Armi laser: è l'alba del raggio della morte? (2023)

Quando fu inventato il primo laser, l'idea di usarlo come super arma sembrava fantascienza. Quasi 60 anni dopo e sembra ancora così, nonostante un notevole grado di progresso. I prototipi sono stati usati per distruggerepiccola imbarcazione, abbattere missili edroni, e sono stati persino schierati almeno una volta in una zona di guerra, ma il raggio distruttivo rivoluzionario che cambierebbe radicalmente il volto della battaglia come l'arco lungo o l'aereo deve ancora apparire. Quindi, qual è lo stato attuale della tecnologia delle armi laser e cosa ha in serbo per il futuro della guerra?

Perché i laser?

Oltre a sembrare incredibilmente bello, qual è lo scopo di un'arma laser? Quali vantaggi ha rispetto all'hardware più convenzionale? La più ovvia è che un laser è un raggio di luce e, come tale, viaggia alla velocità della luce. Si è parlato in modo significativo di quanto sia impressionante amissile ipersonicoche può viaggiare a Mach 7 (5.186 mph, 8.346 km/h) lo è, ma la luce viaggia a 186.000 miglia al secondo (300.000.000 metri al secondo). Funziona a Mach 872.705. Non è solo veloce, è il più veloce possibile, il che significa che l'unico avvertimento che avresti di un laser in arrivo è quando ti colpisce.

Un'altra cosa che distingue un'arma laser è che ha un'eccellente precisione. In condizioni ideali oa una distanza ragionevolmente breve, può essere posizionato esattamente sul bersaglio. In effetti, i mirini laser sono ora elementi comuni su pistole e fucili, consentendo ai tiratori di colpire meglio ciò che intendono. L'ironia è che il proiettile quando viene sparato seguirà un percorso ad arco che il tiratore deve compensare, mentre il laser si muove in una linea perfettamente dritta. Se il laser fosse abbastanza potente, il proiettile sarebbe ridondante.

I laser sono anche altamente controllabili. Possono essere impostati per causare esattamente la quantità di danno desiderata. Possono persino discriminare tra i materiali, quindi il raggio distruggerà una cosa, ma non influenzerà qualcos'altro proprio accanto ad essa. Inoltre, un laser non ha rinculo, quindi non ha bisogno di un pesante meccanismo di assorbimento degli urti, e le munizioni costano un dollaro a colpo e sono inesauribili, purché sia ​​disponibile energia sufficiente.

Tuttavia, i laser presentano anche alcuni seri svantaggi. Richiedono enormi quantità di energia e i generatori di corrente sono ingombranti. Se ti aspetti di vedere pistole laser a mano, non trattenere il respiro. Le batterie necessarie per alimentare tali cose sarebbero così potenti e così pericolose che sarebbe meglio usarle come bombe a mano, preferibilmente lanciate da qualcuno con un braccio molto forte.

Sono anche inefficienti, con la maggior parte dell'energia utilizzata per alimentarli sprecata sotto forma di calore, possono essere bloccati da polvere, fumo, nuvole, pioggia, nebbia e turbolenza, e alcuni dei laser più potenti richiedono grandi quantità di pericolose sostanze tossiche. sostanze chimiche.

Cos'è un laser?

Ma cos'è un laser e da dove viene? Come è stato associato alle armi così rapidamente?

L'idea di un'arma simile al laser esisteva molto prima che il laser diventasse realtà. Forse il miglior primo esempio è il romanzo di fantascienza del 1897 di H. G. WellsLa guerra dei mondi, che ha introdotto l'idea di un esercito di marziani tecnologicamente superiori che invadono la Terra e generalmente si danno fastidio. Nella storia, i marziani fisicamente semplici si muovono in gigantesche macchine da combattimento di metallo con la loro arma principale un raggio di calore che agisce piuttosto come un laser con la sua capacità di incendiare le cose e tagliare l'acciaio come un saldatore attraverso il burro.

Nei decenni successivi alla sconfitta dei marziani immaginari del signor Wells, un articolo comune nei giornali e nelle riviste scientifiche popolari era l'affermazione che qualcuno aveva inventato un "raggio della morte." Presentato per la prima volta poco prima della prima guerra mondiale e apparso fino agli anni '60, il raggio della morte è venuto in varie forme, da serie speculazioni di scienziati come Robert Watson-Watt, che è stato una delle menti principali dietro l'invenzione del radar moderno, a veri e propri eccentrici come Harry Grindell-Matthews, che sosteneva di poter far saltare gli aeroplani dal cielo con i raggi elettrici. La cosa interessante di questa strana tendenza è che alcune di queste affermazioni erano progetti di disinformazione militare intesi a distrarre le potenze nemiche e fargli sprecare risorse per ricerca inutile.

Il laser vero e proprio ebbe origine alla fine del XIX secolo, quando il fisico Max Planck scoprì che l'energia appare in pacchetti discreti chiamati "quanta" e dedusse la relazione tra energia e frequenza di radiazione. Poi, nel 1905, Einstein propose che la luce fosse costituita da particelle quantistiche chiamate fotoni. Questo cambiamento fondamentale nella comprensione della natura della luce ha introdotto un concetto nuovo, davvero rivoluzionario: che i materiali potrebbero essere fatti per emettere fotoni in un modo preciso pompando energia al loro interno.

La parola laser era in origine un acronimo che stava per Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation. Il primo laser fu inventato da Theodore Maiman presso lo Hughes Research Lab, Malibu, California nel 1960. Questo primo semplice dispositivo era basato sul lavoro di Charles Townes della Columbia University, che nel 1954 sviluppò il "maser", che è simile a un laser, solo che funziona con le microonde, e il lavoro teorico di Arthur Schawlow ai Bell Laboratories, che insieme a Townes pubblicò un documento chiave nel 1958. Townes e Schawlow ottennero congiuntamente il primo brevetto laser nel 1960.

Questo primo laser era un piccolo apparecchio dall'aspetto opportunamente misterioso. Consisteva in una bacchetta di rubino sintetico situata all'interno di un tubo di lampada flash arrotolato. Per chi non lo sapesse, la sua funzione e il modo in cui funzionava erano tutt'altro che ovvi, ma il principio alla base di esso e di tutti i laser moderni è in realtà sorprendentemente semplice.

Alla fine della giornata, un laser è un raggio di luce. Questo è tutto. Solo luce. La parte intelligente è che si tratta di un raggio di luce coerente e monocromatico. Per capire cosa significa, si consideri una vecchia lampadina a incandescenza che produce luce utilizzando un filamento riscaldato dall'elettricità. Tutta la luce della lampadina si irradia in tutte le direzioni in una sconcertante miscela di lunghezze d'onda, un po' come i generatori di rumore bianco utilizzati dalle app di rumore ambientale e dagli editor audio.

Ma in un laser la luce è coerente, cioè tutti i fotoni del raggio laser si muovono nella stessa direzione. Non solo, ma la luce è in un'unica lunghezza d'onda come una nota suonata con precisione su un violino. In altre parole, monocromatico. Il risultato è che dove la luce normale si irradia in ogni direzione a diverse lunghezze d'onda, il laser può mettere una singola lunghezza d'onda della luce su un punto preciso su distanze molto lunghe senza che diverse lunghezze d'onda interferiscano l'una con l'altra. E con abbastanza energia, quel raggio può tagliare l'acciaio.

Allora come si fa? Un laser viene prodotto pompando energia in quello che viene chiamato un mezzo laser. Questo è un liquido, solido o gas costituito da atomi che si eccitano quando vengono eccitati e quindi emettono luce. Nel primo laser, il mezzo era un bastoncino di rubino sintetico avvolto nella bobina di una lampada allo xeno. Alle due estremità dell'asta c'erano degli specchi, uno dei quali era argentato solo per metà, quindi se la luce era abbastanza intensa, poteva passare attraverso.

Quando la lampada allo xeno ha lampeggiato, ha pompato fotoni negli atomi, che sono passati a uno stato energetico più elevato, quindi hanno emesso fotoni su una lunghezza d'onda diversa. Alcuni di questi fotoni rimbalzarono sugli specchi e percorsero la lunghezza dell'asta, venendo assorbiti da altri atomi, quindi riemessi. Mentre questi fotoni rimbalzavano avanti e indietro, alla fine creavano quello che viene chiamato un effetto a cascata, in cui tutti i fotoni hanno la stessa lunghezza d'onda e si muovono avanti e indietro nella stessa direzione. Quando i fotoni sono diventati abbastanza energetici, hanno attraversato lo specchio mezzo argentato come un unico raggio coerente.

Anche quando il laser era teorico, il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti ha realizzato l'immenso potenziale di tale tecnologia come arma e per altre applicazioni e ha investito milioni di dollari nello sviluppo di quello che considerava il più grande progresso militare dai tempi della bomba atomica. Il primo laser poteva creare luce laser solo a raffica, ma nel febbraio 1961 i laboratori Bell crearono il primo laser continuo e nello stesso anno furono commercializzati i primi laser commerciali.

Fin dall'inizio, il laser è stato una sensazione sia nella stampa popolare che negli ambienti scientifici e ingegneristici professionali. Era una di quelle tecnologie che rappresentavano un tale balzo in avanti che nessuno poteva valutare adeguatamente le sue implicazioni o i suoi limiti. In brevissimo tempo, veniva già applicato a compiti come la telemetria, la segnalazione, l'illuminazione notturna a lungo raggio, la guida missilistica e le comunicazioni analogiche ad alta larghezza di banda, nonché in campi come la chirurgia, la ricerca fisica, la chimica e la biologia .

Il laser ha persino introdotto una nuova forma di fotografia, chiamataolografia, che ha creato immagini 3D. Ma la sensazione più grande è stata che il laser sembrava il leggendario raggio della morte che prendeva vita. Anche i laser molto precoci potevano emettere una quantità sorprendente di energia mentre si facevano strada attraverso legno, plastica, cemento e acciaio. Quest'ultimo era di particolare interesse e poiché le lame dei rasoi di sicurezza erano una scelta comune per gli obiettivi di laboratorio, è stata concepita una nuova misurazione per misurare la potenza di taglio del laser, nota come "Gillette".

Sfortunatamente, nonostante molte speculazioni sul supplemento domenicale, le impressioni degli artisti e le storie di riempimento sui fucili laser, le nuove armi laser che ci si aspettava da un giorno all'altro non sono apparse. Questo non era per mancanza di tentativi. Negli anni '60 in poi, Stati Uniti, Gran Bretagna e Russia hanno versato enormi somme di denaro in programmi di ricerca volti a produrre un'arma pratica. Ma i risultati semplicemente non arrivavano.

Perché è stato questo? Parte della risposta sta in qualcosa che oggi comprendiamo molto meglio di quanto non facessero negli anni '60: come progettare un'arma laser. Si è scoperto che inventare il laser è stata la parte facile. Trasformarlo in un'arma è stato molto più difficile e ha richiesto molto più tempo.

Come progettare un'arma laser

Oggi, il design laser è un campo consolidato conlibri di testospiegando gli ostacoli e come superarli. I laser sono progrediti enormemente negli ultimi sei decenni e ci sono molti tipi di laser e molti modi per sfruttare il loro potenziale. Per quanto riguarda i laser, non si tratta solo di costruire un laser davvero grande, collegarlo e sparare. Per prima cosa è necessario rispondere ad alcune domande.

La prima domanda è: qual è l'obiettivo? È un missile balistico intercontinentale che sale dal suo silo? Un drone? Un missile supersonico? Un colpo di mortaio? Un aereo? Una persona? Ciascuno di questi sono diversi tipi di bersagli realizzati con materiali diversi che vengono ingaggiati a distanze diverse in ambienti diversi con diversi effetti desiderati dal laser. Non esiste più una taglia unica di un fucile da caccia adatto sia agli scoiattoli che agli elefanti.

Una volta identificato il tuo obiettivo, seguono altre domande. Di che materiale è fatto? Qual è il suo punto di fusione? Ha proprietà ablative? Quanto è spesso? Quanto velocemente si sta muovendo? Quanto è lontano? La distanza è di particolare importanza perché i laser a lungo raggio devono affrontare effetti atmosferici che non riguardano i laser a corto raggio.

Poi c'è la questione di che tipo di danno si desidera. Vuoi lanciare un missile dal cielo o semplicemente accecare un sensore in modo che non riesca a trovare il suo obiettivo? Le risposte determineranno non solo quanta energia è necessaria per il laser, ma anche molti altri dettagli del suo design. Ironia della sorte, le risposte esatte a molte di queste domande non sono facili da trovare perché le cifre per queste cose sono segreti militari gelosamente custoditi.

Il laser giusto per il lavoro

Il tipo di arma laser che otterrai dipenderà dal tipo di laser che scegli. La lunghezza d'onda è un fattore importante perché i laser possono essere sintonizzati su qualsiasi frequenza, dall'infrarosso fino ai raggi gamma, e minore è la lunghezza d'onda, maggiore è l'energia che può essere trasportata. Inoltre, diverse lunghezze d'onda vengono assorbite o riflesse da diversi materiali e superfici di diversi colori. Per fare un semplice esempio, non useresti un laser blu contro qualcosa dipinto di blu perché verrebbe semplicemente riflesso. Invece, useresti un laser rosso, che le superfici blu assorbono.

Un altro fattore è se un laser è continuo o pulsato. Cioè, il laser si accende continuamente come un puntatore laser o si accende e si spegne rapidamente utilizzando un otturatore. Un raggio continuo agisce un po' come una lente d'ingrandimento che mette a fuoco i raggi del sole su un bersaglio. Il costante afflusso di energia riscalda il materiale e lo taglia. Questo va bene quando un laser viene utilizzato per scopi industriali come tagliare tessuti o acciaio, ma in un'arma può essere un vero ladro di energia.

Questo perché quando un laser riscalda, ad esempio, l'acciaio, non lo scioglie. Invece, lo fa trasformare improvvisamente in una piccola nuvola di plasma ionizzato. Questo plasma funge da scudo contro il raggio, che spreca la sua energia semplicemente rendendo più caldo il plasma piuttosto che il bersaglio.

Un laser pulsato aggira questo problema sparando in esplosioni discrete cronometrate in intervalli di frazioni di secondo. Invece di cercare di bruciare un bersaglio come una torcia, fa esplodere la superficie del materiale in una serie di esplosioni. Ciò consente al plasma di dissiparsi, quindi il laser può passare facilmente. Inoltre, provoca danni peggiori perché il laser si comporta come una mitragliatrice carica di proiettili esplosivi che fa esplodere crateri più ampi e profondi ad ogni impatto.

Il secondo fattore nell'osservare i laser è il modo in cui producono il raggio. Sebbene il principio alla base di tutti i laser sia lo stesso, il mezzo laser che usano e il modo in cui ottengono la loro energia per pompare il laser possono differire radicalmente.

Media laser

Senza entrare troppo nei dettagli, i laser possono essere suddivisi in una serie di tipi generali. Questi possono variare dai minuscoli diodi laser utilizzati nei lettori DVD a sistemi giganti progettati per imitare le condizioni all'interno del Sole, che vengono riutilizzati per sviluppare reattori a fusione nella ricerca di energia illimitata.

Laser a stato solido

Il primo laser era quello che oggi è noto come laser a stato solido. Ha usato una bacchetta fatta di rubino sintetico, ma drogando selettivamente i cristalli per produrre laser come il granato di ittrio e alluminio drogato al neodimio o il neodimio YAG, è possibile generare raggi molto più potenti ed efficienti. I laser a stato solido presentano molti vantaggi, tra cui l'essere relativamente semplici, il non richiedere sostanze chimiche pericolose e l'essere alimentati dall'elettricità. Sono leggeri, durevoli e portatili e si adattano bene a una potenza relativamente elevata, ma sono vulnerabili al riscaldamento, che riduce la qualità del raggio. I più avanzati di questi per la ricerca sulle armi sono i laser a stato solido in fibra ottica che possono combinare diversi laser in un unico raggio di potenza molto maggiore.

Laser chimici

I laser chimici sono disponibili in due varietà. Il primo utilizza sostanze chimiche, compresi i coloranti, come mezzo laser e l'altro genera anche l'energia per produrre il raggio attraverso reazioni chimiche. I più avanzati utilizzano gas o una combinazione di gas, come il laser al neon elio. I laser ad anidride carbonica sono di particolare interesse per i militari perché producono raggi infrarossi ad alta potenza che possono tagliare il metallo.

Questi ultimi, chiamati laser ad eccimeri, utilizzano sostanze chimiche reattive volatili per creare potenti laser. Un esempio lampante di ciò è il Chemical Oxygen Iodine Laser (COIL) che produce un raggio infrarosso attraverso una reazione tra cloro gassoso e una miscela di perossido di idrogeno e idrossido di potassio. Questo produce ossigeno e quando viene introdotto lo iodio, l'ossigeno fornisce energia che provoca la riduzione dello iodio.

Negli anni '80 e '90, questo sembrava il candidato più promettente per la prima arma laser ad alta potenza, ma la reazione è molto difficile da controllare e mantenere e le sostanze chimiche necessarie sono estremamente pericolose da maneggiare, quindi non sorprende che l'entusiasmo per loro è diminuito quando sono apparse alternative.

Laser a elettroni liberi

Più esotico è illaser a elettroni liberi, che viene prodotto iniettando elettroni in un acceleratore di particelle. Questi elettroni vengono accelerati alla velocità della luce e fatti passare attraverso una serie di magneti chiamati ondulatori o oscillatori. Mentre oscillano avanti e indietro, emettono luce laser a una specifica lunghezza d'onda. In teoria, un laser a elettroni liberi può essere sintonizzato dalle regioni dell'infrarosso a quelle dei raggi X dello spettro.

Laser nucleari

I laser veramente esotici sono inuclearevarietà. Questi usano bombe nucleari per energizzare un tubo pieno di plasma per creare laser nella gamma dei raggi X o persino dei raggi gamma. Un singolo dispositivo poteva alimentare 50 laser contemporaneamente mentre l'arma si autodistruggeva e negli anni '80 era considerata la base per una difesa orbitale anti-ICBM. Inutile dire che gli svantaggi di un tale sistema sono evidenti, anche se è stata presa in considerazione una versione guidata da un reattore.

Come alimentarlo?

Quindi abbiamo selezionato il nostro laser, ma come lo alimentiamo? Abbiamo già visto che alcuni laser sono autoalimentati, ma le armi laser più pratiche di oggi saranno molto probabilmente i laser a stato solido che richiedono una fonte esterna di elettricità. Ciò significa che un'arma laser avrà bisogno di generatori con banchi di batterie per fungere da buffer e per fornire energia istantanea in combattimento mentre il generatore è in linea. Il tipo utilizzato determinerà il ciclo di lavoro del laser. Cioè, per quanto tempo un laser può sparare prima che debba essere ricaricato, oltre a quanto tempo ci vuole per ricaricarsi prima che possa sparare di nuovo.

Come raffreddarlo?

A questo si aggiunge come mantenere freddo il laser. Se un laser viene lasciato raffreddare all'aria, può sparare solo per così tanto tempo prima che debba fermarsi, quindi è necessaria una camicia d'acqua o qualche altro sistema per mantenerlo operativo. Un laser efficiente al 100 percento non ha bisogno di raffreddamento, quindi un laser altamente efficiente è molto desiderabile, ma i laser per armi hanno efficienze molto inferiori. Questo perché meno efficiente è un laser, più grande è il sistema di raffreddamento e più pesante è l'arma. Con questo in mente, un'arma laser deve essere efficiente almeno al 50% per essere montata su un veicolo terrestre e almeno al 70% per essere utilizzata su un aereo.

Come mirare e focalizzarlo?

Ora che hai la tua arma laser, hai bisogno di un modo per mirare e focalizzarla. Ciò è particolarmente importante perché la mira e la messa a fuoco determinano quanta energia un'arma laser può immettere su un bersaglio e per quanto tempo. Per un laser potente, deve soffermarsi sul bersaglio solo per un breve periodo, ma un laser meno potente richiede molto tempo. Tuttavia, più tempo un laser deve rimanere su un bersaglio, più tempo c'è perché il calore si irradi, si convogli o si allontani.

Puntare e mettere a fuoco significa dotare il laser di una torretta motorizzata contenente un direttore di raggio o, come è più comunemente noto, un telescopio. Il regista punta il raggio nella giusta direzione e lo focalizza sul bersaglio. Per fare ciò, il direttore del raggio deve essere pesante, ma deve anche essere in grado di spostare e rifocalizzare rapidamente il raggio, per questo è dotato di Fast Steering Mirrors (FSM) per piccole correzioni e Adaptive Optics (AO) per correggere gli effetti atmosferici turbolenza.

A seconda del laser, il direttore del raggio può includere anche un dispositivo di combinazione di fasci spettrali (SBC) per trasformare fasci di diverse lunghezze d'onda in un singolo raggio sovrapposto. Funziona un po' come un prisma al contrario: invece di dividere un raggio di luce in molti colori, prende il colore e li trasforma in un raggio, anche se in questo caso il prisma è un reticolo di diffrazione e i singoli fasci sono controllati elettronicamente . Ciò è particolarmente utile per i laser a fibra ottica.

Come correggere il raggio?

I laser sono armi ideali per le guerre nel vuoto dello spazio, ma sulla Terra l'atmosfera pone seri problemi. Su brevi distanze di circa 3 miglia, un laser non è molto influenzato da fumo e nebbia fitta, ma su distanze maggiori l'aria che attraversa è un fattore da non sottovalutare. Quando un laser attraversa l'aria stagnante, può riscaldarla. Questo cambia l'indice di rifrazione dell'aria, provocando il "blooming", dove il raggio inizia a distorcersi e diffondersi. Poi c'è la turbolenza, che può rifrangere il raggio in tutti i modi spiacevoli.

All'atmosfera si aggiungono gli effetti delle vibrazioni. Idealmente, un'arma laser dovrebbe essere posizionata su un solido pallet di cemento, ma a meno che non si tratti di una postazione difensiva fissa su una base terrestre, questo non è pratico. Per compensare questi fattori di distorsione, le armi laser utilizzano spesso raggi di riferimento che fungono anche da Target Illuminator Laser (TIL), progettati per studiare le condizioni dell'aria lungo la linea di fuoco. Nel frattempo, una telecamera di imaging misura le vibrazioni dalla piattaforma laser. Da queste informazioni, i computer del laser, gli specchietti a guida rapida e l'ottica adattiva possono correggere il raggio mentre spara e un sistema di allineamento automatico lo mantiene sul bersaglio.

Passati progetti di armi laser

Se parliamo di armi laser che sono già state sviluppate o dispiegate, o sono in fase di sviluppo ora, il nostro resoconto deve essere un po' abbozzato e più di una panoramica generale. Questo perché è difficile compilare un resoconto completo del lavoro svolto sulle armi laser. Gran parte del lavoro è altamente classificato e la documentazione pubblica è spesso contaminata da disinformazione, in particolare per quanto riguarda i progetti della Guerra Fredda sovietica. Inoltre, molti progetti sono stati abbandonati, riavviati, combinati, rinominati e generalmente modificati così tanto nel corso degli anni che molti si confondono l'uno con l'altro.

Detto questo, possiamo parlare di alcuni degli armamenti e dei progetti di sviluppo più grandi e meglio documentati che sono emersi e che ora vengono perseguiti. Quindi ciò che segue può essere visto come i punti salienti dei programmi di armi laser passati e presenti perseguiti da diverse nazioni, piuttosto che un elenco esaustivo.

stati Uniti

Durante la Guerra Fredda, gli Stati Uniti hanno investito milioni nello sviluppo di armi laser (anche prima che fosse inventato il primo laser) e da allora gli appaltatori della difesa degli Stati Uniti hanno lavorato a progetti per laser terrestri fissi, laser montati su armature, laser a bordo di navi, laser su aerei e persino armi laser orbitali.

Il culmine di questa prima ricerca sulle armi fu la US Strategic Defense Initiative (SDI) avviata dall'amministrazione Reagan negli anni '80. Soprannominato in modo derisorio "Star Wars" dai suoi critici, SDI era un programma volto a eliminare lo stallo nucleare tra gli Stati Uniti e l'Unione Sovietica sviluppando una tecnologia missilistica antibalistica difensiva che avrebbe eliminato la vecchia dottrina della distruzione reciprocamente assicurata, che era meno di una strategia militare consapevole di quanto non fosse la rassegnazione al fatto che un attacco da una parte avrebbe annientato entrambe le parti.

Un aspetto di SDI era lo sviluppo di laser antimissile. Un primo esempio è stato il progetto Excalibur, che era un laser a raggi X nucleare basato sullo spazio. Questa arma satellitare consisteva in un ordigno nucleare circondato da aste metalliche che fungevano da mezzo laser. Ciascuna di queste aste potrebbe essere puntata indipendentemente su un missile balistico intercontinentale in arrivo e distruggerla. L'idea era che questo sistema laser fosse così economico e potesse colpire così tanti bersagli che gli Stati Uniti potessero costruire abbastanza satelliti per affrontare una potenziale minaccia per molto meno di quanto sarebbe costato ai sovietici sopraffarli con testate aggiuntive.

Il progetto Excalibur ha attraversato una serie di iterazioni nel corso degli anni, ma problemi tecnici combinati con l'opposizione politica hanno portato a un taglio dei finanziamenti nel 1990.

Nel 1985, l'aeronautica americana iniziò a sperimentare il laser chimico avanzato nel medio infrarosso (MIRACL), che utilizzava il fluoruro di deuterio come mezzo laser e fu in grado di distruggere un missile Titan in un test a terra che simulava le condizioni di volo. Nel frattempo, anche l'Air Force ha iniziato a lavorare sul suo Airborne Laser Laboratory. Questo era un Boeing NKC-135A con un laser chimico installato nello scafo e una torretta di puntamento nel muso. Alla fine si è evoluto nel Boeing YAL-1 Airborne Laser, che era un sistema molto più avanzato installato in una cellula 747 che ha volato dal 2002 al 2012.

Unione Sovietica

Nel frattempo, l'URSS aveva il suo programma di armi laser molto aggressivo. Sebbene molto avvolta nel segreto, la caduta del comunismo ha portato alla luce un certo numero di questi programmi. Il più grande di questi era probabilmente ilTerra-3 e Omegaprogetti iniziati negli anni '60 per creare un'arma terrestre che utilizzasse un laser ad anidride carbonica per eliminare le testate nucleari mentre si avvicinavano ai loro obiettivi all'interno dell'Unione Sovietica.

Dopo che tali sistemi furono vietati in un trattato sul controllo degli armamenti del 1972, la loro missione cambiò in missioni anti-satellite, ma entrambe mancavano di potere letale e avevano problemi a localizzare e agganciare il bersaglio.

Più drammatici furono gli sforzi sovietici per montare i laser sopra un carro armato. Il primo è stato il 1K11 Stilet, seguito dal 1K17 Szhatie, che non è stato completato fino all'anno successivo alla caduta dell'Unione Sovietica. Quest'ultimo era un mostro di un'arma montata su un telaio obice semovente 2S19 con due banchi di sei emettitori laser, ciascuno dei quali conteneva 30 kg (66 libbre) di cristalli di rubino. Quando questi erano focalizzati sul bersaglio, potevano accecare permanentemente i soldati o bruciare i sensori ottici.

Ma il più strano era un Gordon onesto con Flashpistola laser. Costruito nel 1984, questo laser era destinato all'uso da parte dei cosmonauti ed era stato progettato per accecare gli astronauti nemici e paralizzare i satelliti senza danneggiare la nave madre. Quando viene sparato, il grilletto fa scattare un flash pirotecnico da un caricatore da otto colpi che pompa il laser con da 1 a 10 joule di energia, o circa quella di un fucile ad aria compressa, a una distanza massima di 20 m (65 piedi). Sebbene abbia ottenuto 10 su 10 per il futurismo, non ha mai superato la fase del prototipo.

Gran Bretagna

Anche la Gran Bretagna si è interessata alle armi laser e ha la particolarità di essere il primo paese a dispiegarle in una zona di guerra. DuranteGuerra delle Falklandnel 1982, alcune navi della task force della Royal Navy inviate per liberare le Isole Falkland dopo l'invasione argentina furono dotate di armi laser.

Questi non sono mai stati identificati pubblicamente, ma è probabile che fossero il Laser Dazzle System (LDS), specificamente progettato per l'uso contro i sensori e i piloti degli aerei. Molto probabilmente si trattava di un dispositivo manuale che si basava sul binocolo per la mira, sebbene negli anni '90 ci fossero state segnalazioni su supporti motorizzati fissi e operanti nelle lunghezze d'onda del vicino IR per contrastare i rivestimenti delle lenti e gli occhiali anti-laser. Non è certo quali navi trasportassero esattamente i laser, ma potrebbero essere stati su fregate, navi d'assalto anfibie o sulle due portaerei della task force.

Attualmente,abbagliantei laser devono utilizzare una luce visiva verde a bassa potenza per accecare temporaneamente gli ostili. Questo perché il Protocollo ONU IV della Convenzione del 1980 su alcune armi convenzionali proibisce le armi che accecano permanentemente le persone o ne degradano permanentemente la vista.

Armi laser attuali

Oggi la scena delle armi laser è molto diversa. Non solo i sistemi sono molto più avanzati, ma molti si stanno ora avvicinando alla pratica. In effetti, la Marina degli Stati Uniti ha schierato un'arma laser su una delle sue navi e sono in lavorazione numerosi laser che potrebbero presto finire su una serie di piattaforme. Inoltre, ciò contro cui i laser possono e non possono essere usati in combattimento viene risolto nei circoli legali.

Ad esempio, in base alle attuali restrizioni sulle armi, i laser letali non possono essere usati contro le persone. Questo perché le armi dovrebbero uccidere intenzionalmente qualcuno nel modo più rapido e umano possibile. Questo è il motivo per cui le armi chimiche brucianti come il gas mostarda e le armi mutilanti come le schegge di vetro sono vietate.

Lo stesso vale per i laser. Oggi i laser sono abbastanza potenti da eliminare un certo numero di bersagli, ma gli esseri umani non sono tra questi. Non è ancora possibile creare un laser abbastanza potente e abbastanza concentrato da uccidere qualcuno rapidamente, piuttosto che bruciarlo gravemente. Un'uccisione umana richiederebbe un laser in grado di svolgere il lavoro in meno di un decimo di secondo. Tuttavia,meno dei laser letalipoiché il controllo della folla può ed è stato sviluppato che può far sì che una persona si riempia come se la sua pelle stesse bruciando senza causare danni permanenti.

Ecco uno sguardo ad alcuni moderni sistemi di armi laser:

Marina americana

Sistema laser tattico Mk 38 Mod 2

ILMarina americanaè particolarmente appassionato di armi laser, soprattutto dopo che la Royal Navy ha perso sei navi a causa di attacchi missilistici durante la guerra delle Falkland. Oggi è comune che le navi da guerra siano protette da sofisticate mitragliatrici automatiche controllate da radar in grado di sparare 4.500 colpi al minuto per eliminare i missili supersonici in arrivo, ma questo lascia ancora molto a desiderare e non è di molto aiuto contro UAV sempre più sofisticati e missili ipersonici.

Un modo per affrontare queste minacce è un'arma laser/cinetica ibrida chiamataSistema laser tattico Mk 38 Mod 2. Questo utilizza un sistema di mitragliatrice Mk 38 Mod 2 standard con la sua mitragliatrice M242 Bushmaster da 25 mm integrata da un modulo di arma laser costruito da Boeing. Il laser a regolazione energetica e il cannone telecomandato, che presenta una portata di 2,5 km (1,5 miglia) e velocità di fuoco selezionabili, sono progettati per completarsi a vicenda nella gestione di UAV e piccole imbarcazioni che potrebbero avere problemi con separatamente.

Legislazione

Un'altra arma laser della Marina degli Stati Uniti in fase di sviluppo è il nome senza fantasiaSistema d'arma laser(Legislazione). Questo è un laser a fibra ottica a stato solido che fa parte di un sistema sviluppato presso il Naval Research Laboratory di Washington DC per fungere da arma aggiuntiva. In definitiva, LaWS sarà abbinato a un sistema antimissile a fuoco rapido, come il Mk 15 Phalanx CIWS e il suo sistema radar come arma sia difensiva che offensiva per le navi di superficie.

ODINO

Un altro laser abbagliante sviluppato per la Marina degli Stati Uniti è l'Optical Dazzling Interdictor, Navy (ODIN). Progettati per eliminare i sensori UAV, due dei laser sono in ordine e altri tre dovrebbero essere inclusi nel budget della difesa 2020.

HELIOS

L'ultimo laser della US Navy èHELIOS, che sta per laser ad alta energia e abbagliatore ottico integrato con sorveglianza. È stato sviluppato da Lockheed Martin ed è la prima arma a combinare un laser ad alta energia con capacità di intelligence, sorveglianza e ricognizione (ISR) a lungo raggio. Previsto per essere consegnato per l'installazione su un cacciatorpediniere di classe Arleigh Burke entro il 2020, il suo scopo è la difesa contro gli UAV con la capacità sia di distruggere che di abbagliare i droni in arrivo, ma può anche essere utilizzato contro piccole imbarcazioni.

Questo laser si basa sull'Advanced Test High Energy Asset di Lockheed (ATENA) prototipo terrestre, laser monomodale abbastanza potente da abbattere un camion. Basato su quello dell'aziendaAnti-munizioni per la difesa dell'area(ADAM), incorpora il laser in fibra ALADIN (Accelerated Laser Demonstration Initiative) da 30 kW sviluppato da Lockheed.

ATHENA può essere azionato da una sola persona ed è composto da più moduli laser in fibra, che non solo consentono una maggiore flessibilità, ma riducono anche la possibilità che l'arma venga messa fuori combattimento da un malfunzionamento minore, quindi non sono necessarie riparazioni frequenti. Lockheed Martin afferma che il design modulare significa che la potenza del laser può essere variata su una gamma estremamente ampia per soddisfare le esigenze specifiche della missione. Utilizzando componenti laser in fibra commerciali standard per contenere i costi, i moduli possono essere collegati tra loro per produrre laser fino a 120 kW.

Esercito degli Stati Uniti

Stryker

L'esercito degli Stati Uniti ha i propri programmi di armi laser che coinvolgono sistemi prototipo per l'installazione sia su veicoli corazzati che su elicotteri. Uno è lo US Army Space and Missile Defense Command/Army Forces Strategic Command (USASMDC/ARSTRAT), che nel 2017 ha armato unStrykerveicolo d'assalto con un laser Mobile Expeditionary High Energy Laser (MEHEL) 2.0 da 5 kW durante un'esercitazione a White Sands Missile Range, New Mexico.

Durante l'esercitazione, il veicolo è stato incaricato di abbattere droni del Gruppo 1 singoli e multipli. Cioè, un mix di veicoli senza equipaggio ad ala fissa e quadricotteri di peso inferiore a 20 libbre (9 kg), che volano a un'altitudine di oltre 1.200 piedi (366 m) e a velocità fino a 100 nodi (115 mph, 185 km / h ). Lo scopo dell'esercitazione era dimostrare lo stato attuale della tecnologia e evidenziare i limiti del laser aggiornato che dovranno essere affrontati.

HELM MD

ILHELM MDè la prima piattaforma mobile ad alta energia laser, Counter Rocket, Artillery and Mortar (C-RAM) dell'esercito degli Stati Uniti costituita da un laser a stato solido da 10 kW incorporato con il sistema High Energy Laser Mobile Demonstrator (HEL MD). Uno sforzo di sviluppo congiunto tra Boeing e lo US Army Space and Missile Defense Command (SMDC) sarà aggiornato a un laser da 50 kW e poi a 100 kW. Lo sarà anche il supporto dei sottosistemi termici e di alimentazioneaggiornatoper soddisfare le esigenze dei laser a stato solido sempre più potenti, che secondo i funzionari aumenteranno la portata effettiva del laser e ridurranno il tempo necessario al laser per rimanere sul bersaglio. È progettato per ingaggiare minacce che includono mortai da 60 mm e UAV.

Elicottero laser

Poiché l'esercito degli Stati Uniti gestisce una flotta di velivoli a rotore, è naturale che sia interessato a montare armi laser su unelicottero. A tal fine, Raytheon ha testato un pod laser al White Sands Missile Range nel New Mexico, dove è stato in grado di agganciarsi e colpire un bersaglio senza equipaggio.

Non sono state rilasciate informazioni sul fatto che l'obiettivo sia stato danneggiato o distrutto durante il test e non sono stati rilasciati nemmeno i dettagli tecnici del pod laser. I dati dei test che includono vibrazioni, polvere e downwash del rotore saranno utilizzati per produrre futuri sistemi laser ad alta energia per velivoli ad ala rotante

Aeronautica degli Stati Uniti

Colpo di fuoco

Se i laser potessero essere abbastanza piccoli da essere installati su aerei come mitragliatrici o lanciamissili, potrebbe essere la più grande rivoluzione nell'armamento degli aerei da quando i piloti della prima guerra mondiale hanno smesso di lanciarsi mattoni l'un l'altro. L'aeronautica americana ne è consapevole e quindi ha una serie di propri programmi di armi laser. Un progetto di sviluppo in corso è quello di Northrop GrummanColpo di fuoco, che sta lavorando per costruire un laser molto potente utilizzando un design modulare a stato solido.

L'ultima versione, la Gamma da 500 libbre (227 kg), emette solo 13,3 kW, ma il suo design modulare e concatenabile consente di combinare diversi moduli laser per produrre un laser da 100 kW che pesa solo 1,4 tonnellate e richiede solo un megawatt di elettricità . Ha ancora molta strada da fare, ma può già danneggiare un drone BQM-7 a corto raggio.

Nel 2016, Northrop ha iniziato a sviluppare aarma laser difensivaper l'US Air Force Research Laboratory (AFRL), che sarà alloggiato in un pod attaccabile che può essere installato su un aereo da combattimento. Una volta sviluppato, il sistema sarà integrato con il laser, la fonte di alimentazione e i sistemi di raffreddamento dell'arma. L'arma completata sarà testata nel 2019 utilizzando un'arma tattica supersonica come piattaforma di test aerea.

HELLADI

Parte di un programma DARPA, General Atomics Aeronautical Systems'Sistema di difesa laser liquido ad alta energia(HELLADS) colpisce 105 kW nonostante pesa meno di 2.000 libbre (907 kg) e ha un volume di 3 metri cubi (105 piedi cubi). Ciò lo rende potenzialmente abbastanza leggero da poter essere installato su un aereo tattico per ruoli C-RAM e antiaereo e antimissile.

Scudo

Nel frattempo, Lockheed sta lavorando su un nuovo velivolotorretta laserciò contribuirà a spianare la strada all'integrazione dei sistemi laser ad alta energia negli aerei militari. Lavorando in collaborazione con l'AFRL e l'Università di Notre Dame, la società ha condotto otto test di volo nel Michigan con un prototipo di torretta Aero-adaptive Aero-optic Beam Control (ABC) montata sull'Airborne Aero Optical Laboratory Transonic Aircraft dell'Università di Notre Dame.

La torretta è progettata per dare al raggio un controllo di mira a 360 gradi per ingaggiare aerei e missili nemici sopra, sotto e dietro l'aereo. La torretta è dotata di tecnologie di controllo del flusso e di compensazione ottica sviluppate da Lockheed progettate per contrastare gli effetti della turbolenza derivante dalla sporgenza della torretta dalla fusoliera dell'aereo.

Il sistema ha subitotest approfonditidal 2014 e più recentemente si è evoluto nel dimostratore laser ad alta energia autoprotetto da 26,3 milioni di dollari (Scudo), che mira a produrre un ad alta potenzaarma laserper i caccia tattici entro il 2021.

Difesa missilistica degli Stati Uniti

Un programma più ambizioso sta sviluppando laser in grado di abbattere un missile balistico intercontinentale in un modo simile a quanto previsto per l'iniziativa di difesa strategica. Un altro contratto Lockheed, da 9,4 milioni di dollariDimostratore laser a bassa potenzaIl concetto di intercettore missilistico (LPLD) è relativamente basso. Non ha lo scopo di abbattere effettivamente un missile, ma piuttosto di sviluppare un dimostratore a bassa potenza per un'arma a raggio in fibra ottica diretta che può essere inserita in una piattaforma aerea. L'idea è di avere un giorno un laser abbastanza potente da abbattere un missile balistico intercontinentale che possa essere montato su un F-22 o qualche altro velivolo tattico, che possa avvicinarsi all'area di lancio piuttosto che sparare da centinaia o migliaia di miglia di distanza.

Gran Bretagna

Gran Bretagnaha sviluppato armi laser a un livello o nell'altro sin dagli anni '60 e ha recentemente seguito ilSulle orme dell'esercito americanodimostrando la tecnologia.

Nel 2017, il Ministero della Difesa (MoD) ha assegnato un contratto da 30 milioni di sterline (37 milioni di dollari USA) al consorzio Dragonfire del Regno Unito per costruire un dimostratore di capacità di un'arma a energia laser diretta (LDEW). Il prototipo laser, il cui completamento è previsto per il 2019, sarà utilizzato per valutare la praticità e l'efficacia delle tecnologie delle armi laser sul campo.

Sebbene sia solo un dimostratore, il LEDW sarà utilizzato dal governo per prendere decisioni sui futuri programmi di armi e dal Laboratorio di scienza e tecnologia della difesa (Dstl) del ministero della Difesa per capire come costruire un pratico sistema di armi laser per il dispiegamento. Il Ministero della Difesa afferma che se il progetto avrà successo, le prime armi laser britanniche potrebbero essere schierate entro la metà del prossimo decennio.

Germania

La Germania sta anche perseguendo armi laser, conRheinmetall testa il suo dimostratore laser per armi ad alta energia da 50 kWall'Ochsenboden Proving Ground del gruppo tedesco in Svizzera. Progettata per la difesa aerea, la guerra asimmetrica e le operazioni C-RAM, l'arma laser da 50 kW è stata testata contro una serie di bersagli per mostrare i miglioramenti rispetto alla versione da 10 kW dello scorso anno.

Il laser Rheinmetall non è una singola arma, ma due moduli laser montati su torrette di difesa aerea Oerlikon Revolver Gun con moduli aggiuntivi per l'alimentazione. I laser sono combinati utilizzando la Beam Superimposing Technology (BST) di Rheinmetall per focalizzare un laser da 30 kW e uno da 20 kW sullo stesso punto. Questo gli conferisce la potenza distruttiva di un singolo laser da 50 kW. La società afferma che una futura arma laser da 100 kW è del tutto fattibile.

Rheinmetall intende costruire un dimostratore laser da 60 kW e studiare come integrare le pistole Revolver Ahead da 35 mm nel sistema, oltre a sviluppare una versione mobile.

Russia

Della Russiale ambizioni delle armi laser sono meno chiare, anche se le voci dei media russi affermano che un'arma derivata dal laboratorio laser aereo Beriev A-60 del paese è operativa. Il nuovo laser aereo è presumibilmente in grado di distruggere bersagli sia in aria che nello spazio e può fungere da arma anti-satellite.

Cina

Cinaè anche difficile da leggere, ma ci sono rapporti secondo cui il paese sta sviluppando laser ad alta energia che possono essere basati nello spazio come mezzo per accecare i satelliti nemici. Il presunto laser chimico da cinque tonnellate sarà collocato nell'orbita terrestre bassa entro il 2023. Inoltre, i cinesi avrebbero un laser a terra che può accecare i satelliti a un'altitudine di 600 km (375 mi).

Il futuro delle armi laser

I laser sono ancora lontani dal diventare qualsiasi tipo di arma standard da campo di battaglia, ma siamo molto più vicini che mai. I laser Dazzler sono già stati messi in campo e quelli con un vero potere distruttivo vengono schierati su base sperimentale. Molte navi, aerei e veicoli terrestri sono in fase di progettazione e costruzione che possono essere equipaggiati con armi laser nel prossimo futuro. Al momento, le armi non sono destinate a gestire altro che droni e piccole imbarcazioni, ma allentiamo un po' la cinghia e parliamo di che tipo di armi laser potremmo vedere nel prossimo futuro.

Man mano che i laser aumentano di potenza e le loro ottiche migliorano per creare raggi adattivi a portata più lunga, la loro capacità di sparare raggi che viaggiano alla velocità della luce e si spostano istantaneamente da un bersaglio all'altro riscriverà il manuale sulla guerra. Sebbene il laser non sostituirà altre armi, fornirà capacità offensive e difensive che renderanno obsolete molte tecnologie militari, o almeno cambieranno radicalmente il modo in cui verranno utilizzate.

Immagina un campo di battaglia tra 25 anni con armi laser completamente mature. Tra gli altri sistemi avanzati del giorno, che vanno dai droni da combattimento a reazione ai cani robotici stampati in 3D, c'è una serie di laser mortali progettati per un ampio spettro di bersagli. In alto, gli squadroni di supremazia aerea usano i laser per accecare i sistemi antiaerei mentre aprono la strada ai droni laser antimissile, che cercano e distruggono missili balistici intercontinentali e altri missili mentre decollano. Nel frattempo, aerei da combattimento si colpiscono l'un l'altro con lance laser o intercettano missili ipersonici mentre sono ancora a centinaia di chilometri di distanza.

A terra, ci sono laser da uno scudo invisibile che traccia e distrugge proiettili di artiglieria, colpi di mortaio nemici e missili anticarro prima che possano raggiungere il bersaglio. Gli elicotteri si avvicinano per accecare i sensori dei carri armati con i loro laser e alcune delle più potenti armi a terra possono persino disabilitare i veicoli cingolati nemici.

In un certo senso, queste armi in arrivo hanno una qualità inquietantemente magica. La loro precisione è come niente prima e la loro natura sintonizzabile significa che possono essere impostati per distruggere un bersaglio e lasciare intatto quello accanto. I terroristi in situazioni di ostaggio vengono temporaneamente accecati o addirittura uccisi anche in mezzo alla folla. Il fucile in mano a un soldato potrebbe essere tagliato come il burro sotto un saldatore mentre l'uniforme della persona che lo impugna non è nemmeno bruciacchiata.

Questo scenario di fantascienza è un po' al limite, ma non è impossibile. Dipende semplicemente dall'ingegneria alla base dei laser di domani che vengono creati oggi. Sarà un diverso tipo di guerra, per certi versi più sicura e per certi versi più mortale. Ma qualunque cosa sia, speriamo che queste nuove capacità facciano preferire ai leader di domani che tutte le armi siano limitate il più possibile ai giochi di guerra e alle opere di fantasia.