 |
Астронет: В. Г. Сурдин/ГАИШ Звездные войны http://variable-stars.ru/db/msg/1173134/ch4.html |
<< Кинетическое и пучковое оружие | Оглавление | Аббревиатуры | Война суперкомпьютеров? >>
СИСТЕМА ПОИСКА ЦЕЛЕЙ И УПРАВЛЕНИЯ ОГНЕМ
 |
| Рис.2. |
В чем их задача? Им необходимо:
- держать под постоянным контролем всю территорию потенциального противника, акваторию Мирового океана и околоземное космическое пространство;
- обнаруживать, распознавать и следить за всеми потенциально опасными объектами (баллистическими и крылатыми ракетами, самолетами и спутниками и т. д.), а после применения оружия оценить степень поражения цели;
- управлять системой ПРО, т. е. распределять имеющиеся боевые ресурсы по целям, следить за работоспособностью всех элементов системы и при необходимости вводить в действие резервные элементы, решать задачу степени опасности и необходимости применения оружия;
- точно наводить оружие на цели.
В этом и состоит задача средств поиска и управления. По мнению многих специалистов, эти, так сказать, сервисные средства являются наиболее сложной, а значит, наименее надежной компонентой системы космической ПРО. Ведь эта система должна будет обеспечить борьбу с тысячами МБР, десятками тысяч боеголовок и сотнями тысяч ложных целей, которые необходимо сопровождать от точки их пуска до точки перехвата.
Считается, что такую задачу способны решить ИК-мозаичные фотоприемники,
содержащие до 20 млн. элементарных детекторов. Они обладают существенно
лучшими характеристиками, чем сканирующие ИК-приемники (типа
телевизионных трубок): мозаичные приемники обладают коротким временем
получения изображения (
мс} и высокой помехозащищенностью;
информацию с них легко вводить в ЭВМ. Министерство обороны США создало
спутник "AFP-888" массой 2160 кг, главным компонентом которого является
ИК-телескоп "Тил Руби" для обнаружения наземных военных целей (ракет,
самолетов). Приемниками изображения в этом телескопе являются мозаичные
ИК-датчики, охлаждаемые жидким неоном и метаном. Для обнаружения
стартующих МБР нужны охлажденные до сверхнизких температур матрицы из
теллурида ртути и кадмия. Для точного сопровождения цели матрица должна
содержать по крайней мере 4000 x 4000 элементарных детекторов. Но пока
промышленность умеет изготавливать только матрицы 1024 х 1024, а создание
более крупных матриц ожидается в ближайшие годы.
Большую проблему представляет обнаружение боеголовок после их разделения с носителем: ведь в отличие от ракеты у боеголовки нет горячих частей. Для решения этой задачи нужны длинноволновые ИК-приемники, способные обнаруживать объекты комнатной температуры, но они сильно страдают от теплового фона земной поверхности. Поэтому они могут успешно обнаруживать свою цель только на фоне холодного космоса. А это означает, что спутник обнаружения должен находиться на низкой орбите между поверхностью Земли и пролетающими над ним боеголовками и его следящая аппаратура должна иметь большое поле зрения.
Сейчас разрабатываются новые широкоугольные опгические системы, использующие принцип устройства глаз у насекомых и некоторых ракообразных. Они состоят из большого количества стерженьковых линз - омматидий - и создают неискаженное изображение большого поля зрения вплоть до полусферы [31]. Это существенно упрощает компьютерную обработку изображения, захват и распознавание цели.
Тем не менее обработка сигнала, поступающего с приемника изображения, представляет большую проблему. Пусть ИК-матрица имеет 1 млн. элементов (скромный размер) и обеспечивает съемку с частотой 30 кадров в секунду Поскольку для обеспечения достаточного диапазона шкалы яркости считываемые с детекторов сигналы нужно преобразовывать в цифровой код с разрядностью не менее 6 бит, создаваемый такой матрицей поток информации будет достигать 200 Мбит/с. С таким потоком не справится ни одна ЭВМ (ведь его надо не записывать в память, а обрабатывать в реальном времени) поэтому первичную обработку сигнала - подавление фоновых помех, выделение ложных целей и т. п. - необходимо делать аналоговыми средствами еще в системе детектирования, а на ЭВМ посылать наиболее информативную часть данных (между прочим, именно такое происходит с человеческим глазом, который имеет примерно те же параметры, что и обсуждавшаяся матрица).
Для обнаружения целей используются не только спутники с ИК-телескопами, но и традиционные радиолокаторы наземного и воздушного базирования: самолеты системы АВАКС, гигантские радиолокационные станции с фазированными антенными решетками [42]. Для борьбы с тактическим ядерным оружием (крылатыми ракетами и проч.) американские инженеры предлагают использовать даже... дирижабли. Патрульный дирижабль объемом 70-90 тыс. м3 и длиной 120-130 м способен брать полезную нагрузку до 27 т и развивать скорость до 235 км/ч. Такой дирижабль может находиться в воздухе по нескольку месяцев, еженедельно заправляясь топливом с надводных кораблей. Внутри его оболочки должна быть установлена антенна РЛС с дальностью действия около 300 км. На базе модифицированного самолета Боинг-767 предполагается создать оптический комплекс обнаружения и целеуказания. Снабженный длинноволновыми ИК-датчиками и лазерными дальномерами, он будет способен обнаруживать цель и определять ее координаты с расстояния до 1600 км, даже если размер цели составляет не более 50 см.
После обнаружения цели встает задача ее распознавания (т. е. определения ее природы) и селекции (т. е. отделения ложных целей от истинных ракет и боеголовок). Пассивные системы селекции исследуют излучение самой цели, а активные системы воздействуют на цель потоками квантов или частиц и изучают ее реакцию. Главное отличие истинных боеголовок от ложных в их массе: истинные значительно массивнее. Но по своей форме и свойствам поверхности они могут быть почти неразличимы. Поэтому считается более перспективным использовать для селекции целей не радиолокаторы и тепловые датчики, а пучки нейтральных частиц. Под действием такого пучка облучаемый объект испускает нейтроны и гамма-лучи в количестве, пропорциональном его массе. Боеголовка в надувной оболочке из пластика с металлическим покрытием будет восприниматься радиолокатором как надувная ложная цель, а при облучении этой боеголовки пучком нейтральных частиц такая ошибка исключена. Правда, противник может дезориентировать средства распознавания целей, снабдив свои ложные цели устройством, которое при облучении пучком частиц испускает нейтроны. В начале 90-х годов ВВС США намерены провести летные испытания по селекции целей с помощью пучка частиц. На орбиту высотой около 300 км с помощью "шаттла" будет выведен в сложенном виде ускоритель длиной 35 м и массой 20 г, а также спутник-мишень и спутник с приборами, регистрирующими нейтроны и гамма-лучи. Ускоритель будет создавать пучок атомов водорода или дейтерия с энергией 50 МэВ и мощностью пучка до 2,5 МВт. Его электропитание обеспечит кислородно-водородные топливные элементы.
Работоспособность всей системы ПРО в огромной степени зависит от надежности управляющих ЭВМ. Но хорошо известно, что память ЭВМ не обладает абсолютной надежностью: время от времени в ней возникают непредсказуемые сбои. Как правило, их источником являются быстрые альфа-частицы, испущенные ядром тяжелого атома в результате радиоактивного распада и поражающие основу памяти ЭВМ - кремниевые кристаллы. Поскольку радиоактивные ядра в небольших количествах присутствуют почти во всех материалах, с проблемой надежности памяти ЭВМ люди столкнулись уже на Земле. В околоземном пространстве вблизи или внутри радиационных поясов фон заряженных частиц значительно выше, чем у поверхности Земли: соответственно уменьшается там и надежность ЭВМ.
Правда, разработаны специальные математические методы (так называемые корректирующие коды), которые обеспечивают четкую работу памяти ЭВМ, несмотря на сотни возникающих в ней ошибок [27]. Но с тысячами сбоев эти методы уже не справляются. Так, в условиях Земли устройство памяти емкостью 1 Мбайт имеет один сбой в среднем за 36 дней, а с использованием корректирующих кодов один неустранимый сбой в нем происходит через 63 года. Учитывая гигантский объем памяти ЭВМ, требующийся для выполнения задач космической ПРО, а также высокий фон космических лучей, можно заранее быть уверенным в низкой надежности работы ЭВМ, в особенности базирующихся на космических аппаратах. Возможны возражения, что, мол, бортовые ЭВМ "Викингов" и "Вояджеров" успешно работали в космосе 10-20 лет, а "Пионер-6", запущенный в 1965 г., до сил пор поддерживает связь с Землей. Однако эти примеры нельзя считать убедительными ввиду малого объема памяти бортовых ЭВМ упомянутых аппаратов [29] и периодической корректировки ее содержимого с Земли [28].
После того как объект противника обнаружен, идентифицирован и принято решение о его уничтожении, необходимо прицелиться. Чем лучше сфокусирован луч или пучок оружия направленной энергии, тем сложнее его навести на цель. Для большинства видов космического оружия в качестве прицела придется применять настоящие телескопы с диаметром объектива порядка метра. Не исключено, что при наведении лазерного луча на цель будет использован эффект обращения волнового фронта. Для этого цель необходимо осветить маломощным лазером, а отраженный от нее свет, пройдя оптическую систему мощного боевого лазера, сам запустит поражающий импульс точно в том направлении, откуда он пришел, т. е. по направлению к цели. Сейчас такие системы самонаведения создаются для нужд термоядерной энергетики [40].
<< Кинетическое и пучковое оружие | Оглавление | Аббревиатуры | Война суперкомпьютеров? >>