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揭秘“天基激光武器”
材料来源:光电资讯           录入时间:2019/6/12 23:18:35

天基激光武器实际上是以激光武器为有效载荷的"杀手"卫星,可称为激光作战卫星,亦称天基激光平台。

如果用以攻击地球目标,则天基激光武器具有覆盖地面范围大的优点。如同其他卫星一样,激光作战卫星轨道越高 ,覆盖面就越大。地球静止轨道激光卫星可以覆盖42%的地球表面;若用近地轨道激光卫星来实现全球覆盖,卫星的数量要相应增加,但是近地轨道卫星离目标近,有利于提高激光武器的杀伤能力。

激光卫星各分系统的技术经过过去20~30年的开发,现都已基本掌握。为了建造实战用 的激光武器系统,目前正在加紧执行两项任务:

一 研制、试验"天基激光武器演示器"

这是将所有分系统总装,形成完整的激光作战卫星, 进行在轨演示试验,验证全系统工作的协调性和对太空环境的适应性。该演示器的尺寸按实战型卫星的1/2,激光器发射功率按实战型功率的1/3设计。该演示器的质量估计为16600千克,大约是实战型激光卫星质量(35 000千克)的1/2。

二 解决全尺寸激光卫星的发射

美国的大力神-4火箭及其下一代的运载能力可达 到22 000千克(近地轨道)。如果实战型激光卫星尺寸不能缩小,则需将卫星分2次发射,在太空组装,或者需要研制新的运载火箭。美国国防部不打算研制新的火箭,所以正在加强激光卫星小型化和卫星太空组装的研究。

激光作战卫星的研制成本,可根据美国军用卫星研制成本的历史统计数据进行估算:已知单价为5万美元/千克~15万美元/千克。由24颗卫星组成的天基激光武器星座总质量估计为840 吨(24×35 000千克),若按平均单价10万美元/千克计,研制成本为840亿美元。

研制实战型卫星,需在完成演示器太空试验的基础上,增加10%的技术延伸费;发射成本按改进型一次性运载火箭5 650美元/千克计。于是,全部研制与发射成本总计970亿美元。

天基激光武器系统的下一步技术

天基激光武器系统亦称“天基高能激光束武器”。天基反卫星定向能武器的一种。主要由高能激光器,发射光学系统,截获、跟踪和瞄准系统3部分组成。装在空间平台上,利用激光射束拦截弹道导弹和反卫星。美国自1960年研制成功世界第一台红宝石激光器后,即开始发展反卫星激光武器。目前,美国正在研制中的有自由电子激光器和中红外先进化学激光器。苏联于20世纪80年代中期研制激光武器,已具备反卫星能力。

研制波长更短的激光器

以便缩小光学系统的尺寸。正在开发的有波长1.3微米的改进型氟化氢激光器、波长1.35微米的化学氧碘激光器、新型二极管激光器和波长0.8微米的多光束激光器。

增大主反射镜的直径

提高照射到目标的光束能量。反射镜尺寸越大,可使光束越集中,光强越高。若维持光强不变,则可以降低对激光器输出功率的要求,从而减轻卫星质量,降 低研制成本。

进一步提高跟踪和指向精度

以弥补因光束抖动产生的模糊度,其效果相当于提 高激光器输出功率或增大光学反射镜尺寸。

美国正在加紧天基激光武器到激光作战卫星的发展,已将其作为太空动能武器的备用与后继系统和国家导弹防御系统的组成部分。

目前,美国防部认为,太空激光武器是用来摧毁洲际导弹、助推阶段的战役—战术导弹最有效的武器,并且能在百到几千公里的距离上摧毁空中和太空中的任何其它目标。美国科研局在导弹防御计划中关于这个问题主要从事两个方面的工作:研制高能化学激光和研制识别目标、跟踪目标系统、目标制导系统以及火控系统等。

太空激光武器的计划

美国导弹防御局制定了研制太空激光武器的计划,分以下几个阶段进行:

第一阶段

实施ALE计划,主要内容是把激光“阿尔法”与发光仪器LODE进行集成;目前美国的TR米公司已经研制出了氟化氢高能化学激光“阿尔法”,是在1991年开始研制的。此外,还研制出了发光仪器LODE,LODE上装有直径为4米的圆镜LA米P。截止到1994年末,按照ALI计划,进行了大约10次的“阿尔法”发光实验。在1996年又重新进行了一次发光试验,试验结果发光持续时间为5秒。在2000年3月进行了第22次太空实验,发光持续时间达到了6秒。

第二阶段

把目标识别、跟踪、制导系统与火控系统进行合成试验;在2001年初使用新型的目标识别、跟踪、制导系统与激光调整系统进行了实验。

第三阶段

组建太空激光武器的演示模型,并进行地面和飞行试验。在1999年2月导弹防御局与公司集团(波音、洛-马、TRW)签订了1.27亿美元的合同,组建太空激光武器演示器并进行最后阶段的综合太空试验IFX计划,用以检验这种激光武器摧毁导弹的能力。IFX计划中激光系统的实验部分由TRW公司负责,同时负责研制、生产激光控制系统,主镜控制系统,以及研制超声冷却剂HYLTE。IFX计划中的目标识别、跟踪及目标制导系统计划尽量用联营公司为机载激光武器研制的同类系统。

太空激光武器还存在许多尚未解决的难题,包括:怎样把大型的激光装置送入轨道,主要原因就是发光装置主镜的直径过大,解决的主要办法是研制能在运载火箭的货舱内放得下的折叠式主镜,并且在太空激光武器进入预定轨道后能自动打开。还有一个问题就是,怎样向轨道上的太空激光武器补充化学介质,在将来激光武器使用的都是化学激光,没有介质就不能发生化学反应,也就不能产生激光。美国科研局和美国空军,在太空激光武器的下一阶段的主要任务是集中精力攻克上述难题。


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