Следует отметить, что и об американских проектах известно не слишком много. В открытых источниках встречается только ограниченный объем информации, в основном самого общего характера. Одновременно с этим известно множество оценок и предположений разного рода. Впрочем, и в такой ситуации можно составить приемлемую картину, пусть даже и без особых технических подробностей.

От двигателя к пушке

По известным данным, идея ядерного оружия направленного действия появилась в ходе разработки проекта Orion. В течение пятидесятых годов специалисты NASA и ряда смежных организаций занимались поиском перспективных архитектур ракетно-космической техники. Понимая, что существующие системы могут иметь ограниченный потенциал, американские ученые выступали с самыми смелыми предложениями. Одно из них предусматривало отказ от «химического» ракетного двигателя в пользу особой силовой установки на основе ядерных зарядов – т.н. атомно-импульсного двигателя.

Проект с рабочим названием «Орион» предусматривал строительство особого космического корабля, без маршевых двигателей традиционной конструкции. Головной отсек такого аппарата выделялся под размещение экипажа и полезной нагрузки. Центральный и хвостовой относились к силовой установке и вмещали разные ее компоненты. Вместо традиционных топлив корабль Orion должен был использовать компактные ядерные заряды малой мощности.

Согласно основной идее проекта, во время разгона атомно-импульсный двигатель «Ориона» должен был поочередно выбрасывать заряды за прочную хвостовую пластину. Ядерный взрыв ограниченной мощности должен был толкать пластину, а вместе с ней и весь корабль. По расчетам, вещество разрушающегося заряда должно было разлетаться со скоростью до 25-30 км/с, что позволяло обеспечить весьма высокую тягу. При этом толчки от взрывов могли быть слишком сильными и опасными для экипажа, вследствие чего корабль оснащался амортизационной системой.

В предложенном виде двигатель корабля Orion не отличался энергетическим совершенством и экономичностью. Фактически использовалась только небольшая часть энергии ядерного заряда, переданная хвостовой плите корабля. Остальная энергия рассеивалась в окружающее пространство. Для повышения эффективности требовалась переработка двигателя. При этом возникла необходимость в кардинальном изменении имеющейся конструкции.

По расчетам, более экономичный атомно-импульсный двигатель по своей конструкции должен был походить на существующие системы. Подрывать ядерные заряды следовало внутри прочного корпуса с соплом для выхода вещества и энергии. Таким образом, продукты взрыва в виде плазмы должны были выходить из двигателя только в одном направлении и создавать необходимую тягу. Коэффициент полезного действия такого двигателя мог составлять десятки процентов.

Ядерная гаубица

В конце пятидесятых или в начале шестидесятых годов новая концепция двигателя получила неожиданное развитие. Продолжая теоретическую проработку такой системы, ученые нашли возможность ее использования в качестве принципиально нового оружия. Позже подобное вооружение будет названо ядерным оружием направленного действия.

Ядерный ракетный двигатель с внутренним подрывом зарядов. Рисунок NASA / nasa.gov

Было очевидно, что вместе с плазмой из сопла двигателя должен исходить поток светового и рентгеновского излучения. Подобный «выхлоп» представлял особую опасность для различных объектов, в том числе живых организмов, что привело к появлению новой идеи в сфере ядерного вооружения. Вырабатываемую плазму и излучение можно было бы направлять на цель для ее уничтожения. Подобная концепция не могла не заинтересовать военных, и вскоре началась ее проработка.

По известным данным, проект ядерного орудия направленного действия получил рабочее название Casaba Howitzer – «Гаубица «Касаба». Интересен тот факт, что подобное название никак не раскрывало суть проекта и даже вносило путаницу. Особая ядерная система не имела никакого отношения к гаубичной артиллерии.

Многообещающий проект ожидаемо засекретили. Более того, информация остается закрытой до сих пор. К сожалению, о реальных особенностях этого проекта известно крайне мало, причем немногочисленные доступные сведения в основной массе не имеют официального подтверждения. Впрочем, это не помешало появлению ряда правдоподобных оценок и предположений.

Согласно одной из распространенных версий, «Гаубица «Касаба» должна строиться на основе сверхпрочного корпуса, способного выдержать подрыв ядерного заряда и не пропускающего рентгеновские лучи. В частности, его можно изготовить из урана или некоторых других металлов. В таком корпусе следует предусмотреть отверстие, выполняющее функции дула. Его следует перекрыть металлическими плитами – бериллиевыми или вольфрамовыми. Внутри корпуса размещается ядерный заряд требуемой мощности. Также «пушке» необходимы средства транспортировки, наведения и управления.

Подрыв ядерного заряда должен приводить к образованию облака плазмы и рентгеновского излучения. Общее воздействие высокой температуры, давления и излучения должно мгновенно испарять крышки корпуса, после чего плазма и лучи получают возможность отправиться в сторону цели. Конфигурация «дула» и материал его крышки влияли на угол расхождения плазмы и излучения. При этом можно было получить КПД до 80-90%. Остальная энергия уходила на разрушение корпуса и рассеивалась в пространстве.

По некоторым данным, поток плазмы мог развивать скорость до 900-1000 км/с; рентгеновские лучи способны двигаться со скоростью света. Таким образом, сначала на указанную цель должно было воздействовать излучение, после чего обеспечивалось ее поражение потоком ионизированного газа.

Один из предполагаемых вариантов облика системы Casaba Howitzer. Рисунок Toughsf.blogspot.com

Изделие «Касаба», в зависимости от применяемых компонентов и технических характеристик, могло бы показывать дальность стрельбы не менее нескольких десятков километров. В безвоздушном пространстве этот параметр увеличивался в разы. Ядерное орудие направленного действия можно было бы монтировать на самых разных платформах: сухопутных, морских и космических, что в теории позволяло решать широкий круг задач.

Впрочем, перспективная «гаубица» имела ряд серьезных недостатков технического и боевого характера, резко снижавших ее практическую ценность. В первую очередь, такое оружие оказывалось чрезмерно сложным и дорогим. Более того, некоторые конструкторские задачи нельзя было решить с технологиями середины прошлого века. Вторая проблема затрагивала боевые качества системы. Выброс плазмы происходил не одновременно, и она растягивалась в достаточно длинный поток. В результате этого ограниченная масса ионизированного вещества должна была воздействовать на цель в течение сравнительно большого времени, что снижало фактическое могущество. Рентгеновское излучение тоже не являлось идеальным поражающим фактором.

По всей видимости, разработка проекта Casaba Howitzer продолжалась не более нескольких лет и остановилась в связи с определением реальных перспектив такого оружия. Оно основывалось на принципиально новых идеях и имело весьма примечательные боевые возможности. В то же время, ядерное орудие оказывалось чрезвычайно сложным в производстве и эксплуатации, а также не гарантировало поражение любой назначенной цели. Вряд ли такое изделие могло найти применение в войсках. Работы были остановлены, но документацию по проекту рассекречивать не стали.

Кумулятивный ядерный заряд

Еще в тридцатых годах был предложен т.н. кумулятивный заряд: боеприпас, в котором взрывчатое вещество имело особую форму. Вогнутая воронка на передней части заряда обеспечивала создание высокоскоростной кумулятивной струи, собирающей значительную часть энергии взрыва. Подобный принцип вскоре нашел применение в новых противотанковых боеприпасах.

Согласно разным источникам, в пятидесятых или шестидесятых годах было предложено создать термоядерный боеприпас, работающий по кумулятивному принципу. Суть этого предложения состояла в изготовлении стандартного термоядерного изделия, в котором заряд из трития и дейтерия должен был иметь особую форму с воронкой в передней части. В качестве взрывателя следовало использовать «обычный» ядерный заряд.

Расчеты показывали, что при сохранении приемлемых габаритов кумулятивный термоядерный заряд может иметь весьма высокие характеристики. При использовании технологий того времени кумулятивная струя из плазмы могла развить скорость до 8-10 тыс. км/с. Также было определено, что при отсутствии ограничений технологического характера струя способна набирать втрое большую скорость. В отличие от «Касабы», рентгеновское излучение оказывалось лишь дополнительным поражающим фактором.

Схема кумулятивного термоядерного заряда. Рисунок Toughsf.blogspot.com

Как именно предлагалось использовать потенциал такого заряда – неизвестно. Можно предположить, что компактные и легкие бомбы подобного рода могли бы стать настоящим прорывом в области борьбы с заглубленными защищенными сооружениями. Кроме того, кумулятивный заряд мог бы стать неким подобием сверхмощного артиллерийского орудия – на сухопутных и других платформах.

Тем не менее, насколько известно, дальше теоретических изысканий проект кумулятивной термоядерной бомбы не пошел. Вероятно, потенциальный заказчик не нашел смысла в этом предложении и предпочел использовать термоядерное оружие «традиционным» способом – в качестве полезной нагрузки бомб и ракет.

«Прометей» с шрапнелью

В определенный момент проект «Касаба» был закрыт за отсутствием реальных перспектив. Однако позже к его идеям вернулись. В восьмидесятых годах Соединенные Штаты вели работы по программе Strategic Defense Initiative («Стратегическая оборонная инициатива») и пытались создавать принципиально новые противоракетные системы. В этом контексте вспомнили о некоторых предложениях прошлых лет.

Идеи Casaba Howitzer перерабатывались и совершенствовались в рамках проекта с кодовым названием Prometheus. Некоторые особенности этого проекта привели к появлению прозвища «Ядерный дробовик». Как и в случае с предшественником, основная масса информации по этому проекту до сих пор не публиковалась, но часть сведений уже известна. На их основании можно составить примерную картину и понять отличия «Прометея» от «Касабы».

С точки зрения общей архитектуры изделие Prometheus почти полностью повторяло более старую «Гаубицу». При этом была предложена иная крышка «дула», за счет которой можно было получить новые боевые возможности. Отверстие в корпусе вновь планировалось закрыть прочной вольфрамовой крышкой, однако на этот раз ее следовало покрыть специальным теплозащитным составом на основе графита. За счет механической стойкости либо абляции такое покрытие должно было сократить воздействие ядерного взрыва на крышку, хотя полная защита не предусматривалась.

Ядерный взрыв в корпусе должен был не испарять вольфрамовую крышку, как это было в предыдущем проекте, а только дробить ее на огромное количество мелких осколков. Взрыв также мог разогнать осколки до высочайших скоростей – вплоть до 80-100 км/с. Облако мелкой вольфрамовой шрапнели, имеющей достаточно большую кинетическую энергию, могло пролететь несколько десятков километров и столкнуться с целью, оказавшейся на его пути. Поскольку изделие Prometheus создавалось в рамках СОИ, в качестве основных его целей рассматривались межконтинентальные баллистические ракеты вероятного противника.

Впрочем, энергия мелких осколков была недостаточной для гарантированного поражения МБР или ее головной части. В связи с этим «Прометей» следовало использовать в качестве средства селекции ложных целей. Боевой блок и ложная цель отличаются по своим основным параметрам, и по особенностям их взаимодействия с вольфрамовыми осколками можно было выявить приоритетную цель. Ее уничтожение возлагалось на другие средства.

Как известно, программа Strategic Defense Initiative привела к появлению новых технологий и идей, но целый ряд проектов не дал ожидаемых результатов. Подобно ряду других разработок, система Prometheus не была доведена даже до стендовых испытаний. Такой исход проекта был связан как с его чрезмерной сложностью и ограниченным потенциалом, так и с политическими последствиями размещения ядерных систем в космосе.

Слишком смелые проекты

Пятидесятые годы прошлого века, когда появилась идея ядерного оружия направленного действия, были достаточно интересным периодом. В это время ученые и конструкторы смело предлагали новые идеи и концепции, способные самым серьезным образом повлиять на развитие армий. Тем не менее, им приходилось сталкиваться с техническими, технологическими и экономическим ограничениями, что не позволяло в полной мере реализовывать все предложения.

Именно такая судьба ожидала все известные проекты ядерного оружия направленного действия. Многообещающая идея оказалась слишком сложной для реализации, причем подобная ситуация, похоже, сохраняется до сих пор. Однако, изучив ситуацию со старыми проектами, можно сделать интересный вывод.

Похоже, что американские военные до сих пор проявляют интерес к концепциям типа Casaba Howitzer или Prometheus. Работы по этим проектам давно остановились, но ответственные лица все еще не торопятся раскрывать всю информацию. Вполне возможно, что такой режим секретности связан с желанием освоить перспективное направление в будущем – после появления требуемых технологий и материалов.

Выходит, что проекты, создававшиеся с конца пятидесятых годов, на много десятилетий опередили свое время с точки зрения техники. Мало того, они до сих пор выглядят не слишком реалистично в связи с известными ограничениями. Удастся ли справиться с актуальными проблемами в будущем? Пока остается только гадать. А до тех пор ядерное оружие направленного действия будет сохранять неоднозначный статус интереснейшей концепции без реальных перспектив.

Заключение

Подводя итог полувековой истории ядерной импульсной концепции, можно утверждать, что проект «Орион» и его технологические преемники навсегда изменили философию космической экспансии. Идея использования силы атомного взрыва для движения вперед доказала: человечество способно преодолеть «гравитационные оковы» Земли не только за счет экстенсивного сжигания химического топлива, но и путем обуздания фундаментальных сил материи. Американские программы середины XX века наглядно продемонстрировали, что ключевые физические и инженерные вызовы — от прочности отражающей плиты до механики порционной подачи зарядов — имели прикладные решения уже на том технологическом уровне. Главным барьером на пути к звездам стали не формулы и сплавы, а геополитический страх, юридические ограничения международного права и экологические риски, связанные с радиационной безопасностью. Тем не менее, теоретический базис, заложенный в период Холодной войны, остается высшей точкой научно-технического планирования в области создания сверхтяжелого межпланетного транспорта.

Перспективы развития технологии

Современный технологический уклад и назревающий кризис традиционных ракетных систем заставляют ученых вновь обращаться к наследию импульсных систем, но уже на совершенно ином качественном уровне. Вектор развития технологии в XXI веке смещается от грубого деления ядер урана или плутония в сторону контролируемых микромасштабных процессов:

• Магнитоинерциальный термоядерный синтез (MIF): Современные концепции, рассматриваемые в том числе и в NASA, предполагают отказ от громоздких ядерных боеголовок. Вместо этого исследуется сжатие сверхмалых мишеней с термоядерным топливом (дейтерий/тритий) с помощью мощных магнитных полей и лазеров. Это позволяет уменьшить массу самого корабля и исключить радиоактивное загрязнение.
• Использование антиматерии для инициации: Перспективным направлением является катализируемый антивеществом ядерный импульсный двигатель. Ничтожное количество антипротонов способно спровоцировать микровзрыв в субкритической массе ядерного топлива, что сводит габариты двигательной установки к минимуму при сохранении колоссального удельного импульса.
• Орбитальная сборка и глубокий космос: Концепция чистого старта исключает запуск ЯИДУ с поверхности Земли. Будущее технологии тесно связано с окололунной инфраструктурой: корабли будут собираться на орбите, а их двигатели будут включаться только на безопасном удалении от радиационных поясов нашей планеты, что полностью снимает экологические вопросы атмосферных испытаний.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Почему корабль не испарялся от близких ядерных взрывов?
   Конструкция предусматривала использование специальной массивной плиты-толкателя, покрытой тонким слоем возобновляемой графитовой смазки или масла. В момент детонации ядерного заряда плазма вступала во взаимодействие со смазкой, испаряя ее ничтожную долю. Этот процесс (абляция) создавал защитную газовую подушку, которая принимала на себя колоссальную температуру и кинетическую энергию, защищая саму металлическую плиту от термической эрозии и разрушения.
2. Насколько сильной была бы радиационная нагрузка на экипаж?
   Расчеты Фримена Дайсона и физиков проекта «Орион» показали, что радиационная угроза для экипажа была полностью решаемой. Между плитой-толкателем и жилыми отсеками располагались массивные амортизаторы, приборные отсеки и специализированный биологический щит из полиэтилена и бора. Суммарная доза радиации, которую экипаж получил бы за время полета к Марсу и обратно, была бы даже ниже, чем при использовании химических ракет, поскольку ЯИДУ сокращает время нахождения корабля в глубоком космосе под воздействием опасного солнечного и галактического излучения.
3. Каковы главные причины того, что эту технологию так и не реализовали?
   Технологию остановили три ключевых фактора:

• • Юридический: Подписание Договора 1963 года (LTBT) запретило любые ядерные взрывы в космосе и атмосфере.
  • Политический: Ни одна из сверхдержав не была готова согласовать вывод на орбиту корабля, несущего на борту сотни или тысячи ядерных зарядов, из-за риска военного перехвата или падения на Землю в случае аварии.
  • Экологический: Старт такой установки с поверхности Земли привел бы к выпадению опасных радиоактивных осадков, что посчитали абсолютно неприемлемой ценой за космические рекорды.