出品：科普中国

　　作者：岳江锋

　　策划：宋雅娟

　　监制：光明网科普事业部

　　美国国防部在1981年设立了定向能技术局来开发粒子束武器和激光武器，并从当年开始实施预算额为3.15亿美元的5年开发计划。到80年代中期，在美国提出的“星球大战”计划中，定向能武器首次作为主力拦截武器的构想“跃然于纸上”，主要包括空间基激光器、地面基激光器、空间粒子束武器等。然而，经过几十年的探索，至今定向能武器在拦截作战中的应用依然十分有限，但其在防空反导领域的独特优势和巨大潜力始终令美国难以割舍。

　　定向能武器具体有哪些优势？

　　定向能武器是指朝着一定方向发射的高能量射束，旨在摧毁敌方飞机、导弹和卫星等目标的武器。高能量射束主要是指强激光、高能强流粒子（电子、质子和离子）和强电磁波。定向能武器的特点是能量高度集中，命中率高，能迅速改变发射方向，短时间内拦截或攻击多个目标。

　　美国之所以探索将定向能武器用于防空反导甚至反卫星，是因为其相对于其他常规武器，具有以下独特的优势：一是激光、微波波束和粒子束以光速或接近光速的速度直射目标，瞄准即能命中，目标难以躲避；二是可控制射束快速改变方向，一件武器可在极短时间内连续攻击多个目标，反应灵活、快速；三是能量高度集中，一般只对目标本身甚至目标的某一部位造成破坏，不像核武器或化学生物武器那样，造成大范围的破坏或杀伤。

　　正是基于这些优良的特性，定向能武器能在瞬间打中远至几千千米外快速运动的目标（例如洲际弹道导弹的助推器、母舱、诱饵和军用卫星等），将其予以摧毁，并可迅速再次瞄准下一目标。

　　激光反导的杀伤机理是怎样的？

　　机载激光器系统（图片来自网络）

　　激光武器迄今已有40多年的发展历史，其关键技术也已取得实质性突破。目前，为防空反导发展的激光武器主要包括化学激光和固体激光。其中，化学激光器可方便实现大功率兆瓦级输出，进行硬毁伤或远距离干扰，但体积庞大且存在排放污染的问题，只能部署于较大的作战平台，如战略运输机等。固体激光器体积紧凑、重量轻，但目前输出功率较低，更适合对体积重量要求较为苛刻的车载平台等使用。

　　而化学激光反导武器的“佼佼者”，当属美军大名鼎鼎的机载激光器（ABL）系统了。ABL系统核心部件是兆瓦级的化学氧碘激光器，搭载在改进型波音747-400F运输机的机背上。在反应非常迅捷的激光指示系统辅助下，大威力激光光柱从贯穿飞机前部的管子中穿越，穿过光柱控制系统后射出。

　　自2004年以来，机载激光器多次成功摧毁了试验用的弹道导弹。虽然试验取得了较大成功，但这种激光器系统结构复杂庞大，化学染料易燃、剧毒、有腐蚀性，使用维护繁琐且费用昂贵，使其很难进入实战部署状态。奥巴马上台后，在导弹防御方面更加注重发展技术较成熟的反导系统。2011年12月，美国国防部决定终止这项为期16年、耗资50多亿的激光反导项目。

　　粒子束武器究竟是啥样的武器？

　　粒子加速器结构透视图（图片来自网络）

　　提到定向能武器，大部分人首先想到激光武器和高功率微波武器，对粒子束武器却知之甚少。其实，早在20世纪50-70年代，苏联和美国都曾实施过粒子束武器研制计划。粒子束武器是用高能加速器将粒子源产生的带电粒子（电子、质子和离子）加速到接近光速，并用磁场把它聚集成密集的束流，直接或去掉电荷后射向目标，靠束流的动能或其它效应使目标失效。粒子束武器虽然是一种定向能武器，但它发射的不是微波和激光等电磁波，而是质量甚小的粒子。

　　粒子束武器尽管也能对生物体产生杀伤，甚至伤害的程度比激光武器还厉害，但这种武器的主要杀伤目标不是人，而是用于防空和拦截弹道导弹。高能粒子束的穿透力极强，脉冲发射率高，能快速改变发射方向。粒子束武器通过三种方式破坏目标：一是利用高速密集粒子束流的动能破坏目标结构；二是引爆目标的战斗部；三是穿过电子设备时产生脉冲电流使之失效。

　　但是，粒子束武器也存在着不易攻克的技术难题：一是带电粒子在大气层内传输能量损失较大；二是由于束流扩散，使得在空气中使用的粒子束，只能打击近距离目标；三是地磁场影响而使束流弯曲。这些缺陷使其在可预期内很难达到实战应用的地步，至今仍处于基础研究阶段。

　　军事小词典

　　定向能武器：指朝着一定方向发射的高能量射束，旨在摧毁敌方飞机、导弹和卫星等目标的武器，主要包括激光武器、高功率微波武器、粒子束武器等。这里的高能量射束，主要是指强激光、高能强流粒子（电子、质子和离子）和强电磁波。定向能武器的特点是能量高度集中，命中率高，能迅速改变发射方向，短时间内拦截或攻击多个目标。