Текст книги "Журнал «Вокруг Света» № 11 за 2003 год"
Автор книги: Вокруг Света Журнал
сообщить о нарушении
Текущая страница: 1 (всего у книги 11 страниц)
Феномен: Музыка в камне
Помимо удивительной структуры, состоящей из микроскопических кристаллов кварца, агат имеет и необычную географию месторождений: от индийского плато Декан и заливов Новой Шотландии до подмосковного Голутвина.
Агат состоит из бесконечного множества микроскопических кристаллов кварца. Именно кварцем определяются его основные физические свойства – довольно высокая твердость (6,5—7 по шкале Mooca) и плотность 2,5—2,6 г/см3 . Характерная черта агата – слоистость, причем слои отличаются друг от друга размерами микрокристаллов их волокон, ну а внешне – по цвету. Цветовая гамма агатов необычайно широка – весь спектр возможных оттенков видимого света и их сочетаний, включая белый и черный. При этом цвет зависит от состава и количества примесей различных химических элементов и их соединений (хромофор).
При отсутствии примесей агатовый слой имеет собственный цвет халцедона – белый, серый или голубовато-серый, который зависит от размеров микрокристаллов и волокон, а также от размеров микропор между ними, которые и рассеивают свет. Так, примеси железа и его окислов придают агату «теплые» цвета: желтый – у амберина, оранжево-красный – у сердолика, мясо-красный – у карнеола и каштаново-бурый – у сардера. Интенсивность окраски и ее оттенок напрямую определяются количеством примесей оксидов железа.
Малейшее изменение его концентрации в агате – и его цветовая гамма заметно меняется. Особенно отчетливо этот механизм окраски виден на срезах агатов из россыпей. В них зачастую наблюдается плавное изменение цвета от центра к краям – в середине голубой или серый, потом цвет постепенно меняется на желтый, затем следуют темно-желтый, красный и так далее – до каштаново-коричневого.
Важнейшее свойство агата – его «полосатый» рисунок, вызванный слоистой структурой. Наиболее часто встречаются два типа камня – с концентрической и плоско-параллельной слоистостью. Иногда образуются агаты, в которых наблюдаются оба этих типа. В концентрически-полосчатых агатах слои практически полностью повторяют форму стенок вмещающей полости, в то время как плоско-полосчатые агаты «режут» своими ровными, ритмично чередующимися, как по линейке проведенными слоями внешнюю «рубашку» агата и заполняют ее снизу вверх.
Наша планета очень богата агатами. С незапамятных времен этот камень добывают, например, в Индии, на плато Декан. Сотни лет агатовым приискам Германии – район Идар-Оберштейна. В Южной Америке, в Бразилии и Уругвае находятся сказочно богатые месторождения, открытые еще коренными жителями – индейцами. В последние годы месторождения прекрасного агата найдены в Мексике. На территории Северной Америки десятки месторождений: южное побережье залива Фанди – в Новой Шотландии, остров Грейам – в Британской Колумбии, месторождение Дирфилд – в Массачусетсе и многие другие. На Африканском континенте известны агатовые месторождения на территории Южной Африки.
Россию природа тоже не обделила агатовыми богатствами. Издавна известны россыпи Еравнинских озер в Бурятии, агатовые залежи на слиянии рек Буреи и Зеи, россыпи притоков Амура на Дальнем Востоке, знаменитые агатовые поля Чукотки. На Европейском Cевере России было открыто богатейшее месторождение агатов на Тиманском берегу.
Существует еще один «канонический» тип агатов – моховой. Он совсем лишен слоистости – главного декоративного элемента концентрических и плоско-параллельных агатов. В моховом агате перед нами предстают причудливые живописные картины ветвящихся деревьев, водорослей, цветов и мха. Эти «картины» образованы крупными включениями в тело агата других минералов, таких как гетит, гематит, хлорит, селадонит, оксиды марганца, которые и определяют цветовую гамму рисунка.
Например, для моховых агатов знаменитых Иджеванских месторождений свойственно сочетание серо-голубого цвета основной массы (фона), состоящей из халцедона, и зеленых «сосулек» или «занавесей» из хлорита, впаянных в халцедон.
Встречаются агаты и в спекшихся туфах, образовавшихся из вулканических пеплов и риолитов. Здесь агаты заполняют самые разнообразные полости, в том числе просветы между вулканическими «подушками», и различные трещины.
Нередко обнаруживаются агаты и в горных породах совсем иного происхождения, а именно, в осадочных толщах. К ним, в частности, относятся проявления агата в Подмосковье – в Голутвине и Старой Ситне.
Они имеют необычайно живописные формы, в виде «сосулек» и «сталактитов». Как протекает процесс образования агатов? На этот счет существуют различные взгляды. Но, несмотря на то что история исследования агатов насчитывает уже более ста лет, ученые все еще не пришли к единому мнению.
Агаты находят в породах самого различного происхождения. Огромные скопления этих камней связаны с застывшими вулканическими лавами – базальтами, андезитами. К таковым относятся, например, месторождения агатов в Бразилии, где они обнаружены в бескрайних, площадью более 1 млн. квадратных километров, базальтовых полях. В теле этого базальтового слоя расположены пустоты-пузыри, возникшие за счет выделения газов по мере остывания лавы. Именно эти пузыри и заполнялись агатом, образуя каплевидные или трубчатые тела, называемые специалистами «миндалинами». Они бывают самого разного размера – от нескольких миллиметров до десятков сантиметров, иногда, впрочем, они достигают циклопических размеров – до одного метра и более.
Михаил Лейбов / Фото автора
Арсенал: Звездные войны эпохи «звездных войн»
Такой литературный жанр, как фантастика, – явление в нашей жизни достаточно почтенное, а вот научная фантастика, объясняющая, как действует то или иное чудо техники, – относительно молода. А если можно себе представить, как работает рожденное фантазией писателя техническое чудо, то очевидно, что и до практической его реализации недалеко. Поэтому многое из того, что в свое время было описано Жюлем Верном и Гербертом Уэллсом, уже создано. Да и чудо далекого будущего – персональный коммуникатор, позволяющий в числе прочего связываться с всепланетным разумом, – уже лежит у многих в кармане. Так почему же тогда до сих пор не появилось то, что производит на людей самое сильное впечатление, а именно – техника «звездных войн»?
Если говорить о научной фантастике, воплощенной в игровом кино, то она уже давно борется со злом на космических просторах. Причем если писатели-фантасты, творившие на заре самолето– и ракетостроения, живо интересовались принципиальной реализуемостью своих замыслов, то фантазию создателей кинолент в наш век всеобщей компьютеризации сдерживает, пожалуй, единственный фактор – мощность доступной вычислительной техники. Современные творцы фантастики все реже оглядываются на новейшие технические достижения, а инженеры уже не в состоянии почерпнуть что-нибудь полезное для дела из популярных научно-фантастических произведений.
Наглядный тому пример – нашумевшие голливудские фильмы. Стремясь превратить киноленту в так называемый блокбастер, то есть зрелищный аттракцион, режиссеры и сценаристы менее всего заботятся о правдоподобии деталей. Лишь в начале научно-фантастической киноэры, когда американское общество было очаровано научными достижениями, деятели кино хотя бы пытались объяснить, как действует оружие – в первую очередь инопланетное. Например, в фильме Р. Уайза «День, когда остановилась Земля» (1951 год) пришелец Клатоу «парализует» электрическую энергию.
Впрочем, непосредственно в космосе киновойны разворачиваются редко – не позволяет уровень развития спецэффектов. Но у зрителя не остается сомнений: при случае противники начнут уничтожать друг друга скорее всего некими таинственными лучами, похожими на лазерные. Впервые такое оружие применили «марсиане» в картине «Война миров» Б. Хаскина, вышедшей в 1953 году. Так же произошло и в трилогии Д. Лукаса «Звездные войны», открывшей новую страницу в кинофантастике. Технические же характеристики голубых смертоносных лучей, которыми поливают злодеев Люк Скайуокер и капитан Соло, никого не интересуют. Иными словами, с реальностью это оружие совершенно не связано.
Примечательно в этом смысле обратное влияние – фантастики на жизнь. Когда президенту Рейгану предлагали разместить в космосе лазерное оружие, ему для пущей убедительности демонстрировали компьютерные мультики, неотличимые от батальных сцен в «Звездных войнах». Дальше фантазия сценаристов-агитаторов так и не пошла. В боевике «День независимости» Р. Эммериха безжалостные пришельцы уничтожают Белый дом все тем же лучом смерти, но разросшимся до размеров Останкинской телебашни.
Киновойны.Более полувека смертоносные лучи остаются одним из главных видов оружия киногероев и кинозлодеев, будь то «Война миров» и «День, когда остановилась Земля» 50-х годов или последняя серия «Звездных войн».
Начинка бластера
«Лучи смерти» почему-то всегда волновали изобретателей и любителей фантастики сильнее чего бы то ни было. Вопрос только в том, что строгая наука физика накладывает на возможность стрельбы светом определенные ограничения.
Что, собственно, вылетает из бластеров и лучевых пушек? Когда говорят о «лучах», то обычно имеют в виду электромагнитные волны разной частоты, а также потоки элементарных частиц или ядер атомов. Сами эти физические явления были известны еще до Первой мировой войны, и позднее ничего существенного открыто не было, но первый лазер как идеальный концентратор энергии появился только в 1960 году.
Волны радиодиапазона малопригодны в качестве оружия – ни ДВ-, ни СВ-, ни КВ-волны практически не влияют ни на человека, ни на технику, хотя вполне в состоянии портить электронику. Так, например, июль нынешнего года, столь богатый в Москве на грозы, оказался фатальным для множества линий и устройств связи. Причем аппаратура выходила из строя не только из-за прямых попаданий молний, но и благодаря мощному электромагнитному излучению вблизи грозового разряда.
Но – чем короче длина волны, тем это влияние становится заметнее, и, наконец, в диапазоне СВЧ радиоволны уже начинают обнадеживать разработчиков вооружений. При небольшой интенсивности СВЧ-излучение работает во вполне мирных целях – в кабинетах физиотерапии, а при более высокой – помогая готовить пищу на кухне в СВЧ-печи.
Так что же мешает «вывернуть» СВЧ-печь наизнанку, направив излучатель в сторону противника? На Земле подобное оружие вряд ли будет эффективным – атмосфера, особенно запыленная или с большим содержанием влаги, быстро гасит излучение. Но в космосе – почему нет? Кто видел, как взрывается яйцо, неосмотрительно положенное в микроволновку, тот легко представит, что произойдет с головами вражеских астронавтов… Бесспорно, СВЧ-лучи способны передавать энергию через пространство – и в этом качестве они уже используются, но, поскольку они слишком длинноволновые, для их фокусировки нужны слишком большие отражатели.
Фантасты, конечно, не прошли мимо них, но оценили как нечто вполне мирное: на СВЧ-излучение возлагают надежду как на способ передачи энергии на Землю с солнечных космических электростанций. Однако достигнутые уже сегодня мощности СВЧ-излучателей достаточны для обеспечения не летального – просто обжигающего и вызывающего болевой шок – воздействия на людей на вполне приемлемых для полиции расстояниях. И называют такие направленные излучатели мазерами. Так что, несмотря на то что на близких расстояниях СВЧ-лучи – это вполне реальная сила, издалека с их помощью каши не сваришь.
Смертоносные игрушки.Если говорить об индустрии компьютерных игр, специализирующейся на военной тематике, то здесь все гороздо проще, чем в кино. Поскольку в любой игре главное – действие и впечатление, то что именно зажато в руках виртуального вояки – лазерный супербластер или бензопила, уже не важно, главное, чтобы враг разлетался на куски, а вопли были бы пореалистичнее.
Именно по этой причине «реальное» виртуальное оружие очень часто напоминает чисто магическое, когда по мановению волшебного лучика или искорки разлетаются в пух и перья не только роботы-гиганты, но и целые астероиды.
В виртуальной реальности гораздо проще создать силовое поле, отражающее все лучи и снаряды, или вызвать аннигиляцию злых монстров, да и главный герой, как правило, имеет несколько жизней. Вопрос о том, где добыть столько энергии, что-бы создать столь мощный луч, тоже не стоит перед компьютерными стратегами, поскольку нарисовать сегодня можно все что угодно. Прямой распад материи с превращением ее в энергию тоже вполне освоен фантастами. Энергетические шары и мины, способные разнести в клочья целые космические города, сегодня уже никого не удивляют, хотя нужного количества энергии из этих миниатюрных устройств нельзя добыть, даже если они состоят из антивещества и полностью аннигилируют, встречаясь с целью. Так что разнообразие космических вооружений и в виртуальной реальности также не слишком велико, и самым захватывающим и интересным по-прежнему остается классический поединок на лучевых мечах, сокрушающих все и вся, кроме таких же лучевых мечей.
Непотопляемый гиперболоид
Начиная с «Гиперболоида инженера Гарина» А. Толстого и «Войны миров» Г. Уэллса «тепловые лучи» стали, пожалуй, наиболее популярной разновидностью фантастического оружия. Энергию переносят все электромагнитные волны, но инфракрасные, световые, ультрафиолетовые лучи еще и достаточно легко фокусируются. Инфракрасный свет, например, преломляется в линзах и призмах и отражается зеркалами почти так же хорошо, как и обычный. Ультрафиолетовое излучение достаточно сильно влияет на живые организмы и полимеры, но оно заметно поглощается воздухом и стеклом.
Чем короче волны, тем ближе мы к самому смертоносному – рентгеновскому диапазону. Вот это уже серьезно – невидимое и неслышимое оружие. При большой интенсивности рентгеновский луч – действительно «луч смерти», и защититься от него практически невозможно. Свинцовая обшивка в расчет не берется – она не для космической техники. Примерно то же относится и к еще более коротковолновому, гамма-излучению.
Известно множество конструкций лазеров: твердотельные (самый первый лазер на кристалле рубина), полупроводниковые (лазерная указка и считывающая головка в CD– и DVD-проигрывателях), газовые (школьный гелий-неоновый и технологический на углекислом газе, который режет металл). Есть также лазеры на свободных электронах, в которых излучение генерируют разогнанные в ускорителе электроны, пролетающие через переменное магнитное поле.
Возникает вопрос: если электромагнитные лучи могут служить оружием, то почему до сих пор не служат? Почему же все еще не построен «гиперболоид инженера Гарина», распиливающий линкоры так же легко, как нож масло? Или, может быть, что-то уже есть, но мы об этом не знаем?
Скорее всего, лазерных пушек космического базирования пока еще не существует. Хотя наземные установки, сбивающие ракеты и снаряды с расстояния в несколько километров, уже созданы и испытаны. Но перейти от 10 км к 1 000 км будет очень непросто, и вот почему.
В принципе электромагнитные волны можно фокусировать, о чем писал еще Алексей Толстой, и, в общем-то, все существующие проекты недалеки от бессмертного «гиперболоида». Но как бы точно ни были сделаны фокусирующие зеркала, луч все равно, увы, расходится. И степень этого расхождения прямо пропорциональна длине волны излучения, поделенной на диаметр пучка. Получается, что, чем волна короче, а пучок шире, тем расхождение меньше. А для того чтобы луч был эффективным, он должен быть тонким, иначе вся мощность рассеивается по слишком большой площади.
Лазерные фокусы. Свет типичного миниатюрного твердотельного лазера имеет расходимость около 30 угловых минут. Много это или мало? Именно под таким углом мы видим на небе Луну – то есть если мы осветим ее ла зером, то «зайчик» накроет ее всю. Но какова бы ни была его мощность, ни земляне, ни их потенциальные противники, находящиеся на Луне, скорее всего, ничего не почувствуют. А вот большие по размерам газовые лазеры (например, лазер на углекислом газе) перспективнее – их типичный угол расхождения 30 угловых секунд, а это значит, что инфракрасное пятно на поверхности Луны будет в 60 раз меньше поперечника спутника Земли. Какова же должна быть мощность источника света, чтобы нанести на такой площади заметные повреждения технике? Скажем сразу: мощности всех электростанций Земли для этого будет недостаточно. Современные газодинамические лазеры, режущие металл, фокусируют всю свою многокиловаттную мощь на площади всего 1см2 , и времени на разрезание трубчатых конструкций у них уходит, как правило, существенно больше 1 секунды. Поэтому, чтобы метровым пучком и за доли секунды расплавлять металл, нужны сотни и тысячи мегаватт лучистой энергии. Расхождение луча становится проблемой не только тогда, когда мы собираемся стрелять по Луне. Одна угловая минута на дистанции 100 метров – это пятно диаметром 3 см (что хорошо знают стрелки), значит, полминуты – полтора сантиметра. На километр – это уже 15 см, на 10 км – полтора метра…
Квантовая квинтэссенция
Основной военный эффект от лазерного луча – чисто тепловой, кванты света должны просто поглотиться поражаемым объектом и нагреть его до такого состояния, чтобы он пришел в негодность. Для того что-бы оказать воздействие на цель (металлический корпус корабля или спутника), к ней должно дойти некоторое количество джоулей. Сколько именно – сказать трудно, и даже если это известно, то громко об этом, скорее всего, говорить не будут. И все же, по-видимому, это не менее нескольких десятков или даже сотен мегаджоулей – для таких уязвимых объектов, как ракета с полным топливным баком, и не меньше тысяч мегаджоулей – для ядерных боеголовок, которые успешно преодолевают плотные слои атмосферы, не теряя работоспособности. Для лазера непрерывного действия, даже без учета расходимости луча, речь уже идет о мощностях в тысячи мегаватт. Но тогда получается, что мощность источника энергии должна составлять миллионы киловатт! И это действительно так.
К тому же постоянно светить лазером по пустому безвоздушному пространству бессмысленно – сначала нужно навести его на цель и только после этого «врубать» на полную мощность. Реактор же плохо работает в таком «рваном» режиме. В бою, если вражеские боеголовки летят сотнями, а на выделение ложных целей нет времени, палить лазеру придется достаточно часто, и именно по этой причине большинство разрабатываемых боевых лазеров – химические. Горение газообразного топлива (помните пирамидки инженера Гарина?) приводит внутреннюю среду лазера в возбужденное состояние, и она начинает генерировать мощное электромагнитное излучение. Поэтому действовать придется следующим образом – произвели выстрел, продули систему, подали новую порцию реагентов и только после этого – новый залп…
И все же, предположим, что энергия найдена: к примеру, 1 тонна топлива на 1 выстрел. Как известно, обычная схема работы лазера предусматривает «накачку» рабочей среды (кристалла или газа) энергией до определенного уровня и, когда происходит скачок, накопленная энергия разряжается лучом света определенной длины волны. Но куда деваться той энергии, которая не ушла к цели вместе с лучом? Так вот она большей частью выделится в стреляющем устройстве в виде тепла. Таким образом, к цели уйдет только 40%, но вот остальные 60% останутся у нас. И потому, даже повредив вражеский корабль, мы можем легко испарить и свой собственный. Не случайно даже в гораздо менее мощных земных установках используется проточное водяное охлаждение не только зеркал, но и рабочего объема лазера.
В принципе, конечно, можно разрезать вражеский линкор лучом гиперболоида, но пылающие «пирамидки инженера Гарина» нагреют сам гиперболоид в несколько раз сильнее, чем разрезаемую броню. Так как же тогда лазеры режут металл? Но там и объем рабочего тела, где генерируется лазерный луч, и размеры фокусирующей системы – несравнимо больше зоны нагрева.
Впрочем, стрельба из космоса по наземным или атмосферным целям в определенных условиях может быть и эффективной. Лазерный луч в газе может подвергаться «самофокусировке», когда нагреваемый лазером атмосферный канал становится своего рода световодом. Луч способен сфокусироваться и в точку, которая может стать источником рентгеновского излучения благодаря колоссальному нагреву в области самофокусировки. Тут главное – так использовать этот эффект, чтобы такая точка возникла в нужное время и в нужном месте…
Есть и еще проблема – существующие системы фокусировки луча предусматривают использование отражающих зеркал. Так что же помешает противнику использовать такое же зеркальное покрытие в качестве защиты? Не говоря уж о простом вращении боеголовки, в десятки раз понижающем эффективность лучевого оружия.
Технология применения предлагается такая – боевой лазер выбрасывается со станции в космос, делает выстрел, тут же превращается в облачко плазмы, но вылетевший из огненного шара световой луч, как шпага, поражает подлетающего противника. И он уже не защитится зеркалами – любое отражающее покрытие пусть и частично, но поглощает энергию падающего излучения и при достаточной мощности будет пробито.
Ядерное фехтование
И все же пытливую изобретательскую мысль трудно остановить. Нет энергии – давайте использовать для накачки боевого лазера ядерный взрыв небольшой мощности. Идея может показаться странной – а как же тогда свой-то корабль? Но, как мы уже выяснили, компактный стреляющий лазер все равно испарится, испустив луч, опасный для вражеского корабля. А потому он и должен быть… одноразовым. Естественно, использовать его на борту станции нельзя – значит, стреляющие устройства должны быть выведены на безопасное расстояние.
Что же мешает создать подобные устройства, если они, конечно, еще не созданы? С одной стороны – ничего, с другой – Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в космосе. Вот только будет ли он действовать бесконечно… Особый интерес в этом отношении представляют коротковолновые, рентгеновские лазеры – чисто теоретически было показано, что их можно создать и что рентгеновский луч вполне можно сгенерировать. Американцы проводили испытания такого рода устройств у себя на полигоне в Неваде, правда, научное сообщество скептически отнеслось не только к полученным экспериментальным результатам, но и к перспективе скорого появления такого рода ядерного вооружения. По Земле из космоса, да и с Земли по космосу в данном диапазоне особенно не постреляешь. Воздух в 10 тысяч раз менее плотен, чем свинец, но 10 км атмосферы все равно эквивалентны 1 метру свинца, а это, сами понимаете, немало. Разработчики лучевых видов оружия говорят, что луч легко пробьет атмосферу, нагрев воздух и организовав себе вакуумный канал для беспрепятственного распространения.
Правда, потери энергии от пробивания будут вполне соизмеримы с проплавлением того самого метра свинца. Атмосферное поглощение – главный бич не только лазерных, но и пучковых систем вооружения. Понятно, что облака, туман, пыль создают непреодолимое препятствие для направленно распространяющегося света, но, оказывается, и обычное молекулярное поглощение заставляет использовать экзотические газовые смеси и даже применять дейтерий вместо водорода, чтобы попасть в атмосферные окна прозрачности.
Так что пока использование электромагнитных лучей в качестве оружия так и не вышло за пределы фантастических проектов. Но вероятность его создания сохраняется – может быть, не в космическом, а наземном варианте базирования, как против космических кораблей, так и против ядерных ракет. Так, например, на участке входа в атмосферу небольшое повреждение защитной обшивки смертельно для боеголовки – набегающий поток воздуха сделает свое дело… Еще 10 лет назад считалось, что реальное лазерное оружие может наносить только слабые повреждения, выводя из строя электронику и не повреждая жесткий корпус. Но ведь порча наблюдательных приборов и попытки расплавить небольшие участки обшивки могут привести к разгерметизации. Союзник нападающего – вакуум, именно этот фактор приводит к почти мгновенной смерти экипажа. Так что уничтожить корабль не обязательно, вполне достаточно слегка его повредить.
Пучковый нейтралитет
Что касается потоков заряженных частиц – электронов, ионов или нейтральных атомов, тут возникает та же проблема, что и с лазерами: как их создавать и как концентрировать? Для их разгона на Земле используются циклопические сооружения, но как их вывести в космос? И тем не менее космические ускорители разрабатывают, поскольку КПД таких систем может быть существенно больше, чем у лазеров, а поражающая способность – выше, поскольку отразить поток протонов нельзя уже никаким покрытием. Единственная серьезная проблема – это расходимость. Причем на больших расстояниях магнитное поле Земли так отклоняет заряженные частицы, что ни о каком прицельном огне не может быть и речи. Поэтому заряженные пучки надо сначала сделать нейтральными, вернув ядрам отобранные у них электроны или создав устойчивый и компактный протонно-электронный клубок, способный лететь, не разлетаясь.
На близких дистанциях опять все совсем просто – мощный поток ускоренных электронов легко прожигает не только алюминиевую, но и стальную обшивку. А вот на дистанции в несколько десятков километров – уже нет. Да и работает такое оружие только в вакууме – земная атмосфера очень эффективно тормозит и рассеивает потоки любых быстродвижущихся частиц.
Однако в случае развертывания космических вооружений работа ускорителям, по всей видимости, найдется – они помогут отличать истинные боеголовки от ложных, а значит, упростят работу любых систем ПРО – будь то лазеры или обычные ракеты.
Меньше пороха?
Как ни обидно это слышать любителям кинофантастики, но пока единственное реальное оружие для стрельбы в космосе – обычные ружья и пушки. Брошенное тело согласно первому закону Ньютона будет вечно и безостановочно двигаться с постоянной скоростью, пока не встретит препятствие. В этом-то и кроется основное преимущество обычного огнестрела над лазерами и мазерами – поражающая способность снаряда в вакууме не рассеивается в пространстве.
А как себя ведут в космосе порох и взрывчатка? Оказывается, вполне нормально. Взрывчатка в космосе используется часто: как правило, разделяющиеся ступени и блоки ракет соединяются так называемыми пироболтами, содержащими небольшой заряд ВВ и беспрепятственно взрывающимися. Также ничего не препятствует и стрельбе обычными патронами – они герметичны, да и необходимый для горения пороха окислитель содержится в нем самом.
Более того, в чем-то космическое оружие может быть даже проще земного. Снаряду, например, не обязательно иметь обтекаемую форму, так же как и пушкам не нужны нарезные стволы – ведь в вакууме стабилизация снаряду не важна. Так же не всегда нужны взрыватель и взрывчатая начинка, поскольку при космических скоростях соударения кинетическая энергия снаряда превышает энергию, содержащуюся во взрывчатке той же массы.
В космосе при столкновении предмета (все равно – снаряда или метеорита) с кораблем снаряд сам превращается в сверхмощную взрывчатку. А вот просто взрыв, даже в непосредственной близости от цели, не так эффективен. Звуковые волны в вакууме не распространяются, да и ударной волны там нет. В космосе даже атомная бомба значительно теряет в своей разрушительной силе…
Так из чего следует делать снаряды или картечь для космических сражений? Идеально подходят используемые в атмосферных бронебойных снарядах обедненный уран или карбид вольфрама – маленький и тяжелый снаряд с высокой температурой плавления и достаточной степенью твердости меньше тормозится. Хотя в космосе гораздо больше, чем материал снаряда, важны масса и скорость.
Едва ли не главное преимущество кинетического оружия состоит в том, что оно избавлено от «проклятия КПД». Большая часть энергии пороха передается снаряду, а меньшая – остается в виде отдачи и нагрева орудия. Так что обычная винтовка все еще эффективнее лазера. Эффективнее энергетически – да, но не лучше. Существует то, из-за чего поиски в области лучевого оружия не прекратятся: луч достигает цели практически мгновенно и движется прямолинейно. Космические объекты движутся с космическими скоростями – первая космическая составляет 8 км/с, вторая – 11 км/с, а снаряд пушки – всего около 1 км/с. К тому же снаряд подвержен гравитации (по крайней мере, недалеко от планеты), и его траекторию надо рассчитывать.
Почему же снаряд нельзя разогнать, засыпав в гильзу побольше пороха? Потому что скорость снаряда ограничена скоростью движения пороховых газов, а они имеют достаточно большую молекулярную массу. Поэтому толкать снаряд нужно ударной волной какого-либо легкого газа, например гелия. И действительно, такие заряды с гелиевым «поршнем» позволяют достичь скоростей до 5 км/с. Но лучше всего это получается у так называемых «рельсотронов», обходящихся совсем без пороха.
Что же будет, если из дула орудия со скоростью несколько километров в секунду вылетит увесистый снаряд? В космосе не на что упереть станину орудия, и, получив импульс отдачи, космический корабль, с которого был произведен выстрел, начнет вращаться – не быстро, но безостановочно, и дальнейшая стрельба будет невозможной до тех пор, пока ориентация не будет восстановлена. Значит, орудие надо разместить так, чтобы вектор силы отдачи проходил через центр масс корабля. Однако даже простой поворот орудия в нужном направлении приводит к тому, что корабль разворачивается в обратном, хотя и на меньший угол. Получается, что стрелять лучше ракетами. Боевые ракеты для космоса могут быть непохожими на те, к которым мы привыкли. В вакууме не нужна удлиненная и обтекаемая форма – двигатели, боевая часть и блоки управления могут быть скомпонованы как угодно, только от перегрева их нужно защищать каким-то корпусом, который не слетит при ускорении. Рули и хвостовое оперение – бесполезны, стабилизация и направление на цель могут производиться только специальными реактивными двигателями. Такая боевая ракета оказывается сопоставимой по сложности с искусственным спутником.
«Рельсотроны» со стволами
Известный принцип преемственности технических разработок и законы физики привели к тому, что электромагнитные пушки – «рельсотроны» достаточно сильно напоминают привычные, длинноствольные. Правда, огромные конденсаторные блоки, накапливающие необходимую для выстрела энергию, однозначно выдают такую конструкцию, как высокотехнологичное и электротехническое сооружение. В «рельсотроне» снаряд ускоряется до космических скоростей плотным облачком токопроводящей плазмы.
