеркала по разным возможным траекториям движения неприятеля. ""

[iv-an-ru.livejournal.com]

У рентгеновского лазера угол расхождения и так немаленький, можно не греть голову. Собственно, один из предлагаемых вариантов использования -— "веник": если дальность велика, то боеголовка уцелеет, но отдачей от радиационной абляции сдует все летящие неподалёку лёгкие ложные цели, упростив уничтожение боеголовки другими средствами.

[sa-5-gammon.livejournal.com]

//сдует все летящие неподалёку лёгкие ложные цели,
C ними даже чахлые остатки атмосферы неплохо справляются.

[vladicusmagnus.livejournal.com]

А можно еще нейтронами подбить. Весьма забористая кака получится. Кораблик целый, а экипаж кожу собственную на одежде оставил (ну той, которая сгорела).

[bey.livejournal.com]

порядка десятков тысяч километров

урежьте осетра! Диаметр луча оптического лазера (500 нм) на выходе в 5 мм на дистанции 10.000 км даст диаметр 2,5 км

Даже рентгеновский (10 нм) на такой дистанции даст пятно в 50 м. Тут никакой мощности не хватит.

[fonzeppelin.livejournal.com]

Sigh. Фокусировать не прбовали? Не?

[bey.livejournal.com]

Я могу ошибаться, так как совсем не специалист в боевых лазерах ))
Но насколько я в теме под фокусировкой боевых лазеров имеется в виду сведение нескольких лучей в одну точку.
Тут это никак не сыграет, сами посчитайте: площадь пятна света 50 м. в диаметре отличается от площади пятна в 5 мм на 8 порядков, если я не попутал с нулями. Если сфокусировать 100 миллионов лучей, то получится.