Bagaimanakah senjata laser berfungsi?

Negara-negara di seluruh dunia sedang membangun dengan pantas senjata laser berkuasa tinggi untuk misi ketenteraan di darat dan di laut, di udara dan di angkasa.

Senjata laser dipasang pada trak. Foto: Sains Popular — Senjata laser dipasang pada trak. Foto: *Sains Popular*

Imej kawanan dron kecil dan kos rendah memenuhi langit atau meluncur ombak telah memberi inspirasi kepada tentera untuk membangunkan dan menggunakan senjata laser sebagai alternatif kepada pertahanan yang mahal seperti peluru berpandu, menurut Iain Boyd, seorang profesor sains aeroangkasa dan kejuruteraan di University of Colorado Boulder.

Laser menggunakan elektrik untuk mencipta foton, atau zarah cahaya. Foton bergerak melalui medium amplifikasi, dengan cepat meningkatkan bilangan foton. Semua foton ini difokuskan ke dalam pancaran sempit oleh panduan pancaran laser, menurut The Conversation .

Dalam beberapa dekad sejak laser pertama diperkenalkan pada tahun 1960, jurutera telah membangunkan pelbagai laser yang menghasilkan foton pada panjang gelombang yang berbeza merentasi spektrum elektromagnet, daripada inframerah kepada ultraungu. Sistem laser berkuasa tinggi yang digunakan dalam aplikasi ketenteraan adalah berdasarkan laser keadaan pepejal, yang menggunakan kristal khas untuk menukar tenaga input kepada foton. Ciri utama laser keadaan pepejal berkuasa tinggi ialah foton dihasilkan di kawasan inframerah spektrum elektromagnet dan tidak dapat dilihat dengan mata kasar.

Apabila pancaran laser berinteraksi dengan permukaan, ia menghasilkan kesan yang berbeza berdasarkan panjang gelombang, kuasa pancaran dan bahan permukaan. Laser berkuasa rendah menghasilkan foton di kawasan spektrum yang boleh dilihat dan boleh digunakan sebagai sumber cahaya untuk penunjuk dan untuk demonstrasi di acara awam. Pancaran laser ini berkuasa rendah sehingga memantulkan permukaan tanpa menyebabkan sebarang kerosakan.

Sistem laser kuasa yang lebih tinggi digunakan untuk memotong tisu biologi dalam banyak prosedur perubatan. Laser kuasa tertinggi boleh memanaskan, menguap, mencairkan, dan membakar pelbagai bahan, dan digunakan dalam proses perindustrian untuk mengimpal dan memotong. Selain tahap kuasa laser, keupayaan untuk menyampaikan pelbagai kesan juga ditentukan oleh jarak antara laser dan sasaran.

Senjata laser

Sebahagiannya disebabkan oleh pembangunan laser industri berkuasa tinggi, penggunaan senjata laser oleh tentera menjadi semakin meluas. Kelebihan asas senjata laser berkuasa tinggi ialah ia boleh beroperasi secara berterusan. Tidak seperti senjata tradisional seperti senapang, yang mempunyai peluru terhad, laser berkuasa tinggi boleh menembak secara berterusan selagi ia mempunyai sumber kuasa.

Tentera AS mengerahkan laser berkuasa tinggi yang dipasang pada trak untuk menembak jatuh pelbagai sasaran termasuk dron, helikopter, mortar dan peluru berpandu. Tentera Laut AS menggunakan laser berkuasa tinggi pada kapal untuk mempertahankan diri daripada kapal permukaan yang kecil dan bergerak pantas serta peluru berpandu dan dron. Tentera Udara AS sedang membangunkan laser berkuasa tinggi pada pesawat untuk misi serangan dan pertahanan. Rusia juga sedang membina laser berkuasa tinggi di atas tanah untuk "membutakan" satelit musuh.

Had senjata laser

Cabaran utama untuk unit yang menggunakan laser berkuasa tinggi ialah jumlah kuasa yang diperlukan untuk beroperasi pada jarak jauh. Tidak seperti laser industri yang hanya beberapa sentimeter dari sasarannya, operasi ketenteraan melibatkan jarak yang lebih jauh. Untuk bertahan daripada ancaman rapat seperti mortar atau bot kecil, senjata laser perlu mengenai sasaran mereka sebelum boleh menyebabkan kerosakan.

Tetapi bahan bakar pada jarak yang selamat memerlukan pancaran laser dengan kuasa dalam puluhan atau ratusan kilowatt. Senjata laser prototaip terkecil menggunakan 10 kilowatt elektrik, hampir sama dengan kereta elektrik. Senjata laser berkuasa tinggi terkini yang sedang dibangunkan memerlukan 300 kilowatt elektrik, cukup untuk kuasa 30 isi rumah. Oleh kerana laser berkuasa tinggi hanya 50 peratus cekap, ia menghasilkan sisa yang sangat besar.

Ini bermakna laser berkuasa tinggi memerlukan penjanaan kuasa dan infrastruktur penyejukan, yang boleh mengehadkan keberkesanan platform yang berbeza. Trak tentera dan jet pejuang tentera udara mempunyai jumlah ruang paling sedikit untuk senjata laser berkuasa tinggi, jadi sistem ini terhad kepada sasaran kuasa yang agak rendah seperti dron tenggelam atau peluru berpandu yang melumpuhkan. Kapal dan pesawat besar boleh memuatkan laser yang lebih berkuasa yang mampu membakar lubang pada bot dan kenderaan darat. Sistem berasaskan darat adalah yang paling kurang dikekang, jadi mereka mempunyai kuasa paling banyak dan boleh menangani peluru berpandu pada jarak jauh.

Satu lagi had penting bagi senjata laser berkuasa tinggi yang memerlukan platform berkaitan dengan masa operasi. Oleh kerana bekalan kuasa untuk laser mesti dibawa oleh trak, kapal atau kapal terbang, bekalan kuasa mengehadkan output kuasa, dan laser hanya boleh digunakan untuk masa yang terhad sebelum perlu dicas semula. Di samping itu, keberkesanan senjata laser dikurangkan oleh hujan, kabus, dan asap, yang menyebabkan pancaran berselerak. Pancaran laser juga perlu dikunci pada sasaran selama beberapa saat untuk menyebabkan kerosakan.

Pada masa hadapan, senjata laser berkemungkinan akan terus berkembang dengan peningkatan tahap kuasa, memperluaskan julat sasaran.

An Khang (Menurut Perbualan )

Pautan sumber