出品：科普中國

作者：岳江鋒

策劃：宋雅娟

監(jiān)制：光明網(wǎng)科普事業(yè)部

美國國防部在1981年設(shè)立了定向能技術(shù)局來開發(fā)粒子束武器和激光武器，并從當(dāng)年開始實(shí)施預(yù)算額為3.15億美元的5年開發(fā)計(jì)劃。到80年代中期，在美國提出的“星球大戰(zhàn)”計(jì)劃中，定向能武器首次作為主力攔截武器的構(gòu)想“躍然于紙上”，主要包括空間基激光器、地面基激光器、空間粒子束武器等。然而，經(jīng)過幾十年的探索，至今定向能武器在攔截作戰(zhàn)中的應(yīng)用依然十分有限，但其在防空反導(dǎo)領(lǐng)域的獨(dú)特優(yōu)勢和巨大潛力始終令美國難以割舍。

定向能武器具體有哪些優(yōu)勢？

定向能武器是指朝著一定方向發(fā)射的高能量射束，旨在摧毀敵方飛機(jī)、導(dǎo)彈和衛(wèi)星等目標(biāo)的武器。高能量射束主要是指強(qiáng)激光、高能強(qiáng)流粒子（電子、質(zhì)子和離子）和強(qiáng)電磁波。定向能武器的特點(diǎn)是能量高度集中，命中率高，能迅速改變發(fā)射方向，短時(shí)間內(nèi)攔截或攻擊多個(gè)目標(biāo)。

美國之所以探索將定向能武器用于防空反導(dǎo)甚至反衛(wèi)星，是因?yàn)槠湎鄬?duì)于其他常規(guī)武器，具有以下獨(dú)特的優(yōu)勢：一是激光、微波波束和粒子束以光速或接近光速的速度直射目標(biāo)，瞄準(zhǔn)即能命中，目標(biāo)難以躲避；二是可控制射束快速改變方向，一件武器可在極短時(shí)間內(nèi)連續(xù)攻擊多個(gè)目標(biāo)，反應(yīng)靈活、快速；三是能量高度集中，一般只對(duì)目標(biāo)本身甚至目標(biāo)的某一部位造成破壞，不像核武器或化學(xué)生物武器那樣，造成大范圍的破壞或殺傷。

正是基于這些優(yōu)良的特性，定向能武器能在瞬間打中遠(yuǎn)至幾千千米外快速運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)（例如洲際彈道導(dǎo)彈的助推器、母艙、誘餌和軍用衛(wèi)星等），將其予以摧毀，并可迅速再次瞄準(zhǔn)下一目標(biāo)。

激光反導(dǎo)的殺傷機(jī)理是怎樣的？

機(jī)載激光器系統(tǒng)（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

激光武器迄今已有40多年的發(fā)展歷史，其關(guān)鍵技術(shù)也已取得實(shí)質(zhì)性突破。目前，為防空反導(dǎo)發(fā)展的激光武器主要包括化學(xué)激光和固體激光。其中，化學(xué)激光器可方便實(shí)現(xiàn)大功率兆瓦級(jí)輸出，進(jìn)行硬毀傷或遠(yuǎn)距離干擾，但體積龐大且存在排放污染的問題，只能部署于較大的作戰(zhàn)平臺(tái)，如戰(zhàn)略運(yùn)輸機(jī)等。固體激光器體積緊湊、重量輕，但目前輸出功率較低，更適合對(duì)體積重量要求較為苛刻的車載平臺(tái)等使用。

而化學(xué)激光反導(dǎo)武器的“佼佼者”，當(dāng)屬美軍大名鼎鼎的機(jī)載激光器（ABL）系統(tǒng)了。ABL系統(tǒng)核心部件是兆瓦級(jí)的化學(xué)氧碘激光器，搭載在改進(jìn)型波音747-400F運(yùn)輸機(jī)的機(jī)背上。在反應(yīng)非常迅捷的激光指示系統(tǒng)輔助下，大威力激光光柱從貫穿飛機(jī)前部的管子中穿越，穿過光柱控制系統(tǒng)后射出。

自2004年以來，機(jī)載激光器多次成功摧毀了試驗(yàn)用的彈道導(dǎo)彈。雖然試驗(yàn)取得了較大成功，但這種激光器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜龐大，化學(xué)染料易燃、劇毒、有腐蝕性，使用維護(hù)繁瑣且費(fèi)用昂貴，使其很難進(jìn)入實(shí)戰(zhàn)部署狀態(tài)。奧巴馬上臺(tái)后，在導(dǎo)彈防御方面更加注重發(fā)展技術(shù)較成熟的反導(dǎo)系統(tǒng)。2011年12月，美國國防部決定終止這項(xiàng)為期16年、耗資50多億的激光反導(dǎo)項(xiàng)目。

粒子束武器究竟是啥樣的武器？

粒子加速器結(jié)構(gòu)透視圖（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

提到定向能武器，大部分人首先想到激光武器和高功率微波武器，對(duì)粒子束武器卻知之甚少。其實(shí)，早在20世紀(jì)50-70年代，蘇聯(lián)和美國都曾實(shí)施過粒子束武器研制計(jì)劃。粒子束武器是用高能加速器將粒子源產(chǎn)生的帶電粒子（電子、質(zhì)子和離子）加速到接近光速，并用磁場把它聚集成密集的束流，直接或去掉電荷后射向目標(biāo)，靠束流的動(dòng)能或其它效應(yīng)使目標(biāo)失效。粒子束武器雖然是一種定向能武器，但它發(fā)射的不是微波和激光等電磁波，而是質(zhì)量甚小的粒子。

粒子束武器盡管也能對(duì)生物體產(chǎn)生殺傷，甚至傷害的程度比激光武器還厲害，但這種武器的主要?dú)繕?biāo)不是人，而是用于防空和攔截彈道導(dǎo)彈。高能粒子束的穿透力極強(qiáng)，脈沖發(fā)射率高，能快速改變發(fā)射方向。粒子束武器通過三種方式破壞目標(biāo)：一是利用高速密集粒子束流的動(dòng)能破壞目標(biāo)結(jié)構(gòu)；二是引爆目標(biāo)的戰(zhàn)斗部；三是穿過電子設(shè)備時(shí)產(chǎn)生脈沖電流使之失效。

但是，粒子束武器也存在著不易攻克的技術(shù)難題：一是帶電粒子在大氣層內(nèi)傳輸能量損失較大；二是由于束流擴(kuò)散，使得在空氣中使用的粒子束，只能打擊近距離目標(biāo)；三是地磁場影響而使束流彎曲。這些缺陷使其在可預(yù)期內(nèi)很難達(dá)到實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用的地步，至今仍處于基礎(chǔ)研究階段。

軍事小詞典

定向能武器：指朝著一定方向發(fā)射的高能量射束，旨在摧毀敵方飛機(jī)、導(dǎo)彈和衛(wèi)星等目標(biāo)的武器，主要包括激光武器、高功率微波武器、粒子束武器等。這里的高能量射束，主要是指強(qiáng)激光、高能強(qiáng)流粒子（電子、質(zhì)子和離子）和強(qiáng)電磁波。定向能武器的特點(diǎn)是能量高度集中，命中率高，能迅速改變發(fā)射方向，短時(shí)間內(nèi)攔截或攻擊多個(gè)目標(biāo)。