Sejak awal, laser telah dilihat sebagai senjata dengan potensi untuk merevolusi pertempuran. Sejak pertengahan abad ke-20, laser telah menjadi bagian integral dari film fiksi ilmiah, senjata tentara super, dan kapal antarbintang.
Namun, seperti yang sering terjadi dalam praktiknya, pengembangan laser berkekuatan tinggi mengalami kesulitan teknis yang besar, yang mengarah pada fakta bahwa hingga sekarang ceruk utama laser militer telah digunakan dalam sistem pengintaian, pembidik, dan penunjukan target. Namun demikian, pekerjaan pembuatan laser tempur di negara-negara terkemuka di dunia praktis tidak berhenti, program untuk pembuatan senjata laser generasi baru saling menggantikan.
Sebelumnya kita telah memeriksa beberapa tahapan dalam pengembangan laser dan pembuatan senjata laser, serta tahapan pengembangan dan situasi terkini dalam pembuatan senjata laser untuk angkatan udara, senjata laser untuk angkatan darat dan pertahanan udara, senjata laser untuk angkatan laut. Saat ini, intensitas program pembuatan senjata laser di berbagai negara begitu tinggi sehingga tidak diragukan lagi bahwa mereka akan segera muncul di medan perang. Dan tidak akan semudah melindungi diri Anda dari senjata laser seperti yang dipikirkan beberapa orang, setidaknya tidak mungkin dilakukan dengan perak.
Jika Anda mencermati perkembangan senjata laser di negara asing, Anda akan melihat bahwa sebagian besar sistem laser modern yang diusulkan diterapkan berdasarkan serat dan laser solid-state. Selain itu, sebagian besar, sistem laser ini dirancang untuk memecahkan masalah taktis. Daya keluaran mereka saat ini berkisar dari 10 kW hingga 100 kW, tetapi kedepannya dapat ditingkatkan menjadi 300-500 kW. Di Rusia, secara praktis tidak ada informasi tentang pembuatan laser tempur kelas taktis, kami akan membahas alasan mengapa hal ini terjadi di bawah.
Pada 1 Maret 2018, Presiden Rusia Vladimir Putin, dalam menyampaikan pesannya kepada Majelis Federal, bersama dengan sejumlah sistem senjata terobosan lainnya, mengumumkan kompleks pertempuran laser Peresvet (BLK), ukuran dan tujuan yang dimaksudkan menyiratkan penggunaannya untuk memecahkan masalah strategis.
Memerangi kompleks laser "Peresvet". Berjalan melewatinya dengan dosimeter!
Kompleks Peresvet dikelilingi oleh selubung kerahasiaan. Karakteristik dari jenis senjata terbaru lainnya (kompleks "Dagger", "Avangard", "Zircon", "Poseidon") disuarakan sampai batas tertentu, yang sebagian memungkinkan kita untuk menilai tujuan dan keefektifannya. Pada saat yang sama, tidak ada informasi spesifik tentang kompleks laser Peresvet yang diberikan: baik jenis laser yang dipasang maupun sumber energi untuk itu. Dengan demikian, tidak ada informasi tentang kapasitas kompleks, yang, pada gilirannya, tidak memungkinkan kita untuk memahami kapabilitas sebenarnya serta tujuan dan sasaran yang ditetapkan untuknya.
Video promosi:
Radiasi laser dapat diperoleh dengan lusinan, bahkan mungkin ratusan cara. Jadi, metode apa untuk memperoleh radiasi laser yang diterapkan di BLK terbaru Rusia "Peresvet"? Untuk menjawab pertanyaan tersebut, kami akan mempertimbangkan berbagai versi Peresvet BLK dan memperkirakan tingkat kemungkinan implementasinya.
Informasi di bawah ini adalah asumsi penulis berdasarkan informasi dari sumber terbuka yang diposting di Internet.
BLK "Peresvet". Eksekusi nomor 1. Laser serat, solid-state, dan cair
Seperti disebutkan di atas, tren utama dalam pembuatan senjata laser adalah pengembangan kompleks berbasis serat optik. Mengapa ini terjadi? Karena mudah untuk mengukur kekuatan instalasi laser berdasarkan laser serat. Menggunakan paket modul 5-10 kW, dapatkan radiasi 50-100 kW pada output.
Apakah Peresvet BLK dapat diimplementasikan berdasarkan teknologi ini? Sangat mungkin tidak. Alasan utama untuk ini adalah bahwa selama tahun-tahun perestroika, pengembang laser serat terkemuka, IRE-Polyus Scientific and Technical Association, "melarikan diri" dari Rusia, yang menjadi dasar pembentukan perusahaan transnasional IPG Photonics Corporation, terdaftar di Amerika Serikat dan sekarang menjadi pemimpin dunia dalam industri. laser serat daya tinggi. Bisnis internasional dan tempat utama pendaftaran IPG Photonics Corporation menyiratkan kepatuhannya yang ketat terhadap undang-undang AS, yang, mengingat situasi politik saat ini, tidak menyiratkan transfer teknologi penting ke Rusia, yang, tentu saja, termasuk teknologi untuk membuat laser yang kuat.
IPG Photonics memproduksi laser serat YLS hingga 100 kW, yang dapat diintegrasikan ke dalam rakitan dengan daya total hingga 500 kW. Efisiensi laser IPG Photonics mencapai 50%.
Bisakah laser serat dikembangkan di Rusia oleh organisasi lain? Mungkin, tetapi tidak mungkin, atau meskipun ini adalah produk dengan daya rendah. Laser serat adalah produk komersial yang menguntungkan; oleh karena itu, tidak adanya laser serat domestik berdaya tinggi di pasaran kemungkinan besar menunjukkan ketidakhadiran mereka yang sebenarnya.
Situasinya serupa dengan laser solid-state. Agaknya, lebih sulit untuk menerapkan solusi batch di antara mereka, meskipun demikian mungkin saja, dan di luar negeri ini adalah solusi paling luas kedua setelah laser serat. Informasi tentang laser solid-state industri berkekuatan tinggi produksi Rusia tidak ditemukan. Pengerjaan laser solid-state sedang dilakukan di Institute of Laser Physics Research RFNC-VNIIEF (ILFI), jadi secara teoritis laser solid-state dapat dipasang di Peresvet BLK, tetapi dalam praktiknya hal ini tidak mungkin, karena pada awalnya sampel senjata laser yang lebih kompak atau instalasi eksperimental.
Bahkan terdapat lebih sedikit informasi tentang laser cair, meskipun ada informasi bahwa laser perang cair sedang dikembangkan (apakah dikembangkan, tetapi ditolak?) Di AS di bawah program HELLADS (Sistem Pertahanan Area Laser Cair Energi Tinggi, "Sistem pertahanan berdasarkan laser cair berenergi tinggi"). Laser cair diduga memiliki keunggulan karena mampu mendinginkan, tetapi efisiensi (efisiensi) lebih rendah dibandingkan dengan laser solid-state.
Pada tahun 2017, muncul informasi tentang penempatan tender untuk bagian integral dari pekerjaan penelitian (R&D) Polyus Research Institute, yang tujuannya adalah untuk membuat kompleks laser seluler untuk memerangi kendaraan udara tak berawak kecil (UAV) di siang hari dan kondisi senja. Kompleks tersebut harus terdiri dari sistem pelacakan dan pembangunan jalur penerbangan target, memberikan penunjukan target untuk sistem panduan radiasi laser, yang sumbernya adalah laser cair. Yang menarik adalah persyaratan yang ditentukan dalam pernyataan kerja tentang pembuatan laser cair, dan pada saat yang sama persyaratan untuk keberadaan laser serat daya di kompleks. Entah itu salah cetak, atau laser serat jenis baru dengan media aktif cair dalam serat telah dikembangkan (dikembangkan),menggabungkan keunggulan laser cair untuk kenyamanan pendinginan dan laser serat untuk kombinasi paket emitor.
Keuntungan utama dari laser fiber, solid-state dan liquid adalah kekompakannya, kemungkinan peningkatan kekuatan dan kemudahan integrasi ke dalam berbagai kelas senjata. Semua ini tidak seperti laser BLK "Peresvet", yang jelas dikembangkan bukan sebagai modul universal, tetapi sebagai solusi yang dibuat "dengan satu tujuan, sesuai dengan konsep tunggal". Oleh karena itu, kemungkinan penerapan BLK "Peresvet" dalam Versi No. 1 berdasarkan laser fiber, solid-state dan liquid dapat diperkirakan rendah.
BLK "Peresvet". Eksekusi nomor 2. Laser gas-dinamis dan kimiawi
Laser dinamis dan kimia gas dapat dianggap sebagai solusi yang ketinggalan jaman. Kerugian utama mereka adalah kebutuhan akan sejumlah besar komponen habis pakai yang diperlukan untuk mempertahankan reaksi, yang memastikan penerimaan radiasi laser. Namun demikian, laser kimia itulah yang paling berkembang dalam perkembangan tahun 70-an - 80-an abad XX.
Rupanya, untuk pertama kalinya, kekuatan radiasi kontinu lebih dari 1 megawatt diperoleh di Uni Soviet dan AS dengan menggunakan laser dinamis gas, yang operasinya didasarkan pada pendinginan adiabatik dari massa gas yang dipanaskan yang bergerak dengan kecepatan supersonik.
Di Uni Soviet, sejak pertengahan 70-an abad XX, kompleks laser udara A-60 dikembangkan atas dasar pesawat Il-76MD, mungkin dipersenjatai dengan laser RD0600 atau analognya. Awalnya, kompleks ini dimaksudkan untuk memerangi balon yang melayang otomatis. Sebuah CO-laser gas-dinamis dari kelas megawatt yang dikembangkan oleh Biro Desain Khimavtomatika (KBKhA) akan dipasang sebagai senjata. Sebagai bagian dari pengujian, keluarga model bangku GDT dibuat dengan daya radiasi dari 10 hingga 600 kW. Kerugian dari GDT adalah panjang gelombang radiasi yang panjang 10,6 μm, yang memastikan divergensi divergensi sinar laser yang tinggi.
Complex A-60 dan GDL RD0600 dikembangkan oleh KBKhA.
Kekuatan radiasi yang lebih tinggi diperoleh dengan laser kimia berdasarkan deuterium fluorida dan dengan laser oksigen-iodin (yodium) (COIL). Secara khusus, dalam kerangka program Inisiatif Pertahanan Strategis (SDI) di Amerika Serikat, laser kimia berbasis deuterium fluorida dengan kekuatan beberapa megawatt telah dibuat; dalam kerangka Program Pertahanan Rudal Nasional AS (NMD), kompleks penerbangan Boeing ABL (AirBorne Laser) dengan laser oksigen-iodin dengan kekuatan urutan 1 megawatt.
VNIIEF telah menciptakan dan menguji laser kimia berdenyut terkuat di dunia pada reaksi fluor dengan hidrogen (deuterium), mengembangkan laser berdenyut berulang dengan energi radiasi beberapa kJ per denyut, laju pengulangan denyut 1–4 Hz, dan divergensi radiasi mendekati batas difraksi dan efisiensi sekitar 70% (pencapaian tertinggi untuk laser).
Pada periode 1985 hingga 2005. Laser dikembangkan pada reaksi non-rantai fluor dengan hidrogen (deuterium), di mana belerang heksafluorida SF6, yang berdisosiasi dalam pelepasan listrik (laser fotodisosiasi?) digunakan sebagai zat yang mengandung fluor. Untuk memastikan operasi laser jangka panjang dan aman dalam mode pulsa berulang, instalasi dengan siklus tertutup untuk mengubah campuran kerja telah dibuat. Kemungkinan untuk mendapatkan divergensi radiasi yang mendekati batas difraksi, laju pengulangan pulsa hingga 1200 Hz, dan daya radiasi rata-rata beberapa ratus watt ditampilkan.
Boeing ABL.
Diagram fungsional COIL kimia dan COIL kimia berkelanjutan dengan daya 15 kW yang diproduksi oleh Sistem Laser.
Laser gas-dinamis dan kimiawi memiliki kelemahan yang signifikan, dalam kebanyakan solusi perlu untuk memastikan pengisian kembali stok "amunisi", yang sering kali terdiri dari komponen yang mahal dan beracun. Juga perlu untuk membersihkan gas buang yang dihasilkan dari pengoperasian laser. Secara umum, sulit untuk menyebut laser gas-dinamis dan kimiawi sebagai solusi yang efektif, itulah sebabnya sebagian besar negara telah beralih ke pengembangan laser serat, solid-state, dan cair.
Jika kita berbicara tentang laser yang didasarkan pada reaksi non-rantai fluor dengan deuterium, berdisosiasi dalam pelepasan listrik, dengan siklus tertutup untuk mengubah campuran kerja, maka pada tahun 2005 diperoleh daya sekitar 100 kW, kecil kemungkinannya selama ini mereka dapat dibawa ke tingkat megawatt.
Berkenaan dengan Peresvet BLK, masalah pemasangan laser dinamis gas dan kimiawi cukup kontroversial. Di satu sisi, Rusia masih memiliki perkembangan signifikan dalam hal laser ini. Informasi muncul di Internet tentang pengembangan versi perbaikan dari kompleks penerbangan A 60 - A 60M dengan laser 1 MW. Dikatakan juga tentang penempatan kompleks "Peresvet" pada kapal induk ", yang mungkin merupakan sisi kedua dari medali yang sama. Artinya, pada awalnya mereka bisa membuat kompleks darat yang lebih kuat berdasarkan laser dinamis gas atau kimiawi, dan sekarang, mengikuti jejak yang sudah lama, memasangnya di kapal induk.
Penciptaan "Peresvet" dilakukan oleh para spesialis dari pusat nuklir di Sarov, di Pusat Nuklir Federal Rusia - Institut Riset Fisika Eksperimental Seluruh Rusia (RFNC-VNIIEF), di Institut Penelitian Fisika Laser yang telah disebutkan, yang, antara lain, mengembangkan laser gas-dinamis dan oksigen-iodin …
Di sisi lain, apa pun yang dikatakan, laser gas-dinamis dan kimiawi adalah solusi teknis yang ketinggalan zaman. Selain itu, informasi secara aktif beredar tentang keberadaan sumber energi nuklir di Peresvet BLK untuk menyalakan laser, dan di Sarov mereka lebih banyak terlibat dalam penciptaan teknologi terobosan terbaru, yang sering dikaitkan dengan energi nuklir.
Berdasarkan uraian di atas, dapat diasumsikan bahwa kemungkinan penerapan Peresvet BLK pada Eksekusi No. 2 berbasis laser dinamis gas dan kimia dapat diperkirakan sedang.
Laser yang dipompa nuklir
Pada akhir 1960-an, pekerjaan dimulai di Uni Soviet untuk membuat laser yang dipompa nuklir berkekuatan tinggi. Awalnya, spesialis dari VNIIEF, I. A. E. Kurchatov dan Institut Penelitian Fisika Nuklir, Universitas Negeri Moskow. Kemudian mereka bergabung dengan ilmuwan dari MEPhI, VNIITF, IPPE dan pusat lainnya. Pada tahun 1972, VNIIEF mengeksitasi campuran helium dan xenon dengan fragmen fisi uranium menggunakan reaktor pulsa VIR 2.
Pada 1974-1976. percobaan sedang dilakukan di reaktor TIBR-1M, di mana daya radiasi laser sekitar 1-2 kW. Pada tahun 1975, berdasarkan reaktor berdenyut VIR-2, instalasi laser dua saluran LUNA-2 dikembangkan, yang masih beroperasi pada tahun 2005, dan kemungkinan masih berfungsi. Pada tahun 1985, laser neon dipompa untuk pertama kalinya di dunia di fasilitas LUNA-2M.
Instalasi LUNA-2M.
Pada awal 1980-an, para ilmuwan VNIIEF mengembangkan dan membuat modul laser 4-saluran LM-4 untuk membuat elemen laser nuklir yang beroperasi dalam mode kontinu. Sistem digairahkan oleh fluks neutron dari reaktor BIGR. Durasi pembangkitan ditentukan oleh durasi pulsa iradiasi reaktor. Untuk pertama kalinya di dunia, penguat cw pada laser yang dipompa nuklir didemonstrasikan dalam praktik dan efisiensi metode sirkulasi gas transversal ditunjukkan. Daya radiasi laser sekitar 100 W.
Instalasi LM-4.
Pada tahun 2001, unit LM-4 ditingkatkan dan menerima sebutan LM-4M / BIGR. Pengoperasian perangkat laser nuklir multi-elemen dalam mode kontinu ditunjukkan setelah 7 tahun konservasi fasilitas tanpa mengganti elemen optik dan bahan bakar. Instalasi LM-4 dapat dianggap sebagai prototipe laser reaktor (RL), yang memiliki semua kualitasnya, kecuali kemungkinan reaksi berantai nuklir mandiri.
Pada tahun 2007, alih-alih modul LM-4, modul laser delapan saluran LM-8 dioperasikan, di mana tambahan empat dan dua saluran laser secara berurutan disediakan.
Instalasi LM-8.
Reaktor laser adalah perangkat otonom yang menggabungkan fungsi sistem laser dan reaktor nuklir. Zona aktif reaktor laser adalah sekumpulan sejumlah sel laser yang ditempatkan dengan cara tertentu dalam matriks moderator neutron. Jumlah sel laser dapat berkisar dari ratusan hingga beberapa ribu. Jumlah total uranium berkisar antara 5-7 kg hingga 40-70 kg, dimensi linier 2-5 m.
Di VNIIEF, perkiraan awal dibuat dari energi utama, nuklir-fisik, parameter teknis dan operasional dari berbagai pilihan untuk reaktor laser dengan daya laser dari 100 kW ke atas, beroperasi dari sepersekian detik hingga mode kontinyu. Kami mempertimbangkan reaktor laser dengan akumulasi panas di inti reaktor dalam peluncuran, durasinya dibatasi oleh pemanasan inti yang diizinkan (radar kapasitif panas) dan radar kontinu dengan penghilangan energi panas di luar inti.
Kapasitas panas RL dan RL aksi kontinyu.
Agaknya, reaktor laser dengan daya laser sebesar 1 MW harus berisi sekitar 3000 sel laser.
Di Rusia, pekerjaan intensif pada laser yang dipompa nuklir dilakukan tidak hanya di VNIIEF, tetapi juga di "Pusat Ilmu Pengetahuan Negara Federasi Rusia - Institut Fisika dan Teknik Tenaga Negara Federal yang dinamai A. I. Leipunsky ", sebagaimana dibuktikan dengan paten RU 2502140 untuk pembuatan" Instalasi laser reaktor dengan pemompaan langsung dengan fragmen fisi ".
Spesialis dari Pusat Penelitian Negara Federasi Rusia IPPE telah mengembangkan model energi dari sistem laser reaktor berdenyut - penguat kuantum optik yang dipompa nuklir (OKUYAN).
Modul laser didasarkan pada reaktor BARS-5 dan kaset 37 saluran dalam modul laser.
OKUYAN berdasarkan reaktor BARS-6.
Mengingat pernyataan Wakil Menteri Pertahanan Rusia Yuri Borisov dalam wawancara tahun lalu dengan surat kabar Krasnaya Zvezda ("Sistem laser telah memasuki layanan, yang memungkinkan untuk melucuti senjata musuh potensial dan mengenai semua benda yang berfungsi sebagai target sinar laser sistem ini. Ilmuwan nuklir kami telah belajar untuk memusatkan energi, diperlukan untuk mengalahkan senjata musuh yang sesuai secara praktis dalam beberapa saat, dalam hitungan sepersekian detik "), kita dapat mengatakan bahwa BLK Peresvet tidak dilengkapi dengan reaktor nuklir berukuran kecil yang memberi makan laser dengan listrik, tetapi dengan reaktor laser, di mana energi fisi langsung diubah menjadi radiasi laser.
Keraguan hanya muncul dari usulan penempatan Peresvet BLK di atas pesawat. Tidak peduli bagaimana Anda memastikan keandalan pesawat pengangkut, selalu ada risiko kecelakaan dan kecelakaan pesawat dengan hamburan bahan radioaktif selanjutnya. Namun, ada kemungkinan ada cara untuk mencegah penyebaran bahan radioaktif saat pembawa jatuh. Ya, dan kami sudah memiliki reaktor terbang dalam misil jelajah, petrel.
Berdasarkan uraian di atas, maka dapat diasumsikan bahwa kemungkinan penerapan Peresvet BLK versi No. 3 berbasis laser pompa nuklir dapat diperkirakan tinggi.
Tidak diketahui apakah laser yang dipasang berdenyut atau kontinu. Dalam kasus kedua, waktu operasi laser berkelanjutan dan jeda yang harus dilakukan antara mode operasi dipertanyakan. Diharapkan, BLK Peresvet memiliki reaktor laser kontinu, yang waktu operasinya hanya dibatasi oleh suplai pendingin, atau tidak dibatasi jika pendinginan disediakan dengan cara lain.
Dalam hal ini, daya optik keluaran Peresvet BLK dapat diperkirakan berkisar antara 1-3 MW dengan prospek meningkat menjadi 5-10 MW. Hampir tidak mungkin untuk menghantam hulu ledak nuklir bahkan dengan laser seperti itu, tetapi pesawat terbang, termasuk kendaraan udara tak berawak, atau rudal jelajah sudah cukup. Dimungkinkan juga untuk memastikan penghancuran hampir semua pesawat ruang angkasa yang tidak terlindungi dalam orbit rendah, dan kemungkinan merusak elemen sensitif pesawat ruang angkasa di orbit yang lebih tinggi.
Dengan demikian, target pertama untuk Peresvet BLK mungkin adalah elemen optik sensitif dari satelit peringatan serangan rudal AS, yang dapat bertindak sebagai elemen pertahanan anti-rudal jika AS melumpuhkan senjata secara mendadak.
kesimpulan
Seperti yang kami katakan di awal artikel, ada banyak cara untuk memperoleh radiasi laser. Selain yang telah dibahas di atas, terdapat jenis laser lain yang dapat digunakan secara efektif dalam urusan militer, misalnya laser elektron bebas, di mana dimungkinkan untuk memvariasikan panjang gelombang dalam rentang yang luas hingga radiasi sinar-X yang lembut dan yang hanya membutuhkan banyak energi listrik yang dihasilkan oleh yang berukuran kecil. reaktor nuklir. Laser semacam itu sedang dikembangkan secara aktif untuk kepentingan Angkatan Laut AS. Namun, penggunaan laser elektron bebas di Peresvet BLK tidak mungkin, karena saat ini praktis tidak ada informasi tentang pengembangan laser jenis ini di Rusia, selain partisipasi di Rusia dalam program laser elektron bebas sinar-X Eropa.
Perlu dipahami bahwa penilaian kemungkinan menggunakan solusi ini atau itu dalam BLK Peresvet diberikan secara agak bersyarat: adanya hanya informasi tidak langsung yang diperoleh dari sumber terbuka tidak memungkinkan perumusan kesimpulan dengan tingkat keandalan yang tinggi.
Ada kemungkinan bahwa kesimpulan tentang kemungkinan besar penggunaan laser pompa nuklir di Peresvet BLK sebagian dibuat tidak hanya berdasarkan faktor obyektif, tetapi juga atas keinginan laten penulis. Karena jika laser yang dipompa nuklir dengan kekuatan megawatt atau lebih benar-benar dibuat di Rusia, ini membuka prospek yang sangat menarik untuk pembuatan sistem senjata yang mampu secara radikal mengubah tampilan medan perang. Tapi kita akan membicarakannya di artikel lain.
PS Untuk mengecualikan pertanyaan dan perselisihan tentang pengaruh atmosfer dan cuaca pada pengoperasian laser, sangat disarankan untuk mempelajari buku "Laser kimia bergerak yang kuat" oleh AS Boreisho, setidaknya bab 6 berjudul "Penyebaran radiasi laser pada jarak operasional".
Penulis: Andrey Mitrofanov
