Страница 3 из 17
Планета же наша, как известно, круглая, а потому даже боевые головки МБР, летящие на большой высоте, выходят из-за горизонта, когда до цели им остается лететь не более 5000 км — то есть минут 15–20. И за это короткое время нужно успеть понять, что именно летит, и постараться сбить как можно больше боеголовок противника.
Вот тогда и было принято решение о создании сети загоризонтных радаров дальнего действия. Об этих секретных системах долгое время писать было нельзя, но со временем информация стала доступна.
Чтобы заглянуть за горизонт, ученые и конструкторы воспользовались природным зеркалом — ионосферой. Оно расположено на высоте около 100 км и обладает способностью отражать радиоволны на частотах от 5 до 28 МГц. В этом диапазоне и работают загоризонтные радары.
При этом, как известно, схема работы локатора такова. Он посылает в пространство направленный радиолуч. Часть излучения отражается ионосферой и попадает на цель. Отразившись от нее, радиоволна возвращается назад и улавливается приемной антенной. Очевидно, что лишь очень-очень небольшая часть посланного импульса, пройдя 5000 км, отразившись от полуметрового объекта сложной формы и пройдя еще 5000 км в обратном направлении, попадет на приемную антенну. Значит, передатчик должен быть мощным, а приемник — очень чувствительным. Но как этого добиться? Только ростом размеров антенн!
Хорошо, а отслеживать цели как? Поворачивая антенну? Вариант, подходящий для радиотелескопов и дальней космической связи, в боевых системах неприменим: 65-метровую поворачивающуюся «тарелку», подобную той, что используется для космической связи в районе подмосковных Медвежьих Озер, или 75-метровую в Евпатории вывести из строя проще простого! Кроме того, места для радиотелескопов и радаров ПРО выбираются по совершенно разным критериям. Например, если в первом случае можно поискать, где ветра послабее и снега поменьше, то во втором на выбор влияет уже в первую очередь военная необходимость…
В итоге радиоконструкторам удалось создать неподвижные антенны, луч которых все же позволяет отслеживать быстролетящие объекты. Это ФАР — фазированные антенные решетки. Они состоят из большого количества ненаправленных передающих (или приемных) антенн, сигнал на которые подается (или с них снимается) в определенной временной последовательности. В результате суммарный волновой фронт может быть мгновенно развернут относительно плоскости антенной решетки.
При достаточно большом количестве единичных элементов ФАР способна отслеживать множество объектов, идущих с различными скоростями в разных местах поля обзора, различать отдельные цели в плотной группе… Достоинства ФАР так велики, что практически все современные радиолокационные станции — стационарные и подвижные, корабельные и самолетные — используют именно такие антенны.
Однако есть у антенных решеток и недостатки. Главный «минус» ФАР — малый коэффициент усиления, поскольку излучение от ячеек решетки идет во все стороны, а не концентрируется в нужной. В результате для той же дальности приходится увеличивать мощность передачи и чувствительность приема. Поэтому нынешние противоракетные локаторы, повторим, чудовищно мощны и огромны.
Тем не менее, сегодня на вооружении Войск ракетно-космической обороны Российской Федерации стоят несколько типов РЛС, способных обнаруживать и отслеживать баллистические ракеты противника, наводить на них наши противоракеты. Кроме того, их можно использовать (и используют) для слежения за космическими объектами.
У Мурманска, Мукачева, Севастополя, Иркутска и на противоракетном полигоне у озера Балхаш долгое время работают наиболее старые станции «Днепр». Дополнить или заменить их должны новые «Дарьял-УМ».
Недавно на самом важном — северном направлении, в Печоре, построена первая станция типа «Дарьял». Вторая такая же (в Габале) прикрыла южное направление.
Совсем недавно появились первые сообщения и о новой радиолокационной станции системы предупреждения о ракетном нападении «Воронеж-М», строительство которой в 2006 году было закончено в Ленинградской области, в районе поселка Лехтуси.
Антенна РЛС «Воронеж» в Лехтуси имеет размеры с многоэтажный дом.
Эта РЛС уникальна уж тем, что на ее создание затрачено всего лишь два года, в то время как РЛС прошлого поколения строились от 5 до 9 лет. Такое стало возможным благодаря новой технологии конструирования и сооружения подобных станций, пояснил главный конструктор «Воронежа» Валерий Карасев из Радиотехнического института имени академика А.Л. Минца.
«Современная аппаратура настолько компактна, что ее легко можно разместить в небольших быстровозводимых модулях или контейнерах, — рассказал Валерий Иванович. — Таким образом «Воронеж-М» представляет собой антенну и несколько контейнеров с электронным оборудованием, которые собираются на предприятии и уже в готовом виде доставляются для монтажа на стройплощадку».
Схема действия загоризонтной РЛС.
Эта особенность радиолокационных систем нового поколения дает возможность не только значительно сократить расходы на их создание, но и более чем на 40 % снизить затраты на содержание.
Немаловажен и тот факт, что обработка полученных сигналов на станции производится в цифровом виде. Аппаратура не только миниатюрная, так она еще и более точная, нежели использовавшаяся ранее аналоговая. Но своим техническим характеристикам «Воронеж» превосходит станции «Днепр» и «Дарьял», которые были созданы в советское время, и способна контролировать территорию от Шпицбергена на севере до Марокко на юге. Причем она видит не только ракеты, но и самолеты или вертолеты.
Обслуживают станцию всего 15 человек, в то время как для «Дарьяла» требовалось 2000 сотрудников. Кроме того, «Воронеж» потребляет гораздо меньше энергии — 0,7 мегаватт («Дарьял» — 50 мегаватт).
В. ЧЕТВЕРГОВ
ВЕСТИ ИЗ ЛАБОРАТОРИЙ
Графеновый прорыв
Исследователи шутят, что каждое научное открытие проходит через три стадии. Сначала в него никто не верит. Потом начинают подозревать, что «в этом что-то есть». И наконец, о нем говорят: «Да кто же этого не знает?!»
Создатели тончайшего в мире материала — графена — Андре Гейм и Константин Новоселов находятся как раз на втором этапе. Поначалу им никто не верил, а недавно они стали лауреатами премии Европейского физического общества. Впереди — широкое внедрение сделанного ими открытия.
Весьма престижная в мире физиков награда досталась нашему соотечественнику, работающему сейчас в Университете Манчестера (University of Manchester) в Великобритании, и его нидерландскому коллеге за «открытие и выделение свободного одноатомного слоя углерода и объяснение его выдающихся электронных свойств».
Такова формулировка жюри отделения физики конденсированных сред Европейского физического общества (European Physical Society).
Ну а чтобы стало понятно, что к чему — несколько слов пояснения. Как известно, углерод встречается в природе в различных формах — графит, уголь, алмаз. Недавно к ним добавились еще карбин, фуллерены и нанотрубки.
Про графит, уголь и алмаз написано во всех школьных учебниках. Поэтому здесь скажем подробнее о новых формах.
Карбин — это линейный полимер углерода, молекулы которого представляют собой длинные тонкие цепочки из углеродных атомов. Фуллерены — это полые молекулы, по форме представляющие собой полые шары или, точнее, многогранники, состоящие из большого количества — до 560 атомов углерода. А нанотрубки — это и в самом деле трубчатые структуры из тех же атомов углерода. Диаметром они бывают от одного до нескольких десятков нанометров, а длина этих молекул достигает нескольких микрон.