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这项技术还为激光武器的更为不祥的可能性奠定了基础
2022年08月01日    阅读量:2109    新闻来源:中国机械网 okmao.com  |  投稿

据《太空评论》最近的一份报告称,俄罗斯正在建造一个新的地基激光设施,用于干扰在高空轨道运行的卫星。其基本思想是用激光照射其他国家间谍卫星的光学传感器,使其眩目。

激光技术已经发展到这种类型的反卫星防御是可行的,尽管只有有限的证据表明任何国家成功测试了这种激光中国机械网okmao.com

如果俄罗斯政府能够制造激光,它将能够屏蔽该国大部分地区,使其不被配备光学传感器的卫星所看到。这项技术还为激光武器的更为不祥的可能性奠定了基础,这种武器可以使卫星永久失效。


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激光的工作原理

激光是一种产生定向能窄光束的装置。第一台激光器是1960年开发的,从那时起,已经有几种类型的激光器使用不同的物理机制来产生光子或光粒子。

气体激光器向二氧化碳等特定分子泵送大量能量。化学激光器由释放能量的特定化学反应提供动力。固态激光器使用定制的晶体材料将电能转换为光子。在所有激光器中,光子随后通过一种称为增益介质的特殊材料进行放大,然后通过光束引导器聚焦成相干光束。

激光效应

根据光子强度和波长,激光形成的定向能量束可以在其目标上产生一系列效应。例如,如果光子位于光谱的可见部分,则激光可以向其目标发射光。

对于足够高的高能光子流,激光可以加热、蒸发、熔化甚至燃烧其目标材料。产生这些效果的能力取决于激光的功率水平、激光与其目标之间的距离以及将光束聚焦在目标上的能力。

激光应用

激光产生的各种效应在日常生活中得到广泛应用,包括激光指针、打印机、DVD播放器、视网膜和其他医疗手术程序,以及激光焊接和切割等工业制造过程。研究人员正在开发激光作为无线电波技术的替代品,以增强航天器与地面之间的通信。

激光在军事行动中也有广泛的应用。其中最著名的是机载激光器(ABL),美国军方打算用它击落弹道导弹。ABL涉及安装在波音747上的一个非常大的高功率激光器。该项目最终因其化学激光器的热管理和维护相关的挑战而注定失败。

更成功的军事应用是大型飞机红外对抗系统(LAIRCM),该系统用于保护飞机免受热寻的防空导弹的攻击。当导弹接近飞机时,LAIRCM将固态激光器发出的光照射到导弹传感器中,导致武器眩目并失去对目标的跟踪。

固态激光器不断发展的性能导致了新的军事应用的激增。美国军方正在陆军卡车和海军舰船上安装激光,以防御小型目标,如无人机、迫击炮弹和其他威胁。空军正在研究在飞机上使用激光进行防御和进攻。

俄罗斯激光器

著名的俄罗斯新激光设施称为Kalina。其目的是使正在收集头顶情报的卫星光学传感器眩目,从而暂时失明。与美国LAIRCM一样,眩目涉及用足够的光使传感器饱和,以阻止其工作。实现这一目标需要准确地将足够的光传输到卫星传感器中。鉴于涉及的距离非常远,而且激光束必须首先穿过地球大气层,这并非易事。

长距离精确地将激光指向太空并不是什么新鲜事。例如,1971年,美国宇航局的阿波罗15号任务在月球上放置了米大小的反射器,这些反射器被地球上的激光瞄准,以提供定位信息。远距离传输足够的光子取决于激光功率水平及其光学系统。

据报道,Kalina在红外中以脉冲模式工作,每平方厘米产生约1000焦耳。相比之下,用于视网膜手术的脉冲激光的功率只有10000分之一左右。Kalina在卫星轨道上方的远距离传输其产生的大部分光子。之所以能够做到这一点,是因为激光形成高度准直的光束,这意味着光子平行传播,因此光束不会扩散。Kalina使用直径几米的望远镜聚焦光束。

使用光学传感器的间谍卫星往往在几百公里的低地球轨道上运行。这些卫星通常需要几分钟才能通过地球表面的任何特定点。这要求Kalina能够持续运行那么长时间,同时保持光学传感器上的永久轨迹。这些功能由望远镜系统执行。

根据报道的望远镜细节,卡利纳将能够在数百英里的路径上瞄准一颗头顶卫星。这将使屏蔽一个非常大的区域成为可能鈥攐n约40000平方英里(约100000平方公里)鈥攆rom通过卫星上的光学传感器收集情报。40000平方英里大约是肯塔基州的面积。

俄罗斯声称,2019年,它部署了一种性能较差的车载激光眩目系统,称为Peresvet。但是,没有确认它是否已成功使用。

激光功率水平可能会继续增加,从而有可能超越暂时的眩目影响,永久性地损坏传感器的成像硬件。虽然激光技术的发展正朝着这个方向发展,但以这种方式使用激光有一些重要的政策考虑。一个国家永久摧毁天基传感器可被视为侵略行为,导致紧张局势迅速升级。

太空激光器

更令人担忧的是在太空部署激光武器的可能性。这种系统将非常有效,因为与目标的距离可能会显著缩短,并且没有大气来削弱光束。与地面系统相比,天基激光器对航天器造成重大损害所需的功率水平将显著降低。

此外,通过将激光对准推进剂罐和动力系统,天基激光可用于瞄准任何卫星,如果损坏,将使航天器完全失效。

随着技术的不断进步,在太空中使用激光武器的可能性越来越大。问题是:后果是什么?

本文是根据知识共享许可证从对话中重新发布的。阅读原文。

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