Нил Тайсон - На службе у войны - негласный союз астрофизики и армии

Мне было ясно, что записка относилась к возможности нагрева крови в теле летчика при помощи «лучей смерти», и я предположил, что кто-то интересуется мнением Уотсона-Уотта о возможности создания этих лучей.

Как я и предполагал, вычисления показали, что для того, чтобы повысить температуру крови пилота самолета, на любой радиочастоте пришлось бы генерировать гигантскую мощность, <���…> Стало ясно, что «лучи смерти» в радиодиапазоне невозможны.

Однако Уилкинс предложил Уотсону-Уотту другую идею, основанную на сделанном некоторое время назад двумя радиоинженерами наблюдении: оказалось, что металлический фюзеляж самолета неизменно подавляет радиосигналы. «Благодаря этому, – сказал Уилкинс, – мы сможем узнать о присутствии самолета, даже не видя его». Уотсон-Уотт тут же отправил сообщение Вимперису, не упоминая имени Уилкинса. Так родилась концепция радара.

Итак, идея «лучей смерти» умерла? Нет, просто они не могли состоять из радиоволн. В 1948 году Роу писал: «Идея “лучей смерти” вовсе не была абсурдной, и в течение ближайшей сотни лет что-то в этом роде вполне может появиться».

Так и случилось.

___________________

В то время как астрофизический лазер – большая редкость, астрофизические мазеры, в общем, довольно обычная вещь. Одна из их разновидностей нередко встречается в глубине колоссальных газовых облаков, разбросанных по всему объему спиральных галактик. В недрах этих облаков, в плотных, ярких областях звездообразования, бесчисленные электроны в молекулах гидроксила (ОН), воды (Н 20) или аммиака (NH) «накачиваются» энергией, чтобы потом начать испускать резонансные фотоны.

Представим себе большую полость внутри газового облака. А теперь представим, что все вокруг заливает свет от близкой звезды. Его фотоны поглощаются определенными молекулами. То, что происходит затем, описывается причудливыми законами квантовой механики. Фотоны, поглощаемые молекулами, заставляют те же молекулы излучать фотоны той же длины волны – и той же энергии – преимущественно в микроволновой части спектра. Газ возбуждается микроволнами; молекулы газа излучают такие же микроволны; эти микроволны заставляют молекулы излучать новые микроволны. Затем эта микроволновая энергия пробивает себе выход сквозь облако, создавая мощный концентрированный пучок, устремленный в одном направлении. Мы получили астрофизический мазер, луч которого выбивается из того места, где в облаке имеется просвет.

В отличие от естественного астрофизического источника, лазер, сделанный руками человека, должен быть направлен с большой точностью.

Неточная наводка грозит несчастьем. Обычный армейский тридцатикиловаттный боевой лазер наземного базирования (в шесть миллионов раз мощнее лазерной указки) может пробить дыру в двигателе грузовика или в бензобаке разгонной ступени ракеты-носителя, установленной на пусковой платформе. Лазер космического базирования, когда его удастся реализовать, будет могучим и смертоносным оружием. Однако с размещением такого оружия на орбите будут связаны и большие трудности. Обращаясь вокруг Земли, лазер станет генерировать и направлять колоссальную энергию на цель, которая тоже будет находиться в движении. Более того, лазерный луч следует выпустить так, чтобы он не был ослаблен облаками и избежал рассеяния в атмосфере.

В качестве первого шага надо «накачать» лазер исходной энергией. У такой энергии может быть много возможных источников. Например, обычный химический лазер основан на преобразовании запаса химической энергии в энергию интенсивного инфракрасного излучения – при этом используется энергия молекул, участвующих в химической реакции и затем канализующих эту энергию в пучок света. Есть и менее безобидная возможность: маленькая ядерная бомба или ядерный реактор, изобретенный в 1970-1980-х для использования в рентгеновском лазере космического базирования в рамках несостоявшейся противоракетной программы США «Проект Экскалибур». Далее, когда энергия получена, вам требуется полость, в которой уже возбужденные молекулы будут удерживаться и в идеале продолжать стимулироваться. Последнее слово в этой области – волоконный лазер, в котором главную роль играют очень длинные, толщиной с волос светопередающие стеклянные или пластиковые волокна, насыщенные редкоземельными элементами. Замечательным свойством этого вида лазеров является их потенциально огромная мощность при компактных размерах и форме. Что еще важнее, они устойчивы к высоким температурам, а внутренне присущее их волокнам высокое качество передачи световых волн позволяет получить исключительно тонкий и интенсивный световой пучок.