Країни світу швидко розробляють потужну лазерну зброю для військових місій на суші та на морі, у повітрі та космосі.
Лазерна зброя, встановлена на вантажівці. Фото: Popular Science
За словами Ієна Бойда, професора аерокосмічної науки та інженерії в Університеті Колорадо в Боулдері, зображення роїв маленьких, недорогих дронів, що заповнюють небо або ковзають по хвилях, надихнули військових на розробку та розгортання лазерної зброї як альтернативу дорогим оборонним засобам, таким як ракети.
Лазери використовують електрику для створення фотонів, або частинок світла. Фотони проходять через підсилювальне середовище, швидко збільшуючи кількість фотонів. Всі ці фотони фокусуються у вузький промінь за допомогою лазерного напрямного променя, повідомляє The Conversation .
Протягом десятиліть, що минули з моменту появи першого лазера в 1960 році, інженери розробили різноманітні лазери, які виробляють фотони на різних довжинах хвиль у всьому електромагнітному спектрі, від інфрачервоного до ультрафіолетового. Потужні лазерні системи, що використовуються у військових цілях, базуються на твердотільних лазерах, які використовують спеціальні кристали для перетворення вхідної енергії у фотони. Ключовою особливістю потужних твердотільних лазерів є те, що фотони виробляються в інфрачервоній області електромагнітного спектру та невидимі неозброєним оком.
Коли лазерний промінь взаємодіє з поверхнею, він створює різні ефекти залежно від довжини хвилі, потужності променя та матеріалу поверхні. Лазери низької потужності виробляють фотони у видимій області спектра та можуть використовуватися як джерело світла для покажчиків та демонстрацій на публічних заходах. Ці лазерні промені настільки низької потужності, що відбиваються від поверхні, не завдаючи жодної шкоди.
Лазерні системи більшої потужності використовуються для розрізання біологічних тканин у багатьох медичних процедурах. Лазери найвищої потужності можуть нагрівати, випаровувати, плавити та спалювати різноманітні матеріали, а також використовуються в промислових процесах для зварювання та різання. Окрім рівня потужності лазера, здатність забезпечувати різноманітні ефекти також визначається відстанню між лазером та ціллю.
Лазерна зброя
Частково завдяки розвитку потужних промислових лазерів, використання лазерної зброї військовими стає все більш поширеним. Фундаментальною перевагою потужної лазерної зброї є те, що вона може працювати безперервно. На відміну від традиційної зброї, такої як гармати, які мають обмежений боєзапас, потужні лазери можуть стріляти безперервно, якщо мають джерело живлення.
Американські військові розгортають потужні лазери, встановлені на вантажівках, для збивання низки цілей, включаючи дрони, гелікоптери, міномети та ракети. ВМС США використовують потужні лазери на кораблях для захисту від малих, швидкорухливих надводних суден, а також ракет і дронів. ВПС США розробляють потужні лазери на літаках для наступальних та оборонних місій. Росія також будує потужні лазери на землі, щоб "засліпити" ворожі супутники.
Обмеження лазерної зброї
Ключовою проблемою для підрозділів, що використовують потужні лазери, є кількість енергії, необхідної для роботи на відстані. На відміну від промислових лазерів, які знаходяться лише за кілька сантиметрів від цілі, військові операції передбачають набагато більші відстані. Щоб захиститися від близької загрози, такої як міномети чи невеликі човни, лазерна зброя повинна вразити цілі, перш ніж вона зможе завдати шкоди.
Але для спалювання матеріалу на безпечній відстані потрібні лазерні промені потужністю в десятки або сотні кіловат. Найменший прототип лазерної зброї використовує 10 кіловат електроенергії, приблизно стільки ж, скільки й електромобіль. Новітня потужна лазерна зброя, що розробляється, вимагає 300 кіловат електроенергії, чого достатньо для живлення 30 домогосподарств. Оскільки потужні лазери мають лише 50-відсоткову ефективність, вони створюють величезні відходи.
Це означає, що потужні лазери потребують інфраструктури для вироблення енергії та охолодження, що може обмежувати ефективність різних платформ. Армійські вантажівки та винищувачі ВПС мають найменше місця для потужної лазерної зброї, тому ці системи обмежені відносно малопотужними цілями, такими як потоплення дронів або виведення з ладу ракет. Великі кораблі та літаки можуть розмістити потужніші лазери, здатні пропалювати отвори в човнах та наземних транспортних засобах. Наземні системи мають найменші обмеження, тому вони мають найбільшу потужність і можуть боротися з ракетами на відстані.
Ще одне важливе обмеження потужної лазерної зброї, яка потребує платформи, стосується часу роботи. Оскільки джерело живлення для лазера має перевозитися вантажівкою, кораблем або літаком, джерело живлення обмежує вихідну потужність, і лазер можна використовувати лише обмежений час, перш ніж його потрібно буде перезарядити. Крім того, ефективність лазерної зброї знижується під впливом дощу, туману та диму, які призводять до розсіювання променя. Лазерний промінь також повинен фіксуватися на цілі протягом кількох секунд, щоб завдати шкоди.
У майбутньому лазерна зброя, ймовірно, продовжить розвиватися зі збільшенням рівня потужності, розширюючи дальність ураження цілей.
Ан Хан (Згідно з The Conversation )
Посилання на джерело
Коментар (0)