根據(jù)The Space Review最近的一篇報道，俄羅斯正在建造一個新的地基激光設(shè)施，用于干擾在頭頂上運(yùn)行的衛(wèi)星。其基本想法非常簡單：用激光淹沒其他國家間諜衛(wèi)星的光學(xué)傳感器以干擾它們。

激光技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到這種類型的反衛(wèi)星防御肯定是可信的。然而只有有限的證據(jù)表明有任何國家成功地測試了這種激光。

如果俄羅斯政府能夠建造它，那么像這樣的激光器將能夠屏蔽該國大部分地區(qū)的光學(xué)傳感器的視野。更糟糕的是，這項(xiàng)技術(shù)還為更不祥的激光武器的可能性奠定了基礎(chǔ)，這種武器可以使衛(wèi)星永久失效。

激光如何工作

激光是一種創(chuàng)造定向能量窄光束的裝置。第一臺激光器是在1960年開發(fā)的。從那時起，已經(jīng)有幾種類型被創(chuàng)造出來，它們使用不同的物理機(jī)制來產(chǎn)生光子或光的粒子。

在氣體激光器中，大量的能量被泵入特定的分子如二氧化碳?；瘜W(xué)激光器由釋放能量的特定化學(xué)反應(yīng)驅(qū)動。固體激光器使用定制的晶體材料將電能轉(zhuǎn)換成光子。在所有的激光器中，光子隨后通過一種被稱為增益介質(zhì)的特殊類型的材料被放大，然后由光束導(dǎo)演聚焦成相干光束。

激光效應(yīng)

根據(jù)光子強(qiáng)度和波長的不同，激光器形成的定向能量束可以在其目標(biāo)處產(chǎn)生一系列的效應(yīng)。像如果光子處于光譜的可見部分，那么激光可以在其目標(biāo)處傳遞光。

對于足夠高的高能光子流，激光可以加熱、汽化、熔化甚至燒穿其目標(biāo)的材料。激光的功率水平、激光跟目標(biāo)之間的距離及將光束聚焦在目標(biāo)上的能力，這些都是決定對目標(biāo)施加這些影響的能力的重要因素。

激光應(yīng)用

激光產(chǎn)生的各種效果在日常生活中找到了廣泛的應(yīng)用，這包括激光指示器、打印機(jī)、DVD播放器、視網(wǎng)膜和其他醫(yī)療手術(shù)程序及工業(yè)制造過程如激光焊接和切割。研究人員正在開發(fā)激光作為無線電波技術(shù)的替代品以促進(jìn)航天器和地面之間的通信。

激光在軍事行動中也得到了廣泛的應(yīng)用。其中最著名的是機(jī)載激光(ABL)，美國軍方打算用它來擊落彈道導(dǎo)彈。ABL涉及一個安裝在波音747飛機(jī)上的非常大的高功率激光器。該計(jì)劃最終因其化學(xué)激光器的熱管理和維護(hù)方面的挑戰(zhàn)而注定失敗。

一個更成功的軍事應(yīng)用則是大型飛機(jī)紅外對抗措施(LAIRCM)系統(tǒng)，它被用來保護(hù)飛機(jī)免受熱搜索防空導(dǎo)彈的攻擊。LAIRCM在導(dǎo)彈接近飛機(jī)時將固態(tài)激光器的光照入導(dǎo)彈傳感器進(jìn)而使武器產(chǎn)生眩暈并失去對目標(biāo)的追蹤。

固體激光器不斷發(fā)展的性能帶來了新軍事應(yīng)用的激增。美國軍方正在將激光器安裝在陸軍卡車和海軍艦艇上以防御小型目標(biāo)，像無人機(jī)、迫擊炮彈和其他威脅。該國的空軍則正在研究在飛機(jī)上使用激光以達(dá)到防御和進(jìn)攻的目的。

俄羅斯的激光器

被譽(yù)為新俄羅斯激光設(shè)施被稱為Kalina。它的目的是使正在上空收集情報的衛(wèi)星的光學(xué)傳感器眩暈從而暫時失明。跟美國的LAIRCM一樣，眩暈包括用足夠的光使傳感器飽和以防止它們運(yùn)作。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)需要準(zhǔn)確地將足夠數(shù)量的光送入衛(wèi)星傳感器。鑒于所涉及的距離非常大且激光束必須首先穿過地球的大氣層，這不是一件容易的事。

準(zhǔn)確地將激光器大距離地指向太空并不是什么新鮮事。像NASA 1971年的阿波羅15號任務(wù)在月球上放置了一米大小的反射器，這些反射器被地球上的激光器瞄準(zhǔn)以提供定位信息。在大范圍內(nèi)提供足夠的光子歸結(jié)為激光功率水平和其光學(xué)系統(tǒng)。

據(jù)報道，Kalina在紅外脈沖模式下工作，每平方厘米產(chǎn)生約1000焦耳。相比之下，用于視網(wǎng)膜手術(shù)的脈沖激光器只有約1/10,000的功率。Kalina將其產(chǎn)生的很大一部分光子傳送到衛(wèi)星在上空運(yùn)行的遠(yuǎn)距離。它能做到這一點(diǎn)是因?yàn)榧す馄餍纬闪烁叨葴?zhǔn)直的光束，這意味著光子是平行傳播的，所以光束不會散開。Kalina使用一個直徑為數(shù)米的望遠(yuǎn)鏡聚焦其光束。

使用光學(xué)傳感器的間諜衛(wèi)星往往在低地球軌道上運(yùn)行，高度為幾百公里。這些衛(wèi)星一般需要幾分鐘的時間才能經(jīng)過地球表面的任何特定點(diǎn)。這就要求Kalina能連續(xù)運(yùn)行這么長時間并與此同時保持光學(xué)傳感器的永久跟蹤。這些功能都是由望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)來完成的。

根據(jù)報道的望遠(yuǎn)鏡的細(xì)節(jié)，Kalina將能瞄準(zhǔn)一個高空衛(wèi)星的數(shù)百英里路徑。這將使得有可能屏蔽一個非常大的區(qū)域--約4萬平方英里（約10萬平方公里）--免受衛(wèi)星上光學(xué)傳感器的情報收集。四萬平方英里大概相當(dāng)于一個肯塔基州的面積。

俄羅斯稱，在2019年，它出動了一個能力較弱的卡車式激光炫目系統(tǒng)--Peresvet。然而沒有證實(shí)它已被成功使用。

激光功率水平可能會繼續(xù)提高，使其有可能超越炫目的暫時效果，而永久地?fù)p壞傳感器的成像硬件。雖然激光技術(shù)的發(fā)展正朝著這個方向前進(jìn)，但以這種方式使用激光也有重要的政策考慮。一個國家對一個天基傳感器的永久性破壞可能被認(rèn)為是一個重大的侵略行為并導(dǎo)致緊張局勢的迅速升級。

太空中的激光器

更加令人擔(dān)憂的是在太空中部署激光武器的可能性。這種系統(tǒng)將是非常有效的，因?yàn)榈侥繕?biāo)的距離可能會大大減少且沒有大氣層來削弱光束。跟地面系統(tǒng)相比，天基激光器對航天器造成重大損害所需的功率水平將大大降低。

此外，天基激光器可用于瞄準(zhǔn)任何衛(wèi)星。這則可以通過將激光對準(zhǔn)推進(jìn)劑罐和動力系統(tǒng)來進(jìn)行，如果被損壞，那么將使航天器完全喪失功能。

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，在太空中使用激光武器變得更加可能。但這就帶來了一個新的問題--會有什么后果？