Этот искусственный пучок света проник практически во все области деятельности человека — от коррекции зрения до управления космическими полётами, — и если вдруг изъять его, мир перестанет быть таким привычным и комфортным.
Лазеры долго были чисто научной фантастикой, изобретённой писателями, в числе которых — Алексей Толстой. В 1925 году он печатает первые главы романа «Гиперболоид инженера Гарина», в котором выдвигает техническую идею собирания тепловой энергии в луч, способный жечь, резать, нести громадную энергию на далёкое расстояние.
Но можно ли реально создать такой мощный источник света, поместив его в фокус параболического зеркала?
Ведь даже Солнце не может создать луч, сравнимый по интенсивности с лучом «гиперболоида».
Реальное воплощение фантастических предположений произошло в 1952 году, когда советские академики Николай Басов и Александр Прохоров представили оптический квантовый генератор, послуживший основой для создания лазера. И это — самое настоящее чудо нашей науки.
Параллельно работы над созданием подобного прибора велись и в Колумбийском университете США под руководством Чарлза Таунса.
Он создал и показал, как работает такой прибор, в 1954 году. Спустя десятилетие, в 1964 году, американский учёный и советские академики за эти достижения были удостоены Нобелевской премии по физике.
Никто из них тогда даже не предполагал такое обилие применений оптических квантовых генераторов, какое наблюдается ныне.
И хирург, и спасатель
Одними из первых волшебную силу света, сконцентрированного в узкие направленные пучки, оценили советские медики. Уже в 1960-х начались исследования по использованию в лечении больных лазером, который в нашей стране долго именовали «оптическим квантовым генератором».
Разработчиком первых отечественных медицинских аппаратов было НПП «Исток», расположенное в подмосковном Фрязино.
В 1965 году по инициативе директора НИИ «Полюс» Митрофана Стельмаха создан первый отечественный «лазерный скальпель». Профессора Стельмаха и коллектив НИИ поддержал академик Александр Вишневский. Его Инсти тут хирургии стал экспериментальной и клинической базой для работы учёных «Полюса».
Исследования показали целесообразность применения лазера в лечебных целях, и в 1972 году было получено разрешение Минздрава СССР «на применение излучения гелий-неонового лазера малой мощности в терапии». Так в нашей стране начиналась лазерная медицина. Наиболее успешно новую технику начали применять в офтальмологии.
Иногда лазер выручал и других специалистов. Например, при масштабных ЧП. Пожар на скважине №321 уникального по многим параметрам Карачаганакского нефтегазового месторождения, что на западе Казахстана, вспыхнул 21 июня 1991 года.
Языки пламени достигали 300 метров и были видны за десятки километров. По воспоминаниям очевидцев катастрофы, это было страшное зрелище, На помощь казахским спасателям поспешили коллеги из Тюменской, Куйбышевской, Оренбургской областей. Это было ЧП всесоюзного масштаба.
Укротить столбы пламени мешали искорёженные металлические конструкции буровой установки весом сотни тонн. Их нужно было срезать, лишь тогда появлялась возможность дойти до скважины. Но при запредельной температуре что-то сделать было невозможно.
Сначала в борьбу с огненной стихией вступил специальный японский трактор, который должен был как можно ближе подступиться к горящей скважине и свалить вышку. Трактор внутри пламени выдерживал минут 15-20, затем начинал раскаляться, плавиться и гореть, поэтому отходил назад. Потом его ещё часа полтора охлаждали, заливая водой.
Не помогло использование танка — боевая машина попыталась с близкого расстояния расстрелять из орудия массивные металлические опоры, но результат никого не устроил.
И тогда на ликвидацию пожара, который к тому времени бушевал уже три месяца, на борту транспортного Ил-76 прибыл мобильный лазерный комплекс мощностью 20 кВт.
Ему потребовалось всего 30 часов для того, чтобы с расстояния 50 метров мощным лучом срезать все намеченные конструкции и порезать их на мелкие блоки, которые можно было растаскивать специальной техникой. Это дало спасателям возможность быстро завершить работы по ликвидации аварии — скважина была заглушена.
Космические лазеры СССР
Военные довольно быстро заинтересовались возможностями мощных лучей. Видимо, не давали покоя лавры Архимеда, который, защищая родные Сиракузы от римлян, сжёг флот врага, направив солнечный луч, сфокусированный в вогнутом зеркале, на паруса кораблей врага.
В нашей стране первые эксперименты по созданию боевых лазеров были предприняты в конце 1960-х. Их разработку подстегнул Карибский кризис 1962 года, когда мир стоял на грани ядерной войны. Группа именитых советских учёных, в том числе Николай Басов, Евгений Царевский, Юлий Харитон, направила предложение в ЦК КПСС о необходимости разработок боевых лазеров для про страны.
В письме подчёркивалось, что они являются наиболее эффективным и относительно недорогим способом борьбы с летящими целями противника от самолётов до баллистических ракет.
Предложение учёных получило положительную резолюцию, вслед за которой в 1966 году появилось соответствующее постановление правительства СССР, и вскоре развернулись широкомасштабные работы по разработке и испытанию лазерного оружия высокой мощности, как средства непосредственного поражения целей в интересах стратегической противокосмической и противоракетной обороны. Для этого было необходимо создание высокоэнергетического лазера, способного «прожечь» оболочку самолёта (или ракеты), для чего требовался исключительно мощный источник лазерной накачки и сверхэффективная система мгновенного охлаждения. Впрочем, от системы охлаждения можно было совсем отказаться, сделав лазер одноразовым. В этом случае для мгновенной накачки лазера можно было использовать взрыв (в теории даже атомный). Естественно, лазер при этом мгновенно уничтожался, но перед этим успевал передать часть энергии взрыва в виде луча.
Поскольку американцы объявили о создании боевых космических лазеров, то и СССР решил раскошелиться на лазеры. В этих работах на первый план вышел ОКБ «Вымпел», а именно отдел №56 этого бюро, где работали над боевыми лазерами. «Вскоре этот отдел №56 ОКБ «Вымпел» преобразовали в специальное конструкторское бюро (СКБ), начальником которого был назначен Олег Ушаков. Стремясь «усилить» своё СКБ, Олег постарался заполучить в него родственников высокопоставленных чиновников, среди которых первое место занял Николай Устинов, сын Дмитрия Устинова, в то время начальника оборонного отдела ЦК КПСС», — вспоминал один из работников этого ОКБ.
Наивные технари хорошо знали физику и математику, а вот человеческую природу знали плохо. Надежды Ушакова на «родственников», как на своих помощников, естественно, не оправдались: из родственников очень скоро получились начальники. Ушаков провёл огромную работу, чтобы его СКБ выделилось из ОКБ «Вымпел» в отдельное предприятие. И действительно, было создано ЦКБ «Луч», впоследствии переименованное в НПО «Астрофизика». Но научным руководителем нового предприятия стал не Ушаков (как все ожидали), а сын начальника оборонного отдела ЦК, а директорское кресло занял некий Птицын, свояк министра обороны Гречко. Ушакова, чтобы он не мешал родственникам высокопоставленных военных, вообще не взяли в новое предприятие, и он остался служить в ОКБ «Вымпел». Естественно, между родственниками высоких начальников началась борьба за власть, которая шла с переменным успехом. Но вскоре умер Гречко, и министром обороны стал Дмитрий Устинов. Поэтому свояк Гречко сразу же исчез, а Николай Устинов стал единовластным руководителем предприятия.
Ради справедливости надо сказать, что задачи на тот момент перед СКБ ставились вполне реалистические — создание лазеров, которые можно использовать для определения воздушных целей. Использовать лазер предполагалось в комбинации с радиолокатором.
Первой была реализована программа «Терра». Испытания комплекса, получившего обозначение 5Н76. проходили на полигоне Сары-Шаган в Казахстане, где практически круглый год было ясное небо — идеальные условия для испытаний боевого лазера. Кроме собственно лазерного оружия, на установке «Терра» учёные занимались исследованиями, лазерным целеуказанием и локацией. Работы вели научно-производственные центры страны «Вымпел» и «Луч», и уже в 1970-х в СССР появился лазерный комплекс.
Поскольку создание многоразового боевого лазера было явно невозможно, то основные сооружения выполнялись из монолитного железобетона и особо прочных конструкций, чтобы выдерживать воздействие ударной волны и осколков, возникающих при одновременном срабатывании многих одноразовых лазеров (которые взрывались при выстреле). В таких условиях здание системы наведения строилось на расстоянии километра от площадки лазеров, чтобы ударная волна достигала его только после того, как лазерный луч уйдёт к цели, а данные системы наведения предполагалось передавать по подземному каналу, соединявшему здания.
В итоге учёным удалось провести успешные испытания взрывных лазеров с энергией до 1 мДж., после чего началось конструирование серийных «изделий» типа ФО-21, ФО-32 (ЦКБ «Луч») и Ф-1200 (ВНИИЭФ). При этом был проигнорирован один важный момент — хотя лазеры работали, но работали плохо и неэффективно, их характеристики далеко уступали обычным зенитным системам, и выбрасывать деньги на такой проект было неразумно. Но атмосфера милитаристской паранойи позволяла не обращать внимания на такие мелочи. Бесплодная программа лазерных войн развивалась, пожирая бюджетные деньги.
Любопытно, что сведения об этих испытаниях весьма помогли американским «ястребам» осваивать американский бюджет. «В Советском Союзе недавно был испытан усовершенствованный йодный лазер, с помощью которого сбита баллистическая ракета, что продемонстрировало использование лазера в качестве стратегического оружия. Разведывательные источники США сообщают, что вблизи советских испытательных площадок разбросаны сбитые головные части, свидетельствующие о том, что русские успешно поражают баллистические ракеты-мишени» — запугивали американские «аналитики» своё руководство. На деле «успешные русские» всё более и более убеждались, что надёжное лазерное оружие для поражения головных частей ракет создать не получится. В конечном итоге здравый смысл возобладал — программа «Терра-3» (по созданию боевого лазера, сбивающего вражеские ракеты) была официально закрыта.
Насколько далеко продвинулись в разработке нового оружия советские учёные, демонстрирует один интересный факт. Министр обороны СССР, маршал Советского Союза Дмитрий Устинов предложил коллективу «Терра» провести небольшое лазерное воздействие на космический объект. И такой объект был выбран.
10 октября 1984 года над озером Балхаш, что неподалёку от полигона Сары-Шаган, совершал свой шестой полёт американский космический челнок «Челленджер» — тот самый, что взорвался через короткое время после старта 28 января 1986 года. Высота орбиты корабля составляла 365 км, наклонная дальность обнаружения и сопровождения — 400-800 км.
Лазер в режиме обнаружения с минимальной мощностью излучения всего лишь «подсветил» «Челленджер». От «подсветки» на шаттле внезапно отключилась связь, возникли сбои в работе аппаратуры и астронавты почувствовали недомогание. Когда американцы стали разбираться, что же произошло, то пришли к выводу, что экипаж подвёргся какому-то искусственному воздействию.
Советскому Союзу был заявлен официальный протест. В дальнейшем лазерная установка и радиотехнические комплексы, имеющие высокий энергетический потенциал, для сопровождения шаттлов не применялись. Впрочем, целей для «Терры» в космосе было предостаточно — для испытаний вполне подходили искусственные спутники с истекающим сроком действия на орбите.
Лазерный инцидент с «Челленджером» до сих пор официально не подтверждён и даже рассматривается некоторыми экспертами в качестве американской дезинформации. Важно другое. В это время в США развернули и сопроводили огромной идеологической накачкой проект «Стратегической оборонной инициативы» (SDI/СОИ), называемый в СМИ «программой «Звёздных войн» в честь знаменитой кинотрилогии. Президент США Рейган и его администрация не жалели сил, раскручивая их маховик.
Естественно, всё это было полной чушью — никто «Челленджер» сбивать не собирался, да и чисто технически это было абсолютно невозможно. Однако фантастическая версия про советскую лазерную атаку активно муссировалась (с тем, чтобы избиратель поменьше спрашивал — куда идут налоги).
Тема СОИ и гарантированной победы США над СССР ударом из космоса были наполнены кино, телевидение и даже компьютерные игры. И в самый разгар агитационной кампании русские ослепляют «Челленджер» лазерной подсветкой с земли. Вместо тысячи слов. Удар получился сокрушительным — в эффективности «Звёздных войн» разочаровались не только специалисты, но и обыватели. Угар СОИ постепенно начал спадать и вскоре сошёл на нет.
Но в июле 1989 года, когда наступил период политической «разрядки», на полигоне Сары-Шаган с личного разрешения советского лидера Михаила Сергеевича Горбачёва побывала большая группа американских политиков, специалистов и журналистов, которым показали руины комплекса «Терра-3». Корреспондент газеты The New York Times с изумлением писал по результатам поездки: «В этом невзрачном комплексе размещается центр лазерных исследований, который когда-то был объявлен Министерством обороны США грозным ядром советской программы противоракетной обороны в духе «звёздных войн»… начиная с электроцепей в подвале и заканчивая транзисторными компьютерами 20-летней давности… комплекс представляет собой не столько угрозу, сколько памятник… Кажется невероятным, что специалисты по СОИ из Пентагона, вероятно, получили дополнительные 10 миллиардов долларов из-за этого места». В итоге фантастические программы создания боевых мегалазеров, сбивающих баллистические межконтинентальные ракеты, остались в прошлом.
Впрочем, боевые лазеры со временем действительно появились — но работающие на совсем других принципах и уничтожающие совсем иные цели (мелкие дроны, ракеты ближнего действия и т.п.). Но это уже совсем иная история.
С развалом Советского Союза большинство лазерных программ было закрыто по банальной причине: на них не было денег.
Ослепляющие танки
И всё же исследования в этой области не прошли даром, и в начале 1980-х на вооружение Советской Армии начала поступать лазерная техника. Она оказалась относительно «мирной», то есть не жгла противника смертоносными лучами (их мощности все ещё не хватало), а служила для его ослепления. Задачей лазерного танка было обнаружить цель, оснащённую оптико-электронными приборами, и ударить по ней мощной лазерной вспышкой. Как правило, такая атака полностью выводила из строя системы наведения вражеской техники, делая её небоеспособной, и ослепляла наводчика, повреждая ему сетчатку глаза.
Первым занял место в армейском строю самоходный лазерный комплекс «Стилет», это случилось в 1982 году. Разработкой комплекса занималось НПО «Астрофизика». Спустя год к «Стилету» присоединился более совершенный «Сангвин», способный уже поражать не только наземные, но и воздушные цели. А в 1992 году был создан СЛК «Сжатие» — танк, оснащённый многоканальным лазером. Но танк в войска так и не попал — также помешал развал Советского Союза. Всего было выпущено несколько моделей «Сжатия», но судьба большинства из них неизвестна. Например, один экземпляр в прошлом году неожиданно обнаружился в экспозиции Военно-технического музея подмосковного села Ивановское.
Лазерный самолёт Ил-76
В середине 1970-х годов Таганрогский машиностроительный завод получил секретное распоряжение: создать специальный авиационный комплекс, предназначенный для решения военно-технических, задач по обеспечению обороноспособности страны. И уже в августе 1981 года над советскими просторами воспарил первый лазерный самолёт — А-60. Сделали его на базе Ил-76, внеся серьёзные изменения в конструкцию: в носовой части самолёта был установлен специальный обтекатель с системой лазерного наведения, под ним, по бокам фюзеляжа, расположились турбогенераторы, а вверху корпуса раскрывались створки, из которых выдвигалась лазерная пушка. Официально этот комплекс предназначался для того, чтобы исследовать распространение лазерных лучей в верхних слоях атмосферы. Но по некоторым данным, на счету А-60 было множество сбитых лазером воздушных целей. Впрочем, это и не удивляет. Буквально в прошлом году США объявили о том, что им удалось сбить баллистическую ракету при помощи установленного на самолёте боевого лазера. Так что, возможно, СССР опередил в этом Америку на несколько десятков лет.
И всё же уничтожение летающих мишеней было, не главной задачей А-60. На самом деле испытания размещённого на его борту лазерного аппарата проводились для ещё более грандиозной цели. Речь шла об отправке лазера в космос.
Система лазерного поражения спутников Скиф
23 марта 1983 года президент США Рональд Рейган объявил о начале программы «Стратегическая оборонная инициатива» (СОИ), которую СМИ тут же обозвали программой «Звёздные войны» (по аналогии с известным фантастическим фильмом). Американцы планировали выводить на орбиту спутники, которые из космоса смогут поражать как летящие ракеты, так и наземные и водные объекты. Но за два года до этого советское руководство уже запустило проект, который, по сути, являлся «анти-СОИ» — в рамках проекта предполагалось создание лазерных спутников, способных прямо на орбите уничтожать американские космические объекты, а впоследствии — и наземные. Для этих целей была сконструирована космическая станция «Скиф». Именно для неё тестировал лазерную установку самолёт А-60.
Насчёт космических лазеров у советского руководства были грандиозные планы. В то время как первый лазерный спутник только готовился к старту, учёные разрабатывали все новые и новые его модификации. Вслед за «Скифом» СССР намеревался запустить «Скиф-Стилет», созданный на основе земного «Стилета» — того самого «ослепляющего» танка, о котором говорилось выше. Именно он и стал бы грозой американских спутников, ведь вывод из строя оптической электроники для последних равносилен гибели. Разрабатывалась также серия более тяжёлых лазеров, способных уничтожать наземные и космические объекты.
И вот подошла пора отправиться в космос первому «Скифу». Было решено не сразу выводить на орбиту действующую космическую станцию, а для начала запустить её макет — не оснащённый лазером «Скиф-ДМ». Старт состоялся в мае 1987 года, но закончился неудачей. Второго же шанса боевым спутникам уже не дали — мирные инициативы советского правительства в отношениях с США поставили крест на дальнейшем развитии этого проекта. Так что «Скифы», «Терра» и «Омега» остались лишь памятниками истории периода холодной войны, как и другое космическое оружие — разработанный для вооружения космонавтов лазерный пистолет, который сейчас можно увидеть в экспозиции Музея истории военной академии РВСН (Ракетных войск стратегического назначения).
Любопытный факт
За исследования в области применения лазера Нобелевская премия присуждалась ещё дважды. В частности, в 2000 году — российскому физику Жоресу Алферову и американцам Герберту Крёмеру и Джеку Килби за полупроводниковые лазерные структуры. В 2018 году высшую научную награду за лазерные исследования и технологические разработки получили учёные из США, Франции и Канады.
Любопытный факт
Название «лазер» придумали американцы. Эта аббревиатура в переводе означает «усиление света в результате вынужденного излучения».
Источник: издание Неизвестный СССР №8, август 2023 года
Рубрика: Сделано в СССР
Автор: Владимир Гондусов