身手不凡的粒子束武器

何謂粒子束武器?顧名思義,就是利用微觀粒子構成的定向能量束去摧毀目標的武器。亦被稱為“束流武器”或“射束武器”。什麼是微觀粒子?這些微觀粒子又是怎樣形成高能定向束流的?下麵我就向大家作一些粗淺的介紹。

大家知道,世界是物質的。物質由分子組成,分子由原子組成。原子又可分為原子核和電子。而原子核又包含著帶正電荷的質子和不帶電荷的中子。物理學中把電子、質子、中子等這些極其微小的粒子稱為“微觀粒子”。

現代科學證明,原子的結構很像我們居住的太陽係,原子核像太陽一樣位於原子的中央,電子就象行星圍繞太陽運行那樣,圍繞著原子核旋轉。原子核帶有正電荷,電子帶有負電荷。因為不同極性的電荷具有互相吸引的特性,所以原子核靠著這種正負電荷的吸引力,將高速運動的電子束縛在它的周圍。正常的情況下,原子核所帶的正電荷數與核外電子所帶的負電荷數目相等,所以整個原子呈中性狀態,對外不顯電性。

但是,這些中性原子受到放電、射線等外界因素的作用力,核外電子就會獲得一定的能量,因而也就會克服原子核的引力而脫離軌道,變成了自由電子。這時中性原子就變成了一對帶電的粒子,即帶負電的自由電子和帶正電的離子。另外通過外界條件影響,也還可以使原子獲得電子而變成帶負電的離子。總而言之,如果利用一些特殊的方法,那麼就可以從原子中獲得人們所需要的電子、質子、中子以及離子等不同的微觀粒子。但是,要用這些極其微小的粒子作為“子彈”或“炮彈”去毀傷目標,也許有人會認為這是一種不可思議的事情。因為誰都知道,子彈或炮彈的個頭越大它的威力也就越大。而這樣又小又輕的粒子怎麼能夠變成“炮彈”呢?它們又是怎樣具備了足以摧毀目標的巨大動能呢?

物理學的理論告訴我們,凡是具有一定質量的物體,它的速度越大,那麼它具有的動能也就越大。比如步槍子彈,雖然它的重量僅有幾克,但是當子彈在槍膛裏被火藥燃氣加速後,便具有很大的動能,不僅可以飛行較遠的距離,而且還可以擊穿若幹毫米厚的鋼板。同理,雖然電子、質子、離子等微觀粒子體積很小,但是它們也都具有質量,如果能使它們獲得極高的速度,那麼也就具有了一定的動能。特別是許許多多的粒子彙聚成一股高速運動的密集束流時,就將會產生極大的動能,也就能像子彈或炮彈那樣將堅硬的目標擊毀。

顯而易見,能否使小小粒子具備強大的動能,其關鍵的問題是如何使微觀粒子獲得極大的速度。怎樣才能給微觀粒子加速呢?我們知道,電和磁都具有異性相吸、同性相斥的特性。那麼帶電粒子在電場中同樣也會受到電場極性的作用力。

人們根據這個道理,製造出一種專門加速粒子的特殊裝置,稱它為粒子加速器。帶電粒子進入加速器後就會被加速到所需要的速度。當然這種加速不是由電場對粒子進行一、二次巨大的衝擊而完成的,而是通過多次重複而又方向一致的加速來使粒子的速度越來越大。這如同人造衛星要獲得所需要的速度時,是由多級運載火箭經過多次加速而完成的一樣。具體地說,在直線加速器中,按一定距離依次排列著若幹個加速電場。如果每個電場對帶電粒子的作用力方向一致,那麼帶電粒子就會不斷地被加速,這如同打秋千一樣,如果每次用力的方向都和秋千運動的方向一致,那麼秋千就會越蕩越高。粒子經過一次又一次的加速,最後就可以獲得所需要的速度。當這些微觀粒子的速度越來越高時,它們所具有的能量也就越來越大、粒子束武器要求粒子的速度要接近每秒30萬公裏的光速,可以想象,這些小小粒子所具有的能量就不能小看了。這些高速運動的一個個微觀粒子,就變成了一顆顆具有很大動能的“炮彈”。

雖然小小粒子變成了一顆顆具有很大動能的“炮彈”,但是少量的粒子所具有的能量仍然不足以毀傷任何目標,必須將大量的粒子集中起來,使之形成一股極為狹窄的高能定向束流。這樣的粒子束流才具備極大的能量,並足以摧毀所攻擊的目標、粒子束武器也由此而得名。

太空“殺手”

反衛星武器的研製,可以追朔到20世紀70年代。70年代初夏的一天,美國五角大樓秘密會議室裏,國家安全委員會緊急會議在這裏召開。會上,美國中央情報局長向到會人員介紹了蘇聯正在秘密研製的ASAT武器係統,即反衛星武器係統的情況。中央情報局長警告說:“美國軍界、政府和外交的通信都是通過衛星轉發的,美國各武裝部隊都依靠布置在太空的40多顆衛星進行遠距離通信,完成各種情報的收集、導航、氣象預報和地形測繪等任務。而美國所有衛星,包括與北約各國聯係的許多衛星正好是在蘇聯ASAT武器的攻擊範圍內。”中央情報局長的話使得國家安全委員會的委員們對美國的低軌道衛星的生存能力感到擔憂。

最後,與會人員一致同意向總統提出一項建議:鑒於蘇聯反衛星武器係統對美國衛星構成的威脅,美國應盡快優先發展反衛星武器係統,並建議美國國會盡快批準研製反衛星武器係統計劃撥款。從此,美國和蘇聯開始了反衛星武器的競爭。

反衛星武器包括反衛星衛星(碰撞衛星)、反衛星導彈和各種天基束能武器等。碰撞衛星是指利用己方的衛星攔截並撞毀對方衛星的武器。這種碰撞衛星可以是仍在太空中運行的廢棄衛星,也可以是專門執行碰撞任務的衛星。美國的“星球大戰”計劃曾將發展這種“智能卵石”武器作為重點。這是一種體積不大的碰撞衛星(大約相當於暖水瓶大小),可以大量部署在外層空間,必要時它能自動尋找撞毀對方衛星。蘇聯在1982年的夏天,從拜科努爾航天中心發射了一顆碰撞衛星,3小時後就攔截了自己的另一顆衛星。這種碰撞衛星由SL—11運載火箭發射入軌,繞地球飛行,逐步轉到與目標衛星軌道幾乎相同的軌道上,然後在製導係統的引導下向目標衛星靠近,在距目標衛星30米左右時,根據地麵指令引爆戰鬥部,高速破片將目標衛星擊毀。在蘇聯進行的碰撞衛星試驗期間,美國防空作戰中心向美國所有衛星操作人員發出了警告:“要密切注視那些有可能被蘇聯的碰撞衛星攔截的軌道飛行器,即使是蘇聯武器看來正在攔截另一顆蘇聯衛星也不可掉以輕心。”

1984年11月13日,1架F—15戰鬥機從愛德華空軍基地起飛,在大約20公裏的高空發射導彈,該導彈由兩枚加速火箭發射後,其微型自動尋的飛行器飛到500公裏以上的高空。導彈微型自動尋的飛行器載有靈敏度極高的紅外傳感器,通過計算機和姿態控製火箭,使導彈準確無誤地飛向目標。

這種在戰鬥機上發射的反衛星導彈,不需要炸藥,因為目標和微型自動尋的飛行器都以非常高的速度飛行,隻要飛行器撞擊到衛星,就可以使其完全毀壞。

通常情況下,F—15發射導彈實施攻擊的範圍:高度30公裏,水平距離約100公裏。由於反衛星導彈上裝有兩個推力為450公斤和2600公斤的助推器,所以導彈發射後可以垂直上升到100~1500公裏的高度,完全可以截擊近地軌道衛星。但由於導彈不是沿著地球軌道飛行,所以需要有特別先進的探測跟蹤目標係統,以及精確的製導導彈裝置和非常靈敏的傳感器作技術保證,否則就不可能擊中目標。為此,在F—15裝載的反衛星導彈自動尋的飛行器的頂端,安裝了由液化氦冷卻到接近絕對零度的紅外線傳感器,該傳感器能夠識別並察覺目標所散發的微弱的紅外線信號,能夠區分目標和宇宙空間的其它物體。

據報道,美國在一次實驗中,用直徑不足1米的彈體,在160公裏的高空攔截並擊毀了從1600公裏以外飛來的洲際彈道導彈頭。據稱,兩者的接近速度已達每秒6000米以上。顯然,F—15戰鬥機發射的反衛星導彈,用於攔截洲際彈道導彈已非難事。它對未來的“天戰”具有非常重要的意義。

從1987年開始,美國已在其東西兩海岸,分別配置了一個裝備反衛星導彈的F—15戰鬥機中隊,目前仍在進一步增加飛機的數量,並可能配備海外基地,在全球範圍內加強攔截敵方軍事衛星的能力。

一種設想中的太空職業“殺手”正在研製之中。這種“殺手”是一顆重20噸的衛星,衛星上裝有50枚導彈,每枚導彈都由固體火箭助推,彈頭重5公斤,導彈裝有自動尋找目標的裝置。當地麵發出指令後,衛星中便會有一枚導彈發射出來,以高速衝向目標。衛星上裝有紅外傳感器和激光雷達,這些裝置可以有效的幫助衛星搜索和捕捉目標。這種“殺手”最大的特點是可以長期“埋伏”在太空。

衛星上裝載導彈,雖然技術複雜,價格昂貴,但這種辦法可以十分有效地進攻敵人的目標,甚至對方的衛星也是它打擊的目標。如果在太空中“埋伏”這樣一個“殺手”,那麼,既可以攻擊敵人的衛星,又可以防止敵人的攻擊衛星的進攻。

有的人還提出在太空建立空間激光器,用激光來殺傷衛星,也有人提出用粒子束來殺傷衛星。太空“殺手”的出現,將使太空越來越不平靜。

基因武器

生物學家為了造福於人類而不懈努力,終於驚奇地發現:運用人工方法,可以使一種生物的遺傳物質(即基因)的片段,轉移到另一種生物的細胞內,改變這種生物的某些遺傳特性,從而創造出新產品。這一新的發現為人類改良動植物品種帶來了寬闊前景。然而軍事家們得知這一消息之後,很快就在頭腦中形成了這樣一個設想:如果將常規的能使人致命的生物武器進行基因轉移,定能產生出一種毒性更久、威力更大的新型基因武器。