Главная / Наука / Ионная пушка: история разработки, принцип действия, возможности

Ионная пушка: история разработки, принцип действия, возможности

Некоторые частицы ионной пушки имеют потенциальное практическое применение, например, как противоракетная система обороны или защиты от метеоритов. Однако подавляющее большинство концепций этого оружия относится к миру научной фантастики, где подобного рода пушки присутствуют в большом изобилии. Они известны под многочисленными именами: фазеры, пушки из разряженных частиц, ионные пушки, протонные лучевые орудия, лучевые пушки и т. д.

Концепция

Концепция оружия с частичным пучком исходит из надежных научных принципов и экспериментов, которые в настоящее время проводятся во всем мире. Один эффективный процесс причинения ущерба или уничтожения цели — просто перегреться, пока она в миг не исчезнет. Тем не менее после десятилетий исследований и разработок оружие с частичным пучком все еще находится на стадии исследования, и нам еще предстоит проверить на практике, можно ли использовать подобные пушки в качестве эффективного средства поражения. Многие мечтают собрать ионную пушку своими руками и проверить ее свойства на практике.

Ускорители частиц

Ускорители частиц — это хорошо развитая технология, используемая в научных исследованиях на протяжении десятилетий. Они используют электромагнитные поля для ускорения и направления заряженных частиц по заранее определенному пути, а электростатические «линзы» фокусируют эти потоки на столкновения. Катодно-лучевая трубка во многих телевизорах XX века и компьютерных мониторах — очень простой тип ускорителя частиц. Более мощные версии включают синхротроны и циклотроны, используемые в ядерных исследованиях. Оружие с электронно-лучевым зарядом является доработанной версией этой технологии. Оно ускоряет заряженные частицы (в большинстве случаев электроны, позитроны, протоны или ионизированные атомы, но очень продвинутые версии могут ускорить другие частицы, такие как ядра ртути) почти до скорости света, а затем выпускает их в цель. Эти частицы обладают огромной кинетической энергией, которой они заряжают материю на поверхности мишени, вызывая почти мгновенный и катастрофический перегрев. Это, в сущности, и есть основной принцип работы ионной пушки.

Физические особенности

Основные возможности ионной пушки все-таки сводятся к мгновенному и безболезненному уничтожению цели. Заряженные пучки частиц быстро расходятся из-за взаимного отталкивания, поэтому чаще всего предлагаются нейтральные пучки частиц. Оружие с нейтральным пучком частиц ионизирует атомы путем отгонки электрона от каждого атома или за счет того, чтобы каждый атом мог захватывать дополнительный электрон. Затем заряженные частицы ускоряют и снова нейтрализуют добавлением или удалением электронов.

Ускорители циклотронных частиц, ускорители линейных частиц и ускорители синхротронных частиц могут ускорять положительно заряженные ионы водорода до тех пор, пока их скорость не приближается к скорости света, а каждый отдельный ион имеет кинетическую энергию от 100 Мэв до 1000 МэВ или более. Тогда полученные высокоэнергетические протоны могут захватывать электроны от электрона эмиттерных электродов и таким образом электрически нейтрализоваться. Это создает электрически нейтральный пучок атомов водорода с высокой энергией, который может протекать по прямой линии вблизи скорости света, чтобы разбить ее цель и повредить ее.

Преодолевая скоростные ограничения

Пульсирующий пучок частиц, излучаемый таким оружием, может содержать 1 гигаджоуль кинетической энергии или больше. Скорость луча, приближающаяся к скорости света (299 792 458 м/с в вакууме) в сочетании с энергией, созданной оружием, отрицает любые реалистичные средства защиты цели от пучка. Целевое упрочнение путем экранирования или выбора материалов было бы непрактичным или неэффективным, особенно если пучок мог поддерживаться на полную мощность и точно фокусироваться на цели.

В армии США

Инициатива США в области оборонной стратегии вложила в разработку технологию нейтрального пучка частиц, которая будет использоваться в качестве оружия в космическом пространстве. В Лос-Аламосской национальной лаборатории была разработана технология ускорителя нейтрального луча. Прототип нейтрального водородного лучевого оружия был запущен на борту суборбитальной зондирующей ракеты из ракеты White Sands Missile в июле 1989 года в рамках проекта Beam Experiments Aboard Rocket (BEAR). Он достиг максимальной высоты 124 миль и успешно работал в космосе в течение 4 минут, прежде чем вернуться на Землю. В 2006 году восстановленное экспериментальное устройство было переведено из Лос-Аламоса в Смитсоновский музей воздуха и космонавтики в Вашингтоне, округ Колумбия. Однако полная история разработки ионной пушки скрыта от массового обывателя. Кто знает, каким еще оружием обзавелись американцы за последнее время. Войны будущего могут нас сильно удивить.

Во вселенной «Звездных войн»

В «Звездных войнах» ионные воздушные пушки являются формой вооружения, в результате которой ионизированные частицы, способные разрушать электронные системы, могут даже отключить крупный капитальный корабль. Во время битвы при Острове Сикка продолжающийся огонь этих пушек со стороны нескольких кораблей нанес значительный урон корпусу по меньшей мере одного легкого крейсера класса Арквитенс.

В световом перехватчике класса «Эта-2» использовались такие же пушки, которые изрыгали плазму, что может вызвать временные электрические сбои в механизме при ударе.

Истребители Y-wing также были оснащены этими пушками в первую очередь теми, что использовались Золотой эскадрильей Альянса. Хотя их поле огня было несколько ограничено, ионные пушки были достаточно мощными, и было достаточно трех взрывов, чтобы отключить командный крейсер Arquitens, и только один, чтобы полностью отключить истребитель TIE / D Defender. Это было продемонстрировано во время перестрелки в туманности Архейон.

В начале Войны клонов Конфедерация независимых систем оснастила массивный тяжелый крейсер Суджугатора с огромными ионными пушками. С командованием генерала Гривуса этот крейсер напал на десятки военных кораблей Республики и дал им сполна почувствовать разрушительную мощь ионного оружия. После битвы при Абрегадо Республика узнала о них.

Ионные пушки Ярости были отключены Теневой эскадрильей Республики во время битвы вблизи Туманности Калиида. Гигантский крейсер позже был разрушен, когда джедай-генерал Энакин Скайуокер захватил корабль изнутри и заставил его врезаться в Мертвую Луну Антара.

Во время раннего восстания против Галактической Империи бомбардировщики «Золотой эскадрильи» были оснащены ионными пушками. Крейсеры MC75, используемые Альянсом повстанцев, были вооружены тяжелыми ионными креплениями.

Во время Галактической гражданской войны Союз повстанцев использовал стационарную пушку, стреляющую ионами, чтобы отключить Звездные разрушители Эскадрильи смерти во время эвакуации Базы Эха.

Программа для DDOS

Low Orbit Ion Cannon (низкоорбитальная ионная пушка) — это сетевая утилита с открытым исходным кодом и приложение для атаки на отказ в обслуживании, написанное на языке C #. LOIC был первоначально разработан Praetox Technologies, но позже был выпущен для бесплатного общественного пользования и теперь размещен на нескольких платформах с открытым исходным кодом.

LOIC выполняет DoS-атаку (или, при использовании несколькими лицами, DDoS-атаку) на целевом сайте, наводя сервер TCP или UDP-пакетами с целью нарушения службы конкретного хоста. Люди использовали LOIC для присоединения к добровольным бот-сетям.

Программное обеспечение вдохновило на создание независимой версии JavaScript под названием JS LOIC, а также на веб-версию LOIC под названием Low Orbit Web Cannon (Низкоорбитальная веб-пушка). Она позволяет совершать DoS-атаку прямо из веб-браузера.

Способ защиты

Эксперты по безопасности, цитируемые «Би-Би-Си», указали, что хорошо продуманные настройки брандмауэра могут отфильтровывать большую часть трафика от DDoS-атак через LOIC, тем самым предотвращая полную эффективность этих самых атак. По крайней мере в одном случае фильтрация всех UDP и ICMP-трафика блокировала атаку LOIC. Поскольку провайдеры интернет-услуг обеспечивают меньшую пропускную способность для каждого из своих клиентов, чтобы обеспечить гарантированные уровни обслуживания для всех своих клиентов одновременно, правила брандмауэра такого типа более эффективны, если они реализованы в точке, расположенной выше по потоку от интернет-восходящего канала сервера приложений. Другими словами, легко заставить провайдера отказаться от трафика, предназначенного для клиента, отправив больше трафика, чем разрешено ему, и любая фильтрация, которая возникает на стороне клиента после того, как трафик проходит эту ссылку, не может запретить поставщику услуг отказаться от избыточного трафика, предназначенного для этого пользователя. Так и совершается атака.

Атаки LOIC легко идентифицируются в системных журналах, и атака может быть отслежена вплоть до используемых IP-адресов.

Главное оружие анонимов

LOIC был использован группировкой «Анонимус» во время Project Chanology, чтобы атаковать веб-сайты Церкви сайентологии, и затем успешно атаковать веб-сайт Ассоциации звукозаписывающих компаний Америки в октябре 2010. Затем приложение снова было использовано анонимусами во время их операции Occupy в декабре 2010 года для атаки на сайты компаний и организаций, которые выступали против WikiLeaks.

В ответ на закрытие службы обмена файлами Megaupload и ареста четырех сотрудников члены группировки «Анонимус» начали DDoS-атаки на веб-сайты Universal Music Group (компания, ответственная за иск против Megaupload), Министерства юстиции Соединенных Штатов, Бюро по защите авторских прав Соединенных Штатов, Федерального бюро расследований, MPAA, Warner Music Group и RIAA, а также HADOPI, во второй половине дня 19 января 2012 года — через ту самую «пушку», позволяющую совершать атаки на любой сервер.

Приложение LOIC названо в честь ионной пушки, вымышленного оружия из многих научно-фантастических работ, видеоигр, и, в частности, серии игр Command & Conquer. Трудно назвать игру, в которой бы не было оружия с таким названием. Например, в игре Stellaris ионная пушка играет немаловажную роль, несмотря на то, что эта игра является экономической стратегией, пусть и с космическим сеттингом.

bisbroker.ru