Senjata laser selalu menjadi kontroversi. Ada yang menganggapnya sebagai senjata masa depan, sementara yang lain secara pasti menolak kemungkinan munculnya sampel senjata yang berkesan dalam waktu terdekat. Orang berfikir tentang senjata laser sebelum penampilan sebenar, mari kita ingat karya klasik "The Hyperboloid of Engineer Garin" karya Alexei Tolstoy (tentu saja, karya itu tidak menunjukkan laser secara tepat, tetapi senjata yang hampir dengannya dalam tindakan dan akibatnya menggunakannya).
Penciptaan laser sebenar pada 50-an - 60-an abad XX sekali lagi mengangkat topik senjata laser. Selama beberapa dekad, ia telah menjadi ciri yang sangat diperlukan dalam filem fiksyen ilmiah. Kejayaan sebenar jauh lebih sederhana. Ya, laser menggunakan ceruk penting dalam sistem pengintaian dan penentuan sasaran, mereka digunakan secara meluas dalam industri, tetapi untuk digunakan sebagai alat pemusnahan, kekuatannya masih tidak mencukupi, dan ciri-ciri berat dan ukurannya tidak dapat diterima. Bagaimana teknologi laser berkembang, sejauh mana mereka bersedia untuk aplikasi ketenteraan pada masa ini?
Laser operasi pertama dicipta pada tahun 1960. Itu adalah laser keadaan pepejal berdenyut berdasarkan rubi buatan. Pada masa penciptaan, ini adalah teknologi tertinggi. Pada masa ini, laser seperti itu dapat dipasang di rumah, sementara tenaga nadi dapat mencapai 100 J.
Laser nitrogen bahkan lebih mudah untuk dilaksanakan; produk komersial yang kompleks tidak diperlukan untuk pelaksanaannya; malah dapat beroperasi pada nitrogen yang terkandung di atmosfera. Dengan lengan lurus, ia dapat dipasang dengan mudah di rumah.
Sejak penciptaan laser pertama, banyak kaedah untuk mendapatkan sinaran laser telah dijumpai. Terdapat laser keadaan pepejal, laser gas, laser pewarna, laser elektron bebas, laser gentian, laser semikonduktor, dan laser lain. Juga, laser berbeza dengan cara mereka teruja. Sebagai contoh, dalam laser gas dengan pelbagai reka bentuk, medium aktif dapat digembirakan oleh sinaran optik, pelepasan arus elektrik, tindak balas kimia, pam nuklear, pam termal (laser dinamik gas, GDL). Kemunculan laser semikonduktor menimbulkan laser jenis DPSS (laser keadaan pepejal yang dipam Diode).
Pelbagai reka bentuk laser memberikan output radiasi dengan panjang gelombang yang berbeza, dari sinar-X lembut hingga radiasi inframerah. Laser sinar-X dan gamma keras sedang dikembangkan. Ini membolehkan anda memilih laser berdasarkan masalah yang sedang diselesaikan. Berkenaan dengan aplikasi ketenteraan, ini berarti, misalnya, kemungkinan memilih laser, dengan radiasi dengan panjang gelombang sedemikian yang diserap minimum oleh atmosfer planet.
Sejak pengembangan prototaip pertama, kekuatannya terus meningkat, ciri-ciri berat dan ukuran serta kecekapan (kecekapan) laser telah meningkat. Ini sangat jelas dilihat pada contoh laser dioda. Pada 90-an abad yang lalu, penunjuk laser dengan kekuatan 2-5 mW muncul pada penjualan yang luas, pada tahun 2005-2010 sudah mungkin untuk membeli penunjuk laser 200-300 mW, sekarang, pada tahun 2019, ada penunjuk laser dengan kekuatan optik 7. DijualDi Rusia, terdapat modul diod laser inframerah dengan output gentian optik, kekuatan optik 350 W.
Kadar peningkatan daya dioda laser sebanding dengan kadar peningkatan daya komputasi pemproses, sesuai dengan hukum Moore. Sudah tentu, dioda laser tidak sesuai untuk membuat laser tempur, tetapi pada gilirannya, ia digunakan untuk mengepam laser pepejal dan serat yang cekap. Untuk diod laser, kecekapan menukar tenaga elektrik menjadi tenaga optik boleh melebihi 50%, secara teorinya, anda dapat memperoleh kecekapan melebihi 80%. Kecekapan tinggi bukan sahaja menurunkan keperluan bekalan kuasa, tetapi juga mempermudah penyejukan peralatan laser.
Elemen penting laser adalah sistem pemfokusan rasuk - semakin kecil kawasan tempat pada sasaran, semakin tinggi ketumpatan daya yang memungkinkan kerosakan. Kemajuan dalam pengembangan sistem optik yang kompleks dan kemunculan bahan optik suhu tinggi baru memungkinkan untuk mewujudkan sistem fokus yang sangat efisien. Sistem fokus dan sasaran laser tempur eksperimen Amerika HEL merangkumi 127 cermin, lensa dan penapis cahaya.
Komponen penting lain yang menyediakan kemungkinan membuat senjata laser adalah pengembangan sistem untuk memandu dan menjaga pancaran pada sasaran. Untuk mencapai sasaran dengan tembakan "sekejap", dalam sekejap detik, daya gigawatt diperlukan, tetapi penciptaan laser dan bekalan kuasa seperti itu pada casis mudah alih adalah masalah masa depan yang jauh. Oleh itu, untuk menghancurkan sasaran dengan laser dengan kekuatan beratus-ratus kilowatt - puluhan megawatt, adalah perlu untuk menjaga titik radiasi laser pada sasaran untuk beberapa waktu (dari beberapa saat hingga beberapa puluhan detik). Ini memerlukan pemacu berketepatan tinggi dan berkelajuan tinggi yang mampu mengesan sasaran dengan sinar laser, menurut sistem panduan.
Ketika menembak pada jarak jauh, sistem panduan mesti mengimbangi gangguan yang diperkenalkan oleh atmosfer, di mana beberapa laser untuk pelbagai tujuan dapat digunakan dalam sistem panduan, memberikan panduan tepat mengenai laser "tempur" ke sasaran.
Laser apa yang mendapat prioriti pengembangan dalam bidang senjata? Kerana ketiadaan sumber pam optik berkuasa tinggi, laser gas-dinamik dan kimia menjadi begitu.
Pada akhir abad ke-20, pendapat orang ramai digerakkan oleh program Inisiatif Pertahanan Strategik Amerika (SDI). Sebagai sebahagian daripada program ini, ia dirancang untuk menggunakan senjata laser di darat dan di angkasa untuk mengalahkan peluru berpandu balistik antara benua Soviet (ICBM). Untuk penempatan di orbit, seharusnya menggunakan laser yang dipam nuklear yang memancarkan dalam jarak sinar-X atau laser kimia dengan kekuatan hingga 20 megawatt.
Program SDI menghadapi banyak masalah teknikal dan ditutup. Pada saat yang sama, beberapa penelitian yang dilakukan dalam kerangka program memungkinkan untuk mendapatkan laser yang cukup kuat. Pada tahun 1985, laser deuterium fluorida dengan kekuatan output 2,2 megawatt memusnahkan peluru berpandu balistik cair yang terletak 1 kilometer dari laser. Hasil penyinaran 12 saat, dinding badan roket kehilangan kekuatan dan hancur oleh tekanan dalaman.
Di USSR, pengembangan laser tempur juga dilakukan. Pada tahun lapan puluhan abad XX, kerja sedang dilakukan untuk membuat platform orbit Skif dengan laser dinamik gas dengan kuasa 100 kW. Mock-up berskala besar Skif-DM (kapal angkasa Polyus) dilancarkan ke orbit Bumi pada tahun 1987, tetapi kerana sejumlah kesalahan, ia tidak memasuki orbit yang dihitung dan dibanjiri di Laut Pasifik di sepanjang lintasan balistik. Kejatuhan USSR menghentikan projek ini dan yang serupa.
Kajian berskala besar mengenai senjata laser dilakukan di USSR sebagai sebahagian daripada program Terra. Program sistem pertahanan peluru berpandu zon dan anti-angkasa dengan elemen pemukul sinar berdasarkan senjata laser berkuasa tinggi "Terra" dilaksanakan dari tahun 1965 hingga 1992. Menurut data terbuka, dalam rangka program ini, laser dinamis gas, laser keadaan pepejal, fotodisosiasi iodin letupan dan jenis lain dikembangkan.
Juga di USSR, dari pertengahan 70-an abad ke-20, kompleks laser udara A-60 dikembangkan berdasarkan pesawat Il-76MD. Pada mulanya, kompleks ini bertujuan untuk memerangi belon hanyut automatik. Sebagai senjata, CO-laser gas dinamik berterusan kelas megawatt yang dikembangkan oleh Khimavtomatika Design Bureau (KBKhA) akan dipasang.
Sebagai sebahagian daripada ujian, sekelompok sampel bangku GDT dibuat dengan daya radiasi dari 10 hingga 600 kW. Dapat diasumsikan bahawa pada saat menguji kompleks A-60, laser 100 kW dipasang di atasnya.
Beberapa lusin penerbangan dilakukan dengan pengujian pemasangan laser pada balon stratosfer yang terletak pada ketinggian 30-40 km dan pada sasaran La-17. Beberapa sumber menunjukkan bahawa kompleks dengan pesawat A-60 diciptakan sebagai komponen laser penerbangan pertahanan peluru berpandu di bawah program Terra-3.
Jenis laser apa yang paling menjanjikan untuk aplikasi ketenteraan pada masa ini? Dengan semua kelebihan laser gas-dinamik dan kimia, mereka mempunyai kelemahan yang ketara: keperluan untuk komponen habis pakai, melancarkan inersia (menurut beberapa sumber, hingga satu minit), pelepasan haba yang ketara, dimensi besar, dan hasil komponen yang habis medium aktif. Laser seperti itu hanya boleh diletakkan di media besar.
Pada masa ini, laser keadaan pepejal dan serat mempunyai prospek yang paling besar, untuk operasi yang hanya diperlukan untuk memberi mereka kekuatan yang cukup. Tentera Laut AS secara aktif mengembangkan teknologi laser elektron percuma. Kelebihan penting laser fiber adalah skalabilitasnya, iaitu keupayaan untuk menggabungkan beberapa modul untuk mendapatkan lebih banyak kuasa. Skalabiliti terbalik juga penting, jika laser keadaan pepejal dengan kuasa 300 kW dibuat, maka pasti laser bersaiz lebih kecil dengan kekuatan, misalnya, 30 kW, dapat dibuat berdasarkannya.
Bagaimana keadaan dengan laser serat dan pepejal di Rusia? Ilmu USSR dari segi pengembangan dan penciptaan laser adalah yang paling maju di dunia. Malangnya, kejatuhan USSR mengubah segalanya. Salah satu syarikat terbesar di dunia untuk pengembangan dan pengeluaran laser serat IPG Photonics ditubuhkan oleh orang asli Rusia V. P. Gapontsev berdasarkan syarikat Rusia NTO IRE-Polyus. Syarikat induk, IPG Photonics, kini berdaftar di Amerika Syarikat. Walaupun salah satu lokasi pengeluaran terbesar IPG Photonics terletak di Rusia (Fryazino, Wilayah Moscow), syarikat ini beroperasi berdasarkan undang-undang AS dan lasernya tidak dapat digunakan dalam angkatan bersenjata Rusia, termasuk syarikat itu harus mematuhi sekatan tersebut dikenakan ke atas Rusia.
Walau bagaimanapun, keupayaan laser gentian IPG Photonics sangat tinggi. Laser gentian gelombang berterusan berkekuatan tinggi IPG mempunyai julat kuasa dari 1 kW hingga 500 kW, serta jarak panjang gelombang yang luas, dan kecekapan menukar tenaga elektrik kepada tenaga optik mencapai 50%. Ciri-ciri perbezaan laser gentian IPG jauh lebih unggul daripada laser berkuasa tinggi yang lain.
Adakah terdapat pemaju dan pengeluar laser gentian berkuasa tinggi dan pepejal moden di Rusia? Berdasarkan sampel komersial, tidak.
Pengilang domestik di segmen perindustrian menawarkan laser gas dengan kuasa maksimum puluhan kW. Sebagai contoh, syarikat "Sistem Laser" pada tahun 2001 menghadirkan laser oksigen-yodium dengan kekuatan 10 kW dengan kecekapan kimia melebihi 32%, yang merupakan sumber autonomi kompak yang paling menjanjikan radiasi laser kuat jenis ini. Secara teori, laser oksigen-yodium dapat mencapai tahap daya hingga satu megawatt.
Pada masa yang sama, tidak dapat dikesampingkan sepenuhnya bahawa para saintis Rusia telah berjaya membuat penembusan ke arah lain dalam membuat laser berkuasa tinggi, berdasarkan pemahaman mendalam mengenai fizik proses laser.
Pada tahun 2018, Presiden Rusia Vladimir Putin mengumumkan kompleks laser Peresvet, yang dirancang untuk menyelesaikan misi pertahanan anti-peluru berpandu dan menghancurkan orbit musuh. Maklumat mengenai kompleks Peresvet diklasifikasikan, termasuk jenis laser yang digunakan (laser?) Dan daya optik.
Dapat diandaikan bahawa calon yang paling mungkin untuk pemasangan di kompleks ini adalah laser gas-dinamis, keturunan laser yang dikembangkan untuk program A-60. Dalam kes ini, daya optik laser kompleks "Peresvet" boleh mencapai 200-400 kilowatt, dalam senario optimis hingga 1 megawatt. Laser oksigen-yodium yang disebutkan sebelumnya boleh dianggap sebagai calon lain.
Sekiranya kita meneruskannya, maka di sisi kabin kenderaan utama kompleks Peresvet, penjana diesel atau petrol arus elektrik, pemampat, ruang penyimpanan komponen kimia, laser dengan sistem penyejukan, dan sistem panduan pancaran laser mungkin terletak secara bersiri. Radar atau pengesanan sasaran OLS tidak dapat dilihat, yang menyiratkan penentuan sasaran luaran.
Walau bagaimanapun, andaian ini mungkin salah, baik berkaitan dengan kemungkinan membuat laser baru yang asasnya oleh pemaju domestik, dan sehubungan dengan kurangnya informasi yang dapat dipercayai mengenai kekuatan optik kompleks Peresvet. Secara khusus, ada informasi di media tentang kehadiran reaktor nuklear bersaiz kecil sebagai sumber tenaga di kompleks "Peresvet". Sekiranya ini benar, maka konfigurasi kompleks dan kemungkinan ciri mungkin berbeza sama sekali.
Kekuatan apa yang diperlukan agar laser dapat digunakan secara berkesan untuk tujuan ketenteraan sebagai alat pemusnahan? Ini sangat bergantung pada jangkauan penggunaan yang dimaksudkan dan sifat sasaran yang dicapai, serta kaedah pemusnahannya.
Kompleks pertahanan diri udara Vitebsk merangkumi stesen jamming aktif L-370-3S. Ia menangkal peluru berpandu musuh yang masuk dengan kepala penyekat termal dengan membutakan sinaran laser inframerah. Dengan mengambil kira dimensi stesen jammer aktif L-370-3S, kekuatan pemancar laser adalah maksimum beberapa puluh watt. Ini tidak cukup untuk menghancurkan kepala pelindung termal peluru berpandu, tetapi cukup untuk penglihatan sementara.
Semasa ujian kompleks A-60 dengan laser 100 kW, sasaran L-17, yang mewakili analog pesawat jet, terkena. Jangkauan pemusnahan tidak diketahui, dapat diasumsikan bahawa jaraknya sekitar 5-10 km.
Contoh ujian sistem laser asing:
[
Berdasarkan perkara di atas, kita dapat menganggap:
- untuk menghancurkan UAV kecil pada jarak 1-5 kilometer, diperlukan laser dengan kuasa 2-5 kW;
- untuk menghancurkan periuk api, peluru, dan peluru berketepatan tinggi tanpa arah pada jarak 5-10 kilometer, diperlukan laser dengan kekuatan 20-100 kW;
- untuk mencapai sasaran seperti kapal terbang atau peluru berpandu pada jarak 100-500 km, laser dengan kekuatan 1-10 MW diperlukan.
Laser kekuatan yang ditunjukkan sama ada sudah ada atau akan dibuat pada masa yang akan datang. Apa jenis senjata laser dalam waktu terdekat yang dapat digunakan oleh angkatan udara, pasukan darat dan tentera laut, yang akan kita pertimbangkan dalam kesinambungan artikel ini.
