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【科普中国军事科技】呼之欲出的“死光武器”粒子束如何运转?杀伤力几何?

来源:科普中国-军事科技前沿2023-07-20 17:24

  粒子束武器是一种利用特定方法将粒子加速到接近光速,通过电极或磁集束形成非常细的粒子束流发射出去,用来摧毁目标或使之失效的武器,是与激光武器和高功率微波武器同时发展的三大定向能武器之一,被誉为“太空时代的核武器”“死光武器”。根据粒子束带电与否,我们把粒子束武器分为两种:地基带电粒子束武器和天基中性粒子束武器。其中地基带电粒子束武器主要用于对付大气层内的目标。天基中性粒子束武器用于对付大气层外高速飞行的目标(如卫星等航天器、高超声速武器以及洲际弹道导弹)。

【科普中国军事科技】呼之欲出的“死光武器”粒子束如何运转?杀伤力几何?

  粒子束武器不受云雾烟等自然条件影响,可以“全天候”作战;粒子束在单位立体角内向目标传输的能量比激光大,而且能贯穿目标深处;速度接近光速,可在极短的时间内命中目标,且一般不需考虑射击提前量;中性粒子束还能有效地将洲际弹道导弹的真弹头从大量的假弹头中鉴别出来。

  但是粒子束中的带电粒子在大气层中传输时,带电粒子会与空气分子的不断碰撞,能量衰减非常快,中性粒子则不能在大气中传播;带电粒子在大气中传输时还会散焦,因此在空气中使用的粒子束,只能打击近距离目标,而中性粒子束在外层空间传输时也有扩散;此外,受地球磁场的影响,会使光束弯曲,从而偏离原来的方向。

  天基粒子束武器的难点主要有:①能源问题。粒子束武器必须要有强大的脉冲电源。中性粒子束武器实用化最关键的脉冲电源功率技术是连续波甚高频(VHF)射频源;②加速器尺寸和重量问题。由于中性粒子束不能穿越大气层,只能装在卫星上,所以减小加速器尺寸和重量是一大难题;③天基粒子束武器要在外层空间作战,在监视和跟踪系统方面,对传感器要求极高,而且需要适合于部署在空间的尺寸和重量。粒子束既可实施直接穿透目标的“硬杀伤”,也能实施局部失效的“软杀伤”。其毁伤作用表现在:①使目标结构发生形变/汽化或熔化;②提前引爆弹头中的引信或破坏弹头的热核材料造成爆炸;③使目标中的电子设备失效或损毁。

  1989年,美国利用装在民兵2号火箭上的24英尺高、3500磅重光束加速器——成功地向太空发射了一束中性粒子束,持续了4分钟。这是美国战略防御计划天基导弹防御系统的一部分。当前粒子束武器在研制方面存在着系列技术难题,尚处于实验室的可行性验证阶段,离实战化部署还有一段距离。公开信息显示,粒子束武器研究进展最快的还是美国。美国主要是抓紧研究适于部署在地基和天基反导平台上的小型、高效加速器,目前正在研究小型环流电磁感应加速器。美国研制过一种实验加速器装置,其尺寸不大于一个办公桌,这是部署在外层空间可以接受的尺寸。2019年,美军提出要求对中子性粒子束武器的研发进行拨款,计划在2023年前完成太空导弹防御系统的测试,其计划最早部署的天基粒子束武器就是用于拦截洲际导弹,顺利的话可能在未来几年进行部署。

  出品:科普中国

  监制:光明网科普事业部

  科学审核:梁春晖(军事科普工作者)

  策划:陆鹰(联合作战理论研究学者)

  导演:金赫

  统筹:王鹏飞

  后期:成海上

  成片:597.9高地科创团

[ 责编:肖春芳 ]
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