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

[bahamut-juice.livejournal.com]

если вы следите за сво, то наверняка видели, насколько повысилась роль дронов-роботов.

наверняка такие сможет выпускать и каждый космический корабль. и у каждого будет своё зеркало.
тут встаёт вопрос топлива для всего этого балагана, но если мы в частично фантастической вселенной — хрен с ним.
и каждый такой спутник корабля сможет переизлучать лазерные потоки куда указано.

[smirnfil.livejournal.com]

Если у вас такое сочетание мощности установки и эффективности зеркал, что схема с отражением работает, то эти зеркала являются великолепной защитой от такого оружия. Так что реальная применимость крайне сомнительна.

[fonzeppelin.livejournal.com]

Зеркала НЕ являются защитой от лазеров. Наоборот, они едва ли не худшее возможное решение. Все дело в плотности энергии. На зеркале, плотность излучения распределена по большой площади зеркала, и на каждый квадратный сантиметр приходится очень умеренная нагрузка. На цели же излучение собрано в маленькую точку, плотность энергии очень высока — любая зеркальная поверхность под лучом мгновенно нагреется, деформируется и потеряет отражающие свойства.

[heleknar.livejournal.com]

Корабли покрывать абляционным покрытием, которое при касании лазером будет испаряться, создавая облако частиц, рассеивающее луч.

А против зеркал использовать ракеты с картечью, зеркало большое, тяжёлое, хрупкое, быстро маневрировать не сможет.

[ecoross1.livejournal.com]

Не мог не!

[twincat.livejournal.com]

Это все написано в предположении, что у цели бесконечный запас топлива и рабочего тела. Что, мягко говоря, вовсе не так. С точки зрения эффективности вполне достаточно заставить цель маневрировать какое-то время — после чего она садится на задницу до прихода танкера и движется по тупой баллистике.

[dar-morar.livejournal.com]

ЛоГГ я смотрел давно, но вот что странно — зеркал я там не помню. Или я забыл, или при той плотности армий они были не нужны.

[shkslj.livejournal.com]

Пускай дымы

[twincat.livejournal.com]

С другой же стороны, 10 мегаметров это 30 миллисекунд для прохода луча, что при характерных скоростях в километры в секунду дает очень существенный сдвиг точки попадания, и если для крупной цели тридцать метров может и ничего, то для мелкой явно слишком много.

[fonzeppelin.livejournal.com]

Согласен. С другой стороны, если цель ставит задачей сблизиться на дистанцию эффективного пуска ракет/кинетики — то она может и позволить себе активно маневрировать.

[fonzeppelin.livejournal.com]

Умоляю, ЛоГГ это пример "как не надо писать/снимать космооперу". Я просто привел картинку для демонстрации "поиска" лучами.

[vashu11.livejournal.com]

Покушение будущего — мы знаем что глава марсианского правительства в 13:00 будет выступать на такой то трибуне под открытым небом купола.

Используем атмосферу Земли (см Terrestrial Atmospheric Lens) для сверхточной фокусировки лазерного луча с расстояния 50 млн км.

[vashu11.livejournal.com]

Связываем три корабля километровыми тросами, закручиваем вокруг центральной точки. Хаотично травим и подтягиваем тросы.

[twincat.livejournal.com]

Это тоже не бесплатно.

[john-jack.livejournal.com]

Хорошо быть здоровым, богатым, и надеяться на стелс в космосе — что противник позволит тебе развесить зеркала заранее, и сам ничего против того сделать не сможет. Для чисто оборонительной асимметричной СОИ это ещё как-то было верно, а тут. Если зеркала не способны маневрировать, они сразу являются мишенями, уязвимыми для истребителей "противоминных" лазеров. А тем более для кинетики самого мелкого калибра. Достаточно повредить часть отражателя, и при попытке использования зеркало само перегреется — не взорвётся, но выйдет из строя, как раз по части тонкой наводки.

[fonzeppelin.livejournal.com]

Коллега, перечитайте пост. Речь идет о зеркалах, прицепленных к кораблю.

[currentname.livejournal.com]

Расходимость пучка углекислотного лазера 5*10-5 радиан.
Пучек диаметром 1 см на 1000 км даст пятно: 5*10-5 * 1*10-2 * 1*10^6 = 0,5 метра.
Плотность энергии падает пропорционально квадрату диаметра.

Т.е. это не оружие для стрельбы на тысячи километров.

[prostak-1982.livejournal.com]

Хм, а, вот, вопрос. Если нащупать зеркало оппонента и выстрелить в него, то луч же придет к оппоненту, нет?

[fonzeppelin.livejournal.com]

Sigh. А вы не пробовали его ФОКУСИРОВАТЬ, нет?

[fonzeppelin.livejournal.com]

Т.е. "выстрелить сквозь дуло", чтобы луч прошел в неприятельский лазер? Теоретически возможно, но на Atomic Rockets разбирали — слишком много мер можно применить для противодействия.

[waryag72.livejournal.com]

Зачем целиться по базовому кораблю, который делеко и маневрирует, если можно легко выносить "фронтовые" корабли?

[fonzeppelin.livejournal.com]

В данном контексте я обсуждал непосредственную перестрелку между двумя "лученосцами".

[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.

[currentname.livejournal.com]

Чем сфокусировать луч на 5000 км? (про систему с переменным фокусом не говорю уж. Просто — сфокусировать)
Знаете о том, что сфокусированный луч все равно расходится?