ЭМИ - оружие

   ЭМИ - оружие

 

 

   Как хорошо известно, ядерные взрывы сопровождаются мощными импульсами электромагнитного излучения, поражающими электроннику на растоянии до 1000 км.

   При ядерном взрыве большинство продуктов деления образуется в возбужденном состоянии с энергией возбуждения порядка 1 МэВ и с очень малым временем жизни по сравнению с временем прохождения фронта ядерного взрыва, составляющими около 10 нс. Следовательно, такие гамма-квантыизлучаются практически мгновенно. Эти гамма-кванты реагируют с молекулами воздуха и образуют комптоновские электроны, движущиеся преимущественно в радиальном направлении. Чтобы такая система могла служить излучателем, следует сделать её асимметричной. При высотных взрывах, например, асимметрия достигается благодаря тому, что плотность воздуха экспоненциально уменьшается с высотой. Поскольку плотность комптоновских электронов пропорциональна плотности воздуха, естественно возникает результирующий дипольный момент электронного облака. Электроны "накручиваются" на силовые линии геомагнитного поля и генерируют электромагнитное излучение. Другой механизм ЭМИ связан с рентгеновским излучением ядерного взрыва, которое ионизирует атмосферу, оказывая импульсное воздействие на структуру геомагнитного поля; это воздействие передаётся на большие расстояния.

   Так как в среднем на акт деления выделяется 200-250 МэВ, то мгновенные гамма-кванты уносят 0,4% всей энергии взрыва. Считается, что в среднем в энергию комптоновских электронов переходит около 0,6% энергии гамма-квантов, а затем вся эта энергия излучается в виде ЭМИ.

   При мегатонном взрыве в ЭМИ переходит энергия

 

                15                                                          11

   4х10  х 0,004 х 0,006 =10  Дж

 

   Поскольку длительность ЭМИ принимается равной 10 нс, плотность энергии в сферической волне ядерног взрыва толщиной 3 м ирадиусом, например,  1000 км равна

 

                    11               7                                   -2                       3

      έ = 10  х 10  / (4π х 300) = 3 х 10  эрг/см .

 

                                                  2                           2

Для электромагнитной волны Е  /8π = Н  /8 π = έ / 2 , откуда можно определить значение электрического поля:

 

                                        -2    12

    Е = (4π х 3 х 10  )     = 0,6 ед.CGSE = 180 В/см

 

При таком поле падения потенциала на космическом объекте размером 25 метров составит 450 кВ. Сопротивление корпуса объекта на частоте 1 МГц  (характерной яастоте, излучаемой электроном с энергией 1 МэВ в геомагнитном поле напряженностью 0,6 гаусс ) оценивается величиной 10 Ом. Таким образом, по поверхности космического объекта текут токи силой до 45 кА. Эти токи через различные ёмкостные и индуктивные связи могут проникать внутрь объекта и создавать там импульсные наводки амплитудой в диапазоне 1 -100 В.

   Соответствующий поток электромагитной высокочастотной энергии довольно мал; на

                                                                                     -6                       2    

расстоянии 1000 км от места взрыва он равен лишь  10  Дж/см   и по мощности

                                           2

 составляет 100Вт/см  .

    

    Прежде всего рассмотрим электромагнитное излучение в диапазоне миллиметровых волн, генераторы которых, судя по сообщениям прессы, усиленно разрабатываются в ряде лабораторий (а по некоторым источникам, оно уже существует и успешно применяется), причем основной упор в исследованиях делается на повышение мощности генераторов. Ранее в ряде исследований отмечалось, что дифракционные ограничения не позволяют

                                                                                                                         2

получить на мишени энерговыделение миллиметровых волн порядка кДж/см  , достаточное для её теплового поражения. В случае потоков энергии, на много порядков величины меньших, эти ограничения отсутствуют.

     Например, антенна диаметром 10 м  дает пучок миллиметровых волн с расходимостью

                    -4

порядка 10   . На расстоянии 1000 км такой пучок образует на мишени пятно диаметром 100 м (порядка размера крупной боевой станции).  Разработаны генераторы миллиметровых волн (например, так называемые гироконы)  с мощностью в пределах 0,1 – 1 ГВт. Такие генераторы позволяют создавать на поверхности мишени плотность потока

                                                               2

 мощности порядка 1 – 10 Вт/см  , что пока существенно ниже требуемого

                                         2

 значения 100 Вт/см  , но не настолько чтобы это было технически не достижимым.

 

     В типичном режиме работы гирокон посылает цепочки микросекундных импульсов.

Энергия каждого импульса на поверхности мишени составляет величину

      -6               -5                   2

10  - 10  Дж/см  что даже превышает полученные ранее оценки. Имеется и еще одно благоприятное обстоятельство. Используемые миллиметровые соответствуют частотам в сотни ГГц ;  их проникающая способность существенно выше по сравнению с более длинными волнами (мегагерцового диапазона), типичным для ЭМИ. Поэтому не исключено, что уже существующие генераторы миллиметровых волн могут обеспечивать некий эквивалент действию ЭМИ на расстояниях до 1000 км.

    Мощное электромагнитное излучение может быть получено  при взаимодействии с атмосферой сильноточного релятивистского электронного пучка. При этом до 10% энергии пучка преобразуется в электромагнитное излучение, которое распространяется более или менее изотропно. При энергии электронов, скажем,  10 МэВ  и токов 10 кА мощность излучения достигает десятка ГВт, но из-за изотропности его распространения радиус действия составляет не более сотни метров.

    В качестве для ЭМИ -  оружия могут рассматриваться цепи питания и управления ракет, а также антенны спутников и боевых станций космического базирования.

    Поскольку пучки миллиметровых волн свободно проходят сквозь атмосферу, можно рассматривать ЭМИ-системы как космического, так и наземного базирования.

    Естественный путь защиты от ЭМИ-оружия в тщательной электрической экранировке всех важных узлов и элементов.

    Рассмотренные выше разновидности средств поражения атакующих ракет и боеголовок  могут найти применение и в другой области – для поражения спутников (включая и боевые космические станции), причем в этом случае пороги поражения – существенно проще. Таким образом для поражения средств космического эшелона противоракетной системы могут быть использованы системы того же типа.

   В общем полноценное эффективное космическое оружие.