Восьмое чудо света: российский радар

Александр Грек

Еще несколько лет назад самолеты, приземляющиеся в Шереметьево, делали при подлете к Москве небольшой крюк, огибая некую запретную зону. Если в наше время любопытный путешественник вплотную прижмется к иллюминатору, то между Софрином и Пушкином при ясной погоде может заметить гигантское сооружение, напоминающее недостроенную пирамиду Хеопса. На самом деле, это вполне достроенный, не имеющий аналогов в мире радар «ДОН-2Н». За внешний вид, уникальные характеристики и неимоверную стоимость военные часто называют его восьмым чудом света.

Охотники за шариками

Лет шесть назад, вспоминает главный конструктор радара Виктор Слока, в рамках сотрудничества по программе противоракетной обороны Россия и Америка проводили совместный эксперимент ODERACS.

С американского шаттла Discovery в космосе выбрасывались металлические шары-мишени, а самые мощные в мире радары пытались их засечь.

Пятнадцатисантиметровые сферы засекли все. Шары диаметром в 10 сантиметров увидели только три радара: два российских и американская РЛС COBRA DANE на Аляске. Напоследок корабль выбросил два 5сантиметровых шарика. Обнаружил и построил траектории миниатюрных мишеней только подмосковный «ДОН». «ДОН-2Н» является сердцем противоракетной системы Москвы. Ничего подобного нет ни у кого в мире, Америка только планирует создать нечто похожее. На строительство станции ушло 32 тысячи тонн металла, 50 тысяч тонн бетона, 20 тысяч километров кабеля, сотни километров трубопроводов и 10 тысяч чугунных задвижек к ним (для охлаждения аппаратуры требуется огромное количество воды). На каждой стороне, в 130 метров (у пирамиды Хеопса сторона составляет 227 метров), гигантского бетонного сооружения расположены фазированные антенные решетки. В каждой решетке – 60 тысяч излучателей. Они работают уже десять лет, непрерывно сканируя пространство вокруг Москвы на расстоянии 3700 километров. По замыслам разработчиков, «ДОН-2Н» должен проработать еще как минимум лет тридцать.

Фазовращатели

А разрабатывал излучатели и саму решетку 25 лет Дмитрий Зимин, тогда – заместитель главного конструктора, сейчас – основатель «Би Лайна». «Фазированная решетка, – объясняет он принцип работы радара, – это способ заставить вращаться луч при неподвижной антенне». Отражатели традиционных радиолокационных станций (РЛС) качаются на вертушках. Важное преимущество радара с фазированной решеткой – возможность генерировать одновременно несколько лучей. Например, «ДОН» может одновременно следить за 30 целями. «Сама по себе идея фазированной решетки не новая и понятная, – говорит Зимин. – Для того чтобы при неподвижной антенне качать лучом, нужно научиться наклонять фронт поля». У традиционного радара фронт строго перпендикулярен излучателю, и для того, чтобы направить луч, нужно вращать саму антенну. Если же антенну разбить на тысячи небольших излучателей и научить их по заданному алгоритму изменять фазу, то плоскую волну можно пускать в любом направлении. Теоретически такие РЛС были просчитаны еще в конце Второй мировой войны, но на практике идея уперлась в необычайную технологическую сложность создания в СВЧ-диапазоне таких управляемых сред. Была перепробована масса материалов: ферриты, полупроводники и даже плазма, – пока не нашлось нужное решение. Исторически первыми такие антенны с качанием луча были построены не на основе фазовращателей, а на принципе частотного сканирования. Небольшое изменение частоты излучателя приводило к изменению фазы и, как следствие, к быстрому качанию луча. Это наиболее простая технология, и первые фазированные радары работали по такому принципу. Антенны этих РЛС отличались недостаточной точностью и чудовищными размерами, достигая в длину ста метров.

Заглянуть за горизонт

Подготовленный в 1972 году эскизный проект отечественной противоракетной обороны (ПРО) предусматривал создание системы раннего предупреждения, которая должна была включать в себя надгоризонтные и загоризонтные РЛС и космические средства. Загоризонтные радары, используя свойство радиоволн отражаться от ионосферы Земли, могли с территории СССР регистрировать пуски на территории США. Размещенные на спутниках датчики должны были регистрировать инфракрасное излучение от выхлопа ракетного двигателя. Эти средства обеспечивали максимально возможное время предупреждения. Надгоризонтные РЛС выполняли более простую функцию: они подтверждали, летит ли на нас чтото или нет, и давали сигнал на ответный запуск. Своего пика система достигла в конце 70-х годов. С развалом Союза были потеряны радары в Скрунде (Латвия), Севастополе и Мукачево (Украина), Балхаше (Казахстан), приостановлены работы в Мишлевке (рядом с Иркутском). Внешне эти радары напоминали хорошо известный по телевизионным кадрам радар в Скрунде. Сейчас территорию России прикрывают три радара раннего предупреждения – в Печоре (Россия), Барановичах (Белоруссия) и Габале (Азербайджан).

Четвертый – подмосковный «ДОН», помимо закрывания образовавшихся дырок в системе раннего предупреждения, выполняет гораздо более трудную задачу. Он должен сопроводить малоразмерные высокоскоростные цели (боеголовки), отбросить ложные цели, обойти помехи и выдать координаты на поражение. Задача чрезвычайно сложная, недаром самый мощный в СССР суперкомпьютер «Эльбрус» разрабатывался как раз для «ДОНа», в здании он занимает почти этаж. Внутри станции находится около тысячи шкафов только с электронной аппаратурой. С поставленной задачей разработчики справились: «ДОН» позволяет определять цели на расстояниях в тысячи километров с оптической точностью. Генеральный конструктор утверждает, что его радар видит даже теннисный мячик, летящий над Европой со скоростью несколько тысяч километров в час. «Вот только задача сама по себе бесполезная, – вздыхает Зимин. – У каждой системы есть своя конечная пропускная способность, есть она и у «ДОНа». Достаточно одной лишней цели – и нет Москвы. По большому счету, задача ПРО при массированном налете – задача нерешаемая. Американцы это понимали, поэтому их система разворачивалась для защиты не города, а пусковых установок. Ведь пусковые шахты выдерживают фантастические нагрузки: для того чтобы вывести их из строя, необходимо прямое попадание. Вот единичные несанкционированные пуски – это да». Именно для таких целей и пытаются сейчас создать американцы глобальную систему ПРО. После встречи Буша с Путиным компания Boeing, ответственная за разработку локаторов для американской программы, обращалась к инженерам «ДОНа» с предложением о сотрудничестве. Что из этого получилось, нам неизвестно. Можем только с уверенностью сказать, что теннисные мячики над Европой пока можем увидеть только мы.