Como funcionam as armas a laser?

[anúncio_1]

Nações ao redor do mundo estão desenvolvendo rapidamente armas laser de alta potência para missões militares em terra e no mar, no ar e no espaço.

Arma laser montada em um caminhão. Foto: Popular Science — Arma laser montada em um caminhão. Foto: *Popular Science*

Imagens de enxames de pequenos drones de baixo custo preenchendo o céu ou deslizando sobre as ondas inspiraram os militares a desenvolver e implantar armas a laser como uma alternativa a defesas caras como mísseis, de acordo com Iain Boyd, professor de ciência aeroespacial e engenharia na Universidade do Colorado em Boulder.

Lasers usam eletricidade para criar fótons, ou partículas de luz. Os fótons viajam através de um meio de amplificação, aumentando rapidamente o número de fótons. Todos esses fótons são focalizados em um feixe estreito por um guia de feixe de laser, de acordo com o The Conversation .

Nas décadas desde a introdução do primeiro laser em 1960, engenheiros desenvolveram uma variedade de lasers que produzem fótons em diferentes comprimentos de onda do espectro eletromagnético, do infravermelho ao ultravioleta. Os sistemas de laser de alta potência utilizados em aplicações militares baseiam-se 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 infravermelha do espectro eletromagnético e são invisíveis a olho nu.

Quando um feixe de laser interage com uma superfície, ele produz efeitos diferentes com base no comprimento de onda, na potência do feixe e no material da superfície. Lasers de baixa potência produzem fótons na região visível do espectro e podem ser usados como fonte de luz para ponteiros e demonstrações em eventos públicos. Esses feixes de laser são tão baixos que refletem na superfície sem causar danos.

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

Armas laser

Em parte devido ao desenvolvimento de lasers industriais de alta potência, o uso de armas a laser por militares está se tornando cada vez mais difundido. Uma vantagem fundamental das armas a laser de alta potência é que elas podem operar continuamente. Ao contrário de armas tradicionais, como armas de fogo, que têm munição limitada, os lasers de alta potência podem disparar continuamente, desde que tenham 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, morteiros e mísseis. A Marinha dos EUA utiliza lasers de alta potência em navios para se defender contra pequenas embarcações de superfície de movimento rápido, bem como mísseis e drones. A Força Aérea dos EUA está desenvolvendo lasers de alta potência em aeronaves para missões ofensivas e defensivas. A Rússia também está construindo lasers de alta potência em terra para "cegar" satélites inimigos.

Limitações das armas a laser

Um desafio fundamental para as unidades que utilizam lasers de alta potência é a quantidade de energia necessária para operar à distância. Ao contrário dos lasers industriais, que estão a apenas alguns centímetros do alvo, as operações militares envolvem distâncias muito maiores. Para se defender contra uma ameaça próxima, como morteiros ou pequenas embarcações, as armas a laser precisam atingir seus alvos antes que possam causar danos.

Mas queimar material a uma distância segura requer feixes de laser com potência na casa das dezenas ou centenas de quilowatts. O menor protótipo de arma a laser consome 10 quilowatts de eletricidade, aproximadamente o mesmo que um carro elétrico. A mais recente arma a laser de alta potência em desenvolvimento consome 300 quilowatts de eletricidade, o suficiente para abastecer 30 residências. Como os lasers de alta potência têm apenas 50% de eficiência, eles geram um desperdício enorme.

Isso significa que lasers de alta potência exigem infraestrutura de geração de energia e resfriamento, o que pode limitar a eficácia de diferentes plataformas. Caminhões do exército e caças da força aérea têm o menor espaço para armas a laser de alta potência, portanto, esses sistemas são limitados a alvos de potência relativamente baixa, como drones afundando ou mísseis incapacitantes. Grandes navios e aeronaves podem acomodar lasers mais potentes, capazes de abrir buracos em barcos e veículos terrestres. Os sistemas terrestres são os menos limitados, portanto, têm mais potência e podem lidar com mísseis à distância.

Outra limitação importante das armas laser de alta potência que requerem uma plataforma está relacionada ao tempo de operação. Como a fonte de alimentação do laser precisa ser transportada por um caminhão, navio ou avião, a fonte de alimentação limita a potência de saída, e o laser só pode ser usado por um tempo limitado antes de precisar ser recarregado. Além disso, a eficácia das armas laser é reduzida pela chuva, neblina e fumaça, que causam a dispersão do feixe. O feixe laser também precisa se fixar no alvo por vários segundos para causar dano.

Comentário (0)