Сверхмалокаліберна зброя для стрільби атомами, пучкова зброя
У фантастичній літературі та кінематографі використовується безліч, поки що не існуючих типів зброї. Це і різні бластери, і лазери, і рейкові гармати, і багато що ще. За деякими такими напрямками зараз йдуть роботи в різних лабораторіях, але особливих успіхів поки не спостерігається, а масове практичне застосування подібних зразків почнеться, як мінімум, через пару десятків років.
Серед інших фантастичних класів зброї іноді згадуються т.зв. іонні гармати. Їх також іноді називають пучковими, атомними або частковими (такий термін використовується набагато рідше через специфічне звучання). Суть цієї зброї полягає в розгоні будь-яких часток до близькосвітових швидкостей з подальшим спрямуванням їх у бік цілі. Такий пучок атомів, володіючи колосальною енергією, може завдати серйозної шкоди противнику навіть кінетичним способом, не кажучи вже про іонізуюче випромінення та інші фактори. Виглядає принадно, чи не так, панове військові?
У рамках робіт з Стратегічної Оборонної Ініціативи в Сполучених Штатах розглядалося кілька концепцій засобів перехоплення ворожих ракет. Серед інших вивчалася і можливість використання іонних гармат. Перші роботи по темі почалися в 1982-83 році в Лос-Аламоській національній лабораторії на прискорювачі ATS. Пізніше почали використовувати інші прискорювачі, а потім до досліджень залучили і Ліверморську національну лабораторію. Крім безпосередніх досліджень на предмет перспектив іонної зброї, в обох лабораторіях намагалися також підвищувати енергію частинок, що абсолютно природно з огляду на військове майбутнє систем.
Незважаючи на витрати часу і сил, проект досліджень пучкової зброї «Антігона» був виведений з програми СОІ. З одного боку, це можна було розглядати як відмову від неперспективного напрямку, з іншого — як продовження робіт за проектом, що має майбутнє, незалежно від свідомо провокаційної програми. До того ж наприкінці 80-х «Антігону» перевели зі стратегічної протиракетної оборони в корабельну: чому так зробили, Пентагон не уточнив.
У ході досліджень з впливу променевої та іонної зброї на ціль було з’ясовано, що пучок частинок/лазерний промінь з енергією близько 10 кілоджоулів здатний спалити апаратуру самонаведення ПКР. 100 кДж у відповідних умовах вже можуть викликати електростатичну детонацію заряду ракети, а пучок в 1 МДж робить з ракети, в прямому сенсі нанорешето, що призводить і до знищення всієї електроніки, і до підриву боєзаряду. На початку 90-х з’явилася думка, що іонні гармати все-таки можна використовувати в стратегічній протиракетній обороні, але не як засіб ураження. Пропонувалося стріляти пучками частинок з достатньою енергією по «хмарі», що складається з бойових блоків стратегічних ракет і хибних цілей. За задумом авторів цієї концепції, іони мали випалювати електроніку бойових блоків і позбавляти їх можливості маневрувати і наводитися на ціль. Відповідно, за різкої зміни поведінки мітки на радарі після залпу можна було обчислювати бойові блоки.
Однак перед дослідниками в ході робіт встала проблема: у прискорювачах, які використовувалися можна було розганяти виключно заряджені частинки. А у цієї «дрібноти» є одна незручна особливість — вони не хотіли летіти дружним пучком. Через однойменний заряд частинки відштовхувалися і замість точного потужного пострілу виходило безліч набагато більш слабких і розсіяних. Ще одна проблема, пов’язана зі стріляниною іонами полягала у викривленні їх траєкторії під дією магнітного поля Землі. Можливо саме тому іонні гармати в стратегічну ПРО не пустили — там була потрібна стрілянина на великі відстані, де викривлення траєкторій заважало нормальній роботі. У свою чергу, використанню «іонометів» в атмосфері заважала взаємодія частинок, які вистрелюються з молекулами повітря.
Перша проблема, з щільністю, була вирішена шляхом введення в пушку спеціальної камери перезарядки, розташованої після розгінного блоку. У ній іони поверталися в нейтральний стан і вже не відштовхувалися один від одного після вильоту з «дула». Заодно трохи зменшилася взаємодія частинок-куль з частками повітря. Пізніше, в ході експериментів з електронами, було з’ясовано, що для досягнення найменшого розсіювання енергії і забезпечення максимальної дальності стрільби, перед пострілом потрібно підсвітити ціль спеціальним лазером. Завдяки цьому в атмосфері створюється іонізований канал, по якому електрони проходять з меншими втратами енергії.
Після введення до складу гармати камери перезарядки було відзначено невелике підвищений її бойових якостей. У такій версії гармати в якості снарядів використовувалися протони і дейтрони (ядра дейтерію, що складаються з протона і нейтрона) — в камері перезарядки вони приєднували до себе електрон і летіли до цілі у вигляді атомів водню або дейтерію відповідно. При ударі об ціль атом втрачає електрон, розсіює т.зв. гальмівне випромінювання і продовжує рух усередині цілі у вигляді протона/дейтрона. Також під дією звільнених електронів в металевій цілі можлива поява вихрових струмів з усіма наслідками.
Проте всі роботи американських вчених так і залишилися в лабораторіях. Приблизно до 1993 року були підготовлені ескізні проекти систем протиракетної оборони для кораблів, але далі їх справа так і не пішла. Прискорювачі частинок з прийнятною для бойового застосування потужністю мали такий розмір і вимагали такої кількості електроенергії, що за кораблем з пучкової гарматою повинна була слідувати баржа з окремою електростанцією. Читач, знайомий з фізикою, може сам порахувати, скільки мегават електрики потрібно, щоб надати протону хоча б 10 кДж. На такі витрати американські військові піти не могли. Програму «Антігона» призупинили, а потім і зовсім закрили, хоча час від часу з’являються повідомлення різного ступеня достовірності, в яких йдеться про відновлення робіт по темі іонної зброї.
Радянські вчені не відставали в області розгону часток, але про військове застосування прискорювачів довго не роздумували. Для оборонної промисловості СРСР були характерні постійні оглядки на вартість зброї, тому від ідей бойових прискорювачів відмовилися, не почавши роботи по ним.
На даний момент у світі налічується кілька десятків різних прискорювачів заряджених частинок, але серед них немає жодного бойового, придатного для практичного застосування. Лос-Аламоський прискорювач з камерою перезарядки позбувся останньої і тепер використовується в інших дослідженнях. Що до перспектив іонної зброї, то саму ідею поки що доведеться покласти під сукно. До тих пір, поки в людства не з’являться нові, компактні і надпотужні джерела енергії.
