Космическое вооружение - виды оружия и боевых систем, используемые для ведения боевых действий в космическом пространстве. Космическое вооружение разрабатывалось с 1960-ых, но только в 1970-ых были впервые развернуты практически применимые системы.
6"/50 (15.2 cm) QF Mark V - самое крупнокалиберное артиллерийское орудие, когда-либо установленное на космическом корабле.
В течении долгого времени, артиллерийские установки использующие пороховые заряды, наряду с ракетами, являлись основным средством ведения боевых действий в Космосе. Хотя подобное оружие может показаться примитивным, на самом деле его потенциальная эффективность может быть достаточно высока:
В космическом пространстве отсутствует сопротивление воздуха, и поэтому скорость и пробивная энергия артиллерийского снаряда практически постоянны и равны таковым у среза дула. За счет этого, прямое попадание артиллерийского снаряда может быть очень опасным даже для хорошо защищенных кораблей.
Пушки достаточно просты и надежны, а их снаряды сравнительно дешевы и легки, что позволяет иметь значительный боекомплект.
Пушки равно пригодны в роли наступательного и оборонительного оружия, ибо шрапнельные снаряды с дистантными детонаторами чрезвычайно эффективны в противоракетной обороне.
Артиллерийские установки калибром от 57 до 150 мм (обычно, являвшиеся развитием морских АУ, адаптированных для применения в Космосе) устанавливались практически на все военные космические корабли постройки 20-го века. Арсенал применяемых снарядов был достаточно широк, и включал шрапнель, картечь (для ближней самообороны), управляемые снаряды с радиокомандным наведением и атомные снаряды небольшого эквивалента.
По мере увеличения дистанции космического боя с изобретением направленного ядерного оружия, крупнокалиберная артиллерия постепенно исчезла из арсеналов космических кораблей. Низкая начальная скорость снаряда, даже для наилучших образцов не превышающая 1,1-1,5 км/с не позволяет эффективно применять артиллерийские орудия на дистанциях боя более нескольких сотен километров.
Защитная артиллерия[]
Мелкокалиберные артиллерийские установки калибром от 12,7 до 40 миллиметров (как правило многоствольные), используемые для противоракетной обороны кораблей и вспомогательных целей. Широко применяются с 1970-ых.
Принцип применения таких установок прост: выпустить достаточно плотное облако снарядов, чтобы приближающийся противник был разрушен при столкновении. Из-за отсутствия сопротивления воздуха и, как правило - высоких встречных скоростей в космическом бою, подобное оружие чрезвычайно эффективно против слабозащищенных целей (вроде ракет, ракетных ботов, шаттлов и т.д.). Оно, однако, практически бесполезно против крупных кораблей ввиду их хорошей защищенности.
Практически все военные корабли имеют установки защитной артиллерии (как правило, централизовано управляемые общей информационной сетью).
Гаубицы "Касаба"[]
Схема направленного ядерного заряда.
Ядерные заряды направленного действия, известные как "гаубицы "Касаба"" ("'Casaba" howitzer) представляют собой основное оружие современной космической войны. Их принцип действия основан на генерации, при взрыве ядерного заряда, узкого фронта разогнанной до релятивистских скоростей плазмы. Полученный таким образом "плазменный импульс" способен преодолевать значительные дистанции и производит разрушительный эффект при попадании в цель.
История[]
Первоначально, проекты ядерного оружия направленного действия рассматривались как способ увеличить радиус поражения атомных боеголовок боевых ракет.
Из-за отсутствия в вакууме ударной волны, разрушительное действие ядерного взрыва вне пределов огненного шара сводится исключительно к термическому и радиационному поражению. Даже сравнительно мощные заряды мегатонного эквивалента не обеспечивают сколь-нибудь эффективное поражение защищенной цели (вроде атомно-импульсного военного корабля) на дистанции более 1-2 километров. При стандартных относительных скоростях в десятки километров в секунду, настолько точное попадание в активно противодействующего противника представлялось затруднительным. Нейтронные заряды, с их значительным радиационным выходом, решали проблему лишь отчасти.
Выходом из положения могли быть направленные ядерные снаряды, генерирующие часть энергии не в виде плазменного шара, но в виде узкого фронта. Подобные системы уже использовались в качестве топливных зарядов для ядерно-импульсных ракет, направляющих большую часть энергии взрыва на отражательную плиту. Представлялось вполне возможным уменьшить угол расхождения плазменного пучка, чтобы добиться эффективного поражения цели на дистанции до десятков километров.
Проект "Касаба"[]
В конце 1980-ых, д-р Дж. Керни и др. Анараями, двое специалистов, работавших на орбитальной станции "Freedom-Independence", рассчитали, что потенциально можно сконцентрировать энергию атомного взрыва в очень узком плазменном фронте, с углом расхождения в десятые доли градуса. Подобный "плазменный луч" мог сохранять свою энергию на значительных дистанциях.
Серия проведенных теоретических рассчетов и практических экспериментов доказала возможность эффекта Керни-Анараями, что привлекло внимание DARPA. Программа, получившая название "Casaba project" была запущена в 1989. Прошло более десятилетия, прежде чем развертывание производства сверхчистых структурированных материалов в невесомости позволило создать первые прототипные заряды.
Принцип действия[]
Оружейная система "Касаба", по сути дела, представляет собой пусковую установку минометного типа для запуска на безопасную дистанцию от космического корабля направленных ядерных зарядов. Уже в Космосе, заряд "Касаба" ориентируется с помощью батареи компактных ориентационных и маневровых двигателей, наводится (по командам с корабля-носителя) на цель, и - детонирует, формируя узкий фронт движущейся с релятивистскими скоростями плазмы, двигающийся в направлении цели.
Угол расхождения плаземнного фронта чрезвычайно мал (десятые или даже сотые доли градуса), благодаря чему импульс может преодолевать значительные дистанции, и оставаться достаточно сконцентрированным чтобы произвести разрушительный эффект. Скорость плазменного фронта составляет до 10000-20000 км/с, что позволяет использовать "Касаба"-гаубицы на сверхбольшую дальность без риска, что цель успеет увернуться.
При попадании в цель, плазменный фронт производит термический и кинетический эффект, сопоставимый с детонацией ядерного заряда субкилотонного эквивалента на расстоянии, меньшем диаметра плазменного шара от цели. Цель получает мощный кинетический удар в результате соударения разогнанной до релятивистских скоростей плазмы с корпусом, и дополнительный термический эффект воздействия миллионоградусной плазмы.
Лазеры[]
Схема лазерной турели использующей перенаправляющие зеркала для нацеливания потока энергии от жестко закрепленного лазера.
Лазеры (оптические квантовые генераторы) представляют собой вид энергетического оружия, использующего энергию вынужденного излучения для создания узконаправленного энергетического потока. Поражающий эффект лазера основан на термическом разрушении поверхности цели, посредством нагрева ее интенсивным излучением.
Потенциально, лазеры являются практически идеальным оружием космической войны, т.к. действуют со скоростью света. Это означает, что на любых разумных дистанциях боя (до 300000 км) поражение цели произойдет менее чем за секунду после выстрела, что позволяет существенно упростить алгоритмы наведения. Лазеры также обладают чрезвычайно высокой точностью, что делает их идеальным средством поражения небольших активно маневрирующих объектов.
На практике же, применение лазеров связано с рядом трудностей. Лазерный луч расширяется с расстоянием, и практически стрельба на десятки и сотни тысяч километров является на данный момент лишь теорией - концентрация энергии падает слишком сильно. Применение на космических кораблях материалов с высокой удельной теплоемкостью и низкой теплопроводностью приводит к тому, что поражающий эффект лазеров может быть крайне локализован. Кроме того, сама лазерная установка нуждается в очень большом количестве энергии и постоянном охлаждении (что осуществить в космических условиях не так-то просто!)
В то же время, против слабозащищенных целей вроде ракет, истребителей и артиллерийских снарядов (а также шрапнели и картечи) лазеры чрезвычайно эффективны.
На современных кораблях, крупные лазерные установки обычно монтируются в корпусе, с передачей энергии на одну или несколько "лазерных турелей" при помощи системы зеркал.
Химические лазеры[]
Класс лазерных орудий, использующих для генерирования пучка излучения энергию химической реакции. В сравнении с стандартными лазерами (использующими преобразованную электрическую энергию), химические лазерные установки более компактны - ибо не нуждаются в мощной энергетической установке - но менее эффективны экономически.
В то время как обычный лазер функционирует до тех пор, пока получает энергию, боезапас химического лазера ограничен наличием реагентов. Из-за этого, хотя из рассчета на единичный выстрел химические лазеры существенно компактее, для продолжительной стрельбы они должны быть обеспечены очень большим запасом реагентов (что невыгодно по массогабаритным соображениям). Кроме того, в отличие от сравнительно дешевой электроэнергии, реагенты для химических лазеров весьма дороги.
Химические лазеры применяются на небольших кораблях и легких ботах, не способных по массогабаритным соображениям нести энергосистемы, необходимые для обеспечения энергией обычных лазеров.
Ракеты[]
Противокосмическая ракета "Sprint-S", готовящаяся к установке на боевой корабль.
Ракеты (т.е. управляемые снаряды, использующие химические ракетные двигатели) , наряду с артиллерийскими орудиями, были одним из первых актуальных средств космической войны, развернутых на практике еще в 1970-ых. Долгое время, именно ракеты оставались наиболее эффективным и мощным противокосмическим оружием в арсеналах, и лишь появление касаба-зарядов и мощных противоракетных лазеров оттеснило ракеты на второй план.
Ракеты имеют гораздо большую характеристическую скорость, чем артиллерийские снаряды. Скорость ракет может достигать 10-12 и более километров в секунду. Учитывая, что ракета, в отличие от артиллерийского или снаряда, остается управляемой в полете, эффективность ракет существенно выше чем у обычной артиллерии.
Подавляющее большинство применямых в Космосе ракет имеет радиокомандное управление. Полет ракеты отслеживается радаром корабля-носителя и курс ее корректируется по радиоканалу с борта корабля. На тех дистанциях и относительных скоростях, на которых ведутся космические бои, любые ГСН, которые потенциально можно было бы установить на ракеты, были бы попросту бесполезны.
Крупным недостатком ракет являются из значительные размеры и масса. Ракеты существенно более уязвимы для противоракетной обороны противника чем артиллерийские или рельсотронные снаряды, и, кроме того, их максимальное количество даже на крупных кораблях невелико по массогабаритным соображениям.
Известные виды ракет (в американской классификации за ракетами космического боя зарезервирована аббревиатура CCM - Cosmos-to-Cosmos missile):
- CCM.1 "Sprint"-S - первая противокосмическая ракета, принятая на вооружение. Разработана на базе противоракеты наземного базирования Martin Marietta "Sprint". Твердотопливная, характеристическая скорость порядка 3 км/с. Космическая версия ракеты оснащалась газовыми рулями вместо аэродинамических и системой твердотопливных маневровых двигателей на второй ступени. Вооружалась нейтронной боеголовкой W-67 мощностью порядка 1 кт.
- V.11 "Red Squirrel" - британское обозначение для CCM.1 "Sprint"-S. Отличалась отдельными деталями конструкции, была адаптирована под британские радары.
- РКБ-04 "Октябрист" - первая противокосмическая ракета, разработанная специально для применения в Космосе. Была создана по инициативе ГУОКС СССР для вооружения первого поколения военных космических кораблей. Использовала жидкотопливные двигатели на несимметричном диметил-гидразине, что привело к ненадежности системы. Быстро снята с вооружения.
- РКБ-05 "Декабрист" - противокосмическая ракета, разработанная МИТ для замены РКБ-04 "Октябрист". Имела твердотопливные двигатели на смесевом топливе, более удобные в эксплуатации, хотя и менее эффективные. Вооружалась 1-мегатонной термоядерной БЧ.
Рельсотроны ("пушки Гаусса")[]
Рельсотроны (также жаргонно называемые "пушками Гаусса") представляют собой вид артиллерийского орудия, в котором разгон снаряда обеспечивается электромагнитным полем между двумя проводниками. По сравнению с обычными артиллерийскими орудиями, рельсотроны гораздо лучше соответствуют требованиям космического боя, так как в состоянии разогнать снаряды до скоростей 8-11 км/c.
Крупным недостатком рельсовых пушек является их огромное энергопотребление и не менее огромное выделение тепла. Чтобы поддерживать проводящие шины в сверхпроводящем состоянии, необходимы огромной площади радиаторы, которые сами по себе не только весят достаточно много, но и очень уязвимы даже для легкого оружия неприятеля. Кроме того, даже при скорости снаряда в 10 км/с, при стрельбе на дистанцию около 1000 км пройдет почти две минуты, прежде чем снаряд достигнет цели. Активно маневрирующий противник за это время может успеть уклониться от выстрела. Использование шрапнели или картечи позволяет частично решить эту проблему, но существенно снижает поражающий эффект.
Ретро-ракеты[]
Ретро-ракета - вид снаряда, применяемого с космических кораблей по планетарным целям. Принцип действия отображается в названии: ракета запускается против вектора орбитального движения (откуда и название), тормозится до скорости меньшей 1-ой космической и падает в гравитационный колодец.
Известные типы ретро-ракет:
- Blue Grass - британская ретро-ракета, разработанная в 1980-ых для термоядерного заряда Red Snow. Использует необычный метод охлаждения титанового обтекателя путем циркуляции хладагента (впоследствие сбрасываемого за борт), за счет чего приспособлена к сбросу под практически любым углом. Имеет тротиловый эквивалент 1,1 мт при массе 8900 кг.
- "Звездопад" - советская ретро-ракета для сверхмощной 100-мегатонной боеголовки АН-602. Самая тяжелая ретро-ракета (общая масса более 58000 кг) и единственная, использующая жидкотопливные ракетные двигатели на долгохращяемся топливе. Не является стандартным оснащением советских космических кораблей.
- WB.1 "Victorio" - американская ретро-ракета, разработанная в конце 1960-ых. Первая ретро-ракета на вооружении. Предназначалась для сброса с орбиты 25-мегатонного термоядерного заряда B41. Оснащалась четырьмя твердотопливными двигателями Hercules M42 и использовала абляционное охлаждение обшивки.
WB.4 "Jeronimo" - американская ретро-ракета, разработанная в 1980-ых. Предназначалась для использования более легких термоядерных бомб W87, эквивалентом до 300 килотонн. Оснащалась системой гиперзвукового маневрирования, что позволяло обеспечить уникальную точность выведения на цель с КВО менее 250 метров.
Торпеды[]
Торпеда - беспилотный космический корабль с ядерно-импульсным приводом. Этим торпеды отличаются от ракет, имеющих химические двигательные установки.
Торпеды предназначены для поражения противника на сверхбольших дистанциях - порядка сотен тысяч и даже миллионов километров. Ввиду отсутствия экипажа,торпеды не нуждаются в амортизации, и могут развивать очень высокое ускорение до 100g.
Конструкция торпед как правило, очень прочна. Торпеды оснащаются мощным бронированием, затрудняющим их поражение шрапнелью или мелкокалиберными снарядами защитной артиллерии, имеют развитые средства РЭБ и даже активную защиту от вражеских ракет в виде выстреливаемых картечных снарядов. В качестве боевого вооружения, торпеды обычно оснащаются несколькими мощными касаба-зарядами, установленными в индивидуальных шахтах, и отстреливаемыми при приближении к цели.
Основной проблемой торпед является сенсорное обеспечение. На дистанциях в сотни тысяч и миллионы километров, корабль-носитель уже не может эффективно корректировать курс торпеды из-за элементарного запаздывания прохождения радиолуча. Торпеда вынуждена полагаться на собственную - далеко не самую эффективную! - радарную систему для обнаружения и наведения на цель, и может быть сравнительно легко введена в заблуждение средствами РЭБ противника. Ввиду этого (а также очень высокой стоимости и массы), торпеды все же не стали основным оружием космического боя и применяются довольно ограниченно.
