[发明专利]激光防御系统和高空飞艇

说明书

一种根据本发明实施例的天基激光防御系统，包括高空飞艇(HAA)。高空飞艇(HAA)包括填充有升气体的气球，以及将来自高空飞艇外部的激光束聚焦在目标处的聚焦光学器件。激光束可以从保持在地球同步轨道中的天基激光器(SBL)到达高空飞艇。采用本申请的技术方案，HAA可以保持靠近发射目标导弹的已知发射场或潜艇。因此，HAA可以确定地拦截并摧毁目标导弹。

技术领域

本发明涉及激光防御系统和高空飞艇。

背景技术

已经考虑在未来的弹道导弹防御系统中使用天基激光器(SBL)。使用高能激光(HEL)定向能量武器(DEW)去摧毁最大飞行速度接近20马赫的弹道导弹的一大优点是，在光速下激光束比其他任何东西传播的都快。另一个优点是，激光束可以在空间中传播几百公里，因为激光束不会被吸收或散射。

SBL防御系统910的常规概念示出在图16中。SBL防御系统910包括SBL 902a和SBL902b。SBL 902a产生聚焦于弹道导弹911的激光束L901。SBL 902a和SBL 902b在近地轨道(LEO)中保持在大约500km的高度以便在弹道导弹911的助推阶段将其拦截并摧毁。弹道导弹911来自通常位于海洋900附近的敌方领域901。已经考虑使用振荡在大约2.7um的氟化氢(HF)化学激光器作为SBL的主要候选激光器，因为HF激光是无需大的电力供应就可以运转的化学激光器。此外，已经证明，HF激光器产生兆瓦级的大功率激光输出。为了实现全球覆盖，估计总共需要大约20个SBL。

SBL防御系统的另一个概念包括地基激光(GBL)和中继镜卫星(RMS)。在下文中，该系统被称为GBL和RMS防御系统。如图17所示，在GBL和RMS防御系统920中，将从GBL 921中提取的激光束L902传播到RMS 922a。RMS 922a反射该入射激光束L902，并将其作为激光束L903聚焦于弹道导弹911。GBL和RMS防御系统920的优点是在GMS和RMS防御系统920中仅采用单个GBL 921就足够了。这是因为非常大规模且重型的极高功率激光器难以在地球上开发并建造。此外，与SBL防御系统的上述常规概念的情况相比，回收化学物质和/或激光器的维护是容易的。

在文献中解释了空间防御系统的这些概念，例如：Jim F.Riker,“天基激光器计划概述”，国际光学工程协会会议记录，4632卷，181-186页，2002年(Jim F.Riker,“AnOverview of the Space-based Laser(SBL)Program”,Proceedings of SPIE，Vol.4632,pp.181-186(2002))；Michael J.Stephens,“驾驭光：激光器/卫星中继镜系统与2035年的威慑”，空军战争学院，空军大学，2010年(Michael J.Stephens,“Harnessing Light:Laser/Satellite Relay Mirror Systems and Deterrence in 2035”,Air War College,Air University(2010))；以及Charles B.Stevens,“开端：第一个天基防御”，EIR，15卷，11号，三月十一日，1998年(Charles B.Stevens,“Alpha:the first space-baseddefense,”，Vol.15,No.11,March 11(1988))。

发明内容

常规SBL防御系统的主要问题是，需要很多SBL来摧毁甚至于来自已经预测到的发射场的弹道导弹，因为SBL需要始终环绕地球运行。因此，即使潜在的敌国很小，也需要许多SBL去拦截来自那里的弹道导弹。

另一方面，GBL和RMS防御系统的主要问题仅仅是由于使用GBL造成的。也就是说，由于从GBL提取的激光束通过空气传播，所以激光束受到吸收、散射和热晕的影响。因此，不仅激光功率降低，而且还需要提供可以在所有RMS中校正光束的变形波前的适配反射镜。因此，整个系统变得复杂。此外，GBL应当优选地位于专门限定的空气总是晴朗的地方。