Sistemi laserskog naoružanja daleko su od novog koncepta, ali neki značajni problemi ostaju u njihovom svakodnevnom razvoju.
Prema David James -u sa Univerziteta Cranfield (UK), takvi sistemi spadaju u dvije široke kategorije. Prvi uključuje oružje dizajnirano za gađanje nišana i drugih optičkih senzora, dok se drugi fokusira na borbu protiv nevođenih projektila i bespilotnih letjelica. Sistemi iz druge kategorije privlače sve veću pažnju vojske, jer lasersko oružje postaje sve efikasnije, a izvori energije smanjuju veličinu. James je primijetio:
„Ovi sistemi imaju niz prednosti. Nude gotovo beskonačno streljivo … ako napajanje radi, tada će laserski sistem nastaviti funkcionirati. Relativno su jednostavni za upotrebu, što znači da proces obuke osoblja nije previše kompliciran."
Od mora do kopna
Kao što je James primijetio, u proteklim desetljećima značajan je posao obavljen u ovoj oblasti, posebno u pomorskom sektoru, gdje se u brojnim programima razmatra izvedivost korištenja lasera za borbu protiv prijetnji poput pomorskih bespilotnih letjelica ili malih brodova.
Prvi su se pojavili brodski sustavi koji imaju lak pristup izvoru snage velike snage, dok ih povećanje učinkovitosti laserskog naoružanja čini sve pristupačnijim kopnenim snagama. To je najjasnije demonstrirano projektom američke vojske za stvaranje prototipa i postavljanje prvog borbenog laserskog sistema. Sustavi snage 50 kW bit će instalirani na četiri oklopna vozila Stryker 2022. godine kako bi podržali zadatke mobilne protuzračne obrane kratkog dometa, označene M-SHORAD (Manevar-PVO kratkog dometa) za zaštitu borbenih brigada od bespilotnih letelica, nevođenih projektila, artiljerijske i minobacačke vatre i avionskog helikoptera.
"Sada je vrijeme za dovođenje usmjerenog energetskog naoružanja na bojno polje", rekao je Neil Thurgood, direktor Ureda američke vojske za hipersonično, usmjereno energetsko i svemirsko oružje prilikom dodjele ugovora. - Vojska prepoznaje potrebu za laserima s usmjerenom energijom, što je predviđeno planom modernizacije vojske. Ovo više nije istraživačka ili demonstracijska aktivnost. Ovo je strateška borbena sposobnost i na dobrom smo putu koji će je dovesti u ruke vojnika."
Kako je primijetio James, takvi događaji mogli bi pomoći u popunjavanju praznina u potencijalnim borbenim sposobnostima, posebno u pogledu bespilotnih letjelica. Kad se na bojnom polju pojavi veliki broj bespilotnih letjelica, kopnene trupe moraju biti u stanju nositi se s prijetnjom. Trenutno se ovaj zadatak rješava ispaljivanjem malokalibarskog i mitraljeza iz vrlo bliskog dometa, iako je očito da je ovdje vrlo teško izvesti ciljanu vatru. Kinetička alternativa bile bi rakete zemlja-zrak. Međutim, za razliku od raketa, dronovi su mnogo jeftiniji za proizvodnju i rad.
“Ekonomske prednosti su u tome što vam nije isplativo koristiti rakete protiv roja bespilotnih letjelica, jer bi se projektili tada vrlo brzo potrošili. Morate zadržati svoj raketni arsenal za važnije ciljeve poput aviona ili helikoptera."
Još jedna prednost lasera je njihova brzina.
“Budući da se“municija”kreće brzinom svjetlosti, u stvari, ako čak i na trenutak postavite snop na metu, tada ćete pogoditi bespilotnu letjelicu … čak i ako vam pređe liniju vidokruga užasnom brzinom, jednostavno uperi laser u neprijateljsku platformu - i meta je tvoja.
Bez obzira na prijetnju
Craig Robin, šef Ureda za projekte usmjerene energije u američkoj vojsci, slaže se s tim i dodaje da su sistemi laserskog naoružanja također neosetljivi na prijetnje.
"Većina materijala ne drži visoku temperaturu, ako fokusirate laser na minu ili bespilotnu letjelicu, vaš će udar biti koban."
Sve to, naravno, pruža prednosti s financijskog stajališta, ali istovremeno laserski sustavi mogu smanjiti količinu materijalno -tehničkog snabdijevanja vojske.
„Što se tiče kinetičkih sredstava, morate napraviti rakete, morate održavati rakete, morate ih otpisati. To se očito ne odnosi na oružane sisteme koji se napajaju energijom, odnosno značajno smanjuju logističko opterećenje."
Robin ured je dio Armijskog ureda za brze sposobnosti i kritične tehnologije (RCCTO). Pod Thurgoodovim vodstvom, organizacija radi na uključivanju novih tehnologija u eksperimentalni razvoj koji bi mogao doći do vojnika. Usmjerena energija je glavni fokus ove aktivnosti.
U radu na laseru M-SHORAD korišten je razvoj prethodnog projekta MHHEL (višemisijski laser visoke energije) koji je također predviđao ugradnju lasera od 50 kW na stroj Stryker i proizvodnju jednog prototipa 2021 godine. Međutim, RCCTO je odlučio proširiti opseg projekta, pa se trenutno planira postavljanje četiri lasera. Radeći zajedno s glavnim izvođačem radova Kord Technologies, Raytheon i Northrop Grumman natječu se na ovom projektu sa svojim M-SHORAD prototipima.
RCCTO je uključen u druge usmjerene energetske projekte. Glavni naglasak je na zaštiti od indirektne vatre, koju će osigurati sistem naoružanja instaliran na vozilu Stryker. Poznat kao indirektna sposobnost zaštite od požara-laser visoke energije, ovaj projekt je daljnji razvoj programa laserskog taktičkog demonstratora vozila visoke energije za prelazak sa sistema od 100 kW na laser od 300 kW i isporuku vojnicima do 2024. godine.
Vojska je prethodno instalirala laser snage 10 kW na mašinu Stryker u sklopu projekta MEHEL (Mobile Experimental High-Energy Laser), koji je predstavljao osnovu za rad na M-SHORAD-u.
Odluka o povećanju moći oružja temeljila se na uspješnom razvojnom procesu. Kako je objasnio Robin, "u smislu tehnološke zrelosti, ulaganja u industriju pomogla su da se ubrza cijeli proces i postignu dobri rezultati."
Optika od vlakana
Scott Schnorrenberg iz kompanije Kord Technologies rekao je da je došlo do prelaska sa lasera u čvrstom stanju na uređaje sa spektralno kombinovanim vlaknima, "koji su znatno efikasniji i imaju smanjenu veličinu". On je dodao da očigledan napredak u baterijama velikog kapaciteta, proizvodnji energije i sistemima upravljanja toplinom igra veliku ulogu, dopuštajući da se vrlo moćni laserski sistemi instaliraju na relativno mala borbena vozila.
Kord se trenutno fokusira na razvoj tehnologije u fazi istraživanja i razvoja i njenu upotrebu u razvoju prototipa i kasnijim proizvodnim proizvodima. Schnorrenberg je također ukazao na logističke prednosti lasera, ističući da su "oni opremljeni i snažnim senzorima za pružanje dodatnih mogućnosti prikupljanja informacija i ciljanja na bojnom polju". On smatra da bi se nakon implementacije sistema za projekt M-SHORAD i drugih programa, opseg lasera trebao proširiti u narednim godinama.
„Vidite da se laseri brzo razvijaju, šire na druge platforme i proširuju raspon misija koje mogu obavljati, poput uklanjanja eksplozivnih sredstava, protumjera protiv izviđačkih sredstava, preciznog ciljanja, koncentrirane snage zračenja i prijenosa podataka velikom brzinom. Proširenje raspona potencijalnih ciljeva nesumnjivo će doprinijeti povećanju raspona osnovnih platformi na kojima će se instalirati laserski sistemi."
Evan Hunt, šef lasera velike snage u Raytheonu, također je primijetio mogućnost praćenja ciljeva laserskim sistemima.
„Pritiskom na dugme nakon što identificirate bespilotnu letjelicu kao prijetnju, možete je odmah oboriti, a to će biti tako kratkotrajan proces u kojem dron počinje padati istovremeno s pritiskom na dugme. Ovo je revolucionaran način gađanja ciljeva u odnosu na tradicionalnu municiju, koja može promašiti i razletjeti se u različitim smjerovima."
"Govorimo o novoj vrsti tehnologije koja omogućuje potpuno neovisno otkrivanje, praćenje, identifikaciju i gađanje ciljeva na način koji se potencijalno može koristiti čak i u relativno neposrednoj blizini industrijskih ili stambenih područja bez nanošenja velikih razaranja."
Obaranje dronova
Uz sudjelovanje u projektu M-SHORAD, Raytheon posebnu pažnju posvećuje razvoju laserskog oružja za borbu protiv bespilotnih letjelica malih dimenzija, posebno u svom konceptu "laserske kolica s dinama"-moćnog lasera u kombinaciji s multispektralnim nišanjenjem sistem vlastitog dizajna, ugrađen na terensko vozilo Polaris MRZR.
Sustav se proizvodi za američko zrakoplovstvo, a isporuka tri platforme planirana je za 2020. Krajem iste godine, ove tri mobilne jedinice bit će raspoređene u inozemstvo radi operativne procjene.
Raytheon je oborio više od 100 bespilotnih letjelica sa svog kolica tokom brojnih vazduhoplovnih i vojnih izložbi. Zračne snage mogle bi koristiti sistem za brojne zadatke, na primjer, automobil bi mogao biti parkiran na kraju piste da zaglavi ili uništi neželjene bespilotne letjelice koje ulaze u zračni prostor. Hunt je primijetio:
„Laseri su se zaista pokazali kao najpreciznije i najefikasnije sredstvo za direktno pogađanje bespilotnih letjelica. "Čarobna kombinacija" karakteristika omogućuje vam da šutke i diskretno onemogućite nekoliko bespilotnih letjelica odjednom na vrlo precizan i jeftin način, tako da nisu toliko destruktivni kao kinetičko oružje."
Prije nego što lasersko oružje uđe u upotrebu u značajnim količinama, potrebno je riješiti niz hitnih zadataka. Robin je primijetio da je sam laser jedan od tri važna elementa instalacije oružja, zajedno s kontrolerom snopa koji precizno usmjerava snop prema prijetnji i prati je, te podsustavom za generiranje i upravljanje energijom. Potonji podsustav trebao bi biti dovoljno kompaktan za ugradnju u vozila, iako se u ovom slučaju može iskoristiti razvoj iz automobilskog sektora, posebno razvoj sistema akumulatora, što je doprinijelo brzom razvoju električnih vozila. "Želite voziti svoj električni automobil istom brzinom duži vremenski period, što je vrlo slično načinu na koji želite da laser radi", nastavio je Hunt. "Zahtjevi za ovu tehnologiju i lasere su slični i ovdje se preklapaju."
Prema Jamesu, smanjenje veličine sistema napajanja je ograničavajući faktor. Očekuje da će se američka vojska i njeni partneri suočiti s izazovima postavljanja takve opreme u Stryker. Osim toga, napomenuo je da nisu svi ciljevi u sistemu M-SHORAD isti i da se postavlja pitanje o tome koji nivo oštećenja će biti potreban za različite vrste platformi.
“Ako su to samo bespilotne letjelice koje lovite, onda to sužava raspon ciljeva u tom smislu, smanjuje raspon materijala od kojih su napravljeni. Ako se radi o vrlo velikom dronu, možda bi bilo vrijedno upotrijebiti projektil zemlja-zrak."
S druge strane, prema Jamesu, domet je najvažniji faktor koji treba uzeti u obzir: što veću udaljenost želite nanijeti štetu, to je potrebna veća snaga. Primijetio je da je atmosfera puna raznih čestica koje raspršuju svjetlost, odnosno nikada neće postojati stopostotni prijenos svjetlosti. Na udaljenosti od jednog kilometra, atmosfera može biti propusna za 85%, odnosno 15% svjetlosti neće doći do cilja. Na udaljenosti većoj od 5 km, gubici mogu biti 50%, "odnosno polovina fotona se jednostavno izgubi, laserski snop gubi snagu i ne stiže do cilja".
Naučite se boriti
"Glavni izazov za vojne korisnike bit će obuka za suočavanje sa sve većim nizom ciljeva", rekao je Chris Frye, direktor bliske protuzračne obrane u Northrop Grummanu, iako je napomenuo da se udaljavaju od demonstracija eksperimentalne tehnologije i prelaze na stvarnu eksploataciju vojnika. "Omogućit će usvajanje, prilagođavanje i poboljšanje tehnologije." Osim projekta M-SHORAD, Northrop Grumman radio je s američkom vojskom na nizu drugih usmjerenih energetskih programa, kao i s Uredom za istraživanje i razvoj mornarice, DARPA-om, laboratorijom zračnih snaga i drugim korisnicima.
"Fokus je na izgradnji složenih osnovnih sistema", dodao je Fry. “Ne radi se samo o laseru, već o cijelom sistemu: radaru, sistemu komande i upravljanja, mreži, platformi, proizvodnji i kontroli energije. Maksimalna efikasnost svih ovih komponenti i njihov međusobni rad važan je za maksimiziranje potencijala sistema.”
Northrop Grumman je rekao da, iako su težina, veličina i potrošnja energije sistema značajno smanjeni u posljednjoj deceniji, očekuju da će ubrzati ovaj proces u narednim godinama. Također, sposobnost laserskih sistema da prate prijetnje i "drže fotone na meti onoliko dugo koliko je potrebno da pruže željeni efekat" značajno se povećala.
Kreacija
Schnorrenberg je rekao da su najveći izazov trenutno proizvodna ograničenja. Zbog ograničenog broja laserskih sistema koji su do sada razvijeni, proizvodna baza je nerazvijena, odnosno najvažnije komponente još trebaju biti finalizirane za velike scenarije proizvodnje.
"Američka vlada ulaže u proizvodne pogone kako bi riješila ovaj problem", dodao je. "Na kraju će industrija na kraju osigurati izvršne mehanizme za razvoj ove baze."
Ovo je ključno za postavljanje ciljeva američke vojske za program M-SHORAD. U najavi ugovora navodi se da će odabir Northropa Grummana i Raytheona "promicati konkurenciju i stimulirati industrijsku osnovu za usmjerene energetske sisteme".
James se nada da će se laser u godinama koje dolaze razviti kao oružje rata na svoj način. Iako sumnja da će laseri raditi kao potpuno odvojeni sistemi, vjeruje da će zasigurno postati značajan dodatak drugom oružju. Malo je vjerojatno da će se, na primjer, sustavi protuzračne obrane sastojati samo od lasera, ali će postati dio šireg sistema koji će uključivati rakete. Osim toga, za borbu protiv ciljeva na ultra kratkim udaljenostima, vojska će najvjerojatnije htjeti ostaviti zasebnog vojnika.
"Možda će laseri zauvijek biti dio jezgrenog sistema."
"Da bi laseri bili zaista učinkoviti i korisniji američkoj vojsci, moraju se smanjiti njihovi troškovi", rekao je Robin. Međutim, svaka tehnologija koja proizlazi iz nišnog tržišta s vremenom će igrati značajniju ulogu.
"Kako prototipi i demonstracijski testovi budu rasli - ne samo u vojsci, već i u drugim vrstama oružanih snaga - uskoro ćemo svjedočiti proširenju ovog tržišta i smanjenju troškova sistema laserskog naoružanja."
