Атмосферное оружие основано на использовании средств воздействия на процессы, происходящие в газообразной оболочке Земли. Его подразделяют на метеорологическое, климатическое, озонное и магнитосферное.
Наиболее изучено и опробовано на практике метеорологическое оружие, применение которого, в отличие от климатического, гораздо более локально и краткосрочно. Провоцирование ливней, образование наводнений и затоплений территорий для затруднения передвижения войск и тяжелой техники, рассеивание облаков в районе бомбометания для обеспечения прицеливания по точечным целям - вот типичное применение метеорологического оружия. Для того чтобы рассеять облачность, вызвав обильные осадки и наводнения, на площади несколько тысяч квадратных километров достаточно рассеять около сотни килограмм йодистого серебра и йодистого свинца. Для кучевого облака в неустойчивом состоянии - несколько килограмм йодистого серебра.
Другая область метеорологического оружия - изменение прозрачности атмосферы в районе боевых действий. Плохая погода часто используется для скрытого сосредоточения сил или внезапного удара по другому, неожиданному для противника направлению. Для высокоточного оружия главным препятствием являются дым, туман и осадки. Недооценка уровня облачности привела к тому, что в ходе операции "Буря в пустыне" (Персидский залив 1990-1991гг), эффективность авиационных бомб с лазерным направлением вместо ожидаемых 90% составила 41-60%. Вместо принципа "одна цель - одна бомба" на одну цель применялось 3-4 боеприпаса.. Особое значение прозрачность воздуха имеет в случае применения оружия массового уничтожения: световое излучение в момент ядерного взрыва может быть уменьшено на 40-60%, если в районе предполагаемой цели поддерживается плохая видимость. Таким образом, распыление туманообразующих веществ может стать в будущем одним из оборонных мероприятий
Гражданское использование технологий метеорологического оружия широко - от противоградной службы до "разгона" облаков во время олимпийских игр и футбольных матчей.
Климатическоеоружие предназначено для нарушения погодных процессов на территории страны-противника. Результатом его применения может стать изменение температурного режима, возникновение ураганных ветров, изменение количества осадков и многое-многое другое - за последние пятьдесят лет разработаны разнообразные механизмы воздействия на окружающую среду, и эффект от их применения комплексный.
Целью применения климатического оружия станет снижение сельскохозяйственного производства противника, ухудшение снабжения продовольствием населения, срыв экономических программ и, как следствие, могут быть достигнуты политические и экономические изменения без развязывания традиционной войны. Климатическое оружие станет ведущим при осуществлении широкомасштабных войн за плодородные территории, которые предрекают футуристы. В этом случае существование "золотого миллиарда" будет достигнуто из-за массовых потерь населения больших регионов.
Разработка различных средств воздействия на климат была наиболее интенсивна во время холодной войны, а стратегия применения климатического оружия против СССР весьма серьезно рассматривалась США в 70-ые годы. Показателен доклад ЦРУ "Потенциальные последствия тенденции в мировом населении, производства продовольствия и климате" 1975-го года. В докладе говорилось, что искусственное изменение климата в СССР, Китае и ряде слаборазвитых стран "предоставит США степень власти, которой доселе они никогда не обладали". Одна из особенностей климатического оружия в том, что при прочих равных условиях, из двух стран, применивших его, проигрывает страна с меньшим климатически-почвенным потенциалом, возможно поэтому, климатическое оружие ни против СССР, ни против США так и не было применено.
Первым испытательным полигоном климатического оружия стал Индокитай. Тогда, в ходе операции "Шпинат" во время войны во Вьетнаме США испытали широкий спектр оружия, влияющего на окружающую среду. Характерно, что эта операция была многоэтапной, четко спланированной, проводилась в условиях строжайшей секретности, которая полностью не снята до сегодняшнего дня. Первый этап характеризовался массовым применением средств уничтожения растительности и поражающих средств воздействия на животных и здоровье населения. На втором этапе изменялись погодные условия - ВВС США и ЦРУ только по официальным данным в период 1963-1972 года в Индокитае провели 2658 операций по инициированию осадков. На третьем этапе производилось изменение литосферы и гидросферы, были инициированы крупные пожары.
Технологии климатического оружия разнообразны, однако основные - создание хемоакустических волн, изменение ионного состава атмосферы, введение в атмосферу и гидросферу специфических химических веществ.
Например, сокращение количества осадков достигается нанесением на водные поверхности субстанций, тормозящих испарение и образование кучевых облаков. В этом плане весьма чувствительна европейская часть России и Украина, поскольку четвертая часть поступающего сюда тепла приходится на сравнительно небольшую область в северной части Атлантического океана. Воздействие на формирование облачных массивом в этом районе или их обезвоживание способно привести к длительной засухе.
Распыление в верхних слоях атмосферы веществ, которые поглотят солнечный свет (и тем самым вызовут понижение температуры поверхности Земли) или поглотят тепло, излучаемое Землей (и вызовут нагрев поверхности) позволит осуществить глобальное изменение температуры. Понижение среднегодовой температуры всего на 1 градус в области средних широт будет катастрофичным, поскольку здесь производится основная масса зерна. Понижение на 4-5 градусов - приведет к постепенному оледенению всей поверхности океана, за исключением экваториальной области, а сухость атмосферы будет столь значительна, что ни о каком возделывании злаков на неоледенных территориях не может быть и речи. Впрочем, не исключено, что в будущем понижение температуры атмосферы с помощью рассеяния химических соединений будет использоваться как средство противодействия парниковому эффекту, подобные проекты разрабатываются, хотя панацеей, конечно, быть не могут.
Озонное оружие - это набор средств разрушающих слой озона над выбранными районами территории противника. Сквозь образовавшиеся озоновые дыры проникает жесткое ультрафиолетовое излучение солнца с длиной волны около 3мкм. Первым результатом воздействия этого оружия станет снижение продуктивности животных и сельскохозяйственных растений. Позже, нарушение процессов в озоносфере приведет к понижению средней температуры и повышению влажности, что крайне опасно для регионов критического земледелия. Полное разрушение озонового слоя смертельно для всего живого.
Магнитосферное (ионосферное) оружие
Магнитосфера
Существование магнитного поля земли обусловлено источниками, находящимися в земном шаре и околоземном пространстве. Различают основное (обусловленное механико-электромагнитными процессами во внешнем слое ядра Земли), аномальное (связанное с намагниченностью горных пород земной коры) и внешнее магнитное поле земли (обусловленное электрическими токами, существующими в околоземном пространстве и индуцированными в мантии Земли). Магнитное поле земли приблизительно однородно до расстояния около трех земных радиусов и составляет 7 А/м (0, 70 Э) у магнитных полюсов Земли и 33, 4 А/м (0, 42 Э) на магнитном экваторе. В околопланетном пространстве магнитное поле земли образует магнитосферу, физические свойства которой определяются взаимодействием магнитного поля и потока заряженных частиц космического происхождения. Магнитосфера Земли с дневной стороны простирается до 8-14 земных радиусов, с ночной - вытянута, образуя магнитный хвост Земли в несколько сотен радиусов. В магнитосфере находятся радиационные пояса (называемые так же поясами Ван Алена) - внутренние области магнитосферы, в которых собственное магнитное поле планеты удерживает заряженные частицы, обладающие большой кинетической энергией. В радиационных поясах частицы под действием магнитного поля движутся по сложным траекториям из Северного полушария в Южное и обратно. Пояса Ван Алена были открыты американским спутником Эксплорер-1 в 1958 году. Первоначально было два пояса Ван Алена - нижний, на высоте около 7 тыс. км., интенсивность движения протонов в котором составляет 20 тыс. частиц с энергией порядка 30МэВ в секунду на квадратный сантиметр, а максимальна для электронов энергии 1МэВ - 100 млн. в секунду на квадратный сантиметр; внешний пояс находится на высоте 51.5 тыс. км., средняя энергия его частиц порядка 1МэВ. Плотность потока частиц в поясах зависит от солнечной активности и времени суток.
Внешняя граница магнитосферы и верхняя граница ионосферы, области атмосферы в которой под воздействием радиации происходит ионизация воздуха, совпадают. Кроме того, озоновый слой является частью ионосферы. Воздействуя на ионосферу и магнитосферу можно вызвать поражение живой силой, нарушение радиосвязи, уничтожение вражеской техники, изменение розы ветров и катастрофические погодные события.
История
В 1914 году Никола Тесла получил патент на "Аппарат для передачи электрической энергии", который журналисты окрестили "лучами смерти". Сам Тесла утверждал, что его изобретение можно использовать для уничтожения вражеских самолетов. Изобретение Николо Теслы было забыто ровно на 80 лет, пока в 1994-ом году не началось строительство установки ХАРП.
Проект "Аргус" (1958) проводился с целью изучить влияние высотных ядерных взрывов на передачу радиосигналов и геомагнитное поле. Между августом и сентябрем 1958 года ВВС США произвели три взрыва атомных бомб в 480 км над южной частью Атлантического океана, в области нижнего пояса Ван Алена. Позже еще две водородные бомбы были взорваны в 160 км над островом Джонстона в Тихом океана. Результат взрывов оказался неожиданным - возник новый (внутренний) радиационный пояс, охватывающий почти всю Землю. В рамках проекта "Аргус" планировалось создание "телекоммуникационного щита" для устранения влияния на телекоммуникации магнитных штормов. Этот щит должен был быть создан в ионосфере на высоте 3 тыс. км и представлять собой 350.000 млн. медных игл, каждая 2-4см в длину (общим весом 16 кг), которые образуют пояс толщиной10 и шириной 40 км, иглы при этом должны были размещаться на расстоянии 100 м друг от друга. Этот план был подвергнут резкой критике Международным Союзом Астрономов и в итоге осуществлен не был.
Проект "Старфиш" (1962) изменил форму и интенсивность пояса Ван Алена. В рамках этого проекта было проведено два взрыва - однокилотонный на высоте 60 км и одномегатонный - на высоте нескольких сотен километров. Первый взрыв прозвучал 9 июля 1962 года, а уже 19 июля НАСА объявило, что сформировался новый высотный пояс, протяженностью с высоты 400 км до 1600 км, и он представляет собой продолжение (вытягивание) нижнего пояса Ван Алена. Этот пояс гораздо более широкий, чем тот, что был создан Проектом "Аргус". Подобный планетарный эксперимент в 1962 году провел СССР, создав три новых радиационных пояса между 7 и 13 тыс. км над поверхностью. Поток электронов в нижнем поясе Ван Алена изменился в 1962 году и более не вернулся в исходное состояние.
"Солнечная энергия" - проект спутниковых солнечных электростанций был предложен Конгрессу США в 1968 году. На геостационарной орбите, на высоте 40 тыс. км предлагалось разместить 60 спутников, которые должны были, используя солнечные батареи (размером с остров Манхеттен), поглощать солнечную радиацию и передавать с помощью микроволновых лучей на наземную принимающую антенну. Проект был абсолютно фантастический и экономически нецелесообразный, но представлял собой развитие идей Теслы - та же беспроводная передача энергии, а массивы принимающих антенн, площадь которых оценивалась порядка 145 кв. км, и на территории которых исключалось проживание любых людей и животных, напоминают антенные поля ХАРП и Сура, о которых будет сказано ниже. Спутниковые электростанции должны были выводиться на орбиту в течение 30 лет, стоимость проекта колебалась от 500 до 800 тыс. млн. долларов (в долларах 1968-го года), и должны были обеспечивать 10% нужд США в энергии. Стоимость проекта была от 2 до 3 раз больше чем весь бюджет министерства энергетики, а проектная стоимость электричества оказывалась около стоимости наиболее традиционных источников энергии.
Военная роль спутниковых "электростанций" стала обсуждаться только с 1978 года (несмотря на то, что никто не оспаривал авторство Пентагона на этот проект). Спутниковые электростанции должны были оснащаться лазерным оружием и оружием электронных лучей, предназначенным для уничтожения вражеских ракет. Направленный не на антенну, а на цель микроволновый луч, должен был вызывать воспламенение горючих материалов. Управляемые микроволновые лучи могли обеспечить ведение боевых действий в любых районах, вне зависимости от энергоснабжения. Спутниковые платформы планировалось использовать для поддержания связи с субмаринами и для создания радиопомех противнику. В общем, военное приложение проекта "Солнечная энергия" виделось многим как универсальное оружие, среди прочих - президент Картер одобрил проект и дал ему ход, не смотря на многочисленные критические обзоры. Проект спутниковых электростанций Конгресс США отклонил - из-за непомерной стоимости.
Новый этап экспериментов с ионосферой 1975 - 1981 гг, начался благодаря несчастливой случайности - из-за неполадок на высоте около 300 км в 1975 г сгорела ракета Сатурн-5. Взрыв ракеты создал "ионосферную дыру": над площадью радиусом в тысячу километров более чем на 60% уменьшилось количество электронов, над территорией Атлантического океана были прерваны все телекоммуникации, наблюдалось свечение атмосферы на длине волны 6300А. Возникший феномен был вызван реакцией между газами, образовавшимися при взрыве и ионосферными ионами кислорода.
В 1981 году космический шаттл, пролетая над сетью пяти поверхностных обсерваторий впрыснул в атмосферу газы из своей системы орбитального маневрирования. Таким образом над Милстоном (Коннектикут), Аресибо (Пуэрто-Рико), Роберталем(Квебек), Квайлейнем (Маршалловы острова) и Хобартом (Тасмания) были инициированы ионосферные дыры.
Усиленное использование газов систем орбитального маневрирования (СОМ) шаттлов для нарушения концентрации локальной плазмы началось в 1985 году. Так, 47-секундное сгорание СОМ 29 июля 1985-го года создало самую большую и долгоживущую ионосферную дыру, а 6-секундное сбрасывание около 830 кг отработанных газов в ионосферу на восходе на высоте 68 км над Коннектикутом в авгутсте 1985-го года создало северное сияние, охватившее более 400 тыс. кв. км.
С 1968 года и до сегодняшнего дня в 50 км от города Фэрбанкс, шт. Аляска, по контракту с НАСА работает исследовательский центр Покер Флэт (Poker Flat). Только в 1994-м году здесь было проведено 250 запусков ракет, начиненных различными химическими реагентами, для того, чтобы "понять химические реакции в атмосфере ассоциирующееся с глобальными климатическими изменениями". В 1980-м году Брайан Виланс в ходе "проекта Ватерлоо" разрушил северное сияние, вызвав его временную остановку. В феврале 1983-го года над Канадой были запущены две ракеты Блэк Брант-Х и две ракеты Найк Орион, которые на больших высотах выпустили барий и создали искусственные облака. Эти облака наблюдались вплоть до Лос Аламоса в Нью-Мехико.
Из Покер Флэт запускалась серия ракет "для изучения космической погоды" (иными словами - воздействия на ионосферу), и для создания светящихся облаков. Эти облака были видимы 2 -20 июля 1997г. на обширной территории. Триметилалюминий был доставлен на высоту от 69 до 151 км и позже рассеялся в верхних слоях атмосферы.
Хемоакустические волны
В верхней атмосфере Земли существуют волны большой амплитуды - порядка десятков и сотен километров, их интерференция образует сложную квазипериодическую структура, пространственный период которой может быть гораздо меньше. Предположительно, они возникают из-за реакций фотодиссоциации, которые "раскачивают" акустико-гравитационные волны в атмосфере. Так, в результате обратимого цикла образования атомарного кислорода атмосфера получает энергию порядка энергии ультрафиолетового кванта. Этот цикл обеспечивает нагрев атмосферы на высотах порядка 100км.
В 60-ые годы неравновесные процессы в плазме, казалось, могли дать ключ к осуществлению управляемого термоядерного синтеза, оказалось, что звук, проходя через неравновесную среду, освобождает содержащуюся в ней энергию. Вскоре стало ясно, что в лабораторных условиях провести эксперимент практически невозможно - необходима была крайне высокая степень отклонения от среды от равновесия, в которой недопустим переход химической реакции во взрывной режим. Условиям идеально отвечают некоторые слои земной атмосферы.
Хемоакустические волны возникают, когда звук в газовой среде достигает максимального (нелинейного) усиления, а неравновесный характер среды обеспечивается непосредственно химическими реакциями. Энергия, запасенная в природных хемоакустических волнах огромна, в то же время ее достаточно легко высвободить - с помощью распыленных на определенной высоте химических катализаторов. Другой способ - возбуждение в ионосфере внутренних гравитационных волн наземными нагревательными стендами. Логично, конечно, иметь на вооружении оба способа влияния на ионосферные неустойчивости - и радионагревательные стенды, и запускаемые с помощью ракет и стратостатов модули с химическими реагентами.
Таким образом, вызванные волны передаются нижележащим слоям атмосферы, вызывая природные катаклизмы - от ураганных ветров, до резких локальных повышений температуры воздуха.
Наземные нагревательные стенды
Логичным продолжением военно-исследовательских программ США стало создание программы ХАРП (High-frequency Active Auroral Research Program (HAARP)) - Программы исследования высокочастотной активности в авроральной области. Кроме ХАРП в мире существует еще шесть подобных наземных стендов: в Тромсе (Норвегия), в Джикамарка (Перу), "Сура" в Нижнем Новгороде и установка в городе Апатиту (Мурманская область) - в России; радиоантенна под Харьковом, и радиоантенна в Душанбе (Таджикистан). Из них только два, как и ХАРП, передающие - стенд в Тромсе и "Сура", остальные - пассивные, и предназначены, в основном, для радиоастрономических исследований. Качественное отличие ХАРП - его невероятная мощность, которая на сегодняшний день составляет 1ГВт (планируемая - 3.6ГВт) и близость к северному магнитному полюсу.
ХАРП
В 1974-ом году был проведен ряд экспериментов в электромагнитной трансляцией в в Плэттсвилле (Колорадо), Аресибо (Пуэрто-Рико) и Армидэйле (Австралия, Новый Южный Уэльс). А уже в 80-ые годы сотрудником компании Атлантик Ричфилд Бернардом Дж. Истлундом был получен патент "Метод и прибор для изменения слоев земной атмосферы, ионосферы и/или магнитосферы". Именно на этом патенте и основывается программа ХАРП, созданная совместно ВВС и ВМС США в 1993-м году. Антенное поле и научная база программы располагаются около г. Гакона в Аляске, и в эксплуатацию они вступили в 1998-ом, однако, строительство антенного массива до сих пор не завершено.
Программа разработана для "понимания, симуляции и контроля ионосферных процессов которые могут влиять на коммуникационные и наблюдательные системы". Система ХАРП включает луч высокочастотной радио энергии 3.6ГВт (эта мощность будет достигнуто по окончании строительства), направляемый в ионосферу для:
--
Генерации экстремально низкочастотных волн для коммуникации с подводными субмаринами
--
Проведения геофизических тестов, с целью идентификации и характеристики природных ионосферных процессов, дальнейшего развития техники для наблюдения и контроля над ними
--
Создания ионосферных линз для фокусирования высокочастотной энергии, с целью исследования триггерных эффектов ионосферных процессов, которые потенциально могут использоваться министерством обороны
--
Электронного усиления инфракрасного и других оптических эмиссий, которые могут использоваться для контроля радиоволн с целями пропаганды.
--
Генерации геомагнитного поля протяженной ионизации и контроля отражающих \поглощающихся радиоволн
--
Использования косых тепловых лучей чтобы влиять на радиоволновое распространение, которое граничит с потенциальными военными приложениями ионосферных технологий.
Все это - официально декларируемые цели. Однако идея проекта ХАРП возникла еще во времена "Звездных войн", тогда планировалось создание "решетки" сильно разогретой плазмы (из которой состоит ионосфера), для уничтожения ракет Советского Союза. А размещение на Аляске выгодно, поскольку через северный полюс лежит кратчайший маршрут к США. Создание ХАРП совпало с заявлениями Вашингтона о необходимости "модернизации" Договора по ПРО 1972-го года. "Модернизация" завершилась односторонним выходом США из Договора 13 декабря 2001года и увеличением ассигнований программы ХАРП.
Другой, не упоминаемой официально, сферой применения ХАРП является усиление акустико-гравитационных волн (не случайно рядом находится центр Покер Флэт, с которого может быть запущена ракета с катализатором "тормозящим" ионосферную волну, и начинающим процесс "высвобождения" энергии).
Антенное поле ХАРП находится в месте с координатами 62.39о с.ш. и, 145.15о з.д. и представляет собой фазированную антенну-передатчик, разработанную для передачи радиосигналов на частотах от 2.8 до 10 МГц. В будущем, антенна займет 33 акра (приблизительно 134 тыс.кв.м.) и составит 180 отдельных антенн (размещенных прямоугольником 12 на 15 антенн). Каждая конструкция представляет собой две пары пересекающихся дипольных антенн, одна - для "нижнего" диапазона частот (от 2.8 до 8.3 МГц), другая - для "верхнего" (от 7 до 10 МГц). Каждая антенна снабжена термопарой, а весь массив огражден "для предотвращения возможного повреждения большими животными". Всего на антенном поле предполагается установить 30 комплексных передатчиков (трансмиттеров), каждый из которых будет содержать 6 пар по 10кВт меньших трансмиттеров, и общая мощность которых составит 3.6ГВт. Электрической энергией весь комплекс снабжают шесть генераторов по 2500 кВт. Как официально заявили создатели, радиолуч, достигающий ионосферы будет иметь мощность всего 3 мкВт на кв. см.
Другой нагревательный стенд - "EISCAT" в Тромсе (Норвегия) так же находится в субполярной области, но менее мощный чем ХАРП и создан был раньше.
"Сура"
Нагревательный стенд "Сура" строился он в конце 70-ых и был введен в эксплуатацию в 1981 году. Первоначально объект "Сура" финансировался Министерством Обороны, сегодня финансирование осуществляется по Федеральной целевой программе "Интеграция" (проект N 199/2001). Научно-исследовательским радиофизическом институтом (НИРФИ) разработан проект создания Центра Коллективного Пользования СУРА (ЦКП СУРА) для проведения совместных исследований институтов РАН.
Научные направления исследований следующие:
--
Исследования турбулентности на высотах мезопаузы (75-90 км) и связи этого явления с атмосферными процессами
--
Исследования параметров атмосферы на высотах 55-120 км, а также параметров и динамики ионосферы на высотах 60-300 км методом резонансного рассеяния на искусственных периодических неоднородностях.
--
Исследования динамических процессов в верхней атмосфере, включая конвективные движения нейтральной компоненты газа и влияние волновых возмущений на атмосферные процессы с помощью искусственно индуцируемого управляемого источника акустико-гравитационных волн
--
Исследование закономерностей генерации искусственной турбулентности и искусственного электромагнитного излучения ионосферной плазмы в различных диапазонах (КВ, СВЧ, оптическое свечение) при воздействии на нее мощных радиоволн; моделирование естественных процессов возбуждения турбулентности и генерации электромагнитного излучения ионосферы при вторжении потоков энергетичных частиц в атмосферу Земли.
--
Наблюдение радиоизлучения дальнего трансионосферного распространения радиоволн декаметрового-дециметрового диапазона, отработка методов и аппаратуры для прогнозирования и управления распространения радиоволн
Радиокомплекс "Сура" расположен Васильсурске, Нижегородской области (57 с.ш. 46 в.д.). Основу его составляют три коротковолновых радиопередатчика ПКВ-250 с диапазоном частот 4-25 МГц и мощностью 250 кВт каждый (суммарная - 0.8 МВт) и трехсекционная приемно-передающая антенна ППАДД размером 300х300 кв. м, с полосой частот 4.3-9.5 МГц и коэффициентом усиления 26дБ на средней частоте.
Главное различие между установками ХАРП и "Сура" в мощности и месторасположении: ХАРП находится в области северных сияний, "Сура" - в средней полосе, мощность ХАРП уже сегодня гораздо больше мощности "Суры", однако, сегодня обе установки эксплуатируются и поставленные перед ними цели идентичны: исследование распространения радиоволн, генерация акустико-гравитационных волн, создание ионосферных линз.
Пресса соединенных штатов обвиняет русских в использовании "Суры" для вызова и изменения траектории ураганов, в то время как российские и украинские чиновники рассылают письма-предупреждения, в которых прямо называют ХАРП геофизическим оружием. Обсуждение опасности, которую представляет ХАРП для Российской Федерации, в Думе так и не состоялось, хотя и планировалось.
Существует несколько международных договоров, ограничивающих климатические и метеорологические эксперименты стран-участниц, среди них наиболее полно отражает проблему Конвенция о запрещении военного или иного враждебного воздействия на природу (вступила в силу 5 октября 1978 г, срок действия не ограничен). По просьбе любого участника Конвенции (всего четыре государства) может быть созван консультативный комитет экспертов, который рассмотрит вызывающее сомнение природное явление или техническую конструкцию.