Como funcionam as armas a laser?

Países de todo o mundo estão desenvolvendo rapidamente armas a laser de alta potência para missões militares em terra, no mar, no ar e no espaço sideral.

Armas a laser montadas em caminhões. Foto: Popular Science

Imagens de pequenos drones baratos preenchendo o céu ou deslizando sobre as ondas estão incentivando os militares a desenvolver e implantar armas a laser para substituir medidas defensivas caras, como mísseis, de acordo com Iain Boyd, professor de engenharia aeroespacial da Universidade do Colorado em Boulder.

Os lasers usam eletricidade para criar fótons, ou partículas de luz. Esses fótons viajam através de um meio amplificador, aumentando rapidamente seu número. Todos esses fótons são então focalizados em um feixe estreito por um sistema de direcionamento a laser, de acordo com o The Conversation .

Durante décadas, desde a introdução do primeiro laser em 1960, engenheiros desenvolveram uma gama de lasers que produzem fótons em vários comprimentos de onda do espectro eletromagnético, do infravermelho ao ultravioleta. Os sistemas de laser de alta potência usados ​​em aplicações militares são baseados em lasers de estado sólido, que utilizam cristais especiais para converter a energia de entrada em fótons. Uma característica fundamental dos lasers de estado sólido de alta potência é que os fótons são produzidos na região do infravermelho do espectro eletromagnético e são invisíveis a olho nu.

Ao interagir com uma superfície, um feixe de laser produz diferentes efeitos dependendo do seu comprimento de onda, potência e do material presente na superfície. Lasers de baixa potência produzem fótons na região visível do espectro eletromagnético e podem ser usados ​​como fonte de luz para apontadores e demonstrações em eventos públicos. Esses feixes de laser têm potência tão baixa que refletem na superfície sem causar danos.

Sistemas de laser de alta potência são usados ​​para cortar tecido biológico em muitos procedimentos médicos. Os lasers de maior potência podem aquecer, vaporizar, derreter e queimar uma ampla variedade de materiais, sendo utilizados em processos industriais de soldagem e corte. Além da potência do laser, a capacidade de produzir diversos efeitos também é determinada pela distância entre o laser e o alvo.

Armas a laser

Em parte devido ao desenvolvimento de lasers industriais de alta potência, as forças armadas em todo o mundo estão utilizando cada vez mais armas a laser. Uma vantagem fundamental das armas a laser de alta potência é a sua capacidade de operar continuamente. Ao contrário das armas tradicionais, como as armas de fogo com munição limitada, os lasers de alta potência podem disparar continuamente enquanto houver uma fonte de energia.

As forças armadas dos EUA estão implantando lasers de alta potência montados em caminhões para abater uma variedade de alvos, incluindo drones, helicópteros, projéteis de morteiro e mísseis. A Marinha dos EUA utiliza lasers de alta potência em navios para autodefesa contra pequenas embarcações rápidas na superfície do mar, bem como contra mísseis e drones. A Força Aérea dos EUA está desenvolvendo lasers de alta potência para aeronaves, para missões ofensivas e defensivas. A Rússia também está desenvolvendo lasers de alta potência terrestres para "cegar" satélites inimigos.

Limitações das armas a laser

Um dos principais desafios para unidades que utilizam lasers de alta potência é a quantidade de energia necessária para que sejam eficazes a longas distâncias. Ao contrário dos lasers industriais, que atingem o alvo a poucos centímetros, as operações militares envolvem distâncias muito maiores. Para se defenderem de ameaças a curta distância, como projéteis de morteiro ou pequenas embarcações, as armas a laser precisam atingir o alvo antes de causar danos.

No entanto, a incineração de materiais a uma distância segura requer feixes de laser com potência que varia de dezenas a centenas de quilowatts. Os menores protótipos de armas a laser consomem 10 quilowatts de eletricidade, o equivalente a um carro elétrico. As mais recentes armas a laser de alta potência em desenvolvimento requerem 300 quilowatts de eletricidade, o suficiente para abastecer 30 residências. Como os lasers de alta potência têm apenas 50% de eficiência, geram um enorme desperdício de energia.

Isso significa que lasers de alta potência exigem infraestrutura de geração de energia e refrigeração, o que pode limitar a eficácia de diferentes plataformas de suporte. Caminhões militares e caças da Força Aérea têm o menor espaço para armas a laser de alta potência, portanto, esses sistemas são limitados a alvos que exigem potência relativamente baixa, como afundar drones ou neutralizar mísseis. Navios e grandes aeronaves podem acomodar lasers de maior potência capazes de incinerar barcos e veículos terrestres. Os sistemas terrestres são os menos restritos, oferecendo assim a maior potência e a capacidade de atingir mísseis a distâncias maiores.

Outra limitação significativa das armas a laser de alta potência que requerem uma plataforma de suporte está relacionada ao tempo de operação. Como caminhões, navios ou aeronaves precisam transportar a fonte de energia para o laser, limitando a capacidade da fonte de alimentação, o laser só pode ser usado por um tempo limitado antes de precisar ser recarregado. Além disso, a eficácia das armas a laser é reduzida na chuva, neblina e fumaça, que causam a dispersão do feixe. O feixe de laser também precisa de vários segundos para travar em um alvo antes de causar dano.

No futuro, é provável que as armas a laser continuem a ser desenvolvidas com níveis de potência cada vez maiores, expandindo seu alcance de alvos.

An Khang (Segundo o The Conversation )

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