Виталий Поликарпов - Войны будущего. От ракеты «Сармат» до виртуального противостояния
В современной радиоэлектронной борьбе используются радиопоглощающие материалы и покрытия, которые позволяют добиться значительного снижения радиолокационной заметности объекта. Немалый вклад в радиолокационную заметность объектов разведки вносят их антенные системы. «Так, самолет в зависимости от типа и назначения может нести на своем борту до 100 и более антенн бортового радиоэлектронного комплекса. В состав комплекса входят радиолокационный прицел, радиолокатор бокового обзора, автономные средства радионавигации (радиовысотомеры, радиовертикант, доплеровский измеритель скорости и угла сноса, средства ближней, дальней и спутниковой радионавигации), системы передачи информации и связи, радиолокационный визир, средства радио– и радиотехнической разведки, активные средства радиопротиводействия. На борту ракет могут работать системы радиоуправления и радиосистемы автономной радионавигации, радиовзрыватели, радиотелемерические системы. В еще большей степени радиоэлектронными средствами насыщены морские корабли, а также наземные мобильные и стационарные объекты радиолокационной разведки. Все эти средства и системы используют как передающие, так и приемные антенны»[135]. Необходимо иметь в виду то существенное обстоятельство, что антенны увеличивают радиолокационную заметность объектов различного рода.
Свой вклад в разработку снижения радиолокационной заметности антенн внесли и ученые Инженерно-Технологической академии Южного федерального университета (в прошлом Таганрогского государственного радиотехнического университета) А.О. Касьянов и В.А. Обуховец. Они предложили собственные разработки интеллектуальных покрытий и, рассмотрели варианты построения антенной, сенсорной и «фотониковой» подсистем, а также подсистем обеспечения электромагнитной совместимости и управления рассеянием интеллектуального покрытия; они также показали, что создание микроволновых компонентов интеллектуальных покрытий является одной из наиболее актуальных проблем их разработки[136]. Еще 1986 году в американском журнале «Air Force» была опубликована концепция «Forecast II», которая вводит такое понятие, как интеллектуальная обшивка («smart skins») современного летательного аппарата (ЛА). Сама концепция интеллектуальной обшивки подразумевает интеграцию авионики в структуру ЛА с целью уменьшения его веса, объема и аэродинамического сопротивления. Эта обшивка содержит антенную подсистему, состоящую из многофункциональных микроволновых антенн, выполненных по технологии производства интегральных схем, сенсорную подсистему мониторинга состояния ЛА, подсистему передачи и обработки данных, подсистему термоуправления конформно-интегрированной электроникой и, наконец, подсистемы управляемого рассеяния и обеспечения электромагнитной совместимости. В рамках программы разработки интеллектуальных обшивок ЛА решаются три основные задачи: разработка конформно-интегрированных микроволновых антенных решеток, разработка датчиков для структурного мониторинга полета ЛА и обеспечение оперативного обмена данными между всеми подсистемами интеллектуальной обшивки. Эти задачи решаются следующим образом в опоре на результаты зарубежных и отечественных исследований в области радиоэлектроники.
В решении этих задач особое место принадлежит отражательным антенным решеткам (ОАР), которые по сравнению с другими типами антенных устройств обладают рядом замечательных свойств. Имея практически все возможности, которые свойственны антенным решеткам проходного типа, ОАР отличаются большей простотой и пониженной стоимостью. Область возможного применения ОАР чрезвычайно широка: связь, радиолокация, телеметрия, системы опознавания, экологический мониторинг и т. п. Однако в последние годы наметила большой интерес разработчиков к совершенно новому направлению, способному объединять и даже интегрировать перечисленные выше варианты применений ОАР. Речь идет о так называемых интеллектуальных покрытиях («умных обшивках» «smart skins», «intellectual covers», «smart materials», «smart structures»). Подобные покрытия призваны интегрировать функции многих устройств и решать целый ряд задач, в числе которых создание гибких перестраиваемых систем, формирование направленного излучения; систем чувствительных сенсоров различных частотных диапазонов, обработки информации, принятой сенсорами, управление полями рассеяния несущего объекта, создание адаптивных антенных систем и радиолокационных покрытий и т. п. Разработкой интеллектуальных покрытий занялись ведущие компании в нескольких странах мира. Так, в США проблема реализации интеллектуальных покрытий признака приоритетной задачей. По мнению зарубежных специалистов, успешное ее решение позволит в XXI веке обеспечить военное превосходство в мире.
В этом плане заслуживает внимание совместное использование интеллектуальных покрытий, активных шумовых помех и технологий типа «Стелс» (Stealth). В настоящее время особого внимания заслуживают так называемые Stealth-технологии, которые широко используются в военном деле для создания малозаметных объектов (самолетов, кораблей, наземной техники и пр.) в радиолокационном, инфракрасном и лазерном диапазонах. «В результате экономических достижений в ряде стран уже идет очередная военно-технологическая революция, позволяющая формировать новую материально-техническую базу ведения войн в XXI веке, основу которой составляют высокие наукоемкие технологии и информационные системы. При этом важнейшую роль играют микроэлектроника, оптоэлектроника, сенсорная техника, а также новые технологии производства и применения современных материалов, в том числе магнитных наноструктур и различных типов многофункциональных маскирующих покрытий для уменьшения заметности и, соответственно, поражаемости военной техники и объектов экономического и политического управления, зданий, заводов, сооружений, то есть для решения задач технологии Stealth»[137]. Значимость технологии Stealth состоит в том, что она используется в войнах шестого поколения – бесконтактных войнах, для которых характерно массированное применение высокоточного оружия. По своей эффективности высокоточное оружие сейчас примерно равно тактическому ядерному оружию, оно рассчитано, прежде всего, на поражение экономического и промышленного потенциала противника.
Технология Stealth необходима для защиты от обнаружения радиолокационными, оптическими и другими системами объектов является приоритетной национальной программой Америки, в развитии которой решающую роль играет нанотехнология. Перспективное применение нанотехнологии в создании покрытий для технологии Стелс заключается в том, чтобы сделать объекты как можно более незаметными. Именно наноматериалы в виде наносфер могут быть использованы в так называемых плазмонных устройствах, выступающих в качестве плаща-невидимки[138]. Такого рода устройства, которые могли бы действовать, подобно настоящему плащу-невидимки, должны скрывать любой объект и охватывать все частоты видимого света. Понятно, что создать такое устройство весьма сложно, однако многие физики считают, что это вполне возможно. «В 2006 г. Джон Пендри из Лондонского имперского колледжа показал, что теоретически оболочка из метаматериала могла бы изменить пути проходящих через нее электромагнитных волн, отклоняя их от находящейся внутри нее сферической области»[139]. В принципе создать настоящий плащ-невидимку вроде бы невозможно, тем не менее, широкий спектр возможностей использования нанотехнологии для создания технологии Stealth привлекает исследователей.
Необходимо иметь в виду то существенное обстоятельство, согласно которому новейшие нанотехнологии могут представлять угрозы для безопасности социума и человека, о чем предупреждает Центр Надежных Технологий (Centre for Responsible Nanotechnology, CRN). Понятно, что с внедрением нанотехнологий угрозы терроризма и криминала возрастают многократно, поэтому значительное место в материалах Центра уделяется опасностям, связанным с гонкой вооружений и террористическими угрозами. Ссылаясь на Д. Джеремиа, в свое время вице-председателя комитета начальников объединенных штабов США, эксперты Центра предупреждают, что «нанотехнологическое оружие способно радикально изменить баланс сил, в большей степени, чем даже ядерное оружие»[140]. Действительно, аэрокосмическая техника будет изготовляться без применения металла и не сможет обнаруживаться радарами. Встроенные молекулярные компьютеры смогут активировать на расстоянии любой вид оружия. Компактные источники энергии улучшат возможности боевых роботов, способных находить незащищенных людей и впрыскивать им яды. Вместе с молекулярным производством появляется возможность создания устрашающе эффективного оружия, например, устройств размером с мельчайшее насекомое (около 200 микрон), способных находить незащищенных людей и впрыскивать им яды. Летальная доза токсина ботулизма составляет 100 нанограммов и занимает около 1/100 объема всего устройства. 50 млрд. несущих токсин экземпляров оружия – количество, достаточное чтобы убить каждого человека на Земле. Оно может быть упаковано в одном кейсе[141]. Государственные расходы США на цели применения нанотехнологий для национальной обороны превышают ассигнования на фундаментальные исследования по нанотехнологии. В 2002 г. на базе Массачусетского Технологического Института (MIT) был создан так называемый институт солдатских нанотехнологий (Institute for Soldier Nanotechnologies). Для работы в этом институте привлечены 150 профессоров и сотрудников MIT, а также исследователи из лабораторий Du Pont, Dow Corning, Carbon Nanotechnologies и др. Главные задачи ISN – это создание систем Future Force Warrior System (к 2010 г.) и Vision 2020 Warrior System (к 2020 г.), превращающих солдата в облегченную, передвижную, полностью защищенную, роботизированную стреляющую платформу[142]. В общем, в США в качестве основных направлений применения нанотехнологий в военных целях намечены следующие[143]:
