USA budują najpotężniejszy laser wojskowy na świecie

Lockheed poinformował, że stworzy laser o mocy 500 kW. Najsilniejszy dotychczas laser o zastosowaniu militarnym ma moc 300 kW i również został zbudowany przez Lockheeda.

Nowy laser będzie bronią stosowaną na poziomie taktycznym. Jest budowany zgodnie z narzuconymi przez Departament Obrony standardami dotyczącym interoperacyjności i wielozadaniowości, to znaczy, że powinien być możliwy do zastosowania na różnych platformach lądowych, morskich a być może również lotniczych.

Tym samym powinien być również zdolny do zwalczania celów we wszystkich trzech domenach. Laser będzie przede wszystkim bronią defensywną, chroniącą jednostki lub formacje wszystkich rodzajów amerykańskich sił zbrojnych.

W pracach nad nowym laserem inżynierowie Lockheeda będą korzystać z doświadczeń zebranych do tej pory. Wśród wyzwań związanych z przeskalowaniem lasera z 300 kW na 500 kW wymienia się przede wszystkim utrzymanie wiązki wysokiej jakości (powstrzymywanie jej przed rozproszeniem), ograniczenie wymiarów i masy urządzenia oraz znalezienie optymalnego źródła zasilania pozwalającego na stałe, a przynajmniej, długotrwałe generowanie promienia lasera.

Doświadczenia zebrane przy okazji opracowywania tego pierwszego lasera posłużą do szybszego opracowywania podobnych rodzajów uzbrojenia w przyszłości. Tym bardziej, że w projekt HELSI są zaangażowane również General Atomics, nLight Photonics, Boeing, Northrop Grumman i Dynetics.

Promień lasera będzie generowany w zwojach światłowodów w ośrodku czynnym z granatu itrowo-aluminiowego (syntetyczny kamień przypominający diament) domieszkowanego jonami neodymu. Jest to rozwiązanie często stosowane w laserach opartych na ciele stałym. Z głównym są zintegrowane dwa lasery pomocnicze mniejszej mocy. Pierwszy służy do wskazywania i śledzenia celu dla lasera głównego, a drugi służy do pomiaru zniekształceń atmosferycznych, które przy "strzale" lasera głównego będą kompensowane adaptacyjną optyką formującą wiązkę w odpowiedni kształt. Cały system będzie podłączony do systemów zarządzania obroną przeciwlotniczą integrujących wszystkie systemy rakietowe, laserowe i artyleryjski, na przykład IBCS.

– Biuro Departamentu Obrony do Spraw Badań i Rozwoju podjęło decyzję o konieczności opracowania laserów wysokiej mocy do ochrony naszych żołnierzy. Równolegle Lockheed Martin inwestował w swoje zdolności produkcyjne w przewidywaniu, że Pentagon będzie chciał dysponować laserem z niskim koszcie strzelania, dużej precyzji, dużym zapasie energii i niskich wymaganiach logistycznych. Laser o mocy 500 kW będzie bazował na naszych wcześniejszych rozwiązaniach i zwiększy możliwości naszych wojsk do obrony przed zagrożeniami wszelkiego rodzaju – powiedział wiceprezes Lockheeda Rick Cordaro.

Jak wspomniano, nowy laser będzie bazował na wcześniejszych rozwiązaniach z lasera o mocy 300 kW. Ten ostatni został zaprojektowany w ramach programu HELWIS (High Energy Laser Weapon System). Jest to mobilny laser zainstalowany na samochodzie ciężarowym wysokiej mobilności i będzie używany jako dodatkowa warstwa obrony przeciwlotniczej i przeciwrakietowej w wojskach lądowych USA. Ma chronić zasoby US Army przed dronami, samolotami, śmigłowcami, rakietami, ostrzałem artyleryjskim i moździerzowym. Pierwsze cztery systemy IFPC-HEL (Indirect Fire Protection Capability-High Energy Laser) mają wejść do uzbrojenia do 2024 r.

Do celów militarnych najlepiej nadają się lasery, których ośrodek czynny bazuje na ciele stałym (ang. solid-state laser). Ośrodek czynny to materiał złożony z takich atomów lub cząsteczek, w których jedno z przejść kwantowych (czyli różnica pomiędzy dwoma poziomami energetycznymi) odpowiada takiej długości fali światła, w jakiej pracować ma laser. Jest to najważniejszy parametr lasera, ponieważ określa moc emitowanej fali, jej długość, a tym samym możliwe zastosowanie.

Szybki rozwój laserów na ciele stałym był możliwy dzięki firmom telekomunikacyjnym inwestującym w technologie światłowodowe oraz zapotrzebowaniu ze strony przemysłu na lasery do różnego zastosowania. Duży popyt doprowadził do wzrostu skali produkcji, a tym samym spadku kosztu jednostkowego. Dzięki temu broń laserowa ma bardzo korzystny stosunek "strzału" do kosztu z nim związanego, w porównaniu do kosztu wystrzeliwania amunicji klasycznej o tym samym przeznaczeniu.

Znacznie taniej jest zniszczyć niewielkiego drona laserem niż wystrzelić w jego kierunku pocisk przeciwlotniczy lub długą serię z działka automatycznego. O ile wystrzelenie pocisku rakietowego kosztuje od kilkudziesięciu do kilkuset tysięcy dolarów, to wygenerowanie wiązki lasera zdolnej do zniszczenia pocisku balistycznego kosztuje jedynie kilkanaście dolarów. Pozwala to uniknąć sytuacji, gdy do zwalczania celów wartych kilkaset dolarów trzeba wystrzeliwać pocisk wielokrotnie droższy od celu, który ma zniszczyć.

Ponadto laser jest bardziej elastyczny, jeśli chodzi o zasięg zwalczania celów. Wszystkie pociski rakietowe mają pewną martwą strefę w najlepszym wypadku sięgającą 2-3 km, a laser może zwalczać cele już w odległości kilkudziesięciu metrów od chronionego obiektu. Natomiast rakieta może zniszczyć cel na miejscu, a laser wymaga trzymania go na celu przez określoną ilość czasu, co może prowadzić do potencjalnych komplikacji, nawet jeśli trwa to tylko kilka sekund. Z drugiej strony, pocisk rakietowy potrzebuje czasu, aby dotrzeć do celu, podczas gdy laser porusza się z prędkością światła i nie wymaga uzupełniania zapasów. Z kolei, jeśli pogoda jest zła, to może sprawić, że system laserowy będzie nieskuteczny przeciwko nadlatującym celom.

Wiele wad laserów da się wyeliminować, zwiększając jego moc. Większa moc to krótszy czas potrzebny do zniszczenia określonego celu, a więc ułatwienie dla celowania i utrzymywania celu w celowniku, a także możliwość zniszczenia większej liczby celów w danej jednostce czasu. Większa moc oznacza również, że przy złej pogodzie lub na dalekiej odległości, gdy wiązka lasera jest już rozpraszana, promień pozostający w skupieniu nadal ma moc wystarczającą do zniszczenia celu. Stąd właśnie amerykańskie prace nad opracowaniem lasera o mocy 500 kW.

Marcin Wołoszyk dla money.pl