Αμυντικά Συστήματα

Το πιστόλι ακτίνων, προ πολλού έρεισμα των ιστοριών επιστημονικής φαντασίας, ίσως σε λίγα χρόνια να εισέλθει στο πολεμικό οπλοστάσιο. Μηχανικοί σε διάφορες πολεμικές βιομηχανίες διεξήγαγαν επιτυχείς δοκιμές πρωτότυπων τμημάτων του συστήματος «πυροβόλο λέιζερ», το οποίο μπορεί να εκτοξεύει μια δέσμη από ένα αεροσκάφος, ένα πολεμικό πλοίο ή από ένα τεθωρακισμένο όχημα με σκοπό να καταστρέφει στόχους που βρίσκονται σε απόσταση αρκετών χιλιομέτρων ―ακόμη και διαμέσου παρεμβαλλόμενης σκόνης ή ομίχλης.

Τα λέιζερ υψηλής ισχύος ―η ισχύς των οποίων μετράται σε εκατοντάδες χιλιάδες κιλοβάτ― έχουν αρκετά πλεονεκτήματα συγκριτικά με τα συμβατικά βαλλιστικά όπλα. Μπορούν να πλήξουν με εξαιρετική ακρίβεια και ταχύτητα έναν δεδομένο στόχο, με ελάχιστες ή και μηδενικές παράπλευρες απώλειες.

Αν και οι υπεραισιόδοξες εκτιμήσεις στο παρελθόν έκαναν τους σκεπτικιστές να δηλώνουν με σαρκασμό ότι «τα λέιζερ είναι τα όπλα του μέλλοντος και θα παραμείνουν για πάντα έτσι», αυτή τη φορά φαίνεται ότι τα όπλα δέσμης γίνονται τελικά πραγματικότητα.

Τα προηγούμενα χρόνια, η πολεμική βιομηχανία σημείωσε σημαντική πρόοδο όσον αφορά την τεχνολογία των λέιζερ στερεάς κατάστασης, τα οποία λειτουργούν απευθείας με έγχυση ηλεκτρικού ρεύματος. Συνδεδεμένο με την ηλεκτρική γεννήτρια ενός οχήματος εδάφους, με κυψέλη καυσίμου ή με συστοιχία συσσωρευτών, ένα λέιζερ στερεάς κατάστασης ισχύος μεγαλύτερης των 100 κιλοβάτ θα συνιστούσε μια σχεδόν «ανεξάντλητη αποθήκη πυρομαχικών», ικανή για βολές χαμηλού κόστους και την ανατίναξη εχθρικών όλμων, οβίδων πυροβολικού, πυραύλων και βλημάτων που βρίσκονται εν πτήση, από απόσταση 5 έως 8 χιλιομέτρων. Το εν λόγω σύστημα θα μπορούσε επίσης να «τυφλώνει» ηλεκτροπτικούς και υπέρυθρους αισθητήρες στο πεδίο της μάχης και να δίνει τη δυνατότητα στο στρατιωτικό προσωπικό να εξουδετερώνει νάρκες και αυτοσχέδιους εκρηκτικούς μηχανισμούς από ασφαλή απόσταση.

Κλειδί για αυτή τη συσκευή υψηλής ενέργειας είναι το ενεργό υλικό ―το υλικό που ενισχύει τα φωτόνια της δέσμης λέιζερ. Στα διοδικά λέιζερ που χρησιμοποιούνται στις συσκευές ανάγνωσης DVD και άλλα καταναλωτικά ηλεκτρονικά, το φως ενισχύεται από ημιαγώγιμα στρώματα έπειτα από έναυση της δέσμης λέιζερ λόγω εξαναγκασμένης εκπομπής που προκαλείται από έγχυση ρεύματος. Στα λέιζερ στερεάς κατάστασης, το ενεργό υλικό παίρνει τη μορφή μιας τετράγωνης (ή ορθογώνιας) πλάκας μήκους λίγων εκατοστομέτρων. Η πλάκα αποτελείται από ένα ανθεκτικό κεραμικό υλικό, όπως ο κρύσταλλος υττρίου-αλουμινίου-γρανάτη (κρύσταλλος YAG), εμπλουτισμένο με τη σπάνια γαία νεοδύμιο. Ωστόσο, αντί για έναυση μέσω ηλεκτρικού ρεύματος, στοίβες διοδικών λέιζερ «αντλούν» οπτικά, ή διεγείρουν, το ενεργό μέσο. Γενικά, όσο μεγαλύτερη η πλάκα τόσο μεγαλύτερη και η ισχύς εξόδου.

Οι διάφορες ερευνητικές ομάδες υιοθετούν διαφορετικούς τρόπους για τη διασύνδεση αρκετών πλακών με σκοπό τη δημιουργία «αλυσίδων» λέιζερ που παράγουν υψηλά επίπεδα ισχύος, της τάξεως των δεκάδων κιλοβάτ. Στο άμεσο μέλλον, οι μηχανικοί αναμένουν να συνενώσουν αυτές τις αλυσίδες, σε σειρά ή παράλληλα, έτσι ώστε να καταφέρουν να επιτύχουν ισχύ της τάξεως των 100 κιλοβάτ. Αλλοι κεφαλαιώδους σημασίας στόχοι είναι ο χρόνος λειτουργίας της τάξεως των 300 δευτερολέπτων ―επαρκής για πολλαπλές βολές με λέιζερ―, η ε-νεργειακή αποδοτικότητα μετατροπής από ηλεκτρικό σε οπτικό σύστημα της τάξεως του 17%, ή και παραπάνω, και, κυρίως, η επαρκής «ποιότητα δέσμης» (αυτό ουσιαστικά αφορά την εστίαση) ώστε να διασφαλιστεί ότι αρκετά φωτόνια θα φτάνουν στο στόχο, όπου και θα θερμαίνουν το εξωτερικό του και θα το καταστρέφουν, θα του προκαλούν έκρηξη ή θα τον θέτουν εκτός πορείας.

Υποθέτοντας ότι τα λέιζερ που αποτελούνται από πλάκες κεραμικού υλικού ικανοποιούν τους παραπάνω στόχους, η υλοποίησή τους στη διάρκεια μιας πραγματικής μάχης εξαρτάται από την επιτυχή τους ολοκλήρωση σε ένα λειτουργικό οπλικό σύστημα, συμπαγές και ευμέγεθες ώστε να χωρά εντός ενός οχήματος. Εκτός από μια ανανεώσιμη πηγή ηλεκτρικής ενέργειας των 1.000 κιλοβάτ, ή και παραπάνω, ένα λέιζερ στερεάς κατάστασης απαιτεί ψυκτικό μηχανισμό που θα αποτρέπει τη θέρμανση των πλακών σε θερμοκρασίες ικανές να προκαλέσουν την παραμόρφωση της δέσμης.

Θα απαιτηθεί επίσης και ένας κατευθυντήρας δέσμης, ο οποίος θα κατευθύνει τα φωτόνια προς το στόχο ―ενδεχομένως, ένα μεγάλο, κινητό κάτοπτρο, με προσαρμόσιμα και διαμορφώσιμα οπτικά συστήματα ικανά να εξουδετερώνουν την παραμόρφωση που προκαλεί η ατμόσφαιρα. Τέλος, η κατασκευή τού εν λόγω συστήματος θα στηρίζεται και σε ένα σύστημα ραντάρ, το οποίο θα βρίσκει και θα ανιχνεύει τον επιθυμητό στόχο.

Τα αποτελεσματικά όπλα δέσμης θα σηματοδοτήσουν μια αλλαγή που δεν στερείται σε τίποτα από τα χαρακτηριστικά μιας επανάστασης στο χώρο της πολεμικής τεχνολογίας. Ωστόσο, η ένταξη της όλης παραπάνω τεχνολογίας σε μία συσκευή που θα έχει το μέγεθος του φέιζερ χειρός του κυβερνήτη Kirk, είναι κάτι που σαφώς κινείται ακόμα στο χώρο της επιστημονικής φαντασίας.

Επιστημονικά Νέα - Ιούλιος, 2007