ПРИЛОЖЕНИЕ D

ПАТЕНТЫ HAARP:
дополнительный патент US-4817495

: абстракт : : иллюстрации : : описание : : раскрытие изобретения : : лучшие варианты осуществления изобретения : : формула изобретения :

 

Настоящая публикация является сокращенным переводом патента US-4817495, дополняющего и развивающего базовый патент US-4686605 семейства «патентов HAARP».

Перевод c английского © Janto.

Оригинал патента здесь: US-4817495

 

ОБОРОНИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ ОБЪЕКТОВ В ПРОСТРАНСТВЕ

• Изобретатель: Adam T. Drobot
• Заявитель и патентообладатель: APTI Inc. (US)
• Приоритет: 07.07.1986
• Классы МКИ: G01N 23/00, H05C 3/00
• 14 пунктов патентной формулы
• 4 иллюстрации

 

Оборонительная система и метод для распознавания боевых носителей и находящихся в непосредственной близости небоевых средств. Боевые носители и небоевые средства окутываются облаком релятивистских электронов, создающих наблюдаемую сигнатуру тяжелых объектов, то есть боевых носителей. Детекторы определяют местоположение носителя, идентифицируют его и отправляют соответствующую информацию в оружейную платформу для его сопровождения и перехвата.

 

Фиг.1 - схематическое изображение системы обнаружения и идентификации согласно настоящему изобретению;

Фиг.2 - идеализированная иллюстрация одного из вариантов реализации настоящего изобретения;

Фиг.3 - идеализированная иллюстрация другого варианта реализации настоящего изобретения;

Фиг.4 - идеализированная иллюстрация еще одного варианта реализации настоящего изобретения.

 

Примечание. Для просмотра иллюстраций в большем масштабе см. оригинал по ссылке в заголовке.

 

1. Техническая область.

Настоящее изобретение относится к методу распознавания объектов в пространстве, более конкретно относится к оборонительной системе, использующей наземную энергию для производства релятивистских электронов, которые, взаимодействуя с объектами в пространстве, создают идентифицирующие их сигнатуры.

 

2. Уровень техники.

В настоящее время предполагаемый сценарий масштабной атаки межконтинентальными баллистическими ракетами включает создание большого числа ложных объектов и других вспомогательных средств проникновения в виде облака целей, которое создается вокруг одного или нескольких боевых носителей при преодолении ими оборонительной системы противодействие ракетному нападению. Ложные объекты и вспомогательные средства могут запускаться как вместе с боевыми носителями, так и с отдельного космического аппарата (иногда называемого «автобусом»). Поскольку суммарное количество объектов в таком облаке нападения может достигать ста и более тысяч, действительно эффективная оборонительная система должна включать систему, способную распознавать объекты в таком облаке нападения, чтобы отличать смертоносные носители от средств маскировки и вспомогательных средств. Благодаря таким возможностям оборонительная система может игнорировать невооруженные средства и концентрировать свои ресурсы на уничтожении вооруженных носителей.

В дополнение к обладанию способностью гарантированно отличать вооруженные объекты от невооруженных, такая эффективная система распознавания должна также обладать способностями быстрого реагирования на угрозы, а также функционирования в условиях радиационного фона. Для решения данных задач было предложено несколько вариантов таких систем, как пассивных, так и активных, в которых каждый объект облака нападения подвергается воздействию и наблюдению таким образом, чтобы получить сигнал его идентификации (далее именуемый «сигнатурой»). Данные сигнатуры могут использовать широкий спектр сигналов - от диапазона радаров до жесткого рентгеновского и гамма-излучения, и могут быть получены различными способами, к которым в т.ч. относятся:

1. Прецизионное определение параметров орбитальной динамики путем слежения с помощью радаров, а также оптических и инфракрасных инструментов;
2. Распознавание в ИК-диапазоне по разности температур поверхности носителя и вспомогательных средств, имеющей место вследстие их различной теплоемкости;
3. Возмущение орбиты (например, путем поверхностной абляции с помощью мощного лазера) с последующим наблюдением за динамикой.
4. Высокоэнергетическое воздействие (например, лазером, горячими электронами и т.п.) с целью модификации наблюдаемой термической сигнатуры.
5. Высокоэнергетическое воздействие с целью уничтожения средств маскировки или отклонения их траектории от траектории носителя.

В каждом из перечисленных вариантов сигнатура каждого объекта в облаке целей подлежит анализу для идентификации его типа. Однако необходимость наблюдения и идентификации каждого из множества объектов в облаке целей ведет к необходимости обработки исключительно большого потока данных и значительному усложнению системы. Поэтому крайне необходимо уменьшить этот поток данных и упростить идентификацию носителей вооружений при сохранении прочих параметров эффектиной системы обороны.

Кроме того, все перечисленные системы для распознавания сигнатур целей требуют установки оборудования на космических аппаратах. В частности, предлагались различные генераторы для установки на орбитальных спутниках, направляющие на облако целей различные лучи для получения сигнатур. Такое размещение оборудования делает его легко уязвимым и затрудняет его обслуживание. Поэтому предпочтительно размещение максимума оборудования таких систем на земле, где оно может быть лучше защищено и обеспечено поддержкой.

Более традиционные методы распознавания, например, по дифференциации орбитальной механики, страдают незащищенностью от контрмер по блокированию прямого наблюдения идентифицируемых объектов. К последним, например, относятся дипольные отражатели для противодействия радарам и спреи или аэрозоли для инфракрасной маскировки. Наличие термосоподобной оболочки может нейтрализвать системы распознавания по теплоемкости. Т.о., крайне предпочтительно использовать системы обороны, которым не может быть оказано противодействие без значительного усложнения наступательных вооружений.

 

Настоящее изобретение относится к системе и методу обнаружения баллистических ракет, позволящим отличать баллистические ракеты с боезарядом от невооруженных средств маскировки, находящихся в непосредственной близости от них, в т.ч. в присутствии обскурантов, с расположением основной части на земле и возможностью функционирования в условиях радиационного фона. Базовая концеция настоящего изобретения заключается в «погружении» баллистических ракет и невооруженных средств в облако релятивистских электронов. Получаемая при этом от каждого объекта сигнатура такова, что ракета с боезарядом становится доступной прямому обнаружению. Детекторы, располагаемые вне облака релятивистских электронов, обнаруживают и идентифицируют такую ракету и передают информацию в оружейную платформу для ее сопровождения и перехвата. Изобретение существенно - на 1-2 порядка - уменьшает объем подлежащих обработке данных и требуемых вычислений, поскольку делает возможным взаимодействие системы только с истиными целями.

В частности, эту систему обнаружения и идентификации целесообразно развертывать в предполагаемом коридоре траекторий баллистических ракет, соответственно, система может быть развернута на Аляске и использовать энергию природного газа, большие запасы которого имеются в регионе North Slope. Этот газ может быть использован для производства больших объемов электрической энергии, которая, в свою очередь, может быть использована для питания расположенного на земле передатчика для генерации энергии электромагнитного излучения. Это излучение направляется расположенной на земной поверхности антенной в требуемую область пространства с целью возбуждения и ускорения в ней электронов. Излучение может быть сфокусировано на заданной области пространства с помощью антенны соответствующей конструкции и ускорять электроны каким-либо известным методом, например, электронно-циклотронным резонансом. Данная техника может быть использована для возбуждения электронов:

(1) - плазмы среды пространства для формирования облака релятивистских электронов вокруг всех объектов, или для формирования стационарного экрана из релятивистских электронов, через который должны проходить объекты;

(2) - в продуктах дегазации объектов, находящихся в космическом пространстве, с целью формирования индивидуальных облаков релятивистских электронов вокруг каждого объекта.

Электроны ускоряются до энергий, выше 5 Мэв (например, до 20 Мэв) с целью создания релятивистских электронов, которые, взаимодействуя с материалом объектов, вызывают излучение ими сигнатур в диапазоне рентгеновского или гамма-излучения.

Детектор (например, телескоп со счетчиком фотонов) располагается на некотором удалении от облака релятивистстких электронов и имеет порог энергетической отсечки, позволяющий улавливать только сигнатуры тяжелых баллистических ракет. Данный порог позволяет игнорировать сигнатуры с низкой энергией от невооруженных объектов, что позволяет системе обороны концентрироваться только на носителях с боезарядами. Детектор может быть установлен на средстве поражения для финального наведения, в качестве боевой нагрузки вспомогательного средства с передачей информации в систему средства поражения, а также стационарно на значительном удалении от района цели с передачей информации в спутниковую систему управления.

 

Рассмотрим теперь более детально иллюстрации. Базовые компоненты системы обороны согласно настоящему изобретению приведены на фиг.1. Наземный комплекс 10 сооружен в заданной стратегической географической позиции на земной поверхности 11. Комплекс 10 включает один или несколько электрических генераторов 12, снабжаемых топливом от источника 13. Различные компоненты будут детально рассмотрены ниже. Электроэнергия, производимая генератором 12, питает передатчик 14, который, в свою очередь, генерирует электромагнитную энергию в широком диапазон дискретных частот, например, от 1 до 2000 МГц, в зависимости от конкретной реализации концепции.

Электромагнитная энергия от передатчика 14 поступает в одну или несколько отдельных антенн 15, которые фокусируют энергию на облаке целей 16, содержащем большое число объектов, в т.ч. боевые объекты 17, а также ложные цели и вспомогательные средства 18. Антенная система может быть развернута на большой площади (в десятки километров) и, предпочтительно, состоять из фазированных элементов. Ориентация и фазирование антенной системы определяют область, в которой сфокусированное электромагнитное излучение будет превышать уровни, необходимые для повышения энергии частиц. В других областях на пути электромагнитного излучения электромагнитное поле будет слишком слабым, чтобы вызвать ускорение частиц. Как будет показано ниже, электромагнитное излучение будет повышать энергию плазмы среды или продуктов дегазации объекта в облаке целей и тем самым создавать вокруг объекта релятивистские электроны. Энергия может распространяться непосредственно от антенны через слой ионосферы (линия 19) либо через один или несколько спутников - ретрансляторов 20 (линия 21), которые могут отражать или перенаправлять излучение, создаваемое на земной поверхности.

Релятивистские электроны взаимодействуют с объетками, в результате чего, как будет показано далее, тяжелые боевые ракеты 17 генерируют уникальные рентгеновские и гамма-сигнатуры. Как показано на рисунке, средство детектирования 22 располагается на расстоянии от 10 до 1000 км от облака целей 16, однако в некоторых вариантах оно может находиться на близко расположенной боевой платформе. Средство детектирования 22 сканирует облако целей 16 и обнаруживает и локализует каждый объект, производящий сигнатуры, характерные для тяжелых боевых объектов 17. Средство детектирования 22 игнорирует другие объекты 18, присутствующие в облаке целей. Кроме того, порог реагирования на фотоны сигналов ожидаемого рентеновского и гамма излучения с достаточным запасом превышает уровень возможного радиационого фона.

При обнаружении боевого носителя 17 соответствующая информация от детектора 22 поступает в систему управления боем 23 и/или в оружейную платформу 24 с целью использования в дальнейших оборонительных действиях. Поскольку основные аспекты данной системы обороны раскрыты, далее перейдем к более детальному рассмотрению ее компонентов.

Для реализации настоящего изобретения требуются большие уровни энергии (до 10^12 вт), потребляемой в непрерывном или импульсном режиме в течение заданного интервала времени. Генерация электроэнергии такой мощности является нетривиальной задачей. Хотя электрические генераторы 12, необходимые для практической реализации данного изобретения, могут использовать энергию любого известного источника 13, например, ядерного реактора, гидроэлектростанции, углеводородного топлива и т.д., настоящее изобретение, в связи с его исключительно большими потребностями в энергии в отдельных применениях, расчитано на использование топливных ресурсов, естественным образом присутствующих в стратегических географических регионах Земли. Например, большие запасы углеводородов (нефти и природного газа) присутствуют на Аляске и в Канаде. В Северной Аляске, в частности, в регионе North Slope, соответствующие ресурсы доступны постоянно в больших объемах. Аляска и Канада также представляют собой идеальные географические регионы для размещения данного изобретения. Т.о., Аляска представляет собой уникальное сочетание больших доступных источников топлива с предпочтительными условиями для размещения систем обороны.

Далее, одним из предпочтительных энергоносителей для производства больших объемов электроэнергии является присутствующий на Аляске в изобилии природный газ. Наличие на широтах Аляски, в частности, в North Slope, больших запасов полностью сгорающего природного газа в сочетании с доступностью МГД-генераторов, газовых турбин, топливных элементов и электрогазодинамических генераторов, весьма эффективно работающих на природном газе, создают идеальную основу для ряда реализаций настоящего изобретения. Более детальное рассмотрение различных устройств для производства электроэнергии с помощью углеводородного топлива см. в «Electrical Aspect of Combustion», Lowton and Weinberg, Clarendon Press, 1969.

Иными словами, на Аляске подходящий тип топлива (природный газ) присутствует в больших количествах в подходящем для эффективного использования изобретения месте, в результате чего имеет место уникальное сочетание факторов. Электроэнергия от генератора 12 питает передатчик 14, генерирующий микроволновую или радиочастотную энергию, излучаемую антенной 15. Антенна 15 может быть любой конструкции, обладающей высокой направленностью, например, это может быть фазированная антенная решетка с управляемым углом излучения (см. «The MST Radar at Pocket Flat, Alaska», Radio Science, vol.15, No2, March-April 1980, стр. 213-223, включено в качестве ссылочного материала). Однако специалистам должно быть известно, что конструкция конкретных антенн зависит, в частности, от диапазона используемого электромагнитного излучения (например, ВЧ - УВЧ).

Для создания в облаке целей 16 релятивистких электронов (электронов, масса которых увеличена вследствие очень высокой скорости) электроны плазмы среды или продуктов дегазации объекта должны быть возбуждены или ускорены до энергии свыше 5 Мэв (например, до 20 Мэв). Энергетический порог определяется диапазоном энергий и выходом излучения соответствующих материалов. Электроны с энергией более 5 Мэв проникают внутрь наблюдаемых объектов и их сигнатура может быть замаскирована только с помощью установки тяжелых радиационных экранов. Такое экранирование практически неприемлемо, т.к. влечет за собой огромное увеличение весовой нагрузки на бустерную систему МБР. Выход излучения быстро растет после превышения порога в 5 Мэв, поэтому желательно ускорять электроны до энергий порядка 10-50 Мэв, где наблюдается его широкий пик. Для достижения необходимой эффективности изобретения электроны должны ускоряться до требуемых энергий на экстремально коротких дистанциях порядка или менее 10-10000 м. Для обеспечения такого быстрого и эффективного ускорения электронов доступны различные способы воздействии на них передаваемым с земной поверхности электромагнитным излучением. К таковым относятся:

(a) Циклотронное резонасное ускорение, основанное на воздействии электромагнитным излучением на электроны плазмы. Электромагнитное излучение создает изменяющиеся во времени поля - электрическое и магнитное, и электрическое поле ускоряет электроны. Для более детального ознакомления с физическим феноменом, использованном в данном способе, см. «Controlled Thermonuclear Reactions», Glasstone and Lovberg, D. van Nostrand Company, Inc., Princeton, NJ, 1960.

(b) Сурфатронное ускорение с помощью электростатической волны, перпендикулярной магнитному полю. Электроны, захваченные волной, взаимодействуют с электрическим полем, которое ускоряет их в пределах волнового фронта. Пока электроны не смогут «отцепиться», результирующее ускорение будет ограничено только размерами волнового фронта. Более подробно о сурфатронах см. «DC Acceleration of Charged Particles by Electrostatic Wave Propagation Obliquely Magnetic Field», Sugehata et al, Phisical Review Letters, Vol.52, No17, Apr.23, 1984, стр. 1500.

(c) Ускорение на биениях, основанное на свойстве двух электромагнитных колебаний разных частот генерировать биениями электростатическую волну с высокой скоростью фронта. Эта волна захватывает и ускоряет электроны до тех пор, пока они находятся в фазе с волной. Подробнее об ускорителях на биениях см. «Exitation of Plasma Waves in the Laser Bit Wave Accelerator», Tang et al, Appl.Phys., Letter 45, 15 Aug. 1984, стр. 375.

(d) Плазменное волновое ускорение, основанное на использовании одночастотной волны в форме волнового пакета. Электромагнитный волновой пакет, равный половине длины плазменной волны, резонансно возбуждает плазменные волны. Для получения мощных волн электромагнитный пакет возбуждается с заданным периодом повторения. Подробнее о плазменном волновом ускорении см. «Forward Raman Instability and Electron Acceleration», Joshi et al, Phisical Review Letters, Vol.47, No18, Nov.2, 1981, стр. 1285.

Поскольку для создания релятивистских электронов могут быть использованы любые из указанных выше методов, а также их комбинации, необходимо принимать во внимание возможность достижения излучаемой электромагнитной энергией области взаимодействия. Как было сказано выше, электромагнитная энергия может быть направлена в область взаимодействия (облако целей 16) непосредственно от наземного передатчика, через спутниковый отражатель 20 или комбинируя оба способа. Электромагнитная энергия должна быть передана в область взаимодействия с минимальными потерями, которые зависят от принятой антенной конфигурации, расположения области взаимодействия и частоты передаваемой электромагнитной энергии. В общем случае для минимизации проблем с достижимостью области и поглощением излучения слоем D ионосферы следует использовать высокие частоты (более 10 МГц). Нежелательные процессы отражения или поглощения излучения при определенных порогах мощности могут быть исключены за счет передачи части энергии по различным путям распространения.

Как только электроны в облаке целей 16 будут разогнаны до релятивистских скоростей, они начнут взаимодействовать с объектами 17 и 18 в данном облаке, возбуждая сигнатуры распознавания. Эти сигнатуры зависят от величины массы объектов, приходящейся на единицу их поверхности. Это означает, что поток рентегновского излучения, создаваемого в результате данного взаимодейстия (и регистрируемого средством детектирования 22), прямо пропорционален поверхностной плотности материала, из которого сделан объект. Кроме того, спектр рентгеновского излучения отображает наличие атомов элементов с большим атомным весом (Z), присутствующих только в боевых баллистических ракетах 17. Вследствие этого создание вспомогательных средств и средств маскировки, которые бы имитировали сигнатуры боевых носителей, потребовало бы значительного увеличения их веса и стоимости.

Взаимодействие релятивистских электронов с тяжелыми объектами с большим атомным весом Z (с боевыми ракетами) будет вызывать тормозное излучение высокой энергии (т.е. постояное излучение заряженными частицами, в данном случае электронами, в результате их отражения кулоновскими полями и другими частицами), которое доступно обнаружению рентгеновскими и/или гамма телескопическими детекторами (средство детектирования 22).

Более конкретно, предпочтительным средством детектирования 22 является телескоп со счетчиком фотонов такого типа, который регистрирует высокоэнергичные фотоны даже в условиях проникающей и фоновой радиации от большого числа ядерных взрывов, чтобы отличать сигнатуры баллистических ракет от сигнатур невооруженных объектов. Кроме того, чтобы определять направление прихода фотонов, детектор должен обладать угловым разрешением. Разрешение зависит от расстояния между детектором и облаком целей. Для локализации объекта диаметром 10 м разрешение должно быть не хуже, чем ΔΘ = 10^-2/R, где R - расстояние от детектора до объекта в км. Для детекторов в радиусе 1000 км ΔΘ должно быть не более 10 микрорадиан. Фотоны торможения сигнатур, производимых взаимодействием релятивистских электронов с объектом, будут равномерно распределены по энергиям от нуля до максимальной энергии релятивистских электронов. Однако порог детектирования детектора 22 устанавливается равным минимальному ожидаемому уровню сигнатур боевых носителей и детектироваться и анализироваться будут только сигнатуры, превышающие данный уровень. Т.о., средство детектирования 22 будет быстро засекать в облаке целей носители 17 (сигнатура высокой энергии) и игнорировать объекты 18 (сигнатуры низкой энергии).

В качестве пояснения того, как релятивистские электроны создают идентифицирующие сигнатуры объектов, рассмотрим следующий пример. Электрон с энергией 20 Мэв имеет проникающую способность порядка 10 г/см2. «Толщина» типовой баллистической ракеты 17 составляет приблизительно от 20 до 40 г/см2. Т.о., релятивистский электрон будет полностью заторможен баллистической ракетой 17 и основная часть его энергии будет конвертирована в фотоны. В то же время, такой же релятивистский электрон пройдет через легкую или пустотелую ложную цель 18, почти не производя тормозного сигнала. Отсюда следует, что 5-10 процентная масса ложных целей, выполненных из материала с высоким Z, будет производить 5-10 процентов сигнала баллистической ракеты. Поскольку ложные цели по большей части представляют собой материал с низким Z, их фотонный сигнал намного меньше, т.к. энергия всех электронов уходит на ионизационные потери.

Например, для алюминия (Z = 13) потери на излучение начинают преобладать при энергиях свыше 61,5 Мэв. Для урана (Z=92) соответствующая энергия равна только 8,7 Мэв. Т.о., у легких, с малым атомным весом, вспомогательных средств коэффициент преобразования энергии электронов в энергию фотонов намного ниже 1, в то время, как коэффициент преобразования для баллистической ракеты с ураном приближается к 1.

Детекторы 22 располагаются на удалении (10 - 1000 км) от облака релятивистких электронов и не затрагиваются им.

Теперь обратимся к фиг.2 с иллюстрацией первого частного варианта реализации настоящего изобретения, где сферическое облако 30 релятивистких электронов создается вокруг «автобуса» 31, размещающего ложные цели, вспомогательные средства, баллоны, дипольные отражатели и пр. (32) в непосредственной близости от боевых баллистических ракет 33. При сопровождении «автобуса» 31 антенной 15 облако 30 будет перемещаться вместе с «автобусом» 31 по его баллистической траектории. Средства маскировки 32 будут идентифицированы за время не более 1 с, поскольку их сигнатура (т.е. поток фотонов) у детектора 22 меньше, чем ожидаемая сигнатура боевого носителя 33. Поэтому средства маскировки 32 будут игнорироваться системой распознавания, которая будет продолжать сопровождать только носитель 33. Для гарантированного взаимодействия объектов с релятивистскими электронами в облаке 30 его радиус L должен быть порядка 1 км при ожидаемой скорости Ur объектов относительно облака 30 около 1 км/с.

Облако 30 релятивистских электронов формируется путем повышения энергии одной тысячной - одной десятитысячной части естественной плазмы с плотностью 10^4 - 10^5 радиочастотным или микроволновым излучением расположенного на земной поверхности передатчика, как это было описано выше. Требуемое количество энергии, длительность воздействи и пр. могут быть получены из известных соотношений. Например, в базовом варианте для Ur = 1 км/с, скорости объекта 1 км/с, L = 1 км, t = 1 c, времени наблюдения 10 с, плотности материала носителя 33 nr = 10 #/см3, ненаправленном потоке излучения для энергии 5,5 Мэв F = 10^11 #/см2с требуется:

(a) суммарная энергия в облаке 30 - 8 килоджоулей;

(b) длительность воздействия - 1,6 мс;

(c) требуемая мощность - от 50 до 500 МВт;

(d) требуемая суммарная энергия для 1 - 5 циклов наблюдения - 1 - 10 гигаджоулей.

Минимальное время образования облака 30 можно получить из соотношения T = e/p (мс), где e - полная энергия в облаке 30 в кдж, p - полная потребная мощность в ГВт за 1 - 100 мкс. В течение времени образования облака «автобус» проходит расстояние не более нескольких десяков метров. Из соображений мощности желательно создавать настолько малое облако 30, насколько это позволяют возможности наземных средств фокусирования и протяженность участка ускорения электронов.

Фиг.3 иллюстрирует еще один частный вариант реализации настоящего изобретения, в котором электроны газообразных продуктов объекта 40 возбуждаются поступающей с земной поверхности энергией для формирования облака 41 релятивистских электронов, которые, взаимодействуя с объектом 40, создают его сигнатуру 42. ВСледствие высокого вакуума все материалы в космическом пространстве естественным образом испускают газы (дегазируются), которые в атмосферных условиях ими удерживаются. Обычно эти газы создают облако, простирающееся на расстояние от 2 до 20 метров вокруг объекта и имеет плотность No, равную приблизительно 10^11 1/см3.

В данном варианте излучение антенны 15 ионизирует продукты дегазации, формируя облако 41 релятивистских электронов с энергией порядка 10 Мэв. Из общей плотности релятивистских электронов Ne = 4x10^14 половина вступает во взаимодействие с объектом, формируя сигнатуры 40, которые воспринимаются детектором 22.

Суммарная энергия, необходимая для создания в данном варианте изобретения облака релятивистских электронов с энергией порядка 10 Мэв и электронной плотностью порядка 4x10^14 равна 32 дж. Для того, чтобы доставить эту энергию в течение заданного временного интервала 10^-5 - 10^-6 с требуется мощность порядка 1-5 МВт.

Время цикла должно быть очень коротким. Наиболее жесткие требования в данном изобретение накладывает физика ускорения электронов. В частности, протяженность участка ускорения Lo должна быть порядка 1 - 10 м. Этот вариант изобретения требует особо высокой частоты микроволн, поскольку площадь области возбуждения должна быть порядка 1 - 4 м2.

Фиг.4 иллюстрирует еще один вариант реализации настоящего изобретения в котором на пути облака целей (пунктирная линия 50) создается стационарный слой или оболочка 51 из релятивистских электронов. Средства маскировки и боевые носители облака целей будут производить сигнатуры в соответствии с их поверхностной плотностью как это было описано выше. Для толщины X слоя, равной 10 км требуется поверхностная плотность nr = 10 #/см3. Для создания слоя 51 требуется возбуждение электронов энергией наземного передатчика на высотах от 200 до 1000 км в естественных радиационных поясах. Высота возбуждения также будет являться точкой отражения если энергия будет излучаться перпендикулярно магнитным силовым линиям. Ведущий центр захваченных электронов при этом будет совершать возвратно-поступательное движение между северной и южной точками отражения с периодом tb около 2 с при дрейфе в восточном направлении с периодом td около 1000 с. Если время возбуждения слоя будет больше времени дрейфа, то слой будет расплываться, формируя оболочку 51. Если оболочка 51 существует, то объект 50, проходя через нее, взаимодействует с ее релятивистскими электронами, генерируя сигнатуры, которые воспринимаются детектором 22, расположенным внизу за пределами оболочки.

Хотя здесь было описано использование изобретения для распознавания боевых и небоевых объектов в облаке целей во время нападения, оно может также быть использовано для проверки орбитальных спутников на предмет наличия на них ядерных боезарядов, предназначенных для применения в будущем. Вокруг интересующего спутника опять может быть создано облако релятивистских электронов для взаимодействия с ним и формирования сигнатур, которые при анализе могут указать на наличие на спутнике соответствующих материалов.

 

 

 

 

1. Метод распознавания в пространстве боевых баллистических носителей и небоевых объектов, включающий:

передачу электромагнитного излучения с земной поверхности в область с носителями и объектами для ускорения электронов, присутствующих в пространстве и тем самым создания облака релятивистских электронов вокруг названных баллистических носителей и объектов;

взаимодействие названных релятивистских электронов с названными баллистическими носителями и названными объектами и формирования таким образом индивидуальных сигнатурных репрезентативных сигналов от названных носителей и объектов;

детектирование названных сигнатурных сигналов с распознаванием названных носителей и названных объектов.

 

2. Метод по п.1. в котором названное электромагнитное излучение вызывает электронно-циклотронный резонанс.

 

3. Метод по п.1. в котором названное электромагнитное излучение вызывает сурфатронное ускорение.

 

4. Метод по п.1. в котором названное электромагнитное излучение вызывает ускорение на биениях.

 

5. Метод по п.1. в котором названное электромагнитное излучение вызывает плазменно-волновое ускорение.

 

6. Метод по п.1. в котором названные электроны являются электронами естественной плазмы, окружающей названный носитель и названные объекты.

 

7. Метод по п.1. в котором названные электроны являются электронами продуктов дегазации названного носителя и названных объектов.

 

8. Метод по п.1., включающий детектирование сигнатурных сигналов только названных боевых баллистических носителей при игнорировании сигнатур названных небоевых объектов.

 

9. Метод по п.1., в котором названные электроны ускоряются до энергии выше 5 Мэв.

 

10. Метод по п.8., в котором названные сигнатурные сигналы представлены фотонами, образующимися при взаимодействии названных релятивистских электронов с материалом названных носителей и названных объектов.

 

11. Метод по п.8., в котором названные фотоны находятся на расстоянии минимум 10-1000 км от места взаимодействия между названными релятивистскими электронами и названными носителями и названными объектами.

 

12. Оборонительная система для обнаружения и распознавания в пространстве боевых баллистических носителей и находящихся поблизости небоевых средств, включающая:

расположенное на земной поверхности средство для передачи электромагнитной энергии с названной земной поверхности в область с названными носителями и объектами для создания облака релятивистских электронов с энергией выше 5 Мэв, окружающего названные носители и объекты, взаимодействующего с ними и производящего тем самым сигнатурные сигналы от названных носителей и объектов;

средство для детектирования названных сигнатурных сигналов, отличающее названные боевые носители от названных небоевых объектов.

 

13. Система по п.12 в которой средство для создания релятивистских электронов включает:

расположенный на земной поверхности генератор электрической энергии;

передатчик, питаемый электрической энергией от названного генератора;

антенну для фокусировки названной электромагнитной энергии на область естественной плазмы, окружающую названный носитель и названные объекты;

источник энергии для питания названного генератора электрической энергии.

 

14. Система по п.13, в которой названный источник энергии включает природный газ.

* * * * * * * * *

 

 

Опубликовано 05.11.2018 Последнее изменение - нет

© Janto 2018 Все права защищены