И все же, судя по всему, химические лазеры – это вчерашний день техники. Ныне в боевых системах вместо химикатов, при помощи которых в факеле раскаленных газов создается лазерный луч и с которыми много мороки, используют особый вид стекла.
Схема же тут такая. Сильная импульсная лампа посылает поток фотонов сквозь девять неодимовых легированных стеклянных дисков. По пути световой поток, частицы которого – фотоны – можно было сравнить с толпой необученных новобранцев, превращается в дисциплинированную воинскую колону, где все шагают в ногу. Физики называют такой свет потоком когерентного монохроматического излучения.
По пути в эту «воинскую колонну» добавляют еще энергии, и, набрав мощь, фотоны вырываются из торца кристалла, имея уже достаточно сил, чтобы нагреть металл на расстоянии 200 м до точки плавления. Остается добавить систему управления, которая будет наводить и удерживать луч на мишени, и компьютер с базой данных, который бы подсказывал, на какой части заряда нужно фокусироваться, чтобы получилось, например, идеальное устройство для безопасного уничтожения неразорвавшихся боеприпасов.
Если смотреть шире, то армия США рассматривает лазеры такого типа как идеальное оборонительное оружие. «Половина всех потерь живой силы – от неуправляемых ракет малого калибра, артиллерии и минометов. Именно такие объекты и способен уничтожить наш лазер», – подчеркнул Чип Харди, руководитель проекта по разработке неодимовых полупроводниковых лазеров.
Впрочем, бригадный генерал Джон Уриас, главный специалист по лазерам в армии США, указывает, что у полупроводниковых лазеров тоже есть свои недостатки. «Если такой лазер перегрелся – вся система тут же отключается», – сказал генерал.
Тем не менее исследователи Ливерморской национальной лаборатории (Калифорния), разработавшие 10-киловаттный полупроводниковый лазер, утверждают, что его мощность можно увеличить до 100 кВт, что позволит подрывать вражеские ракеты на расстоянии около 8 км.
При этом исследователи Ливерморской лаборатории утверждают, что разработали способ быстрого охлаждения лазера между «выстрелами» без утраты его прочности и прочих его параметров. В 2007 году они хотят представить образец такого 100-киловаттного лазера на полигонные испытания.
Однако, чтобы такое оружие было достаточно эффективно, необходимо достичь не виданных ныне показателей.
Прежде всего – повысить его скорострельность. В современном скоротечном сражении необходимо уничтожать одновременно большое количество целей в кратчайшие сроки. Поэтому лазерное оружие должно быстро перенацеливаться, затрачивать на поражение каждой цели не более нескольких секунд.
Очевидно, что при этом требуется большая плотность излучения. Следовательно, сама лазерная установка должна иметь источник энергии огромной мощности, хитроумные устройства поиска и наведения на цели, а также контроля за их поражением.
По оценке российских экспертов, для одного «выстрела» по ракете фторводородному лазеру потребуется около 500 кг химического топлива. Излучение необходимо сфокусировать с помощью тщательно обработанных зеркал диаметром около 5 м. Поверхность этих зеркал должна быть обработана с высокой точностью – порядка долей микрона. Для такого зеркала необходимо иметь сложную систему охлаждения и предохранения от вибраций, систему наведения, быстродействующий компьютер, управляющий его работой. В итоге каждая такая лазерная установка, выведенная на орбиту, будет стоить сотни миллионов долларов.
Немногим лучше обстоят дела и с газовыми или эксимерными лазерами, в которых активной средой являются нестабильные соединения благородных (инертных) газов, находящихся в возбужденном состоянии. Такие лазеры генерируют излучение меньшей длины волны, которое несколько слабее, чем у химических, и поглощается атмосферой. Однако низкий коэффициент полезного действия такого лазера требует еще больших затрат энергии, а значит, сама установка имеет большие габариты и вес.
Правда, недавние наземные испытания показывают возможность значительного увеличения мощности суммарного лазерного луча путем сложения излучений большого числа малых эксимерных лазеров. При этом ученые США предполагают, что создание эксимерных лазеров большой мощности потребует меньших денежных затрат по сравнению с другими видами лазерного оружия.