На дневном реду: ласерско оружје

Из историје стварања ласера

1954: К. Таунс, Н.Г. Басов и А.М. Прохоров створили су први микроталасни генератор – мазер на амонијак, за који су 1964. године добили Нобелову награду за физику.

16. мај 1960: Т. Мајман демонстрирао је рад првог оптичког квантног генератора – ласера.

Виктор Викторович Аполонов – доктор физичко-математичких наука, професор, добитник државних награда СССР-а (1982) и Руске Федерације (2001), редовни члан Академије војних наука, АИН и РАНС-а, члан Президијума РАНС-а. В.В. Аполонов је водећи светски научник у области високоенергетских ласерских система и интеракције снажног ласерског зрачења са материјом, аутор више од 2000 научних извештаја и публикација, укључујући 34 монографије, 105 поглавља у међународним зборницима и 148 ауторских сертификата и патената. Под његовим менторством је обучених 35 доктора и кандидата физичких и математичких наука. Његово укупно радно искуство у области високоенергетских ласера ​​прелази 50 година.

У разговору са Елизаветом Абрамовом, професор Виктор Аполонов је поделио своје мишљење о тренутном стању ласерских система и перспективама њихове употребе у одбрани земље.

Фото: Професор Виктор Аполонов

– Викторе Викторовичу, без претеривања можемо да Вас назовемо особом која зна све, па чак и више од тога о ласерима. Штавише, имали сте среће да радите под надзором познатих совјетских физичара, нобеловаца Н.Г. Басова и А.М. Прохорова, који су ушли у историју науке као проналазачи ласера…
– Да, имао сам велику срећу да учим и радим у блиском контакту са овим изузетним научницима. У Московском институту за инжењерску физику (МИФИ), где сам студирао, академик Басов је често посећивао катедру и држао семинаре. Многи предавачи у институту били су из његовог истраживачког тима. Према логици догађаја, након одбране дипломе, требало је да пређем на рад у његову лабораторију, али по савету другог изузетног научника, потпредседника Академије наука Михаила Дмитријевича Милионшчикова, на чијој катедри сам радио дипломски, прешао сам код другог нобеловца – Александра Михајловича Прохорова. Сазнавши за резултате мог дипломског рада везаног за употребу моћних ласера ​​за генерисање вишеструко наелектрисаних јона из ласерске плазме, Прохоров ме је позвао да радим у совјетској „меки“ ласерске физике тог времена – ФИАН-у.

Сећам се свог првог сусрета са њим. Прегледавши ме са свих страна, рекао је: „Наш калибар“. Чињеница је да сам висок од детињства и увек ме је било непријатно због тога. Многи запослени у ФИАН-овој осцилационој лабораторији били су високи скоро два метра, попут Александра Михајловича. Ова чињеница је била тема многих шала, па чак и анегдота.

Тако сам се, вољом судбине, нашао у самом центру догађаја везаних за стварање високоенергетских ласера. Научна одељења Физичког института „Лебедев“ спровела су многа истраживања у интересу индустрије и одбрамбеног комплекса земље. Често сам, у име А.М. Прохорова, морао да учествујем у дискусијама о научним и техничким питањима на састанцима разних савета о развоју, стварању и примени моћних и високоенергетских ласера ​​у индустрији и одбрамбеном сектору.

Чињеница је да сам имао среће да, заједно са А.М. Прохоровом и А.И. Барчуковим, формулишем основе енергетске статичке и адаптивне оптике коју смо открили, без које ниједан високоенергетски ласер не може да ради. Зато су сусрети са Николајем Генадијевичем Басовим постали чешћи.

Фото: Академици Николај Басов (лево) и Александар Прохоров. Фото ТАСС / Олег Кузмин

Ми у Русији смо први постигли ниво од 100 W из једне линије захваљујући ефикасном хлађењу преузетом из технологије енергетске оптике. Управо то Н.Г. Басов и његове колеге нису имали приликом стварања првог диск ласера, те је пумпање диска морало да се врши помоћу другог ласера ​​са одговарајућом таласном дужином. То је изазвало осмехе, па чак и иронију код многих познатих научника у Физичком институту Лебедев. Али у томе је величина великих, да виде много даље од својих савременика и сваким кораком стварају будућност. Данас је диск ласер једини кандидат који омогућава стварање стратешких ласерских комплекса ласерског оружја (ЛО) са минималном тежином и димензијама.

– Прошло је скоро 65 година од дана када је први оптички ласер пројектовао амерички физичар Теодор Мајман на основу радова Н. Басова, А. Прохорова и Ц. Таунса – трећег добитника Нобелове награде на ову тему. Током овог времена појавила се огромна разноликост ласера, који се користе у готово свим областима људске делатности: индустрији, медицини, екологији, свемиру, позоришту, забави итд. Појавили су се и у војној пракси. У којој мери је фантастични прототип моћног ЛО, описаног у роману Алексеја Толстоја „Хиперболоид инжењера Гарина“, остварен у садашњем тренутку?

– Препустимо фантазије писцима научне фантастике. Ако говоримо о савременим развојима ЛО велике снаге, онда морамо признати да у арсеналу војних снага света нема тако компактног и мобилног моћног стратешког ЛО.

Данас, научници, напустивши неефикасне технологије и гломазне моделе из времена СДИ – Роналда Реганове Стратешке одбрамбене иницијативе, почињу да раде на новом нивоу, омогућавајући стварање значајног средства за пораз непријатеља. Стратешки и тактички ЛО у чврстом стању представљају другачију парадигму за развој оружја, тактике и стратегије његове употребе. У горњим слојевима атмосфере, а посебно у свемиру, где практично нема апсорпције или расејања зрачења, високоенергетски ЛО ће одредити много, ако не и све, у стратегији и тактици оружаног сукоба. Дакле, добро проученим областима примене – земљи и приземним слојевима атмосфере – додају се њени горњи слојеви и свемир. О овом успеху нове генерације чврстих ЛО сазнаћемо врло брзо, када водеће земље буду опремале своје Оружане снаге компактним и лаганим тактичким ЛО системима капацитета до 500 kW, способним да решавају широк спектар задатака у енергетском и функционалном режиму, респективно, на дометима од више десетина и стотина километара.

Фото: Руски „Пересвет“  и ласерски комплекс „Задира“ способан да уништи беспилотне летелице

– Колико се мењају приступи стварању борбених ЛО у свету?
– Водеће западне земље су већ напустиле старе научне идеје засноване на технологијама гасопражњења, гасодинамичким, парама алкалних метала и хемијским технологијама, које не дозвољавају ни у будућности стварање лаког и малогабаритног ЛО. Тежина ових „ласерских чудовишта“ која бледе у заборав прелази 200 кг/кW. То значи да је ЛО снаге чак и 100 кW заснована на њима неприхватљива за савремене задатке који стоје пред оружаним снагама ових земаља. Као што је познато, главни недостаци ласерских система из прошлости који су престали да се активно користе су опасност по животну средину, велика тежина и гломазан дизајн. На основу тога, данас се нагласак ставља на системе чвртог стања, јер су они много поузданији, компактнији, лакши за одржавање и безбеднији за рад од горе поменутих ласера.

– Ко предњачи у стварању ЛО система нове генерације?

– У САД, Немачкој, Израелу, Великој Британији, Француској и Кини створена је нова генерација тактичке ЛО на чврстом телу са фактором тежине од 5 кг/кW заснованом на технологијама влакана и дискова. Чини се да је то компактно, ефикасно оружје са малом тежином и димензијама. То значи да ЛО снаге 100 кW тежи само пола тоне! Његова елементарна база је створена, а то је веома важно.

Нагласак је на силовитом уништавању објеката војне опреме (МЕО), док се функционално уништавање (осветљавање оптичко-електронских уређаја и стварање разних сметњи) обезбеђује аутоматски истом силом ЛО на знатно већем домету.

Војска разуме разлику у могућностима физичких приступа и тежи стварању ЛО за снажно уништавање војне опреме; много мање верује функционалном уништењу.

Данас, паралелно са развојем чврстих тактичких ЛО, свет такође трага за научним идејама и технологијама за стварање стратешке ЛО са дометом већим од 1.000 километара у режиму силе и фактором тежине мањим од 2 кг/кW. Ово ће осигурати стварање стратешке ЛО силе са капацитетом већим од 10 МW и тежином мањом од 20 тона, што је прихватљиво за савремену ракетну технологију.

Фото: Ласерско оружје САД, 1. ласерски комплекс „Задира“ способан је да уништи беспилотну летелицу, 2. борбени ласер монтиран на шасији оштећене машине, 3. ласер на америчком броду

Фото: 1. ласер на кинеском броду, 2. британски ласер Змајева ватра

– Колико је вероватно да ће ЛО бити распоређено у свемиру?
– Неизбежно ће бити лансиран у орбиту захваљујући напорима САД. Након не баш успешног завршетка програма СДИ, наставак рада на високоенергетским ласерима у САД је кокетно спроведен под слоганом борбе против свемирског отпада. Данас, када су наши „амерички пријатељи“ нагло одбацили св0 смоквино лишће, распоређивање ЛО система у свемир више неће бити повезано са потребом за било каквом контролом над Северном Корејом и Ираном.

Данас, председник САД предлаже мега-пројекат који је више од 400 пута већи од „Гвоздене куполе“ која штити небо Израела. Дакле, „Гвоздена купола“ је дизајнирана да заштити више од 22.000 км² јеврејске територије, што је нешто мање од Валенсијске заједнице. Идеја коју је Д. Трамп осмислио је грандиозна: он намерава да у великим размерама репродукује малу израелску мрежу противваздушне одбране како би покрила више од 9 милиона квадратних километара Сједињених Држава.

Пројекат се зове „Златна купола“ и замишљен је као хиперсонични противракетни штит за Сједињене Државе. У јединственом маркетиншком пакету, Д. Трамп настоји да створи велики вишеслојни одбрамбени штит који ће покрити огромна подручја Сједињених Држава и учинити их неосвојивим за нападе хиперсоничних, интерконтиненталних, балистичких и крстарећих ракета најновије генерације и других потенцијалних претњи. Наредба Беле куће такође има за циљ проширење свих одбрамбених пројеката новим који проширују могућности ракета-пресретача са различитим системима наоружања распоређеним у орбити или на земљи…

Нови заштитни екран укључује комбинацију ракета распоређених у свемиру и на земљи, допуњену моћним микроталасним усмереним енергетским системима и високоенергетским ласерима.

Фото: Израелско ласерско оружје „Гвоздени зрак“ способно да обори све летеће објекте

Директор Агенције за противракетну одбрану, генерал-пуковник Хит Колинс, позвао је 18. фебруара стотине менаџера и виших руководилаца из америчке ваздухопловне и одбрамбене индустрије у своје седиште у Хантсвилу, Алабама. Тамо их је упознао са мерама и акцијама које је већ покренуо, рекавши да Златна купола представља „прилику за израду ефикасних технологија које су већ данас деструктивне“, и обавестио их да би „демонстрације технологије требало да почну крајем 2026. и да буду завршене 2030. године“. Ако је све ово тачно, онда је време да се говори о јединственој револуцији у војним пословима и изградњи америчке противваздушне и противракетне одбране на новим физичким принципима. Њихови борбени авиони ће сећи непријатељске ракете и авионе лако као што обични људи секу кобасице оштрим ножем. Можда Американци блефирају? На то су навикли. Међутим, научници из исте истраживачке лабораторије, амерички стручњаци, сасвим озбиљно тврде да су „дошли до прекретнице у технологијама усмерене енергије која ће многе научнофантастичне концепте приближити стварности“. Штавише, тврди се да су САД још у априлу 2020. године први пут послале оружје усмерене енергије у иностранство на тестирање. То јест, употреба такве високотехнолошке опреме је већ пуштена у рад.

Фото: Ласерско оружје у космосу

– Како бисте коментарисали нове могућности уграђене у овај програм?
Читајући коментаре америчких стручњака, само желим да кажем: пријатељу Доналде, не говори лепо! Научници воле и знају како да говоре једноставније и прецизније. Назив програма „Ратови звезда“ није измишљен у научној заједници. Прелепа дефиниција „Златна купола“ је из исте романтичне војно-политичке америчке лирике.

У ствари, говоримо о утицају на ОВТ не само ракетног, већ и ласерског и микроталасног зрачења у различитим фазама развоја сценарија њихове заштите. Истовремено, то уопште не значи да ће механизам удара бити само силовит. Највероватније, овде говоримо о функционалном удару (паметној интеракцији). Генерално говорећи, ова технологија би требало да омогући заштиту војних база, ракетних силоса, штабова трупа одбијањем напада, формирајући такозвани кишобран противракетне одбране.

Међутим, постојеће могућности омогућавају развој система који се за сада састоји само од ЛО снаге до 500 kW, што може да створи неопходне ефекте уништења ОВТ на тактичким удаљеностима од само неколико десетина километара у условима густе атмосфере за механизам напајања (за паљење, одсецање, прављење рупе) или до стотина километара – за функционално (осветљавање оптичких пријемника, поремећај режима рада електронике). Зато је, у тренутној фази технолошког развоја ЛО, могуће реализовати идеју заштите у значајним размерама засноване на ЛО само ако је у њу укључен значајан број (више хиљада) ласерских система контролисаних вештачком интелигенцијом (ВИ).

Удаљености за доношење одлука су премале, брзине кретања великог броја потенцијалних претњи су велике. Очигледно је да решење проблема стварања „кишобрана противракетне одбране“ иде на путу даљег повећања моћи ЛО, а самим тим и домета штетног фактора, што је била главна препрека успеху идеје СДИ. У случају свемирског ешалона, потребно је говорити о лансирању упоредивог броја ЛО система у свемир. Постизање коначног научно-техничког резултата планирано је за 2030. годину.

– Које се нове ствари уносе у овај модернизовани програм Д. Трампа?
– Планирани вишеслојни одбрамбени систем треба сматрати почетком решења стварног проблема стварним средствима, већ развијеним, тестираним у пракси у оквиру израелске „Гвоздене куполе“ и успешно реплицираним. Овај вишеслојни систем се такође добро уклапа са средствима за електронско ратовање, која се данас ефикасно користе у свету, и подморничким одбрамбеним системима, које САД већ тестирају у многим земљама у различитим фазама тестирања. То укључује и тактичке ракетне системе.

Можемо се сетити и испитивања ласерских система створених у САД у Персијском заливу и другим водама. Сваки има свој радијус уништења, и он стално расте у зависности од нивоа напретка у одређеној области развоја оружја или проналажења начина за уклањање физичких и технолошких ограничења. На пример, у приземним слојевима атмосфере, губитак снаге зрачења услед расејања и апсорпције је велики. У Персијском заливу, континуирани ласерски сноп губио је до 60 процената своје енергије по миљи трасе. Дакле, не изгледа све добро у овом програму, још увек има посла.

Ипак, година 2030. у америчком програму Златна купола је сасвим оправдана, јер решење за проблем стратешког ЛО још увек није пронађено у САД. И то је, морам рећи, охрабрујуће.

– Реците нам о критеријумима успеха у поразу непријатељског ОВТ-а.

– Данас се у свету активно користе два начина ласерског удара на мету: удар силе и функционални. Код механизма силе, као што је раније речено, у ОВТ-у се прогори рупа или се неки део структуре одсече. То доводи, на пример, до експлозије резервоара за гориво или до немогућности даљег функционисања ОВТ-а као јединственог система. За спровођење удара силе на великим даљинама потребна је огромна снага. Тако се у случају СДИ разматрало постизање снаге од 10-25 MW.

Али постоји и други механизам – функционално оштећење, или, како се то зове у САД, „паметни удар“. У овом случају, говоримо о суптилним ефектима који спречавају непријатеља да изврши задати задатак: заслепљивање оптичко-електронских система војне опреме, организовање кварова у раду бордне рачунарске електронике и навигационих система и стварање оптичких сметњи у раду оператера и пилота.

– Према речима америчких војних стручњака, космос је највиши приоритет и прва линија фронта у конфликтним ситуацијама које се већ дешавају у свету. Како ово коментаришете?

– Да, Американци космос сматрају потенцијалним пољем војних операција, где Сједињене Државе морају да обезбеде безусловну предност над било којим непријатељем. Амерички стручњаци сматрају приоритетним радом стварање средстава за контролу космоса, пресретање, инспекцију и онеспособљавање непријатељских вештачких Земљиних сателита (ВЗС), као и стварање система за откривање утицаја на сопствене ВЗС и њихову заштиту од таквог утицаја.

У блиској будућности, амерички стратези признају могућност појаве разних антисателита, лансираних у орбиту тајно или под маском ВЗС у друге сврхе. Зато је један од најважнијих задатака који се решавају у стварању нових врста оружја тренутно супротстављање непријатељском оружју за ваздушно-космички напад (ВСК), чији континуирани развој и усавршавање чини задатак развоја средстава за борбу против њих изузетно важним.

Овде је време лета од највеће важности, то је кључ за разумевање ситуације. Како се ракетни системи потенцијалног непријатеља приближавају нашим границама, ово критично време нагло се смањује. Помоћ у обнављању паритета може се потражити у спровођењу локалне заштите војне опреме од посебног значаја за одбрамбене способности земље, засноване на тактичким ласерским системима способним за тренутни одговор.

Ова тенденција је, како се сада каже, у тренду, и важно је узети у обзир да САД и друге земље тренутно интензивно спроводе велике радове на стварању стратешких система за уништавање (сузбијање) ВКЦ. Израелска влада је, посебно, веома заинтересована да поседује такво средство за борбу против ракета које суседне исламске групе користе за гранатирање израелске територије.

Стога, данас се чини да је ЛО један од најперспективнијих и најбрже растућих типова оружја на свету. Високотехнолошка опрема, непријатељска војна инфраструктура, па чак и његов економски потенцијал могу бити мете за ЛО. Па ипак, борбена намена постојећих ЛО у овом тренутку је само тактичка.

Али повећање снаге тактичких ласера, које се дешава код нас и у иностранству, и појава нових идеја за њихову употребу – на пример, комбиновање моћних ласерских система са могућностима геофизике – може довести до квалитативног скока: трансформације ЛО у застрашујуће геофизичко оружје.

– Русија се више пута нашла у ситуацији где је било потребно „провући се кроз иглене уши“. А сада се ситуација око Русије развија прилично лоше. Шта ће нам помоћи да развој савремених чврстих ЛО доведемо на одговарајући ниво?

– Светска ласерска наука је започела свој успон чврстим телом и, изгледа, завршиће чврстим телом у потрази за дизајном са минималним односом тежине и снаге система. Достизање овог фактора тежине од 5 кг/кW или мање нам омогућава да са сигурношћу говоримо о брзом опремању готово свих борбених авиона, све мобилне опреме бојишта и поморских средстава тактичким, а у будућности и стратешким ЛО!

Морамо тежити вишем нивоу снаге ЛО и развијати друге временске режиме генерисања зрачења. На пример, претварање режима континуиране генерације у високофреквентни П-П омогућава нам да повећамо домет штетног фактора за ред величине са повећањем вршне снаге серије импулса за неколико редова величине у поређењу са снагом почетно континуираног режима.

Постоје и сасвим другачији војни задаци, поред уништавања дронова и малих чамаца. То је употреба ЛО у горњим слојевима атмосфере и у свемиру. На висинама од 8-9 км, ваздушно окружење је много транспарентније, а домети циљева за уништавање ОВТ, чак и за ниво снаге од 100-150 kW, могу бити много десетина километара. А ако говоримо о мегаватном нивоу снаге, онда су историјски радови специјалиста из САД и СССР-а већ експериментално доказали реалност домета активног деловања „ласерских чудовишта“ ваздушног базирања до 100 км. Друга ствар је што је све ово опет тактички домет, и потребно је наставити повећавати снагу ЛО да би се постигао стратешки домет од 1000 км уз значајно смањење тежине и димензија ЛО комплекса.

Фото: Ласерско оружје

– Можемо ли данас говорити о трци у ласерском наоружању у свету?
– Већ је очигледно да се у свету поново одвија „ласерска идеолошка и технолошка трка“. Најразвијеније земље, ослањајући се на своју технолошку предност, улажу више милијарди долара у развој високотехнолошких ласерских система следећих генерација. Руски председник В.В. Путин говорио је о потреби убрзаног развоја високих технологија.

У том смислу, важно је напоменути мишљење америчких стручњака, а то је да је данас једно од најефикаснијих средстава за стицање технолошке супериорности у свету и даље ласерска технологија. Русија је, захваљујући напорима нобеловаца А.М. Прохорова, Н.Г. Басова, увек била светски лидер у овој области и, надам се, ускоро ће се вратити на водећу позицију.

– Поставља се питање, где је нестало наслеђе наших великих научника?
– Није никуда нестало, оно је овде, са нама. Високофреквентни I-P режим је развијен у сарадњи са академиком А.М. Прохоровом. Прошло је скоро 24 године од његове смрти, а нисмо постигли никакав напредак у смислу даљег повећања енергије овог начина генерисања. Потребна су нам средства и већа државна пажња према овој области научне и техничке активности.

Фото: Нобелов добитник награде за физику, академик А. М. Прохоров (1916-2001) и његов ученик и колега, доктор наука, академик Руске академије природних наука, Виктор Аполонов

Још један пример. Прошло је више од 60 година откако је академик Н.Г. Басов предложио геометрију диска ласера. Његов „диск ласер“ је револуционаран корак у развоју физичких и техничких основа и технологије ласера ​​и отвара нове перспективе за њихов даљи развој и ефикасну примену за решавање нове класе проблема. Прошло је пола века, али државна подршка развоју ове јединствене технологије је и даље недовољна.

Политика концентрације материјалних ресурса у једном Ласерском центру који се налази на периферији такође делује погрешно. Познато је да је особље све, и историјски гледано, најквалификованији кадар у области ласерских технологија у земљи увек се налазио у Москви и Санкт Петербургу. У таквој ситуацији, они су лишени могућности да ефикасно учествују у стварању нових модела ласерске технологије. А стварање нове галаксије инжењерских и техничких стручњака је дуг процес, нема времена за обуку.

– Русија има све могућности да буде светски лидер у области ласерског оружја. Шта, по вашем мишљењу, треба данас учинити да би се то постигло?

– Очигледно је да морамо да се крећемо ка главном циљу – циљу поузданог обезбеђивања националне одбране, али на свој начин. Русија је више пута доказала да може да „прескочи црвене заставице“ и постигне јединствене резултате захваљујући таленту и фантастичном учинку научника из Руске академије наука и инжењерско-техничког особља предузећа војноиндустријског комплекса.

Ласери су далеко од играчака! Наиме, у нашој земљи је проглашено супротно након волунтаристичког завршетка радова на ИПИ. Али у САД и другим развијеним земљама су се брзо уразумили и наставили рад удвострученим темпом како би створили ефикасан чврсти тактички и стратешки ЛО.

До краја 20. века, САД су већ створиле моћно пумпање чврстог ласера ​​заснованог на ласерским диодним шипкама и матрицама, висококвалитетну ласерску керамику, високо ефикасна напајања за ласерске комплексе и демонстрирале чврсте ласере са просечном излазном снагом.

Такође је сасвим очигледно да су светска авијација и астронаутика направили свој избор у корист чврстог ЛО са геометријом радног тела у облику влакана и диска. Чини се изузетно важним обратити више пажње на нове временске режиме генерисања ласерског зрачења за моћне системе и развити нове физичке механизме утицаја на ОТ, одређене овим новим режимима.

Дронови су прва озбиљна фаза тестирања наше спремности да се боримо против њих уз помоћ ЛО. Дронови расту у величини, користе се материјали који су отпорнији на ласерско зрачење, а потребни домети уништења се повећавају.

Важно је схватити да ће се управо у овим новим условима технолошког продора у области ЛО на великим висинама у ваздуху и директно у свемиру одвијати главни догађаји војне конфронтације са Западом. ЛО у свету је достигао потпуно нови ниво свог развоја – ниво зрелости. Проблем захтева веома озбиљну пажњу руског војноиндустријског комплекса.

Fonte: https://persona-strany.ru/na-povestke-dnja-lazernoe-oruzhie/

11. јул 2025.