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据报道,俄罗斯正在建造卫星致盲激光器。一位专家解释了这项技术
2022年08月01日    阅读量:206     新闻来源:中国机器人网 vrovro.com    |  投稿

据《太空评论》最近的一份报告称,俄罗斯正在建造一个新的地基激光设施,用于干扰在高空轨道运行的卫星。其基本思想是用激光照射其他国家间谍卫星的光学传感器,使其眩目。激光技术已经发展到这种类型的反卫星防御是可行的,尽管只有有限的证据表明任何国家成功测试了这种激光中国机器人网vrovro.com。如果俄罗斯政府能够制造激光,它将能够屏蔽该国大部分地区,使其不被配备光学传感器的卫星所看到。这项技术还为激光武器的更为不祥的可能性奠定了基础,这种武器可以使卫星永久失效。


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激光的工作原理

激光是一种产生定向能窄光束的装置。第一台激光器是1960年开发的,从那时起,已经有几种类型的激光器使用不同的物理机制来产生光子或光粒子。气体激光器向二氧化碳等特定分子泵送大量能量。化学激光器由释放能量的特定化学反应提供动力。固态激光器使用定制的晶体材料将电能转换为光子。在所有激光器中,光子随后通过一种称为增益介质的特殊材料进行放大,然后通过光束引导器聚焦成相干光束。


激光效应

根据光子强度和波长,激光形成的定向能量束可以在其目标上产生一系列效应。例如,如果光子位于光谱的可见部分,则激光可以向其目标发射光。对于足够高的高能光子流,激光可以加热、蒸发、熔化甚至燃烧其目标材料。产生这些效果的能力取决于激光的功率水平、激光与其目标之间的距离以及将光束聚焦在目标上的能力。


激光应用

激光产生的各种效应在日常生活中得到广泛应用,包括激光指针、打印机、DVD播放器、视网膜和其他医疗手术程序,以及激光焊接和切割等工业制造过程。研究人员正在开发激光作为无线电波技术的替代品,以增强航天器与地面之间的通信。激光在军事行动中也有广泛的应用。其中最著名的是机载激光器(ABL),美国军方打算用它击落弹道导弹。ABL涉及安装在波音747上的一个非常大的高功率激光器。该项目最终因其化学激光器的热管理和维护相关的挑战而注定失败。更成功的军事应用是大型飞机红外对抗系统(LAIRCM),该系统用于保护飞机免受热寻的防空导弹的攻击。当导弹接近飞机时,LAIRCM将固态激光器发出的光照射到导弹传感器中,导致武器眩目并失去对目标的跟踪。固态激光器不断发展的性能导致了新的军事应用的激增。美国军方正在陆军卡车和海军舰船上安装激光,以防御小型目标,如无人机、迫击炮弹和其他威胁。空军正在研究在飞机上使用激光进行防御和进攻。


俄罗斯激光器

著名的俄罗斯新激光设施称为Kalina。其目的是使正在收集头顶情报的卫星光学传感器眩目,从而暂时失明。与美国LAIRCM一样,眩目涉及用足够的光使传感器饱和,以阻止其工作。实现这一目标需要准确地将足够的光传输到卫星传感器中。鉴于涉及的距离非常远,而且激光束必须首先穿过地球大气层,这并非易事。


长距离精确地将激光指向太空并不是什么新鲜事。例如,1971年,美国宇航局的阿波罗15号任务在月球上放置了米大小的反射器,这些反射器被地球上的激光瞄准,以提供定位信息。远距离传输足够的光子取决于激光功率水平及其光学系统。据报道,Kalina在红外中以脉冲模式工作,每平方厘米产生约1000焦耳。相比之下,用于视网膜手术的脉冲激光的功率只有10000分之一左右。Kalina在卫星轨道上方的远距离传输其产生的大部分光子。之所以能够做到这一点,是因为激光形成高度准直的光束,这意味着光子平行传播,因此光束不会扩散。Kalina使用直径几米的望远镜聚焦光束。


使用光学传感器的间谍卫星往往在几百公里的低地球轨道上运行。这些卫星通常需要几分钟才能通过地球表面的任何特定点。这要求Kalina能够持续运行那么长时间,同时保持光学传感器上的永久轨迹。这些功能由望远镜系统执行。根据报道的望远镜细节,卡利纳将能够在数百英里的路径上瞄准一颗头顶卫星。这将使屏蔽一个非常大的区域成为可能鈥攐n约40000平方英里(约100000平方公里)鈥攆rom通过卫星上的光学传感器收集情报。40000平方英里大约是肯塔基州的面积。


俄罗斯声称,2019年,它部署了一种性能较差的车载激光眩目系统,称为Peresvet。但是,没有确认它是否已成功使用。激光功率水平可能会继续增加,从而有可能超越暂时的眩目影响,永久性地损坏传感器的成像硬件。虽然激光技术的发展正朝着这个方向发展,但以这种方式使用激光有一些重要的政策考虑。一个国家永久摧毁天基传感器可被视为侵略行为,导致紧张局势迅速升级。


太空激光器

更令人担忧的是在太空部署激光武器的可能性。这种系统将非常有效,因为与目标的距离可能会显著缩短,并且没有大气来削弱光束。与地面系统相比,天基激光器对航天器造成重大损害所需的功率水平将显著降低。此外,通过将激光对准推进剂罐和动力系统,天基激光可用于瞄准任何卫星,如果损坏,将使航天器完全失效。随着技术的不断进步,在太空中使用激光武器的可能性越来越大。问题是:后果是什么?

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