Поделиться
Суперлазер разорит Америку
Лазерная установка рекордной мощности, создаваемая в Ливерморской национальной лаборатории (США), еще задолго до завершения работ успела прославиться огромным и постоянно растущим перерасходом средств. Несмотря на это, Пентагон не жалеет денег в надежде получить решающее военное преимущество над всем остальным миром, вместе взятым. Лазерам в его планах отводится особое место. Лазерная установка NIF (National Ignition Facility) располагается в Ливерморской лаборатории в здании размером со стадион. Установленное в ней оборудование и системы должны собрать воедино лучи 192 сверхмощных лазеров, сконцентрировав их на мишени размером с карандашный ластик. Лазерному лучу до мишени придется преодолеть путь протяженностью более 300 метров. Продолжительность лазерного импульса составит лишь одну тысячную долю секунды, но его мощность при этом превзойдет мощность всех электростанций Соединенных Штатов.Как сообщает CNN, NIF позволит проводить разнообразные эксперименты в области физики высоких энергий и высокой плотности, даст ученым возможность лучше понять процессы, происходящие в недрах планет и звезд. Все это, в конечном итоге, приближает перспективу применения термоядерного синтеза для выработки энергии. Основная цель создания исполинской установки – нагрев с помощью лазерных лучей водородной мишени до очень высоких температур и ее «обжатие» под действием чудовищного давления. Мишень размером с пулю пневматического ружья сожмется при этом в тринадцать раз. При этом, полагают ученые, начнется реакция термоядерного синтеза. К настоящему моменту уже испытаны четыре из 192 лазерных пушек. С завершением создания NIF в мире не будет равных по мощности.
Несмотря на то, что ученые строят себе «мирный лазер», попользоваться им смогут не они одни – не для того правительство США инвестирует в проект как минимум $3,5 млрд. (а возможно, и значительно больше), чтобы удовлетворить чье-либо любопытство. Национальная безопасность США без сверхмощного лазера немыслима. Установка превзойдет по мощности в 40 – 60 раз даже действующую в Ливерморской лаборатории сверхмощную лазерную установку Nova (10 пучков). «Разница, как между автомобилем и реактивным лайнером», - поясняет менеджер проекта Эдвард Мозес (Edward Moses).
Лазер NIF «необходим для оценки вероятных характеристик ядерных вооружений»,– заявил министр энергетики США Сэмюэль Бодман (Samuel Bodman). Благодаря NIF военные впервые смогут в лабораторных вопросах досконально и с высокой точностью изучить процессы, протекающие в термоядерных зарядах в момент взрыва. Это позволит точнее оценить влияние факторов, обусловливающих изменение параметров боевых зарядов со временем, и обеспечить их надежность – подземные испытания США перестали проводить еще в 1972 году.
«Мы никогда бы не выделили $5 млрд. - $6 млрд. на строительство лазерной установки исключительно для мирных исследований», - заявил сенатор-республиканец от штата Нью-Мексико Пете Доменичи (Pete Domenici), председатель сенатского подкомитета, ведущего финансирование программы NIF. Официальные представители министерства энергетики заявляют, что проведение первых экспериментов с термоядерным синтезом намечено на 2010 год. Сенатор Доменичи относится к этому скептически – это «чудовищная растрата средств», препятствующая финансированию других программ, призванных обеспечить надежность ядерного арсенала страны. «Им еще следует доказать, что они способны справиться с задачей».
Другие, соглашаясь с тем, что осуществление ядерной реакции в NIF станет очевидным даже ребенку успехом, вместе с тем считают, что это – далеко не единственный показатель. По мнению директора проекта Джорджа Миллера (George Miller), есть множество других экспериментов, важных для работающих в области ядерных вооружений ученых, для проведения которых NIF мог бы оказаться весьма полезным.
«Мы понимает важность осуществления термоядерной реакции, - заявил Линтон Брукс (Linton Brooks), глава национальной администрации по ядерной безопасности США, - и не видим оснований полагать, что мы не справимся с ней». Тем не менее, сокращение ассигнований на программу осуществления термоядерного синтеза на 14%, рассматривавшееся на последних сенатских слушаниях, создает, по его мнению, дополнительный риск того, что к 2010 году эту задачу решить не удастся.
| #gallery# |
Скептицизм во многом оправдан - десятилетняя история программы NIF отмечена как яркими успехами, так и обескураживающими неудачами. Одной из проблем стала постоянный рост стоимости проекта, конца которому не видно. У экспертов закралось сомнение, что его цена была изначально занижена с тем, чтобы заручиться поддержкой Конгресса. В самом начале 1990-х, когда идея NIF только зародилась, стоимость установки оценивалась всего лишь в $700 млн. К началу работ над проектом в 1997 году цена выросла до $2,1 млрд., предполагалось завершить создание установки в 2004 году. Три года спустя цена выросла до $3,3 млрд., а завершение работ было отложено еще на три года. Сейчас, с учетом работ по созданию капсулы-мишени, стоимость перевалила уже за $5 млрд.
«Если бы Конгресс услышал бы про $5 млрд. в самом начале, стал бы он затевать ее финансирование? Никогда», - утверждает Кристофер Пэйн (Christopher Paine), ведущий мониторинг проекта NIF по заказу National Resources Defense Council и ставший одним из наиболее жестких критиков проекта. Однако, его мнение разделяют не все.
Несмотря на стремительный рост стоимости и весьма неопределенный результат в итоге, программа NIF продолжает пользоваться поддержкой и Конгресса США, и администрации президента Буша. Вместе с тем, другие проекты в области физики высоких энергий в США уже постигла незавидная судьба – миллиарды долларов оказались растраченными впустую. В 1993 году была прекращена реализация проекта создания крупнейшего в мире коллайдера SSC, на который уже было к тому времени затрачено $2 млрд. Проект строительства реактора-размножителя в г. Клинч-Ривер был прекращен после того, как расходы составили $1,7 млрд. В обоих случаях сметные расходы были значительно превышены. Г-н Пэйн полагает, что проекту NIF лучше последовать по их пути. Намного безопаснее, проще и дешевле, полагает он, просто построить новые боеголовки, чем ломать голову над тем, как продлить жизнь старым.
Программа с самых первых дней вышла за рамки выделенного бюджета – критики утверждают, что стоимость проекта была изначально и сознательно занижена с тем, чтобы любой ценой добиться поддержки Конгресса. Особенно это стало очевидным после того, как в 1999 году выявились факты сокрытия от представителей министерства энергетики и Конгресса серьезных проблем в оптических элементах лазерной установки. Инженеры обнаружили, что полностью защитить оптику от пыли, без чего работа лазера невозможна, не удается. Только на решение этой проблемы ушло $350 млн. дополнительно. И даже в то время, когда инженеры боролись над решением этой сложнейшей задачи, руководство Ливерморской лаборатории продолжало рапортовать тогдашнему министру энергетики Биллу Ричардсону о том, что работы не выбиваются ни из графика, ни из бюджета.
«Помню, я был потрясен до глубины души, – вспоминал сам г-н Ричардсон. – Я был на объекте всего за месяц до этого, и мне говорили, что лазерная программа в отличной форме, и имеет блестящие перспективы». Не способствовал росту доверия к проекту и тот факт, что его директор был уволен сразу после того, как выяснилось при ближайшем рассмотрении, что он так и не закончил работу над собственной диссертацией, а приглашенные сторонние рецензенты так и не смогли выявить в проекте ни одного слабого места, хотя их было предостаточно.
Но вместе с тем, работа продолжается. Новая команда, которую в 1999 году возглавил Эдвард Мозес, продолжает пробиваться к заявленной цели. В 2003 году была решена проблема пыли – в здании была создана огромная «чистая комната», а оптику стали монтировать в свободных от пыли модулях. Были разработаны новые способы массового производства высококачественных оптических элементов. Была разработана методика ускоренного роста высококачественных кристаллов, способных конвертировать излучение в ультрафиолет непосредственно перед мишенью.
За решенными проблемами последовали новые. Акцент сместился с лазеров на саму мишень, в которой будет содержаться водород. Из пластика ее сделать не удалось. Выбор пал на бериллий – металл, способный выдерживать интенсивный нагрев и к тому же хороший проводник. В настоящее время проблема еще не решена, однако г-н Мозес уверен – ее удастся преодолеть, как и множество трудностей, стоявших на пути прежде.
Лазерная установка NIF – не единственная, в разработке которой деятельное участие принимает Пентагон. Большое внимание военных привлек проект THEL, предусматривающий созданиемобильного высокоэнергетичного лазера поля боя (Tactical High Energy Laser), предназначенного для борьбы с ракетами малого радиуса действия и даже артиллерийскими снарядами. В настоящее время в США ведется активная работа по созданию лазера авиационного базирования ABL (Airborne Laser), предназначенного для уничтожения баллистических ракет противника на активном участке траектории, непосредственно после пуска. Как сообщает SpaceDaily, 17 мая в США прошли успешные летные испытания конформного окна для лазера размером 1,7 метра. Оно было размещено во вращающейся турели боевого лазера в носовой части модифицированного самолета Boeing 747-400F. На производство этого элемента, одного из самых сложных оптических продуктов в мире, ушло пять лет. Сам лазер COIL мегаваттной мощности (Chemical Oxygen Iodine Laser, химический кислород-йодный лазер) на борту самолета в воздух еще не подымался, однако этот момент неумолимо приближается.
Короткая ссылка
