lfx160219 25-10-30 16:50
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美国媒体采访了曾参与冷战末期“星球大战”计划和其后的美国天基激光(SBL)反导武器开发的光学系统工程师戈尔尼克:#每天认识一件兵器##烽火问鼎计划#

【视频2】美国总统里根于 1985 年启动了“天顶星”(Zenith Star)计划,旨在研制一种化学SBL武器样机并在轨进行演示。“天顶星”的【图6】两个主要组成部分是“大型先进反射镜项目”(LAMP) 和 Alpha 圆柱形兆瓦级激光器,【图7】虽然 “天顶星”太空飞行测试将演示天基激光导弹防御的所有综合技术要素,但系统本身尚不能有效对抗洲际弹道导弹。

戈尔尼克在TRW公司工作时参与了Alpha项目,随后又到W. J. Schafer Associates公司参与了LAMP项目

冷战后,这两者整合后变成了“Alpha-LAMP 集成”(ALI) 项目,接着又发展成一系列SBL演示项目,【图8】2000年12月,联合天基激光综合飞行实验(SBL-IFX)团队中的TRW和洛克希德·马丁公司的技术人员在测试前检查Alpha激光束投影望远镜主光学系统和次光学系统的对准情况。

1998年后他退出了该项目,随后参与詹姆斯·韦布太空望远镜项目,这项工作占据了他职业生涯接下来的二十多年,一直持续到发射前不久才退休。

戈尔尼克认为SBL武器的主要难点在于:
▶️产生足够功率且具备良好光束质量;
▶️建造足够大的光束导向系统以克服衍射并获得足够射程;
▶️精确的指向与跟踪。

很多项目或科幻小说都只关注第一点——输出功率。但仅靠原始功率没用。比如早期的【视频9】“中红外先进化学激光器”(MIRACL),功率极高、光束质量也好,但它的结构不适合与光束导向系统整合,其中一个关键挑战是封装效率 —— 每磅化学燃料能获得多少激光增益。当时的实验激光器往往是很长的线性结构不易封装。

Alpha激光器采用堆叠式圆环结构,更便于扩展。如今流行电泵浦激光,当时也有人尝试电激光,但从系统角度看,如果要在太空中发电,依靠太阳能是不现实的,必须用化学能发电机。产生所需光功率的技术当时已接近成熟。

在光学方面,LAMP计划就开始采用分段式大口径反射镜。当时人们争论“太空中能否建造8米级光学系统”,但在LAMP项目组在地面上用高功率验证了可行性,并成功集成Alpha和LAMP。

第三项重大技术挑战是指向和跟踪5000公里外的导弹。要想实现5000公里的射程完全取决于卫星星座的几何结构、所需平台的数量、重叠区域的大小以及目标数量。他认为早期在美国最高决策层中存在一个严重的误解——他们认为必须一次性购买整个系统(即实时覆盖目标区域)。但实际上,只需部署一台具备完整能力的平台,它就能在合适的时间、出现在合适的位置上发挥作用。换句话说,即使只是偶尔能够覆盖目标,也足以证明其有效性。

如果当年的美国侦察卫星是以这种思路——实时覆盖目标区域——来运作的,那美国根本不会拥有今天的全球监视能力。因为尽管科幻作品中常常描绘“可以实时监视整个地球”的系统,但现实从未如此。这并非机密,而只是简单的轨道力学所决定的事实。

戈尔尼克称大概90年代末美国已经具备部署一套激光器与光束导向系统的能力,足以向朝鲜人展示偶尔可以击落他们发射的一枚导弹。但指向和跟踪始终是个难题,因为要让光束在5000公里的距离上保持稳定,这几乎是不可能的。最经典的比喻是,这相当于从美国东海岸到西海岸的距离上瞄准一枚25美分硬币,而将(光束)抖动控制在那个范围内是非常非常困难的。

【SBL的阻碍】

戈尔尼克称SBL武器最大阻碍并非苏联人,而是来自民主党国会议员及其律师,以及1972年的《反弹道导弹条约》。他们用了两种手段来阻挠这项计划。一种是直接攻击,声称“条约不允许这样做,所以我们不必为此提供资金”。这种策略在一定程度上奏效,但随着里根宣布“星球大战”计划,这种策略就失去了作用,因为“星球大战”计划实际上强制为该项目提供了资金。

但之后情况变成了“因为做不到全部,所以干脆别开始”的循环:原本民主党提出问题只是:“能不能击落一枚导弹?”,结果慢慢变成了:“这些导弹带有多个分导式弹头,那能把所有弹头都打下来吗?”,接着又演变成:“如果有一万枚导弹同时发射,能全都拦截吗?”

项目的需求不断膨胀、变化。原本应该是一个以技术为导向的项目——目标是造出一个样机,证明能把拦截系统部署到太空,并成功击中目标。但现实却变成了一连串“架构研究”:民主党人说,“要应对这种规模的威胁,你得花比现有预算多得多的钱去买那些还没验证过的技术……既然我们永远不可能负担得起这种项目,那又何必去做验证呢?”

面对这种情况,虽然导弹防御组织坚持了下来,并且做得相当不错。但该项目的另一个大问题是,该组织试图同时做太多的事情。他们尝试了一堆技术:他们想在太空中拦截、想搞陆基拦截器、想搞陆基激光器。所有这些都是好主意,本可以有未来,但他们试图同时兼顾太多的事情,结果没有一个真正得到了它们所需的资金,直到五角大楼最终说:“好吧,我们不搞这些其他的技术玩意儿了,我们只专注于制造导弹来击落导弹。” 因此,很多技术被搁置一旁,消失在历史长河中。

【美苏激光武器差距】

针对美国和苏联在激光武器方面的差距,戈尔尼克认为某种意义上确实存在“差距”,但要区分 “激光器” 和 “武器系统”。苏联在基础激光物理方面有优秀人才,他们在燃气动力激光、计算流体力学等领域的研究有时领先、有时落后于美国。情报界认为他们拥有比美国更大的地基激光器,能反卫星。戈尔尼克的一些同事在冷战后作为美方代表访问俄罗斯,俄国人拥有一台大型陆基激光器,但其瞄准系统相对原始。戈尔尼克认为当时美国拥有的激光系统,尤其是在MIRACL和Alpha时代,在精密光学技术和制造光束定向器肯定领先于苏联。

戈尔尼克认为“激光差距”在某种意义上是真实的,因为苏联采取了不同的策略,并导致苏联比美国更早拥有潜在的反卫星系统。不过戈尔尼克认为,如果美国愿意的话,本可以在同一时间部署同样出色的反卫星武器。美苏在激光武器领域是并驾齐驱的状态,这种情况一直持续到苏联没有钱做任何事情为止,并且美国正在研发真正有效的技术。

发布于 北京