Hvordan fungerer laservåpen?

Nasjoner over hele verden utvikler raskt kraftige laservåpen for militære oppdrag på land og til sjøs, i luften og i rommet.

Laservåpen montert på en lastebil. Foto: Popular Science

Bilder av svermer av små, rimelige droner som fyller himmelen eller skummer over bølgene har inspirert militæret til å utvikle og distribuere laservåpen som et alternativ til kostbare forsvarsvåpen som missiler, ifølge Iain Boyd, professor i romfartsvitenskap og -teknikk ved University of Colorado Boulder.

Lasere bruker elektrisitet til å lage fotoner, eller lyspartikler. Fotoner beveger seg gjennom et forsterkningsmedium og øker antallet fotoner raskt. Alle disse fotonene fokuseres til en smal stråle av en laserstråleleder, ifølge The Conversation .

I tiårene siden den første laseren ble introdusert i 1960, har ingeniører utviklet en rekke lasere som produserer fotoner med forskjellige bølgelengder over det elektromagnetiske spekteret, fra infrarød til ultrafiolett. Høyeffektslasersystemer som brukes i militære applikasjoner er basert på faststofflasere, som bruker spesielle krystaller for å konvertere inngangsenergien til fotoner. Et viktig trekk ved høyeffekts faststofflasere er at fotoner produseres i det infrarøde området av det elektromagnetiske spekteret og er usynlige for det blotte øye.

Når en laserstråle samhandler med en overflate, produserer den forskjellige effekter basert på bølgelengden, strålens kraft og overflatematerialet. Laveffektslasere produserer fotoner i det synlige området av spekteret og kan brukes som lyskilde for pekere og demonstrasjoner på offentlige arrangementer. Disse laserstrålene har så lavt strømforbruk at de reflekteres fra overflaten uten å forårsake skade.

Høyere effekt lasersystemer brukes til å skjære gjennom biologisk vev i mange medisinske prosedyrer. De høyeste effektene av lasere kan varme opp, fordampe, smelte og brenne en rekke materialer, og brukes i industrielle prosesser for sveising og skjæring. I tillegg til laserens effektnivå, bestemmes evnen til å levere en rekke effekter også av avstanden mellom laseren og målet.

Laservåpen

Delvis på grunn av utviklingen av industrielle lasere med høy effekt, blir bruken av laservåpen mer og mer utbredt av militæret. En grunnleggende fordel med laservåpen med høy effekt er at de kan operere kontinuerlig. I motsetning til tradisjonelle våpen som våpen, som har begrenset ammunisjon, kan lasere med høy effekt skyte kontinuerlig så lenge de har en strømkilde.

Det amerikanske militæret utplasserer kraftige lasere montert på lastebiler for å skyte ned en rekke mål, inkludert droner, helikoptre, bombekastere og missiler. Den amerikanske marinen bruker kraftige lasere på skip for å forsvare seg mot små, hurtiggående overflatefartøy, samt missiler og droner. Det amerikanske luftforsvaret utvikler kraftige lasere på fly for offensive og defensive oppdrag. Russland bygger også kraftige lasere på bakken for å «blinde» fiendens satellitter.

Begrensninger ved laservåpen

En sentral utfordring for enheter som bruker høyeffektslasere er mengden kraft som kreves for å operere på avstand. I motsetning til industrielle lasere som bare er centimeter fra målet, involverer militære operasjoner mye større avstander. For å forsvare seg mot en nærliggende trussel som bombekastere eller småbåter, må laservåpen treffe målene sine før de kan forårsake skade.

Men å brenne materiale på trygg avstand krever laserstråler med en effekt på titalls eller hundrevis av kilowatt. Det minste prototypen av laservåpenet bruker 10 kilowatt strøm, omtrent det samme som en elbil. Det nyeste høyeffektslaservåpenet under utvikling krever 300 kilowatt strøm, nok til å forsyne 30 husstander med strøm. Fordi høyeffektslasere bare er 50 prosent effektive, skaper de enormt avfall.

Dette betyr at høyeffektslasere krever kraftproduksjon og kjøleinfrastruktur, noe som kan begrense effektiviteten til ulike plattformer. Hærens lastebiler og jagerfly fra luftforsvaret har minst plass til høyeffektslaservåpen, så disse systemene er begrenset til mål med relativt lav effekt, som å senke droner eller sette missiler ut av spill. Store skip og fly kan romme kraftigere lasere som er i stand til å brenne hull i båter og bakkekjøretøy. Bakkebaserte systemer er minst begrenset, så de har mest kraft og kan håndtere missiler på avstand.

En annen viktig begrensning ved høyeffektslaservåpen som krever en plattform, er driftstiden. Fordi strømforsyningen til laseren må fraktes av en lastebil, et skip eller et fly, begrenser strømforsyningen effekten, og laseren kan bare brukes i en begrenset periode før den må lades opp igjen. I tillegg reduseres effektiviteten til laservåpen av regn, tåke og røyk, som fører til at strålen spres. Laserstrålen må også låses på et mål i flere sekunder for å forårsake skade.

I fremtiden vil laservåpen sannsynligvis fortsette å utvikles med økte effektnivåer, noe som vil utvide målrekkevidden.

An Khang (ifølge The Conversation )

Kildekobling: https://vnexpress.net/vu-khi-laser-hoat-dong-nhu-the-nao-4720686.html