Представьте себе, что тихим утром в глубоком горном бункере или стартовом отсеке океанской подводной лодки огромными огненными шарами взлетели в небо несколько межконтинентальных баллистических ракет. Через несколько минут они ускорятся до скорости, более чем в 20 раз превышающей скорость звука, вырвутся из атмосферы и войдут в безмолвный край космоса. И их конечная остановка – город у твоих ног.
Подлетев к цели, он вновь войдет в атмосферу на высокой скорости в десятки Маха и приземлится примерно через минуту. В следующие несколько секунд на здании взорвалась энергия, эквивалентная сотням тысяч тонн тротила, уничтожив весь город за считанные секунды.
На данный момент ваша единственная надежда — чрезвычайно сложная и совершенная система противоракетной обороны.
Итак, что же такое противоракетная система? Может ли он действительно защитить вас от приближающейся ракеты? Чтобы успешно перехватить ракету, необходимо сделать три вещи: найти ракету, захватить ракету и уничтожить ракету.
Это первая противоракетная система в истории человечества, советская «Система А».
Среди них этот гигант высотой 8 метров и длиной 150 метров, похожий на плотину, является его «глазом» радиолокационной станции дальнего действия «Дунай-2».
Его задача — определить местонахождение ракеты.
При обнаружении ракеты в радиусе обнаружения 1200 километров «Дунай-2» первым среагирует, отметит примерную ориентацию цели в пределах одного километра, рассчитает примерную высоту и начальную скорость ракеты, а затем передаст эти предварительные данные в командный центр.
Далее в дело вступают три радара диаметром 4,65 м.
Получив данные из командного центра, они зафиксируют положение ракеты с трех ракурсов с точностью до пяти метров.
На основе этих данных он рассчитывает траекторию приближающейся ракеты и лучший маршрут перехвата и отправляет инструкции на стартовую площадку. Наконец, ракета-перехватчик устремляется навстречу приближающейся ракете по заданной траектории в соответствии с указаниями радиолокационной станции наведения.
Однако все это было практически невообразимо в 1960-е годы — в то время построить такую систему даже на первом этапе «найти ракету» было практически невозможно.
Хотя радиолокационная технология в то время была достаточно развитой, в первую очередь она предназначалась для самолетов.
По сравнению с самолетами, захватить ракеты гораздо сложнее. Во время Второй мировой войны немецкий пикирующий бомбардировщик «Штука» имел сечение радиолокационного отражения около 10 квадратных метров. Отражающая поверхность ракеты Фау-2 составляет всего 0,1 кв. метра. Это означает, что его эхо на радаре всего лишь на один процент сильнее, чем у самолета.
Что еще более неприятно, так это то, что ракеты также намного быстрее самолетов, что оставляет более короткое окно для радара для захвата сигналов.
Для обнаружения ракет необходимая способность обнаружения была в десятки раз выше, чем у самого современного радара ПВО того времени. Более того, представления людей о ракетах в то время также были весьма ограниченными. Даже у технических специалистов, специализирующихся на ракетах, большая часть их знаний сосредоточена на том, как запускать и как поражать.
Что касается отслеживания траектории, которая представляет наибольшую озабоченность для систем противоракетной обороны, исследования практически не проводятся. Даже отражающие свойства ракетных боеголовок пока не изучены.
Поэтому, даже если ЦК КПСС принял решение о создании проекта, все еще остается немало экспертов академического уровня, сомневающихся в осуществимости концепции противоракетной системы.
Даже Королев, отец пилотируемых ракет, который позже запустил Гагарина в космос, публично заявил, что технически говоря, нет никакой возможности создать эффективную систему противоракетной обороны ни сейчас, ни в будущем.
Кроме того, сами данные о ракете совершенно секретны. Эксперты по ракетам очень осторожны в отношении соответствующей информации и даже отказались предоставить ключевые данные исследовательской группе по противоракетной обороне.
Столкнувшись с такой ситуацией, 30-е ОКБ, отвечающее за исследования противоракетной системы, пришло к довольно грубому решению:Поскольку вы не знаете траекторию ракеты, выстрелите еще ракетами и посмотрите, как они выглядят на радаре.
Под руководством начальника Кисуника 30-е ОКБ построило вблизи ракетного полигона в Казахстане две экспериментальные радиолокационные станции: РЭ-1 и РЭ-2.
И более года два радара были вынуждены ежедневно смотреть на ракету в небе, а записанные эхосигналы сравнивались с записями телеметрической информации теодолита, камеры и датчика поворота головки ракеты, а также побитно анализировалась структура сигнала ракеты на радаре.
Путем многократных наблюдений и сравнений команда Кисуника наконец определила полную радиолокационную сигнатуру ракеты. Наконец, в 1957 году радар РЭ-2 успешно отследил в воздухе ракету Р-2.
На основе этих данных инженеры доработали станцию дальнего радиолокационного предупреждения «Дунай-2», способную обнаруживать следы ракет на расстоянии тысячи километров.
В то же время «метод триангуляции», продвигаемый Кисунико, также успешно решил проблему производительности радара.
Так называемая триангуляция — это просто как три человека направляют одну и ту же ракету в небе с разных сторон — точка пересечения трех линий взгляда в пространстве и есть местоположение цели.
Когда цель входит в точный диапазон измерения, три радара включатся одновременно для измерения точных координат ракеты в космосе. В этот момент исследовательская группа противоракетной системы наконец нажала на все необходимые очки навыков и выяснила местоположение ракеты.
Тогда остается последний вопрос перед созданием полноценной противоракетной системы: как сбить ракету.
Скорость ракеты в конце полета обычно достигает 3–4 километров в секунду. Скорость самой ракеты-перехватчика находится практически на этом уровне.
При такой скорости период окна от момента попадания ракеты в точную зону обнаружения радара до момента ее запуска и перехвата составляет всего несколько минут. За эти несколько минут противоракетный комплекс не только должен рассчитать будущую точку пересечения двух ракет, но и постоянно корректирует траекторию полета перехватчика, чтобы он мог точно долететь до этого места.
Это все равно, что пустить в небо одновременно две пули с расстояния в сотни километров, а потом попросить их поразить друг друга точно в воздухе. Вы можете себе представить трудность.
Поэтому советские инженеры не стали тратить силы на повышение точности ракет, а выбрали более «экономное» решение:Оснастить перехватчик специальной осколочной боевой частью.
Боевая часть содержит 16 000 разрывных шариков диаметром 24 мм, покрытых карбидом вольфрама. При приближении перехватчика к цели боеголовка взорвется в воздухе и выбросит десятки тысяч высокоскоростных металлических осколков в направлении цели, образуя огромную веерную зону поражения длиной более 70 метров.
Это все равно, что превратить отличного снайпера в тролля. 4 марта 1961 года Советский Союз провел первое в истории человечества настоящее испытание противоракетного перехвата.
В этом эксперименте ракета-перехватчик В-1000, оснащенная осколочной боевой частью, под руководством радара и компьютера летела к заданной точке перехвата и, наконец, успешно уничтожила ракету Р-12 на высоте 25 километров над землей.
Несмотря на это, Советы по-прежнему считали это недостаточно безопасным.
В ЗРК А-35, который впоследствии был задействован в реальных боевых действиях, его просто заменили на ядерную боевую часть. Сверхбольшая АОЕ, образовавшаяся непосредственно от ударной волны, радиации и высокоэнергетических частиц ядерного взрыва, подняла всё на несколько километров. Это действительно создает определенное ощущение «убийства комаров из пушки».
Не спрашивайте, правда ли это, просто скажите, что это невозможно. Советское высшее руководство было очень удовлетворено таким результатом, вскоре приняло его на вооружение и выставило на военном параде на Красной площади под названием «Высокоскоростное противоракетное оружие».
Хрущев также с гордостью заявил в «Правде»: «Наша ракета теперь может сбить муху в космосе».
Однако, хотя Суйцзун лично выстоял и одержал великую победу, как противоракетная система первого поколения в истории человечества, А-35 на самом деле все еще имеет фатальные проблемы.
Прежде всего, в этой системе сама ракета-перехватчик не имеет самостоятельных вычислительных возможностей. Все траекторные расчеты и управление наведением опираются на наземные радары и командные центры. Хотя ядерные бомбы могут гарантировать чистый взрыв, электромагнитный импульс, генерируемый во время взрыва, не только будет мешать вражеским ракетам, но и без разбора атаковать наш собственный диапазон частот.
Это эквивалент небольшой «системы наводнения». Как только он взорвется, всем останется только штык. В экспериментах бывали ситуации, когда собственная РЛС и системы связи выходили из строя во время противоракетного действия.
В это время сражавшиеся на местной территории защитники были ослеплены собственными ядерными бомбами и их противоракетные системы могли только зависнуть. Однако нападавшие за тысячи километров могли запустить еще одну ракету, не пострадав вообще. Во-вторых, высота его перехвата составляет всего около 25 километров.
В это время боеголовка вышла на завершающую стадию пикирования со скоростью, превышающей 20 Маха, и у системы перехвата остается только один шанс. Опустошенная ракета приземлится через несколько секунд. Вся система не имеет права на ошибку.
Для решения этих проблем современные противоракетные системы претерпели множество модификаций.
С одной стороны, современные противоракетные системы больше не полагаются полностью на наземные радары. Вместо этого они устанавливают часть «глаз» и «мозга» непосредственно на ракету-перехватчик, позволяя ракете судить, в кого поражать, после пролета рядом с целью. Знаменитая противоракета «Патриот» является типичным примером.
Он имеет встроенные радиолокационный и вычислительный модули, оснащен бортовыми реактивными устройствами изменения орбиты. Когда наземный радар обнаруживает приближающуюся ракету, он сначала примерно указывает направление и траекторию цели и направляет ее поблизости.
После этого радар на передней части ракеты активируется для взаимодействия со спутником и более точной идентификации цели. Наконец, расчетный модуль пересчитывает траекторию и запускает реактивное устройство на ракете для корректировки направления перехвата и окончательно завершает перехват.
Более того, благодаря точности этой системы «Патриотам» больше не нужны ядерные бомбы, имеющие саморазрушение в 800 АОЕ, или даже несущие взрывные боеголовки. Они могут сбить приближающиеся ракеты, полагаясь только на физические атаки.
С другой стороны, люди также осознали, что вместо того, чтобы «вести операцию» в последний момент, лучше перенести поле боя вперед и обратить свое внимание на более раннюю фазу полета ракеты.
Средняя часть имеет самое продолжительное время, наименьшее изменение скорости и наиболее стабильную траекторию полета. Следовательно, противоракетный комплекс может обнаруживать цели на большем расстоянии и имеет больше времени для расчета окна перехвата и запуска перехватчиков. Это оставляет больше времени для противоракетных ракет и большую устойчивость к ошибкам.
Но у противоракеты средней ступени тоже есть свои проблемы. На этом этапе ракета пролетела слишком высоко и вышла из почти безвоздушной атмосферы. Для терминальной боевой части, находящейся на высоте десятков километров над землей, под действием сопротивления воздуха кривые скорости объектов различной формы и объема различны.
Радар может точно обнаружить боеголовки на основе этих характеристик.
Но за пределами атмосферы из-за исчезновения сопротивления воздуха в глазах радаров траектория полета боеголовки ракеты практически такая же, как у куска металла. Количество противоракет на обороняющейся стороне всегда ограничено. Вообще говоря, чтобы обеспечить высокий показатель перехвата, необходимо заблокировать хотя бы один из трех выстрелов.
При таком соотношении боевых повреждений даже у Хафка нет такого количества ракет, чтобы сбить все ракеты на радаре.
Поэтому для обнаружения реальных боеголовок в космосе современные противоракетные системы средней дистанции на основе радиолокационного обнаружения также объединяют многодиапазонные и многосистемные методы обнаружения, такие как инфракрасное изображение и оптическое распознавание.
Просто «видеть ясно» недостаточно. Противоракета средней дистанции также должна иметь возможность гибкого маневрирования в космосе.
На расстоянии в тысячи километров, даже если погрешность расчета составляет всего одну тысячную, со временем она может отклониться на десятки километров. Для этого необходимо, чтобы сама ракета-перехватчик не только могла «видеть», но и иметь возможность гибко «перемещаться» в пространстве. И это зависит от базовой структуры средней противоракеты — внеатмосферного перехватчика EKV.
Когда основная ракета отправит перехватчик на заданную орбиту, она откажется от всех ускорителей, как при запуске спутника, оставив лишь небольшой блок-перехватчик.
Он состоит из трех частей: двигательной установки с векторным соплом, боевой части, отвечающей за уничтожение боевой части, и зонда сопровождения цели. Это похоже на спутник, летящий очень быстро. Инфракрасный детектор и оптический датчик, расположенные на передней части, отвечают за подтверждение цели на конечном этапе.
Как только цель будет зафиксирована, внутренний вычислительный модуль рассчитает относительное положение и скорость двух объектов в реальном времени и спрогнозирует будущее пересечение. Наконец, двигатель ЭКВ быстро скорректирует направление полета и «выведет» траекторию перехватчика в правильное положение.
Сегодняшняя противоракетная система больше не опирается на один-единственный перехватчик или радар, а представляет собой защитную сеть, сочетающую в себе несколько уровней и методов.
Благодаря сети восприятия, созданной низкоорбитальными инфракрасными спутниками раннего предупреждения, радарами с фазированной решеткой дальнего действия и т. д., раннее обнаружение может быть достигнуто на ранних стадиях запуска ракет, обеспечивая достаточную временную и информационную поддержку для многоступенчатого перехвата.
В конце полета ракеты в качестве резервной имеется также система, больше ориентированная на перехват высотного терминала. Но даже в этом случае он не может быть на 100% успешным. Гонка вооружений между копьем и щитом продолжается и по сей день и, возможно, никогда не будет решена.
Однако я все еще искренне надеюсь, что наступит день, когда людям это больше не понадобится – даже если это будет только один из миллиарда.