Ultrakleinkaliberwaffen zum Abfeuern von Atomen, Strahlwaffen. Elektronen- und Ionenkanonen Wie die Ionenkanone entstand

Selbstgesteuerter Teilchenbeschleuniger. Boom! Dieses Ding wird die halbe Stadt braten.
Corporal Hicks, Spielfilm „Aliens“

In der Fantasy-Literatur und im Kino werden viele Typen verwendet, die es noch nicht gibt. Dies sind verschiedene Blaster und Laser und Railguns und vieles mehr. In einigen dieser Bereiche wird derzeit in verschiedenen Labors gearbeitet, aber es gab noch keinen großen Erfolg, und die massenhafte praktische Anwendung solcher Proben wird mindestens in ein paar Jahrzehnten beginnen.

Unter anderen fantastischen Waffenklassen sind die sogenannten. Ionenkanonen. Sie werden manchmal auch als Beam, Atomic oder Partial bezeichnet (dieser Begriff wird aufgrund des spezifischen Klangs viel seltener verwendet). Die Essenz dieser Waffe besteht darin, alle Partikel auf nahezu Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen und anschließend auf das Ziel zu richten. Ein solcher Atomstrahl mit kolossaler Energie kann dem Feind sogar auf kinetische Weise ernsthaften Schaden zufügen, ganz zu schweigen von ionisierender Strahlung und anderen Faktoren. Sieht verlockend aus, nicht wahr, meine Herren Militärs?

Im Rahmen der Arbeit an der Strategic Defense Initiative in den Vereinigten Staaten wurden mehrere Konzepte zum Abfangen feindlicher Raketen in Betracht gezogen. Unter anderem wurde auch die Möglichkeit des Einsatzes von Ionenwaffen untersucht. Die ersten Arbeiten zu diesem Thema begannen 1982-83 am Los Alamos National Laboratory am ATS-Beschleuniger. Später fingen sie an, andere Beschleuniger zu verwenden, und dann wurde auch das Livermore National Laboratory mit der Forschung beschäftigt. Neben der direkten Forschung zu den Perspektiven von Ionenwaffen versuchten beide Labore auch, die Energie von Teilchen zu erhöhen, natürlich mit Blick auf die militärische Zukunft der Systeme.

Trotz des Zeit- und Arbeitsaufwands wurde das Strahlwaffenforschungsprojekt Antigone aus dem SDI-Programm zurückgezogen. Einerseits könnte dies als Absage an eine aussichtslose Richtung gewertet werden, andererseits als Fortsetzung der Arbeit an einem zukunftsträchtigen Projekt, ungeachtet eines bewusst provozierenden Programms. Darüber hinaus wurde Antigone Ende der 80er Jahre von der strategischen Raketenabwehr zur Schiffsabwehr versetzt: Das Pentagon gab nicht an, warum dies geschah.

Im Zuge der Erforschung der Auswirkungen von Strahl- und Ionenwaffen auf das Ziel wurde festgestellt, dass ein Partikelstrahl / Laserstrahl mit einer Energie in der Größenordnung von 10 Kilojoule in der Lage ist, Zielsuchgeräte für Schiffsabwehrraketen zu verbrennen. 100 kJ können unter geeigneten Bedingungen bereits eine elektrostatische Detonation der Raketenladung bewirken, und ein Strahl von 1 MJ macht aus der Rakete buchstäblich ein Nanosieb, was zur Zerstörung der gesamten Elektronik und zur Explosion des Gefechtskopfes führt. In den frühen 1990er Jahren tauchte die Meinung auf, dass Ionenkanonen immer noch zur strategischen Raketenabwehr eingesetzt werden könnten, jedoch nicht als Mittel zur Zerstörung. Es wurde vorgeschlagen, Partikelstrahlen mit ausreichender Energie auf eine "Wolke" zu schießen, die aus Sprengköpfen strategischer Raketen und Köder besteht. Wie von den Autoren dieses Konzepts konzipiert, sollten die Ionen die Elektronik der Sprengköpfe durchbrennen und ihnen die Fähigkeit nehmen, auf das Ziel zu manövrieren und zu zielen. Demnach konnten durch eine starke Änderung des Verhaltens des Labels auf dem Radar nach einer Salve Sprengköpfe berechnet werden.

Allerdings stießen die Forscher im Laufe der Arbeiten auf ein Problem: In den verwendeten Beschleunigern konnten nur geladene Teilchen beschleunigt werden. Und dieser "kleine Fisch" hat eine unbequeme Eigenschaft - sie wollten nicht in einem freundlichen Haufen fliegen. Aufgrund der gleichnamigen Ladung wurden die Partikel abgestoßen und anstelle eines genauen, starken Schusses wurden viele viel schwächere und verstreute erhalten. Ein weiteres Problem im Zusammenhang mit dem Abfeuern von Ionen war die Krümmung ihrer Flugbahn unter dem Einfluss des Erdmagnetfelds. Vielleicht war das der Grund, warum Ionenkanonen nicht in das strategische Raketenabwehrsystem zugelassen wurden - es musste auf große Entfernungen geschossen werden, wo die Krümmung der Flugbahnen den normalen Betrieb störte. Der Einsatz von „Ionenwerfern“ in der Atmosphäre wiederum wurde durch die Wechselwirkung der abgefeuerten Teilchen mit Luftmolekülen behindert.

Das erste Problem wurde mit Genauigkeit gelöst, indem eine spezielle Nachladekammer in die Waffe eingeführt wurde, die sich hinter der oberen Stufe befand. Darin kehrten die Ionen in einen neutralen Zustand zurück und stießen sich nach dem Verlassen der „Mündung“ nicht mehr ab. Gleichzeitig hat die Wechselwirkung von Geschosspartikeln mit Luftpartikeln leicht abgenommen. Später wurde bei Experimenten mit Elektronen festgestellt, dass es notwendig ist, das Ziel vor dem Schießen mit einem speziellen Laser zu beleuchten, um die niedrigste Energiedissipation zu erreichen und die maximale Schussreichweite zu gewährleisten. Dadurch entsteht in der Atmosphäre ein ionisierter Kanal, durch den Elektronen mit geringerem Energieverlust passieren.

Nach der Einführung der Nachladekammer in die Kanone wurde eine leichte Verbesserung ihrer Kampfqualitäten festgestellt. In dieser Version der Kanone wurden Protonen und Deuteronen (Deuteriumkerne bestehend aus einem Proton und einem Neutron) als Projektile verwendet - in der Wiederaufladekammer hefteten sie ein Elektron an sich und flogen in Form von Wasserstoff- oder Deuteriumatomen zum Ziel, beziehungsweise. Beim Auftreffen auf ein Ziel verliert ein Atom ein Elektron, streut das sogenannte. Bremsstrahlung und bewegt sich in Form eines Protons/Deuterons innerhalb des Targets weiter. Auch können unter Einwirkung der freigesetzten Elektronen in einem Metalltarget Wirbelströme mit allen Folgen auftreten.

Die gesamte Arbeit amerikanischer Wissenschaftler blieb jedoch in den Labors. Ungefähr 1993 wurden Vorentwürfe von Raketenabwehrsystemen für Schiffe vorbereitet, aber darüber hinaus ging es nie. Teilchenbeschleuniger mit kampftauglicher Leistung waren so groß und benötigten so viel Strom, dass einem Strahlkanonenschiff ein Lastkahn mit separatem Kraftwerk folgen musste. Ein mit Physik vertrauter Leser kann selbst ausrechnen, wie viele Megawatt Strom benötigt werden, um einem Proton auch nur 10 kJ zu geben. Das US-Militär konnte sich solche Ausgaben nicht leisten. Das Antigone-Programm wurde ausgesetzt und dann vollständig geschlossen, obwohl von Zeit zu Zeit Berichte mit unterschiedlicher Zuverlässigkeit vorliegen, die über die Wiederaufnahme der Arbeit zum Thema Ionenwaffen sprechen.

Sowjetische Wissenschaftler blieben auf dem Gebiet der Teilchenbeschleunigung nicht zurück, dachten aber lange nicht an die militärische Nutzung von Beschleunigern. Die Verteidigungsindustrie der UdSSR zeichnete sich durch einen ständigen Rückblick auf die Waffenkosten aus, sodass die Ideen von Kampfbeschleunigern aufgegeben wurden, ohne mit der Arbeit daran zu beginnen.

Derzeit gibt es weltweit mehrere Dutzend verschiedener Beschleuniger für geladene Teilchen, aber unter ihnen gibt es keinen einzigen Kampf, der für den praktischen Einsatz geeignet ist. Der Beschleuniger von Los Alamos mit der Nachladekammer verlor letztere und wird nun in anderen Studien verwendet. Was die Aussichten für Ionenwaffen betrifft, so muss die Idee vorerst zurückgestellt werden. Bis die Menschheit neue, kompakte und superstarke Energiequellen hat.

Symbionten-Schalldämpfer

Dieses Gerät wurde während der Clorel-Triade verwendet. Der Schalldämpfer ermöglicht es der Person, in deren Körper der Goa „Uld lebt, ohne den Einfluss des Goa’uld zu sprechen. Das Farbsignal vor dem Gerät zeigt an, wer gerade spricht: Goa’uld (rot) oder Mensch (blau).

Holographischer Rekorder

Dieses kleine Gerät passt in die Handfläche einer Person und kann die 3D-Figur einer sich bewegenden Person aufnehmen und wiedergeben. Narim gab Samantha Carter eines dieser Geräte und warnte sie vor einer Verschwörung in der Tollanischen Kurie, die die Erde bedrohen könnte.

Raumschiffe

Die Tollan haben Schiffe, die schneller als Lichtgeschwindigkeit reisen können, aber ihre Bewaffnung und ihr Schutz können nicht mit denen der Goa'uld mithalten. Als Narim zum ersten Mal auf der Erde war, behauptete er, dass es viele Jahrzehnte dauern würde, bis ein Tollan-Schiff die Erde erreicht, während Goa'uld-Schiffe die Galaxie in wenigen Monaten durchqueren könnten. Diese Tatsache wurde in der Tangent-Serie bestätigt.

Sternentore

Tollans neue Welt, Tollana, hatte kein eigenes Sternentor, also schufen die Tollane mit Hilfe der Noxen ihr eigenes Tor.

Das Tollan Gate war kleiner und dünner als das Ancient Gate und hatte eine blassweiße Farbe. In ihrer Nähe war kein Dialer zu sehen. Jack O'Neill äußerte sich sarkastisch über das Tollan Gate: „Unseres ist größer.“

In der letzten Nachricht von Narim sagte er, dass die Goa'uld das Tor mit einem orbitalen Bombardement zerstört hätten.

Gesundheitsimplantat

Jeder Tollan hat ein kleines Implantat in seinem Körper, das die menschliche Gesundheit überwacht. Im Falle eines ernsthaften Problems ruft das Implantat automatisch einen Krankenwagen. Normalerweise beträgt die Frist für das Eintreffen der Hilfe fünf Minuten. Dieses Gerät kann auch verwendet werden, um den Standort einer Person zu verfolgen, aber dies ist durch die Tollan-Gesetze verboten. Um die eigene Gesundheit zu überprüfen, kann eine Person einen speziellen Scanner verwenden. So wie Narim es hält, kann davon ausgegangen werden, dass das Implantat im Arm implantiert ist.

Ionenkanone

Diese Ionenkanonen gehörten zu den mächtigsten Waffen im Stargate-Universum. Tollana wurde durch diese Waffe geschützt und es war ihre einzige Maßnahme gegen die Goa'uld. Ein einziger Schuss aus dieser Kanone könnte ein Schiff der Ha'Klasse zerstören. Goa'uld Zipakna versuchte einst, alle diese Kanonen zu markieren, damit Ha'tak im Orbit sie mit einer Salve zerstören konnte. Er versteckte eine der Kanonen, die dann das Feuer zerstörten Ha'tak. Diese Waffen hatten automatische und manuelle Feuermodi.

Leider war der Goa'uld Anubis schließlich in der Lage, Energieschilde zu entwickeln, die Ionenkanonen standhalten konnten. Da die Tollan keine anderen Mittel zur Verteidigung gegen die Goa'uld hatten, wurde ihre Zivilisation zerstört.

Waffenentsorgung

Dieses Gerät deaktiviert alle erkannten Waffen von jedem, der vorbeigeht (mit Ausnahme von Tollan-Stunnern). Normalerweise wird dieses Gerät am Eingang wichtiger Regierungsgebäude installiert.

In Shades of Grey stahl O'Neill eines dieser Geräte, um Harry Maybournes geheime NID-Fraktion zu infiltrieren, die Alien-Technologie stahl. General Hammond gab die gestohlenen Waren an die Tollaner zurück.

FTL-Kommunikationsgerät

Im . Jahr würden die NIDs sie nach den Geheimnissen ihrer Technologie verhören. SG-1 half den Tollanern mit diesem Gerät zu entkommen und die Knox zu kontaktieren.

Dieses Gerät verzerrt den Raum nicht, wie Daniel Jackson theoretisierte, und benötigt kein Sternentor, obwohl das Koordinatensystem dafür dasselbe ist. Omok zeigte das Funktionsprinzip des Geräts am Beispiel eines Stocks, dessen beide Enden weit voneinander entfernt sind, bis dieser Stock gebogen ist, aber mehr sagte er nicht.

Eines dieser Geräte wurde von den Tollanern an ihre Tok'ra-Verbündeten gegeben, die es wiederum an das SGC weitergaben, um mit den Tok'ra zu kommunizieren.Im Gegenzug erhielten die Tollaner ihr persönliches GDO von den Tau'ri.

Kraftfelder

Wichtige Regierungsgebäude der Tollans, wie das Büro von Hochkanzler Travell, wurden durch mächtige Kraftfelder geschützt. Bei Berührung erschüttert das Feld den Berührten schmerzhaft.

Wahnsinn

Eine dreieckige Waffe, die von den Tollan-Sicherheitskräften verwendet wird. Diese Waffe hatte die Farbe von grauem Stahl und strahlte ein dünnes Band violetter Energie aus. Betäuber töten keine Menschen, sie betäuben sie nur vorübergehend. Dies ist die einzige Waffe, die nicht von der Waffensperre betroffen ist.

Phasenwaffe

Nachdem Anubis Energieschilde entwickelt hatte, die den Tollan-Ionenkanonen widerstehen konnten, musste die Curia den Forderungen von Anubis' Assistentin Tanit nachkommen und im Austausch für das Überleben der Tollan-Zivilisation eine neue Waffe entwickeln.

Diese Massenvernichtungswaffen könnten riesige Gebiete auf der Oberfläche des Planeten zerstören. Außerdem hatten sie die gleichen Phasengeräte eingebaut, die es ihnen ermöglichten, durch Wände zu gehen.

Anubis wollte, dass Tollan eine dieser Waffen zur Erde schickte, damit die Asgard nicht eingreifen konnten (die Erde wurde in den Vertrag über geschützte Planeten aufgenommen). Aber Nareem zerstörte vorhandene Waffen mit Hilfe von SG-1. Als Vergeltung griff Tanith Tollana an.

Phasengerät

Diese kleinen Geräte wurden an Tollans Handgelenk getragen und ermöglichten es ihnen, feste Gegenstände zu passieren. Dieser Phasenverschiebungseffekt könnte durch Händchenhalten auf eine andere Person übertragen werden. Narim benutzte dieses Gerät, um durch die Iris der Erde zu gelangen.

Emotionswächter

Das Gerät, das Nareem 1998 benutzte, als er zusammen mit anderen Mitgliedern seiner Gruppe auf der Erde landete. Er zeichnete seine Gefühle für Samantha Carter auf diesem Gerät auf und gab es ihr, da er es nicht in Worte fassen konnte.

Strahlwaffen – wie echt ist das?

Strahlkanonen-Nachladekammer.

("Marschflugkörper im Seekampf" von B. I. Rodionov, N. N. Novikov, Hrsg. Voenizdat, 1987.)

Strahlwaffe

So kamen wir zur berüchtigten Ionenkanone. Ein Strahl geladener Teilchen ist es jedoch nicht
unbedingt Ionen. Dies können Elektronen, Protonen und sogar Mesonen sein. beschleunigt werden kann und
neutrale Atome oder Moleküle.

Der Kern des Verfahrens besteht darin, dass geladene Teilchen mit Ruhemasse beschleunigt werden
Linearbeschleuniger auf relativistische (in der Größenordnung der Lichtgeschwindigkeit) Geschwindigkeiten und verwandeln sich in
eine Art „Geschoss“ mit hoher Durchschlagskraft.

Hinweis: Die ersten Versuche, Strahlwaffen einzuführen, gehen auf das Jahr 1994 zurück.
Das US Naval Research Laboratory führte eine Reihe von Tests durch, bei denen sich herausstellte, dass dies der Fall war
dass ein Strahl geladener Teilchen in der Lage ist, ohne besondere Umstände einen leitenden Kanal in der Atmosphäre zu durchdringen
Verluste breiten sich darin in einer Entfernung von mehreren Kilometern aus. Es sollte
Verwenden Sie Strahlwaffen, um zielsuchende Anti-Schiffs-Raketen zu bekämpfen.
Bei einer „Schuss“-Energie von 10 kJ wurde die Zielelektronik beschädigt, ein Impuls von 100 kJ
untergrub die Kampfladung und 1 MJ führte zur mechanischen Zerstörung der Rakete. Jedoch
die Verbesserung anderer Methoden zum Umgang mit Schiffsabwehrraketen machte sie
billiger und zuverlässiger, sodass Strahlwaffen in der Flotte keine Wurzeln schlagen.

Andererseits haben Forscher, die innerhalb des SDI arbeiten, ihm die größte Aufmerksamkeit geschenkt.
Die allerersten Experimente im Vakuum zeigten jedoch, dass ein gerichteter Strahl geladener Teilchen
kann nicht parallel gemacht werden. Grund ist die gleichnamige elektrostatische Abstoßung
Ladungen und Krümmung der Bahn im Erdmagnetfeld (in diesem Fall ist es die Lorentzkraft).
Für eine orbitale Weltraumwaffe war dies nicht akzeptabel, da es sich um eine Übertragung handelte
Energie über Tausende von Kilometern mit hoher Genauigkeit.

Die Entwickler gingen den anderen Weg. Geladene Teilchen (Ionen) wurden im Beschleuniger beschleunigt und
dann wurden sie in einer speziellen Wiederaufladekammer zu neutralen Atomen, aber die Geschwindigkeit
während praktisch nicht verloren. Ein Strahl neutraler Atome kann sich beliebig ausbreiten
weit weg, fast parallel bewegend.

Es gibt mehrere Schadensfaktoren für einen Atomstrahl. Als beschleunigte Teilchen werden verwendet
Protonen (Wasserstoffkerne) oder Deuteronen (Deuteriumkerne). In der Nachladekammer werden sie
Wasserstoff- oder Deuteriumatome, die mit Geschwindigkeiten von Zehntausenden von Kilometern pro Sekunde fliegen.

Beim Auftreffen auf das Ziel werden die Atome leicht ionisiert und verlieren dabei ein einzelnes Elektron, während die Tiefe
Die Partikelpenetration erhöht sich um das Zehn- und sogar Hundertfache. Als Ergebnis dort
thermische Zerstörung von Metall.

Außerdem entsteht beim Abbremsen der Strahlpartikel im Metall der sogenannte „Bremseffekt“.
Strahlung“, die sich in Strahlrichtung ausbreitet. Das sind Röntgenquanten der Harten
Reichweite und Röntgenquanten.

Dadurch entsteht, selbst wenn die Rumpfhaut nicht vom Ionenstrahl durchstochen wird, Bremsstrahlung mit
wird mit hoher Wahrscheinlichkeit die Besatzung zerstören und die Elektronik deaktivieren.

Außerdem werden unter dem Einfluss eines hochenergetischen Teilchenstrahls Wirbelwellen in der Haut induziert.
Ströme, die einen elektromagnetischen Impuls erzeugen.

Strahlwaffen haben also drei schädliche Faktoren: mechanisch
Zerstörung, gerichtete Gammastrahlung und elektromagnetischer Impuls.

Allerdings ist die "Ionenkanone", die in Science-Fiction beschrieben wird und in vielen Computern vorkommt
Spiele ist ein Mythos. In keinem Fall wird eine solche Waffe im Orbit Erfolg haben
Durchbrechen Sie die Atmosphäre und treffen Sie jedes Ziel auf der Oberfläche des Planeten. Auch
seine Bewohner können mit Zeitungen oder Toilettenpapierrollen bombardiert werden. Nun, es sei denn
Der Planet hat keine Atmosphäre, und seine Bewohner, die nicht atmen müssen, streifen frei durch die Straßen der Städte.

Der Hauptzweck von Strahlwaffen sind Raketensprengköpfe im atmosphärischen Bereich, Shuttle
Schiffe und Luft- und Raumfahrtflugzeuge der Spiral-Klasse.

STRAHLWAFFEN

Der Schadensfaktor einer Strahlwaffe ist ein scharf gerichteter Strahl geladener oder
hochenergetische neutrale Teilchen - Elektronen, Protonen, neutrale Wasserstoffatome.
Der starke Energiefluss, der von den Partikeln getragen wird, kann im Zielmaterial eine intensive Energie erzeugen.
thermische Einwirkung, stoßmechanische Belastungen, Röntgenstrahlung initiieren.
Der Einsatz von Strahlwaffen zeichnet sich durch die Unmittelbarkeit und Plötzlichkeit der Schadenswirkung aus.
Der begrenzende Faktor in der Reichweite dieser Waffen sind die Partikel von Gasen,
in der Atmosphäre befinden, mit Atomen, deren beschleunigte Teilchen allmählich interagieren
Ihre Energie verlieren.

Die wahrscheinlichsten Objekte der Zerstörung von Strahlwaffen können Arbeitskräfte sein,
elektronische Ausrüstung, verschiedene Waffensysteme und militärische Ausrüstung: ballistische und
Marschflugkörper, Flugzeuge, Raumfahrzeuge usw. Arbeiten Sie an der Erstellung von Strahlwaffen
Ihre größte Tragweite erhielten sie kurz nach der Proklamation durch US-Präsident Ronald Reagan
SOI-Programme.

Das Los Alamos National Laboratory ist zum Zentrum der wissenschaftlichen Forschung auf diesem Gebiet geworden.
Experimente wurden damals am ATS-Beschleuniger durchgeführt, dann an leistungsstärkeren Beschleunigern.
Gleichzeitig glauben Experten, dass solche Teilchenbeschleuniger ein zuverlässiges Mittel sein werden
Auswahl angreifender Sprengköpfe feindlicher Raketen vor dem Hintergrund einer "Wolke" von Ködern. Forschung
Strahlwaffen auf der Basis von Elektronen werden auch am Livermore National Laboratory durchgeführt.
Laut einigen Gelehrten gab es erfolgreiche Versuche, einen Fluss zu erreichen
hochenergetische Elektronen, die das Hundertfache der Leistung überschreiten
Forschungsbeschleuniger.

Im selben Labor wurde dies im Rahmen des Antigone-Programms experimentell festgestellt
dass sich der Elektronenstrahl nahezu perfekt ohne Streuung durch das Ionisierte ausbreitet
Kanal, der zuvor von einem Laserstrahl in der Atmosphäre erzeugt wurde. Strahlenwaffeninstallationen haben
große massendimensionale Eigenschaften und können daher als stationäre oder erstellt werden
auf speziellen mobilen Geräten mit hoher Tragfähigkeit.

PS: zufällig in einer bekannten Community Wissenschaftsfreaks Streit um die Realität
Systeme von Strahlwaffen, darüber hinaus verteidigten Gegner immer mehr gerade für ihre Unwirklichkeit.
Nachdem ich in den Quellen gestöbert hatte, die dem gesamten Internet offen standen, habe ich viele Informationen ausgegraben, von denen ich einige zitiert habe
Oben. Interessiert, wer sagen kann, was vernünftig ist in Bezug auf das Vorhandensein von bestehenden und Interessenten
Entwicklung neuer als Strahlwaffen klassifizierter Waffensysteme?

Der Aufprall von Elektronen und Ionen auf die Oberfläche erfolgt unter Verwendung von Vorrichtungen, die als Elektronenkanonen (EP) bzw. Ionenkanonen (IP) bezeichnet werden. Diese Geräte bilden Strahlen aus geladenen Teilchen mit festgelegten Parametern. Die wichtigsten allgemeinen Anforderungen an die Parameter von Elektronen- und Ionenstrahlen, die zum Zwecke ihrer Analyse auf eine Oberfläche einwirken sollen, lauten wie folgt:

• 1) minimale Energiestreuung;
• 2) minimale räumliche Divergenz;
• 3) maximale Stabilität des Stroms im Strahl über die Zeit. Strukturell lassen sich in EP und IP zwei Hauptblöcke unterscheiden:

Emissionseinheit(in Elektronenkanonen) oder Ionenquelle(in Ionenkanonen), die dazu bestimmt sind, die geladenen Teilchen selbst zu erzeugen (Kathoden im EP, Ionisationskammern im IP) und Strahlformungseinheit, bestehend aus Elementen der elektronischen (ionischen) Optik, die dazu bestimmt sind, Teilchen zu beschleunigen und zu fokussieren. Auf Abb. 2.4 zeigt das einfachste Schema der Elektronenkanone.

Reis. 2.4.

Die von der Kathode emittierten Elektronen werden abhängig von ihren anfänglichen Fluchtgeschwindigkeiten fokussiert, aber alle ihre Bahnen schneiden sich nahe der Kathode. Der durch die erste und zweite Anode erzeugte Linseneffekt ergibt ein Bild des Punktes dieses Schnittpunkts an einem anderen entfernten Punkt. Eine Änderung des Potentials an der Steuerelektrode ändert den Gesamtstrom im Strahl durch Änderung der Tiefe des Minimums des Raumladungspotentials nahe der Kathode). Als Kathoden für Elektronenkanonen mit geringer Leistung werden hochschmelzende Metalle und Oxide von Seltenerdmetallen (die nach den Prinzipien der Gewinnung von Elektronen durch thermionische und Feldemission arbeiten) verwendet; Um starke Elektronenstrahlen zu erhalten, werden die Phänomene der Feldelektronen- und Explosionsemission verwendet. Zur Diagnose der Oberfläche werden IPs mit folgenden Methoden zur Gewinnung von Ionen verwendet: Elektronenstoß, "Vakuumfunkenmethode, Photoionisation", unter Verwendung starker elektrischer Felder", Ion-Ion-Emission; Wechselwirkung von Laserstrahlung mit einem Festkörper; als Ergebnis von Elektronen, die an Atomen und Molekülen haften (um negative Ionen zu erhalten); aufgrund Ionen-molekulare Reaktionen aufgrund von Oberflächenionisation.

Neben Quellen mit den aufgeführten Ionisationsverfahren werden teilweise Bogen- und Plasma-Ionenquellen eingesetzt. Häufig werden Quellen verwendet, bei denen Feldionisation und Elektronenstoß kombiniert werden. Das Schema einer solchen Quelle ist in Abb. 1 dargestellt. 2.5. Das Gas tritt durch das Einlassrohr in die Quelle ein. Die Stromzuführungen des Emitters und der Ionisationskammer sind auf einer Keramikscheibe befestigt. Im Elektronenstoß-Ionisationsmodus wird die Kathode erhitzt und die Elektronen werden aufgrund der Potentialdifferenz zwischen der Kathode und der Kammer in die Ionisationskammer beschleunigt.

Reis. 2.5. Schema einer Ionenquelle mit Feldionisation und Elektronenstoß:1 - Stromleitungen;2 - Rohr für Gaseinlass;

• 3 - Keramikscheibe; 4 - Sender;
• 5 - Kathode; b - Ionisationskammer;
• 7 - Zugelektrode;8 - Fokussierelektrode; 9, 10 - Korrekturplatten;11 - Kollimationsplatten;12 - reflektierende Elektrode; 13 - Elektronenkollektor

Mittels einer Extraktionselektrode werden die Ionen aus der Ionisationskammer abgesaugt. Eine Fokussierelektrode wird verwendet, um den Ionenstrahl zu fokussieren. Die Kollimation des Strahls erfolgt durch Kollimationselektroden und seine Korrektur in horizontaler und vertikaler Richtung durch Korrekturelektroden. Das Beschleunigungspotential wird an die Ionisationskammer angelegt. Bei der Ionisation durch ein Hochspannungsfeld wird an den Emitter ein Beschleunigungspotential angelegt. In der Quelle können drei Arten von Emittern verwendet werden: Spitze, Kamm, Filament. Zum Beispiel geben wir bestimmte Spannungswerte an, die in einer funktionierenden IP verwendet werden. Beim Arbeiten mit einem Faden sind die typischen Potentiale an den Elektroden: +4 kV Emitter; Ionisationskammer 6-10 kV; Zugelektrode von -2,8 bis +3,8 kV; Korrekturplatten von -200 bis +200 V und von -600 bis +600 V; Schlitzmembranen 0 V.

Einige Ionenkanonen-Partikel haben potenzielle praktische Anwendungen, wie etwa Raketenabwehrsysteme oder Meteoritenabwehr. Die überwiegende Mehrheit der Konzepte dieser Waffen gehört jedoch zur Welt der Science-Fiction, wo solche Waffen in großer Menge vorhanden sind. Sie haben viele Namen: Phaser, verdünnte Partikelkanonen, Ionenkanonen, Protonenstrahlkanonen, Strahlkanonen usw.

Konzept

Das Konzept der Teilstrahlwaffen basiert auf soliden wissenschaftlichen Prinzipien und Experimenten, die derzeit auf der ganzen Welt durchgeführt werden. Ein effektiver Prozess, um ein Ziel zu beschädigen oder zu zerstören, besteht darin, es einfach zu überhitzen, bis es sofort verschwunden ist. Allerdings befinden sich Teilstrahlwaffen nach jahrzehntelanger Forschung und Entwicklung immer noch im Forschungsstadium, und wir müssen noch in der Praxis testen, ob solche Kanonen als effektives Zerstörungsmittel eingesetzt werden können. Viele Menschen träumen davon, eine Ionenkanone mit eigenen Händen zusammenzubauen und ihre Eigenschaften in der Praxis zu testen.

Teilchenbeschleuniger

Teilchenbeschleuniger sind eine ausgereifte Technologie, die seit Jahrzehnten in der wissenschaftlichen Forschung eingesetzt wird. Sie verwenden elektromagnetische Felder, um geladene Teilchen zu beschleunigen und entlang eines vorbestimmten Pfads zu lenken, und elektrostatische "Linsen" fokussieren diese Ströme zu Kollisionen. Die Kathodenstrahlröhre, die in vielen Fernsehern und Computermonitoren des 20. Jahrhunderts zu finden ist, ist eine sehr einfache Art von Teilchenbeschleuniger. Zu den leistungsstärkeren Versionen gehören Synchrotrons und Zyklotrons, die in der Kernforschung verwendet werden. Elektronenstrahlwaffen sind eine fortgeschrittene Version dieser Technologie. Es beschleunigt geladene Teilchen (in den meisten Fällen Elektronen, Positronen, Protonen oder ionisierte Atome, aber sehr fortschrittliche Versionen können andere Teilchen wie Quecksilberkerne beschleunigen) auf nahezu Lichtgeschwindigkeit und setzt sie dann am Ziel frei. Diese Partikel haben eine enorme kinetische Energie, mit der sie die Materie auf der Oberfläche des Ziels aufladen, was eine fast augenblickliche und katastrophale Überhitzung verursacht. Dies ist im Wesentlichen das Grundprinzip der Ionenkanone.

Physikalische Eigenschaften

Die Hauptfähigkeiten der Ionenkanone beruhen immer noch auf der sofortigen und schmerzlosen Zerstörung des Ziels. Strahlen geladener Teilchen divergieren aufgrund gegenseitiger Abstoßung schnell, daher werden am häufigsten neutrale Teilchenstrahlen vorgeschlagen. Neutrale Teilchenstrahlwaffen ionisieren Atome, indem sie jedem Atom ein Elektron entziehen oder jedem Atom erlauben, ein zusätzliches Elektron einzufangen. Die geladenen Teilchen werden dann beschleunigt und durch Hinzufügen oder Entfernen von Elektronen wieder neutralisiert.

Zyklotron-Teilchenbeschleuniger, lineare Teilchenbeschleuniger und Synchrotron-Teilchenbeschleuniger können positiv geladene Wasserstoffionen beschleunigen, bis sich ihre Geschwindigkeit der Lichtgeschwindigkeit nähert und jedes einzelne Ion eine kinetische Energie von 100 MeV bis 1000 MeV oder mehr hat. Dann können die entstehenden hochenergetischen Protonen Elektronen von den Elektronen der Emitterelektroden einfangen und somit elektrisch neutralisiert werden. Dies erzeugt einen elektrisch neutralen Strahl aus hochenergetischen Wasserstoffatomen, der in einer geraden Linie mit nahezu Lichtgeschwindigkeit fließen kann, um sein Ziel zu zerschmettern und es zu beschädigen.

Geschwindigkeitsbegrenzungen überwinden

Der von einer solchen Waffe ausgesandte pulsierende Teilchenstrahl kann 1 Gigajoule kinetische Energie oder mehr enthalten. Die Geschwindigkeit des Strahls, die sich der Lichtgeschwindigkeit (299.792.458 m/s im Vakuum) nähert, in Kombination mit der von der Waffe erzeugten Energie negiert jedes realistische Mittel zum Schutz des Ziels vor dem Strahl. Eine Zielhärtung durch Abschirmung oder Materialauswahl wäre unpraktisch oder ineffizient, insbesondere wenn der Strahl auf voller Leistung gehalten und genau auf das Ziel fokussiert werden könnte.

Bei der US-Armee

Die US-Verteidigungsstrategieinitiative hat in die Entwicklung von Neutralteilchenstrahltechnologie investiert, die als Waffe im Weltraum eingesetzt werden soll. Die Neutrwurde am Los Alamos National Laboratory entwickelt. Ein Prototyp einer neutralen Wasserstoffstrahlwaffe wurde im Juli 1989 als Teil des Projekts Beam Experiments Aboard Rocket (BEAR) an Bord einer suborbitalen Höhenforschungsrakete der White Sands Missile gestartet. Es erreichte eine maximale Höhe von 124 Meilen und arbeitete erfolgreich 4 Minuten lang im Weltraum, bevor es zur Erde zurückkehrte. Im Jahr 2006 wurde das geborgene Versuchsgerät von Los Alamos zum Smithsonian Air and Space Museum in Washington, DC, überführt. Die vollständige Geschichte der Entwicklung der Ionenkanone bleibt jedoch den Massen verborgen. Wer weiß, welche anderen Waffen die Amerikaner kürzlich erworben haben. Die Kriege der Zukunft können uns sehr überraschen.

Im Star Wars-Universum

In Star Wars sind Ionenluftkanonen eine Form von Waffen, bei denen ionisierte Partikel, die elektronische Systeme zerstören können, sogar ein Großkampfschiff außer Gefecht setzen können. Während der Schlacht von Sikka Island verursachte das anhaltende Feuer dieser Kanonen von mehreren Schiffen erhebliche Schäden am Rumpf von mindestens einem leichten Kreuzer der Arquitens-Klasse.

Der Lichtabfangjäger der Klasse Eta-2 verwendete die gleichen Kanonen, die Plasma ausstießen, was beim Aufprall zu vorübergehenden elektrischen Ausfällen im Mechanismus führen konnte.

Auch Y-Wing-Jäger wurden mit diesen Kanonen ausgerüstet, hauptsächlich solche, die von der Alliance Gold Squadron verwendet wurden. Obwohl ihr Schussfeld etwas begrenzt war, waren die Ionenkanonen stark genug, dass drei Explosionen ausreichten, um einen Arquitens-Kommandokreuzer zu deaktivieren, und nur eine, um einen TIE / D Defender-Jäger vollständig zu deaktivieren. Dies wurde während eines Feuergefechts im Archeion-Nebel demonstriert.

Zu Beginn der Klonkriege rüstete sie den massiven schweren Kreuzer Sujugator mit riesigen Ionenkanonen aus. Unter dem Kommando von General Grievous griff dieser Kreuzer Dutzende Kriegsschiffe der Republik an und ließ sie die zerstörerische Kraft von Ionenwaffen spüren. Nach der Schlacht von Abregado erfuhr die Republik von ihnen.

Die Ionenkanonen von Fury wurden während einer Schlacht in der Nähe des Caliida-Nebels von der republikanischen Schattenstaffel deaktiviert. Der riesige Kreuzer wurde später zerstört, als Jedi-General Anakin Skywalker das Schiff von innen eroberte und es in den toten Mond von Antar stürzen ließ.

Während der frühen Rebellion gegen das Galaktische Imperium wurden die Bomber der Gold Squadron mit Ionenkanonen ausgerüstet. Die von der Rebellenallianz eingesetzten MC75-Kreuzer waren mit schweren Ionenlafetten bewaffnet.

Während des Galaktischen Bürgerkriegs setzte die Rebellenallianz eine stationäre Ionenfeuerkanone ein, um die Sternenzerstörer der Todesstaffel während der Evakuierung der Echo-Basis zu deaktivieren.

Programm für DDOS

Low Orbit Ion Cannon ist ein Open-Source-Netzwerkdienstprogramm und eine Denial-of-Service-Angriffsanwendung, die in C# geschrieben wurde. LOIC wurde ursprünglich von Praetox Technologies entwickelt, später jedoch kostenlos für die Öffentlichkeit freigegeben und wird nun auf mehreren Open-Source-Plattformen gehostet.

LOIC führt einen DoS-Angriff (oder, wenn es von mehreren Parteien verwendet wird, einen DDoS-Angriff) auf eine Zielseite durch, indem es den Server mit TCP- oder UDP-Paketen anspricht, um den Dienst eines bestimmten Hosts zu unterbrechen. Menschen haben LOIC verwendet, um freiwilligen Botnets beizutreten.

Die Software inspirierte eine unabhängige JavaScript-Version namens JS LOIC sowie eine webbasierte Version von LOIC namens Low Orbit Web Cannon. Es ermöglicht Ihnen, einen DoS-Angriff direkt von einem Webbrowser aus durchzuführen.

Schutzmethode

Von der BBC zitierte Sicherheitsexperten haben darauf hingewiesen, dass gut konzipierte Firewall-Einstellungen einen Großteil des Datenverkehrs von DDoS-Angriffen durch das LOIC herausfiltern und so verhindern können, dass die Angriffe ihre volle Wirkung entfalten. In mindestens einem Fall blockierte das Filtern des gesamten UDP- und ICMP-Datenverkehrs einen LOIC-Angriff. Da ISPs jedem ihrer Clients weniger Bandbreite zur Verfügung stellen, um allen ihren Clients gleichzeitig garantierte Dienstniveaus bereitzustellen, sind diese Arten von Firewall-Regeln effektiver, wenn sie an einem Punkt implementiert werden, der dem Internet des Anwendungsservers vorgeschaltet ist. Mit anderen Worten, es ist einfach, einen ISP zu zwingen, den für einen Client bestimmten Datenverkehr abzulehnen, indem er mehr Datenverkehr sendet, als ihm erlaubt ist, und jede Filterung, die auf der Seite des Clients auftritt, nachdem der Datenverkehr diese Verbindung durchquert hat, kann den ISP nicht daran hindern, überschüssigen Datenverkehr abzulehnen .für diesen Benutzer bestimmt. So läuft ein Angriff ab.

LOIC-Angriffe sind in Systemprotokollen leicht zu identifizieren und der Angriff kann auf die verwendeten IP-Adressen zurückgeführt werden.

Die Hauptwaffe von Anonymous

LOIC wurde von der Anonymous-Gruppe während des Projekts Chanology verwendet, um die Websites der Church of Scientology anzugreifen, und griff dann im Oktober 2010 erfolgreich die Website der Recording Industry Association of America an. Die Anwendung wurde dann erneut von Anonymous während ihrer Operation Occupy im Dezember 2010 zum Angriff verwendet die Websites von Unternehmen und Organisationen, die sich gegen WikiLeaks gestellt haben.

Als Reaktion auf die Schließung des Filesharing-Dienstes Megaupload und die Verhaftung von vier Mitarbeitern starteten Mitglieder der Gruppe Anonymous DDoS-Angriffe auf die Websites der Universal Music Group (das für die Klage gegen Megaupload verantwortliche Unternehmen), dem Justizministerium der Vereinigten Staaten , das United States Copyright Office , das Federal Bureau of Investigation, die MPAA, die Warner Music Group und die RIAA sowie HADOPI am Nachmittag des 19. Januar 2012 - durch dieselbe "Waffe", mit der Sie jeden Server angreifen können .

Die LOIC-App ist nach der Ionenkanone benannt, einer fiktiven Waffe aus vielen Science-Fiction-Werken, Videospielen und insbesondere der Command & Conquer-Spieleserie. Es ist schwer, ein Spiel zu nennen, das keine Waffe mit diesem Namen hat. Zum Beispiel spielt die Ionenkanone im Spiel Stellaris eine wichtige Rolle, obwohl es sich bei diesem Spiel um eine Wirtschaftsstrategie handelt, wenn auch mit Weltraumeinstellung.