Так как зеркал для излучения с λ ~ 1 нм не существует, рентгеновский лазер, вероятно, должен работать без резонатора. Поэтому расходимость пучка будет определяться двумя факторами: дифракцией (α ≈ λ/ D ) и геометрией стержня (α ≈ D/L ), где D и L – диаметр и длина стержня). Точнее говоря, наибольшим из них.
Минимизируя значение расходимости, получим оптимальную величину диаметра: . Для λ = 1,4 нм и L = 7 м это дает D = 0,1 мм. Даже если в процессе ионизации и рекомбинации вещёства его геометрия изменится незначительно, расходимость луча достигает ~10 -5 рад. Однако более детальный расчет показывает (Велихов и другие, 1986), что к моменту высвечивания плазменный сгусток может расшириться до 1 мм. Тогда расходимость луча станет ~10 -4 .
Для поражения МБР, то есть для получения плотности энергии, скажем, 10 кДж/см 2 на расстоянии 1000 км при расходимости луча 10 -5 , в импульсе такого лазера должна быть энергия ~10 10 Дж. При внутреннем КПД рентгеновского лазера 10 % (это оптимистическая оценка) и при расстоянии стержня (точнее было бы называть его струной) от ядерного заряда ~1 м мощность заряда должна быть ~10 15 Дж, или ~200 кт ТНТ. При этом мы предполагали, что большая часть энергии взрыва идет на ионизацию струны, и сама струна ориентирована к заряду не торцом, а боком.
Рис. 3.8. Боевой рентгеновский лазер со множеством стержней индивидуального наведения (возможная схема)
Однако в публикациях на эту тему упоминаются заряды на порядок менее мощные. Возможно, предполагается использовать не одну, а десятки или сотни параллельно ориентированных струн. Не исключено также, что американские инженеры пытаются создать некий концентратор энергии взрыва на одной струне, используя эффект отражения рентгеновских лучей от кристаллов при косом падении
По-видимому, принципиальных ограничений на создание рентгеновского лазера с ядерной накачкой нет. Он обещает стать очень компактным прибором (с вероятной массой ~1 т), доступным для вывода в космос одной ракетой, что сделает его мало уязвимым оружием. Если эффективность преобразования энергии взрыва окажется высокой, то на одном заряде можно будет разместить десятки лазерных стержней с индивидуальным наведением для поражения сразу многих ракет противника.
Программа «звёздных войн» активно исследовала возможности оружия, использующего электромагнитное излучение – от инфракрасного до рентгеновского. Химические и оптические лазеры позволяют поражать цели на орбите мгновенно, а рентгеновские лазеры с ядерной накачкой обещают компактность и высокую точность воздействия. Основные технические трудности связаны с фокусировкой луча на большие расстояния и созданием необходимой инверсной заселенности активной среды. Эти системы потенциально способны уничтожать МБР на начальном участке траектории и существенно влиять на стратегический баланс.