"Царь-лазер": изобретение, которое может изменить будущее человечества

Китайский корабль применил лазерное оружие против американского самолета. Это не сюжет фантастического фильма. Это реальность. В феврале 2020 года Пентагон сообщил: в Тихом океане к западу от острова Гуам в международных нейтральных водах самолет ВВС США подвергся нападению со стороны эсминца КНР. Аппаратура самолета засекла невидимый лазерный луч, пущенный с китайского корабля. 

Правда, никаких повреждений китайское оружие самолету не нанесло. А спустя неделю власти Поднебесной выступили с официальным опровержением. О боевых лазерах и многом другом рассказывает программа "Наука и техника" с ведущим Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.

"Ослепляющий лазер": было ли нападение китайского корабля на самолет США

"Эскадра КНР проводила учения в этом районе, а противолодочный самолет ВВС США вел длительную круговую разведку на малой высоте. И этим подвергал опасности суда, авиацию и личный состав с обеих сторон. Пилотов американских ВВС неоднократно об этом предупредили, но никакого нападения не было", – рассказал официальный представитель министерства обороны КНР Рен Гоцян.

Было нападение или его не было, неясно до сих пор. Но некоторые военные эксперты уверены: китайцы в самом деле применили против американского самолета оружие нового класса – ослепляющий лазер. Это как знакомые всем лазерные указки, только мощнее.

"Сходите на стадион, на футбольный матч, и вы увидите, что происходит  с этими лазерными указками против вратарей, которые должны эффективно ловить мяч, но им это очень сильно мешает", – сказал заведующий отделом мощных лазеров Института общей физики РАН Виктор Аполлонов.

Кроме того, в отличие от игрушки, боевые лазеры способны выводить из строя вражескую электронику. И это, пожалуй, все. Мгновенно прожигать толстую броню современные лазерные пушки не в силах. В атмосфере луч рассеивается, его температура падает. Три–пять километров – вот максимальное боевое расстояние любой лазерной установки. Туман, дождь или снег делают эту дистанцию еще меньше.

Возможна ли лазерная война из-за США?

Так что эффектно разрезанные корабли или самолеты – это удел фантастических фильмов. По крайней мере, так считалось до мая 2020 года, когда руководство Соединенных Штатов заявило, что у страны есть оружие, способное изменить тактику ведения войны на море. В доказательство Пентагон продемонстрировал это.

На этих кадрах лазерный луч невероятной мощности вырывается из пушки корабля ВМС США "Портланд" и уничтожает беспилотник. Правда, это видео довольно плохого качества – единственное подтверждение эпохального события, которое предоставил Пентагон. Подробности разработки, естественно, засекречены. Удалось узнать немного. Например, что на американском корабле стоит твердотельный лазер. Согласитесь, яснее не стало. Так давайте разберемся, что это значит.

Лазер – это запертые в трубке между двумя зеркалами атомы какого-либо вещества: твердого, жидкого или газообразного. Атомы возбуждают электрическим разрядом или другим способом, это называется накачка. Возбужденные атомы начинают двигаться и испускать фотоны – свет. Достаточно сделать крошечное отверстие в одном из зеркал и из трубки вырвется направленный энергетический луч. Твердотельные лазеры лучше всего фокусируются, поэтому больше подходят для военных целей.

Вот только расход энергии у лазерной пушки запредельный. На "Портланде" установлен огромный генератор. По слухам, он занимает почти две трети внутреннего пространства. Хватит ли энергии гигантского генератора для лазерной войны? Нет, его энергии хватает лишь на заряд лазера мощностью 150 киловатт. Для войны этого мало. Подбить высоколетящий самолет противника из лазерной пушки "Портланда" невозможно. 

В планах Пентагона – довести мощность лазера до фантастических тысячи киловатт. Однако скептики уверены: это лишь бессмысленные траты. Ведь разработать оружие на основе твердотельного лазера ученые пытаются почти полвека.

"Лазерные" разработки ученых и связанные с этим проблемы

В 80-х годах "лазерные" танки, корабли и вертолеты пытались строить по обе стороны океана. Но ни одно оружие так и не дошло до серийного производства. Во-первых, не было мобильных источников энергии нужной силы, а во-вторых, возникла проблема с так называемым рабочим телом лазера. В большинстве твердотельных установок – это драгоценные камни. Найти кристаллы нужного размеры и чистоты практически нереально. 

"Стало быть, надо было собирать эти модули и, значит, нужно было собирать излучение многих-многих источников  в единый луч. Это тоже нехорошо. Проблема наведения излучения на цель – это тоже проблема, когда луч, состоящий из не очень понятно чего, не очень понятного качества", – пояснил эксперт Аполлонов.

В США эту проблему придумали решить иначе – в конце девяностых на огромный транспортный самолет установили пушку на химическом лазере и сумели достичь заветной мегаваттной отметки. Однако оружие вышло плохо управляемым и опасным для экипажа. Малейшая трещина – и самолет мог превратиться в братскую могилу.

"Поэтому известно, что жены американских пилотов выступили с большим таким заявлением в Америке с тем, чтобы вот это безобразие было прекращено. И это тоже повлияло на общественное мнение, и эти лазеры были закрыты. Аналогичная ситуация была и в Советском Союзе", – рассказал Аполлонов.

Над устранением недостатков фантастического оружия инженеры работают до сих пор. И за это время военная разработка успела найти применение в мирной жизни. 

"Мирный" лазер: как его применяют и для чего

Избавить от ржавчины – обычно это работа тяжелая и грязная. Но ведущий стал бороться с налетом при помощи лазера. Вот это инструмент! Куда там звездным воинам с их светящимися мечами! Готово! Как новенький. Лазер, оказывается незаменимая вещь в быту.

"Мирный лазер" не только ловко справляется с ржавчиной. Его используют в хирургии и косметологии, им режут металлы, делают татуировки и считывают штрих-коды на кассах магазинов. А не так давно в Самаре изобрели лазерную установку, которая будет работать в космосе.

Уникальное изобретение самарских ученых: лазер можно будет отправить на орбиту

Ученые Самарского национального исследовательского университета совместно с американскими коллегами создали мощный лазер, очень скромных размеров. Его можно будет отправить на орбиту, чтобы буквально стирать в пыль астероиды, летящие к земле. 

"Космос – это идеальная среда для лазера. Там нет осадков или атмосферных помех. Лазерный луч сможет преодолевать огромные расстояния, не сбивая фокусировки, не отклоняясь, не теряя температуру", – рассказал профессор химии университета Эмори (Атланта, Джорджия, США).

Уникальность самарского изобретения – то самое рабочее, или активное, тело. Внутри колбы – гелий, неон или аргон. Это инертные, а значит, безопасные газы. Такую установку без всякого риска можно использовать и на Земле. Подобные планы у самарских ученых есть.

"Мощный лазер в сельском хозяйстве может применяться, например, для уничтожения саранчи на большом расстоянии. И если он имеет мощность несколько мегаватт, то вы за несколько километров можете поджигать всю эту самую саранчу, когда она летит, значит, с поля на поле", – поделился заведующий лабораторией химических и электроразрядных лазеров филиала ФИАН в Самаре Павел Михеев.

Где еще применяют мощное световое излучение: громоотводы и другое

Мощное световое излучение применяют и в строительстве. Вот при помощи так называемого иттэрбиевого лазера демонтируют огромные железные конструкции. Чтобы снять железный бак со старого элеватора, понадобились бы неделя работы бригады газорезчиков и мощная техника. Лазерная установка, собранная в подмосковном Троицке, может выполнить эту задачу за несколько часов. 

Гроза в горах – страшный сон для туристов. Вероятность удара молнии здесь в десятки раз выше, чем на равнине. Одна из самых горячих точек Европы – гора Сентис в Швейцарских Альпах. Ежегодно в ее вершину разряжается больше сотни молний. При этом Сентис – популярное туристическое место. Здесь работает метеостанция, разбит высотный лагерь альпинистов. Чтобы сделать Сентис безопасной, ученые из Женевского университета установили на вершине громоотвод. Только он необычный.

"Наш громоотвод – это лазер. Он самый мощный в своем классе. Установка весит 5 тонн, а длина луча – 9 метров. Выпуская тысячу лазерных импульсов в секунду, он будет "приманивать" молнии и разряжать их. Эту технологию потом можно будет использовать для защиты аэропортов, атомных электростанций или хранилищ опасных грузов", – рассказал Пьер Вальш, один из создателей проекта "Лазерный громоотвод" (Женева, Швейцария).

Целые гирлянды проводов – то, что поражает туристов на улицах Старого Дели. Электрические линии перепутаны с телефонными, поверх брошено оптоволокно. Как в этой чехарде разбираются сотрудники обслуживающих компаний, понятно лишь индийцам. Но совсем скоро проводов на улицах в Индии станет меньше. По крайней мере, так обещает руководство одной из калифорнийских компаний. В сентябре 2021 года в индийском штате Андхра-Прадеш прошел тестовый запуск линии беспроводной оптической связи. В основе новой технологии – лазер.

"В рамках этого тестирования нам удалось передать более 700 терабайт данных на расстояние 5 километров со скоростью до 20 гигабит в секунду. Мы планируем увеличить максимальное расстояние передачи до 20 километров, а скорость – до 100 гигабит", – сообщил профессор физики Индийского технологического института Рурки Випул Растоги.

Пока новую связь тестируют лишь в сельской местности, где тянуть провода от селения к селению слишком дорого. Наведение порядка в городах – лишь в планах компании.

"Царь-лазер" – самое мощное в мире устройство

А вот это изобретение может изменить будущее человечества. В Сарове придумали "Царь-лазер".

Саровскую установку для лазерного синтеза называют "Царь-лазер". И это самое мощное в мире устройство подобного типа. Алюминиевая сфера диаметром 10 метров и весом 120 тонн. Внутри нее – термоядерное топливо, которое будут облучать 192 лазерных пучка. В итоге в огромном шаре создадут давление и температуру как при ядерном взрыве. И все для того, чтобы найти неиссякаемый источник энергии. 

"Один миллиграмм термоядерного топлива эквивалентен сжиганию 7 тонн угля. Значит, в воде, в обычной воде, так сказать, вот этих изотопов водорода, которые могут давать термоядерную энергию, 0,002 процента.  Казалось бы, немного, но учитывая, сколько у нас вокруг запаса воды, и она распределена более-менее равномерно, то мы, если удастся, осуществим термоядерную реакцию в контролируемых условиях. Это позволит нам получить практически неограниченный источник, который равномерно распределен по земле", – рассказал заместитель директора Института лазерно-физических исследований по моделирующим установкам Сергей Бельков.

Мощность этой установки в тысячу раз больше мощности самой большой атомной электростанции. Но, в отличие от АЭС, реакцией на лазерной термоядерной установке легко управлять. Когда топливо перестают разогревать, она останавливается. 

Если работа ученых будет успешной, человечество получит идеальный источник энергии для городов, автомобилей или космических кораблей.

Правда, за экспериментами по лазерному термоядерному синтезу пристально следят и военные. Неиссякаемый источник энергии – то, что нужно боевому лазеру.

О самых невероятных достижениях прогресса, открытиях ученых, инновациях, способных изменить будущее человечества, смотрите в программе "Наука и техника" с ведущим Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.