Den tillfälliga Afloat Forward Staging Base på USS Ponce genomför en operativ demonstration av laservapensystemet (LaWS) medan den är utplacerad till Persiska viken. Foto från U.S. Navy av John F. Williams Kyrkbänk, kyrkbänk, kyrkbänk! Det är ljudet av krigföring i framtiden.
Laservapen har drivit våra science-fiction-fantasier ända sedan Luke sprängde Death Star. Trots att du faktiskt inte kan höra lasrar, exploderande dödsplaneter eller annat buller i rymdens vakuum, det är något onekligen häftigt med att zappa ett mål i glömska med en dödlig sprängning av hyperkoncentrerad energi.
Konventionella vapen är kraftfulla men slarviga. Att släppa en bomb från ett plan är bra för att planera en hel ammunitionsfabrik eller ta ut en strategisk bro. Men 2000 -talets krigföring - präglad av oseriösa terrorceller och obemannade drönareattacker - kräver mycket mer precision från militära vapen. Och inget är mer laserprecist än, väl, lasrar!
Varje stor amerikansk vapentillverkare - Boeing, Lockheed Martin, Northrop Grunman - har kontrakt med den amerikanska armén, Navy och Air Force för att utveckla mer kraftfulla och kompakta lasersystem som kan användas av krigsfartyg, tankar och till och med flygplan.
Avvisades i årtionden som en science-fiction pipdröm, lasrar av militär kvalitet är tillbaka i rubrikerna och är värre än någonsin. I slutet av 2014, General Atomics publicerade en smart video av en explosiv demonstration av sitt laservapensystem (LaWS), en laser i lastbilstorlek som ser ut som ett avancerat teleskop. Monterad på USS Ponce, ett marin krigsfartyg, det vridbara vapnet tyst zappade mål fastspända på baksidan av rörliga speedbåtar tog sedan ut en obemannad drönare för en grand finale.
I mars 2015, Lockheed Martin skapade rubriker när den använde en laser på 30 kilowatt kallad den avancerade testhögenergitillgången (ATHENA) för att bära ett glödhett hål i grenröret för en pickup på en mils avstånd (1,6 kilometer) [källa:Moseman].
Vid en försvarsdepartementets "Lab Day" i maj 2015, chefen för Air Force Research Laboratory förklarade offentligt den amerikanska militärens mål att fästa en 100 kilowatt laser på ett stridsflygplan år 2022 [källa:Freedberg]. Det är det närmaste till en riktig X-Wing-fighter på den här sidan av Tatooine.
Det har varit otroliga genombrott inom laserteknik, men kommer vi att nå målet 2022 att montera dessa dåliga pojkar på plan?
Innehåll
Lockheed Martin ATHENA laservapensystem besegrar ett lastbilsmål genom att stänga av motorn, visar sin militära effektivitet mot fiendens markfordon. Lockheed Martin Lasrar är maskiner som kan skapa en mycket fokuserad ljusstråle och, med tillräckligt med kraft, intensiv hetta. Ordet LASER är en förkortning för "ljusförstärkning genom stimulerad strålning." De mest kraftfulla lasrarna kan brinna genom stål på några sekunder, även från stora avstånd.
I sin artikel från 1917 "Om kvanteteorin om strålning, "Albert Einstein var den första som fastställde de teoretiska principerna bakom lasrar (även om namnet inte fanns förrän på 1960 -talet). När en atom stimuleras till ett" upphetsat "tillstånd, en av dess elektroner stiger tillfälligt till en högre energinivå. När elektronen återgår till sitt ursprungliga tillstånd, en foton av energi (ljuspartikel) avges som motsvarar den energiförändringen. I vanliga fall, energifotonet skjuter iväg i slumpmässig riktning vid en slumpmässig våglängd, men inte så med lasrar [källa:följer].
I en laser, utsläppet av fotoner är mycket kontrollerat. Med hjälp av kemiska reaktioner, gaser eller fasta kristaller, atomer pumpas till ett upphetsat tillstånd i en speglad kammare. När elektronerna i atomerna återgår till sitt normala tillstånd, de släpper ut fotoner av ljus i alla riktningar.
Några av de fotonerna, dock, studsa rakt av de speglade ytorna i vardera änden av kammaren. De studsande fotonerna stimulerar fler atomer i kammaren att avge fotoner i samma riktning. Efter miljarder av dessa reaktioner, resultatet är en ljuskolonn som vibrerar vid exakt samma våglängd (monokromatisk) i exakt samma riktning - det kallas "koherent" eller laserljus.
Efter att den första lasern demonstrerades av fysikern Theodore Maiman 1960, lasrar gick snabbt in i den vetenskapliga och kulturella mainstream. I dag, lågenergilaser används för att läsa CD-skivor och streckkoder i mataffären, medan laser med högre energi strålas från observatorier för att mäta planets exakta avstånd [källa:Martin].
Loppet för att skapa laservapen har rasat i decennier. Utmaningen har alltid varit att skapa en laser som är tillräckligt kraftfull för att generera enorm värme över långa avstånd, men tillräckligt liten och stabil för att kunna monteras på ett fartyg eller till och med ett flygplan.
I en nationellt tv -adress den 23 mars, 1983, President Ronald Reagan föreslog att en rymdbaserad försvarsteknik skulle skapas som skulle riva upp ryska kärnstridsspetsar från himlen med laserblästrande satelliter. Dubbade "Star Wars" av media, Strategic Defense Initiative (SDI) tog den första allvarliga uppmärksamheten på utvecklingen av dödliga lasrar för militären, men projektet förlorade finansiering när det kalla kriget tinade 1991 [källa:Encyclopaedia Brittanica].
Trots suset i Star Wars, militära teknologer har inte tappat tron på lasrar som framtidens dödande app (bokstavligen). Under de senaste 30 åren har USA:s militär och amerikanska vapentillverkare har investerat miljarder i utvecklingen av dödliga lasrar som kan avfyras från militära flygplan.
Boeings avancerade taktiska laser (ATL), som debuterade 2008, representerade en av de första stora testkörningarna av en laser av militär kvalitet i ett flygande krigsfartyg. Knappast lätt, 40, 000 pund (18, 144 kg) kemisk laser var alldeles för stor för att kunna monteras på en stridsflygplan, så stoppade flygvapnet det i magen på ett C-130-transportplan från 1950-eran [källa:Adams].
ATL på 200 miljoner dollar kan generera en laserstråle på 10 cm bred som drivs av reaktioner mellan klorgas och väteperoxid [källa:Adams]. Den största utmaningen för Boeings ingenjörer var att designa ett målspårnings- och riktningssystem som automatiskt kunde anpassa sig till de konstanta vibrationerna och skiftande koordinater för flygningen.
Under testflygningar över New Mexico, ATL zappade framgångsrikt ett stationärt markmål och brände ett litet hål i en rörlig pickup. Eftersom det skrymmande ATL -systemet förlitade sig på förråd av kemikalier ombord, det kunde bara avfyras sex gånger utan att ladda om [källa:Mick].
År 2010, jetavfyrande lasrar fick en uppgradering med avslöjandet av den luftburna lasertestbädden (ALTB). ALTB var också en kemisk laser - förkortningen är COIL (kemisk syrejodlaser) - som monterades på näsan på en Boeing 747 -jet. ALTB designades speciellt som en luft-till-luft-laser som kan skjuta fiendens missiler upp från himlen.
Under mer än 200 testuppdrag, ALTB lyckades framgångsrikt engagera och förstöra två kortdistans ballistiska missiler [källa:MDA]. Men det var inte tillräckligt för att hålla programmet finansierat. En flotta med 10 till 20 lasermonterade flygplan skulle ha kostat 1,5 miljarder dollar vardera, långt utöver vad militären var villig att spendera för relativt lågmaktiga vapen [källa:Schechter]. ALTB skrotades officiellt 2012 och avskalades för delar [källa:MDA].
Oroa dig inte, fastän. Drömmen om lasereldar är långt ifrån död.
Trots luckor i finansiering för laserskjutande jetstrålar, toppmässing i det amerikanska flygvapnet tror fortfarande att lasrar på hög höjd har allvarliga taktiska fördelar. Medan markbaserade lasrar har fördelen att de är större och tyngre, deras strålar kan bli snedställda medan de passerar genom atmosfären. Lasrar monterade på jetstrålar på hög höjd kan ta ut fiendens fartyg och missiler mer exakt och på längre avstånd genom tunnare luft [källa:Freedberg].
Office of Naval Research ägnar särskild uppmärksamhet åt solid-state lasrar, som är vapen som använder elektrisk kraft för att driva reaktioner i fasta kemiska föreningar. Solid-state lasrar är mindre, lättare och behöver inte tankas så ofta, vilket gör dem till utmärkta utsikter för utplacering i luften [källa:Schechter].
En fungerande prototyp för en sådan lätt, solid-state laser är Navy's Laser Weapon System (LaWS), för närvarande monterad på USS Ponce dockad i Persiska viken. 30-kilowatt-lasern rymmer tillräckligt med värme och noggrannhet för att brinna genom en drönares motor i luften eller explodera en granatkastare som är fastspänd på baksidan av en fartbåt i rörelse. Lasern kan dock inte arbeta mot höghastighetsmål som jetjagare [källa:CBS News].
Efter kostnaden på 40 miljoner dollar för att bygga lasern, att skjuta det batteriladdade vapnet kostar bara 0,59 dollar per skott i elkostnader. Jämför det med hundratusentals dollar eller till och med $ 1 miljon för att avfyra en nuvarande missilavlyssningsavlytare som Navy Standard Missile [källa:Freedberg].
Målet för militären är att utveckla en 100- till 150-kilowatt solid-state laser för luftburen distribution [källa:Freedberg]. Drone-maker General Atomics Aeronautical Systems påstår sig ha en på gång. Dess Generation 3 högenergilaser (HEL), en solid-state laser "pumpad" av ett litiumjonbatteri, kommer att kunna producera strålar så kraftiga som 300 kilowatt [källa:General Atomics].
Gen 3 är också relativt kompakt, mäter bara 1,3 x 0,4 x 0,3 meter. I den storleken, Gen 3 passar in i General Atomics taktiska laservapenmodul (TLWM), en externt monterad laserpod som kan distribueras på tankar, Marinska krigsfartyg och jetflygplan [källa:General Atomics].
Även om det inte finns några videor av Gen 3 i aktion - det är klassificerat - sa en General Atomics vice president till en US News -reporter att företaget är "långt bortom att döda båtar och obemannade flygbilar". Klunk.
Ljudet av Star WarsMilitären använder redan lastbilsmonterade lasrar som automatiskt drar drönare eller mortelrundor. De fungerar jättebra, med bara ett problem:Ingen kan säga när de skjuter. Riktiga lasrar är osynliga och tysta. För att åtgärda detta, Boeing -ingenjörer har lyft lasereffekter från "Star Wars" och "Star Trek" för att spela upp varje gång strålarna avfyras [källa:Atherton]. Pew pew pew!
Som med jetpaket och flygande bilar, Jag har alltid antagit att framtiden skulle omfatta laserpistoler. Jag är upprörd/livrädd när jag får veta att militären fortsätter att på allvar fortsätta laservapen, och jag är psykologiskt arg på att höra att de lägger till "zap!" låter när dessa dödstrålar avfyras. Åtminstone ses lasrar mest som "försvars" vapen, skjuta ner inkommande missiler och murbruk för att skydda trupper och oskyldiga liv. Som sagt, vissa i militären är också intresserade av dessa tysta, osynliga långtgående laservapen för sitt löfte om "trolig förneklighet" [källa:Hambling]. Vem sprängde ubåten? Inte vi!
