Ядерное оружие в космосе - глупая затея?
Я как-то писал о том, как будут выглядеть реалистичные боевые действия в космосе, и отметил низкую эффективность ядерного оружия из-за отсутствия ряда поражающих факторов, которые оно имеет в условиях земной атмосферы. Немного углубившись в данный вопрос, я убедился, что ядерное оружие всё-таки может относительно успешно применяться в условиях космического боя.
Чем хорошо ядерное оружие на земле? В условиях земной атмосферы, ядерный взрыв создаёт очень сильный нагрев в своём эпицентре, превращая воздух в плазму, за которым следует титаническая по своей разрушительной мощи ударная волна высокого давления, способная смести до основания даже бетонные постройки.
В условиях вакуума ядерный заряд ведёт себя совсем по-другому. Если обычная взрывчатка при детонации превращается в большой объём сжатого горячего газа, то ядерный заряд, следуя старой доброй формуле E = mc², превращает массу делящегося вещества в спектр электромагнитного излучения, по большей части рентгеновского спектра, с некоторым количеством гаммы. Кроме того, в разные стороны разлетается огромное количество высвободившихся нейтронов. Если на земле эти рентгеновские лучи поглощаются молекулами атмосферы и прочими материалами, встречающимися на пути, из-за чего последние сильно нагреваются и порождают ударную волну большой мощности, то в космосе нечему поглощать это излучение, поэтому не будет и взрывной волны, а «взрыв» будет состоять по большей части из электромагнитного излучения высоких энергий.
При их распространении работает т. н. «закон обратных квадратов», согласно которому интенсивность излучения (считай – в поражающая способность) уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния от источника. Увеличивается расстояние в 2 раза, интенсивность падает в 4 раза, в 3 раза – интенсивность падает в 9 раз, и т. д.
Уже один этот факт очень серьёзно снижает область поражения ядерного оружия в космосе, поэтому вам необходимы будут средства доставки, которые будут способны расположить заряд как можно ближе к вашей цели. Но к средствам доставки мы ещё вернёмся.
Как будет выглядеть ядерный взрыв в космосе? Вспышка. Просто яркая вспышка. Никакого огненного шара не будет, так как нечему превращаться в плазму, за исключением крохотного количества материала, из которого изготовлен сам заряд, ну и, разумеется, остатков вашего врага. Большая часть энергии взрыва улетит в открытый космос и будет безвозвратно потеряна.
Впрочем, та часть энергии, которая придётся на испарение обшивки вражеского корабля, создаст целый поток раскалённых частиц этой обшивки, так же, разлетающихся во всех направлениях. Испарение этой части материала даже способно создать реактивную тягу, толкающую вашу цель прочь от точки детонации.
Если на вражеском корабле имелся живой экипаж, он будет поражён сильным потоком нейтронного излучения, обеспечивая летальный исход в течение периода от нескольких минут, до нескольких часов. От нейтронов очень сложно защититься (разве что исключительно толстым слоем лёгкого материала, вроде парафина или водорода), но у такой защиты не будет шансов против испепеляющих рентгеновских лучей, кроме того, подобная защита значительно увеличит массу корабля. С другой стороны, биологическая защита в любом случае потребуется, если на борту будет ядерный реактор, однако прикрывать обитаемые отсеки со всех сторон будет крайне непрактично.
Атакующему при помощи ядерного оружия кораблю так же достанется своя порция рентгена и нейтронов – из-за отсутствия атмосферы, они будут распространяться очень далеко, и единственный способ снизить их вредоносное воздействие – находиться как можно дальше от места взрыва (работает всё тот же закон обратных квадратов).
Разумеется, если вражеский корабль автономен, воздействие от детонации ядерной боеголовки нанесёт болезненный, но вовсе не «смертельный» ущерб, и тот вполне может продолжить бой даже после поражения, в случае, если критически важные элементы не были поражены.
Итого, с одной стороны мы имеем весьма неплохой эффект от прямого попадания, с другой – массу недостатков, а именно:
- высокую стоимость боеприпаса;
- необходимость запуска с расстояний, исчисляемых тысячами, если не десятками тысяч километров, что даст противнику массу времени на обнаружение и уничтожение такого боеприпаса, либо на манёвр уклонения;
- крайне неэффективное использование энергии взрыва (более 90% энергии не нанесёт никакого ущерба противнику, а просто улетучится в космос);
Как же можно повысить эффективность ядерного оружия в космических условиях?
Идея подобного лазера в том, чтобы создавать возбуждения активной среды лазера при помощи энергии ядерного взрыва, создавая колоссальную плотность излучения и мощность лазера, исчисляемую гига- и тераваттами. Идея вполне реалистичная и даже планировалась воплотиться в программе стратегической оборонной инициативы Р. Рейгана в конце холодной войны для поражения советских баллистических ракет в середине их траектории.
Концептуально, такой лазер представляет собой стержень из специально подобранного материала, расположенный рядом с ядерным взрывным зарядом. При детонации ядерного заряда, мощный поток рентген-излучения испаряет стержень, мгновенно преобразуя его материал в раскалённую плазму. Однако, в первые микросекунды, плазменное облако все ещё сохраняло форму и конфигурацию стержня. Расширяясь и остывая в последующие микросекунды, плазменное облако испускало мощный импульс рентген-лучей вдоль оси стержня, таким образом, направляя луч на цель.
С обычными лазерами в космосе существуют проблемы с накачкой, так как процесс сопровождается сильным тепловыделением, требующим наличия массивных радиаторов, что в целом серьёзно ограничивает мощность лазерного луча и, соответственно, его поражающую способность.
Лазер с ядерной накачкой лишён всех этих недостатков. Разумеется, за счёт того, что является одноразовым боеприпасом. Из плюсов: высокая мощность лазера, большая дальность применения (можно стрелять хоть с расстояния в тысячи километров), отсутствие действенных способов обнаружения и уклонения, способность поражать большое количество целей одновременно. Из минусов – импульсный характер выстрела. Воздействие на цель будет длиться всего несколько миллисекунд, и, если выстрел не придётся на что-нибудь жизненно-важное, дело ограничится сквозной дырой в обшивке, которую легко заделать. Кроме того, стрелять таким боеприпасом необходимо с безопасного расстояния, так как от вредоносного излучения и нейтронов необходимо защищаться и самому стреляющему.
«Касаба» или Ядерный двигатель наоборот
Чтобы улучшить поражающую способность ядерного заряда можно подумать о том, что раз в космосе плазме образовываться попросту не из чего, можно захватить с собой материал для неё. Был такой проект «Орион», предлагающий создавать тягу для перемещения при помощи ядерных взрывов. Тот же эффект можно использовать и наоборот.
Концептуально, взрывная шашка проекта «Орион» представляла собой ядерное или термоядерное взрывное устройство, помещённое в оболочку из материала, непрозрачного для рентгеновских лучей — например, урана. В сферической оболочке вокруг взрывного заряда имелось единственное отверстие, заткнутое «пробкой» из оксида бериллия. Сверху на «пробку» была наложена вольфрамовая плита. В первые микросекунды детонации, выделяющееся рентгеновское излучение отражалось от урановых стенок, и находило выход только в виде бериллиевой «пробки» — которая максимально эффективно переизлучала рентген-излучение в инфракрасное. Инфракрасная вспышка мгновенно испаряла вольфрамовую плиту, и приводила к выбросу узкого пучка плазмы в том направлении, в котором было наведено устройство. Таким образом, удавалось сфокусировать в нужном направлении до 85% энергии взрыва.
Для того, чтобы превратить двигательный ядерный заряд в боевой, требовалось только заменить плиту из вольфрама плитой из материала с меньшей атомной массой, чтобы уменьшить угол расхождения пучка (в теории, 22,5 градусов для вольфрама) и получить более узко сфокусированный поток плазмы. Двигаясь на скорости до 1000 километров в секунду, плазменный фронт, при попадании в цель порождал ударные волны в толще материала, которые в буквальном смысле сминали цель. По своей сути такой боеприпас является ядерным кумулятивным зарядом.
Оружие такого типа становится эффективным при подрыве на расстоянии десятков и даже сотен километров от цели.
Чуть-чуть о средствах доставки
Основной проблемой космического боя является крайне ограниченные возможности для скрытного нанесения удара и очень большие расстояния. Любое включение двигателей будет замечено за сотни тысяч километров. Ракета, запущенная с безопасного расстояния (скажем, в 10 тыс. км) будет моментально обнаружена целью, после чего её уничтожение станет весьма тривиальной задачей. Как ни странно, наиболее эффективным способом для поражения противника будет являться «минирование», иными словами – заблаговременное оставление боеприпасов в местах ожидаемого появления противника и их активация в последний момент.
Если же вражескому кораблю не посчастливится оказаться в пределах досягаемости «Касабы» (<1000 км), у него не будет времени уклониться от удара.
И так, как мы убедились, у нас имеются весьма эффективные способы использовать ядерное оружие в космосе, однако высокая стоимость подобных систем и высокие риски поражения боеприпаса сильно ограничивают возможности применения таких систем.