Значительное внимание в рамках СОИ уделялось возможности создания т. н. «пучкового» оружия, поражающего цель потоком разогнанных до субсветовых скоростей частиц. Ввиду значительной массы частиц, поражающий эффект подобного оружия был бы значительно выше, чем у аналогичных по потреблению энергии лазеров; однако, оборотной стороной были проблемы с фокусировкой пучка частиц.
В рамках программы СОИ предполагалось создание тяжёлых орбитальных автоматических станций, вооружённых излучателями нейтральных частиц. Основная ставка делалась на радиационное воздействие высокоэнергетических частиц, при их торможении в материале неприятельских боеголовок; подобное облучение должно было выводить из строя электронику внутри боеголовок. Уничтожение самих боеголовок считалось возможным, но требующим длительного облучения и высокой мощности. Такое оружие было бы эффективно на дистанциях до десятков тысяч километров. Было проведено несколько экспериментов с запуском прототипов излучателей на суборбитальных ракетах.
Предполагалось, что излучатели нейтральных частиц могут быть применены в рамках СОИ следующим образом:
· Дискриминация ложных целей — даже небольшой мощности пучки нейтральных частиц, поражающие цель, вызывали бы эмиссии электромагнитного излучения, зависящие от материала и структуры цели. Таким образом, даже на минимальной мощности излучатели нейтральных частиц могли быть использованы для определения настоящих боеголовок на фоне ложных целей.
· Поражение электроники — тормозясь в материале цели, нейтральные частицы провоцировали бы мощное ионизирующее излучение, способное разрушить электронные схемы или живую материю. Таким образом, облучение потоками нейтральных частиц могло разрушать микросхемы цели и поражать экипажи, не разрушая цель физически.
· Физическое уничтожение — при достаточной мощности и плотности пучка нейтральных частиц, его торможение в материале цели приводило бы к мощному выделению тепла и физическому разрушению структуры цели. При этом — так как тепло выделялось бы по мере пробега частиц в материале цели — тонкие экраны были бы совершенно неэффективны против подобного оружия. С учётом высокой точности, присущей подобному оружию, было возможно быстро вывести неприятельский космический аппарат из строя, разрушив его ключевые компоненты (двигательные установки, топливные баки, сенсорные и оружейные системы, кабину управления).
Разработка излучателей нейтральных частиц считалась перспективным направлением, однако, ввиду значительной сложности таких установок и огромного энергопотребления, их развертывание в рамках СОИ предполагалось не ранее 2025 года.
Атомная картечь
В качестве побочного ответвления программы лазеров с ядерной накачкой, в рамках программы СОИ рассматривалась возможность использования энергии ядерного взрыва для разгона до сверхвысоких скоростей материальных снарядов (картечи). Программа «Прометей»[5] предполагала использование энергии плазменного фронта, образующегося при детонации килотонной мощности ядерных зарядов, чтобы придать ускорение вольфрамовым картечинам. Предполагалось, что при детонации заряда, размещенная на его поверхности вольфрамовая плита особой формы разрушится на миллионы крошечных дробинок, движущихся в нужном направлении со скоростью до 100 км/с. Так как считалось, что энергии соударения не хватит для эффективного разрушения боеголовки, систему предполагалось использовать для эффективной селекции ложных целей (так как «выстрел» атомного дробовика накрывал значительный объём Космоса), динамика которых от соударения с картечинами должна была существенно измениться.
Рельсотроны
В качестве эффективного средства поражения боеголовок, также рассматривались электромагнитные рельсовые ускорители, способные разогнать (за счет силы Лоренца) проводящий снаряд до скорости в несколько километров в секунду. На встречных траекториях, соударение даже с сравнительно лёгким снарядом могло привести к полному уничтожению боеголовки. В плане космического базирования, рельсотроны были значительно выгоднее чем рассматривавшиеся параллельно с ними пороховые либо легкогазовые пушки, так как не нуждались в метательном веществе.
В ходе экспериментов по программе CHECMATE (CompactHighEnergyCapacitorModuleAdvancedTechnologyExperiment) удалось добиться существенного прогресса в области рельсотронов, но в то же время стало ясно, что это оружие не слишком пригодно для космического развертывания. Значительной проблемой стало большое потребление энергии и выделение тепла, отвод которого в Космосе вызвал потребность в значительных по площади радиаторах. В итоге, программа рельсотронов в рамках СОИ была отменена, но дала толчок развитию рельсотронов как оружия для применения на Земле.