Nie wszystko i nie zawsze: jak działają broń laserowa, a to zapobiega użyciu bitwy w bitwie

Wojsko już testuje prawdziwą broń laserową, ale wciąż ma wiele niedociągnięć i ograniczeń, z którymi muszą się znieść. USA i inne kraje świata aktywnie rozwijają broń laserową, taką jak de M-Shorad, widząc, że jest tańsza i równie skuteczna alternatywa dla pocisków obrony powietrznej.

Dyrektor American Center for National Security i profesor nauk lotniczych w Kolorado w Bowlder, Ien Boyd, w swoim artykule do publikacji rozmowy wyjaśnił, jak działają takie systemy i dlaczego wojsko jest potrzebne. Broń energetyczna stała się popularnym przedmiotem science fiction przed wynalezieniem laserów i z czasem powstało wiele mitów.

Niedawno programiści zaczęli testować pierwsze prototypy prawdziwej broni laserowej przeznaczonej przede wszystkim do zniszczenia dronów i rakiet wroga. Laser wykorzystuje energię elektryczną do tworzenia cząstek światła (fotonów). Cząstki te przechodzą przez specjalny materiał, który zwiększa ich liczbę, po czym wszystkie fotony koncentrują się na wąskiej wiązce za pomocą elementów przewodnika.

Pierwszy laser został stworzony w 1960 roku, odkąd naukowcy opracowali wiele systemów, które generują fotony o różnych długościach fali widma elektromagnetycznego, od podczerwieni po ultrafiolet. Systemy laserowe o wysokiej energii, które wykorzystują oparte na wojsku, oparte na litych laserach ze specjalnymi kryształami do przekształcania elektryczności wejściowej na fotony.

Ich ważną cechą jest to, że cząsteczki światła są tworzone w części w podczerwieni spektrum elektromagnetycznego i nie są widoczne dla ludzkiego oka. Dlatego nie można zobaczyć, gdzie strzelają taka broń. Gdy wiązka lasera dociera do obiektu, występują różne efekty w zależności od długości fali fotonu, mocy wiązki i materiału powierzchni. Odległość między emiterem a celem również odgrywa dużą rolę.

Lasery o niskim przepływie, które tworzą widoczne rzęsy, są używane w świetle i jako wskaźnik. Są tak słabe, że po prostu odbijają się z powierzchni i nie uszkadzają jej. Potężniejsze lasery mogą przecinać tkanki biologiczne, dzięki czemu są stosowane w medycynie. Istnieją również te, które mogą ogrzewać, topić i spalić wiele różnych materiałów, są one stosowane w przemyśle do spawania i cięcia. Niszczycielska zdolność laserów przyciągnęła uwagę wojska.

Jedną z kluczowych zalet broni o dużej mocy jest niekończący się sklep. W przeciwieństwie do tradycyjnej broni, takiej jak broń i pistolety, które wymagają ładowania amunicji, laser może strzelać, gdy dochodzi do niej elektryczność. Armia amerykańska wykorzystuje laser o wysokości 50 kilowatów zainstalowany na maszynie walki piechoty napastnika, aw lutym 2024 r. Uruchomił cztery systemy do testów bojowych na Bliskim Wschodzie.

Tymczasem siły morskie kraju wystrzeliły laser o wysokiej energii statku, aby chronić przed małymi i szybko poruszającymi się powierzchniami oceanicznymi, a także rakietami i dronami. W sierpniu 2022 r. Marynarka wojenna zainstalowała 60-kilometrową broń laserową na niszczycielu USS Preble. Siły powietrzne USA rozwijają lasery o wysokiej energii dla samolotów do zadań obronnych i ofensywnych.

W 2010 roku przetestowali megawatowy laser zainstalowany na zmodyfikowanym Boeing 747, uderzonym przez pocisk balistyczny podczas jego premiery. Air Force pracuje obecnie nad mniejszym systemem broni myśliwców. Rosja prawdopodobnie rozwija laser o wysokiej energii dla bazy lądowej, aby „zaślepić” satelity swoich przeciwników. Jednym z głównych problemów dla laserów wojskowych jest wysoki poziom władzy potrzebnej do pokonania celów na duże odległości.

W przeciwieństwie do lasera przemysłowego, który może być bardzo blisko obiektu, operacje walki są przeprowadzane w znacznie większej odległości. Aby chronić przed zbliżającym się zagrożeniem, takim jak skorupa zaprawy lub małe łódź, broń laserowa musi być zdumiona, zanim będzie mogła skrzywdzić. Dziesiątki są zobowiązane do spalania stałego materiału w znacznej odległości, jeśli nie setki kilowatów.

Najmniejszy prototyp broni laserowej zużywa pojemność 10 kilowatów, jak pojazd elektryczny. Lockheed Martin tworzy już broń laserową o pojemności 300 kilowatów, która wystarczy, aby zasilić 30 domów. Ponieważ wydajność laserów o wysokiej energii wynosi w najlepszym razie tylko 50%, wytwarzają one ogromną ilość ciepła, którą musisz wybrać.

W rezultacie broń laserowa wymaga infrastruktury do wytwarzania energii elektrycznej i chłodzenia, dlatego można ją zainstalować nie wszędzie. Ciężarówki armii i bojownicy mają niewielką przestrzeń, więc można je uzbroić tylko w systemy o niskiej mocy, zdolne do zbicia UAV i pocisków. Statki i większe samoloty mogą być wyposażone w mocniejsze lasery zdolne do spalania otworów na łodziach i pojazdach lądowych.

Kompleksy bazy lądowej są najmniej ograniczone, dzięki czemu mogą zajmować dużo miejsca, uzyskać dużo energii i potrafią atakować nawet satelity w kosmosie. Kolejne ważne ograniczenie dotyczy „amunicji”. W tym przypadku nieskończoność energii jest bardzo warunkowa, ponieważ zbroja, statek lub samolot do użycia broni laserowej musi mieć odpowiednie źródło zasilania, które również ogranicza zarówno moc, jak i czas.

Istnieją również ograniczenia związane z warunkami środowiskowymi: deszcz, mgły i rozproszenie dymu laserowe, zmniejszające skuteczność zmiany. W takich sytuacjach Stany Zjednoczone przetestują ustawienie de M-Shorad na Bliskim Wschodzie. Ponadto lasery muszą zostać zabite przez kilka sekund, aby spowodować znaczną szkodę.

IEN Boyd uważa, że ​​w przyszłości broń laserowa o wysokiej energii prawdopodobnie się rozwija wraz ze wzrostem poziomu mocy, co rozszerzy zakres celów, w odniesieniu do nich. Zagrożenia wynikające z niedrogich dronów uzbrojenia podobnych do tych stosowanych w konfliktach na Bliskim Wschodzie i na Ukrainie zwiększają prawdopodobieństwo, że lasery o wysokiej energii znajdą również nie -militarne użycie, na przykład w celu ochrony ludności przed atakami terrorystycznymi.