Рабочая температура многих инфракрасных приемников излучения достигает температуры жидкого азота (77°К), а порой и жидкого гелия (4°К). Таким образом, их применение связано со специфическими вопросами физики низких температур. Выбор приемника инфракрасного излучения производится так, чтобы получить наибольшую чувствительность устройства в заданной спектральной области.
Сигнал с выхода приемника обычно невелик. Для того чтобы извлечь из него информацию и использовать ее, необходимо усилить сигнал и преобразовать его. Это достигается с помощью специальных электронных систем, состоящих из предусилителей, усилителей, устройств формирования и декодирования импульсов, схем совпадения, обратных связей и других. Регистрирующие устройства инфракрасных систем различны. Они определяются целевым назначением самой системы. Для систем тепловой разведки местности регистрирующим устройством может быть электроннолучевая трубка, на которой создается изображение. Для самонаводящихся снарядов выходное устройство — рули управления. У многих систем выходным устройством служит электронное логическое устройство, преобразующее первоначальный сигнал в полезную информацию.
В последние годы зарубежные специалисты пытаются использовать инфракрасные системы и для таких целей, как обнаружение и уничтожение баллистических ракет и спутников в полете, для разведки наземных объектов из космоса по их инфракрасному излучению. Какие выгоды и преимущества, по их мнению, сулит применение инфракрасной техники для выполнения подобных задач?
Как известно, межконтинентальные баллистические ракеты имеют скорость полета, соизмеримую с первой космической скоростью, равной примерно 8 км/сек. Это обстоятельство делает непригодными для их перехвата обычные системы противовоздушной обороны, предназначенные для заблаговременного обнаружения самолетов. При противоракетной обороне дорога буквально каждая секунда. Но с помощью активного радиолокатора большой чувствительности, как считают зарубежные специалисты, можно обнаружить головную часть ракеты лишь примерно за 15 минут до ее падения. Это объясняется тем, что дальность действия активных радиолокаторов ограничена «радиолокационным горизонтом»: без учета искривления луча вследствие рефракции в атмосфере можно считать, что луч радиолокатора распространяется по касательной к поверхности Земли (рис. 16). Таким образом, при помощи активного радиолокатора во многих случаях невозможно обнаружить ракету непосредственно в момент ее запуска. При этом большой участок траектории ракеты остается вне поля обзора радиолокатора. Это значительно сокращает время на вычисление координат точки падения головной части и подготовку антиракеты для ее перехвата. Возникает необходимость создания систем для обнаружения баллистических ракет как можно ближе к точке старта.
В качестве примера попытки решения подобной задачи можно привести разработанный в США спутник раннего обнаружения баллистических ракет «Мидас», оснащенный инфракрасной аппаратурой. Первый запуск военного искусственного спутника «Мидас» был осуществлен 25 февраля 1960 г. После этого запуски спутников «Мидас» производились в течение ряда лет. Сообщалось, что с помощью искусственного спутника Земли «Мидас IV» была обнаружена по излучению факела двигателей специально запущенная с полигона мыса Канаверал (Кеннеди) ракета «Титан». Обнаружение произошло через 90 сек. после ее запуска на высоте 60 км над поверхностью Земли. По заявлениям иностранной печати, подобный спутник раннего обнаружения баллистических ракет якобы может обнаружить их через минуту после старта в любой точке земного шара, а слежение за ракетами со спутников возможно примерно в течение 5 мин., пока работают двигатели ракеты. Однако для боевого использования, по мнению зарубежных специалистов, должна быть создана целая система таких спутников, вращающихся вокруг Земли.
В тропосфере и стратосфере, где проходит активный участок траектории баллистической ракеты, всегда присутствуют водяные пары и углекислый газ. Они поглощают инфракрасные лучи неравномерно на различных длинах волн, т. е. селективно, избирательно. Поэтому атмосфера для некоторых длин волн как бы «абсолютно черный», непрозрачный фильтр.
Чувствительный элемент аппаратуры, установленный на спутниках «Мидас», например, не реагирует на излучение заводов, фабрик, пожаров, костров и других источников, расположенных «на дне» атмосферы, а также и на излучение самой ракеты до тех пор, пока она не вылетит выше плотных слоев атмосферы. Считают, что обнаружение ракеты будет происходить на высотах более 15 км.
Последние сообщения печати показывают, что американские специалисты продолжают вести разработки в целях усовершенствования спутниковой системы раннего обнаружения баллистических ракет. Для этого наряду с беспилотными спутниками они используют пилотируемые космические аппараты. Так, в декабре 1965 г. американские космонавты совершили групповой полет на космических кораблях «Джеминай-6» и «Джеминай-7». В программу полета наряду с другими экспериментами был включен опыт чисто военного характера, который Пентагоном был лицемерно назван «техническим экспериментом». Космонавты с помощью специальной бортовой инфракрасной аппаратуры, размещенной на космическом корабле, должны были измерить характеристики инфракрасного излучения факела двигателей межконтинентальной баллистической ракеты. С этой целью в момент пролета космонавтов над ракетной базой была запущена трехступенчатая межконтинентальная ракета «Минитмен». Ясно, что полученные во время этого эксперимента данные носят чисто военный характер и не имеют никакого отношения к мирному освоению космического пространства.
Большие средства ассигнуются агрессивными империалистическими кругами и на исследования, связанные с созданием инфракрасных систем для перехвата космических целей — как ракет, так и искусственных спутников. В печати сообщалось, что в принципе для уничтожения головных частей баллистических ракет в космическом пространстве могут быть использованы антиракеты, имеющие тепловые головки самонаведения.
Головная часть ракеты, входя в атмосферу, нагревается и становится мощным источником светового и инфракрасного излучения. Высота, на которой начинается нагрев головной части, не постоянна. Она зависит от скорости головной части на нисходящем участке траектории, от ее формы, теплоемкости и теплопроводности материала, из которого эта часть изготовлена, и других факторов.
В естественных условиях лишь нагрев метеоритов можно сравнить с нагревом головных частей баллистических ракет. Для ярких болидов высота возгорания равна примерно 90—135 км. Сила света крупных болидов оценивается в 10 миллиардов свечей, что примерно в 5—10 раз больше силы света мощных зенитных прожекторов. Для той точки тела, в которой скорость газа обращается в нуль, можно, пользуясь формулами газовой динамики, теоретически определить температуру заторможенного газа. При скоростях полета порядка 7 км/сек, характерных для скоростей полета головных частей ракет, запущенных на большие дальности, температура полного торможения газа составляет примерно 26 000°. Истинная температура торможения, правда, ниже теоретической; она составляет 20–70 % от температуры торможения, но по такому мощному источнику, яркость которого соизмерима с яркостью Солнца, возможно, как считают зарубежные специалисты, успешно применять антиракеты с тепловыми головками самонаведения.
В печати были опубликованы сведения о пробных запусках ракет с тепловыми головками самонаведения по космическим целям. Так, в октябре 1959 г. один из первых экспериментальных образцов ракеты «Скайболт» («Болд Орион») был запущен на высоте 10,7 км с самолета-бомбардировщика В-47. Ракета, оборудованная тепловой головкой самонаведения, была запущена с углом возвышения 45° и нацелена на искусственный спутник Земли «Эксплорер», двигавшийся в это время со скоростью 42 тыс. км/час. Согласно сообщениям, ракета прошла на расстоянии 6 км от спутника.
Это был один из первых зарубежных экспериментов по борьбе с космическими целями на больших высотах. Раздувая военную истерию, американские правящие круги уже сейчас ставят задачу разработки антиспутников, или, как их еще называют, спутников-перехватчиков, предназначенных для борьбы со спутниками противника. По одному из таких проектов — «Сейнт» — на борту спутника-перехватчика должны находиться всенаправленный радиолокатор, телевизионные установки, датчики инфракрасных лучей, приборы и оборудование для противодействия системам разведки, аппаратура связи и боевые заряды. Проектный вес всего комплекса аппаратуры спутника «Сейнт» около 2 тыс. кг. Помимо системы обнаружения
