Смена предмета профессиональных размышлений дает нужную дистанцию, чтобы было «издалека виднее».
Автор не рассказал лишь о своем инструменте, который успешно служит и в противоракетном деле, и в финансовом анализе.
Это так называемое исследование операций: методы создания математических моделей сложных практических ситуаций неопределенными – игровыми – факторами.
Одна из таких ситуаций известна каждому – это игра в крестики- нолики. Девятиклеточный вариант для младшеклассников быстро истощает свой игровой потенциал, даже без применения методов исследования операций, когда выясняется, что если играют асы, ничья гарантирована. Но если у вас есть основание предполагать, что ваш противник – салага, можно и попробовать.
В студенческие годы знакомятся с более продвинутой версией – бесконечным клетчатым полем, на котором, чтобы победить, надо выстроить в ряд пять крестиков или ноликов. Эта версия крестиков- ноликов способна затмить и не очень скучную лекцию. И здесь без исследования операций настоящим асом не станешь. Представим себе теперь, что крестики-нолики можно ставить по всему земному глобусу, что каждый крестик стоит миллиард долларов, бюджеты противников ограничены вполне конкретными величинами, что время на ответный ход ограничено, что имеются некоторые сведения о том, как противник намеревается пойти, но эти сведения могут оказаться и дезинформацией. Добавим еще, что следствием выигрышной последовательности крестиков может быть один большой крест или, лучше сказать, ноль глобального масштаба, и мы получим нечто вроде ракетно-ядерного соревнования в годы холодной войны. Тут уж без исследований операций просто не выжить. Результаты этих исследований докладывались политическим лидерам и обсуждались ими с глазу на глаз. И эти результаты были не меньшим вкладом в дело мира, чем демонстрации и петиции непрофессиональных защитников мира.
В конце 40-х – начале 50-х годов прошлого века – после появления ядерного оружия и баллистических ракет – стало ясно, что их сочетание даст своего рода «абсолютное» оружие, неуязвимое и наносящее огромный ущерб противнику. Угроза создания столь мощного наступательного оружия, естественно, поставила вопрос о средствах обороны от него – о противоракетной обороне.
Чтобы понять сложность этой задачи, сравним ее с созданием зенитно-ракетного оружия, первые образцы которого появились как раз в начале 50-х годов.
Самолет имеет в десять – двадцать раз большие размеры, чем боеголовка, отделяемая от баллистической ракеты. С помощью специальных покрытий «заметность» боеголовки для радиолокатора можно снизить еще в пять – десять раз. Но это означает, что обнаружить боеголовку в сто раз сложнее, чем самолет.
Скорость самолета не превышает одного километра в секунду. Поэтому если он обнаружен на дальности 200 километров, то для его поражения на дальности 100 километров достаточно иметь зенитную ракету примерно с такой же скоростью. Боеголовка межконтинентальной баллистической ракеты (МБР) имеет скорость около семи километров в секунду. Чтобы ее поразить на той же дальности, необходимо либо иметь противоракету с такой же скоростью (что совершенно нереально), либо создать противоракету со скоростью около трех километров в секунду (что очень непросто), но увеличить дальность обнаружения до 300 – 350 километров.
Кроме того, в нашем примере зенитная ракета сближается с целью со скоростью два километра в секунду, а противоракета – десять километров в секунду. Это означает, что противоракета должна значительно быстрее корректировать свое движение, чтобы попасть в цель. А следовательно, необходимо применять куда более сложные системы управления.
Самолет, в сушности, очень уязвимая цель: попадание в него нескольких десятков осколков с большой вероятностью повредит органы управления, топливные системы или поразит экипаж. Боеголовка рассчитана на огромные механические и тепловые перегрузки при входе в атмосферу, поэтому поразить ее гораздо труднее.
Наконец, поражение самолета, оснащенного обычным вооружением, с вероятностью 0.8-0,9 – это совсем неплохой результат (зенитная артиллерия во время войны имела в сотни раз меньшую эффективность). А ядерную боеголовку требуется поражать с очень высокой вероятностью, чтобы предотвратить огромный ущерб.
Когда один из высоких руководителей выступал перед аудиторией первых разработчиков советской системы ПРО и с воодушевлением произнес: «Вам поручено создать систему на грани возможностей современной техники!», из зала раздалось: «А не за гранью ли?».
Тем не менее важность и сложность проблемы ПРО вызывала у инженеров и ученых энтузиазм. Государство предоставляло на эти цели значительные средства, и работы развернулись широким фронтом.
Для построения системы ПРО необходимо:
выбрать участки траекторий атакующей МБР (межконтинентальной баллистической ракеты), на которых осуществимо ее поражение;
создать дежурную информационную систему, способную обнаружить на значительных дальностях атакующие МБР и выдать целеуказания другим средствам системы ПРО;
создать системы точного сопровождения целей и наведения противоракет;
разработать методы селекции, позволяющие выделять боеголовки среди многочисленных ложных целей;
создать средства поражения боеголовок;
разработать алгоритм управления всеми элементами системы и поражения целей в автоматическом режиме.
Все эти задачи должны решаться в условиях естественных и специально созданных противником помех, а также в условиях атаки средств П РО.
К середине 50-х годов началось создание опытных полигонных образцов комплексов противоракетной обороны. В СССР и США применялись сходные концепции.
Боевой задачей ПРО считалось поражение небольших групп баллистических целей на нисходящей заатмосферной части траектории на высотах от 100 до 300 километров и на дальностях от точки падения от 150 до 600 километров. Использование других заатмосферных участков траектории требовало размещения средств ПРО в космосе, что в те годы было невозможно.
Для обнаружения целей применялись мощные дежурные радиолокационные станции – РЛС – с огромными антеннами (до 30 метров), которые «осматривали» пространство путем механического поворота антенн. Позже появились РЛС с неподвижными антеннами (размерами до 50 – 100 метров) и электронным управлением лучом «зрения».
Точное сопровождение целей и противоракет также вели РЛС с антеннами механического сканирования. В результате каждая РЛС могла сопровождать только одну цель или противоракету.
Методов селекции еще не было, и корпус последней ступени ракеты подлежал перехвату так же, как и боеголовка.
Противоракеты имели скорость около трех километров в секунду на дальности порядка 600 километров. После стартового участка противоракета летела к цели практически по инерции. Первоначально предполагалось поражать боеголовки обычными осколочными зарядами. Первый успешный эксперимент такого рода провели в СССР в марте 1961 года, и это достижение сравнимо с состоявшимся через месяц полетом Гагарина. Однако применявшийся способ определения координат цели и противоракеты годился только для одиночной цели. При переходе к другим способам точности резко упали (промахи до 100 метров), и для поражения боеголовок пришлось использовать противоракеты с ядерным зарядом.
Алгоритмы боевого управления осуществляли сложную логику перехвата, выбирая точки встречи с различными целями так, чтобы исключить взаимное поражение противоракет, а также не затенить цели, находящиеся позади областей ядерных взрывов.