Cómo funcionarán los jets que disparan láser

¡Banco, banco, banco! Ese es el sonido de la guerra en el futuro.

Las armas láser han alimentado nuestras fantasías de ciencia ficción desde que Luke hizo estallar la Estrella de la Muerte. A pesar del hecho de que en realidad no puedes escuchar láseres, planetas muertos que explotan o cualquier otro ruido en el vacío del espacio , hay algo innegablemente asombroso en dejar un objetivo en el olvido con una explosión letal de energía hiperconcentrada.

Las armas convencionales son poderosas pero descuidadas. Lanzar una bomba desde un avión es genial para arrasar una fábrica de municiones entera o derribar un puente estratégico. Pero la guerra del siglo XXI, marcada por células terroristas deshonestas y ataques de drones no tripulados, requiere mucha más precisión del armamento militar. ¡Y nada es más preciso con láser que, bueno, los láseres !

Todos los principales fabricantes de armas estadounidenses (Boeing, Lockheed Martin, Northrop Grunman) tienen un contrato con el Ejército, la Armada y la Fuerza Aérea de los EE. UU. para desarrollar sistemas láser más potentes y compactos que puedan ser desplegados por buques de guerra, tanques e incluso aviones.

Descartados durante décadas como una quimera de ciencia ficción, los láseres de grado militar están de vuelta en los titulares y son más malos que nunca. A fines de 2014, General Atomics publicó un video ingenioso de una demostración explosiva de su sistema de armas láser (LaWS), un láser del tamaño de un camión que parece un telescopio de alta gama. Montado en el USS Ponce, un buque de guerra de la Armada, el arma giratoria eliminó silenciosamente objetivos atados a la parte trasera de lanchas rápidas en movimiento y luego sacó un dron no tripulado para un gran final.

En marzo de 2015, Lockheed Martin fue noticia cuando usó un láser de 30 kilovatios llamado activo de alta energía de prueba avanzada (ATHENA) para perforar un agujero al rojo vivo en el colector de una camioneta desde una milla (1,6 kilómetros) de distancia [fuente : Mosman ].

En un "Día de laboratorio" del Departamento de Defensa en mayo de 2015, el jefe del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea declaró públicamente el objetivo del ejército de EE. UU. de colocar un láser de 100 kilovatios en un avión de combate para 2022 [fuente: Freedberg ]. Eso es lo más parecido a un verdadero caza X-Wing de este lado de Tatooine.

Ha habido avances increíbles en la tecnología láser, pero ¿cumpliremos el objetivo de 2022 de montar a estos chicos malos en los aviones?

1. Conceptos básicos de láseres
2. Primeros intentos de jets que disparan láser
3. Últimos desarrollos en jets de disparo láser

Los láseres son máquinas que pueden crear un haz de luz altamente enfocado y, con suficiente potencia, calor intenso. La palabra LASER es un acrónimo de "amplificación de luz por emisión estimulada de radiación". Los láseres más potentes pueden quemar acero en segundos, incluso desde grandes distancias.

En su artículo de 1917 "Sobre la teoría cuántica de la radiación", Albert Einstein fue el primero en establecer los principios teóricos detrás de los láseres (aunque el nombre no existió hasta la década de 1960). Cuando un átomo es estimulado a un estado "excitado", uno de sus electrones se eleva temporalmente a un nivel de energía superior. Cuando el electrón vuelve a su estado original, se emite un fotón de energía (partícula de luz) que corresponde a ese cambio de energía. Normalmente, el fotón de energía se dispara en una dirección aleatoria a una longitud de onda aleatoria, pero no ocurre lo mismo con los láseres [fuente: sigue ].

En un láser, la emisión de fotones está muy controlada. Usando reacciones químicas, gases o cristales sólidos, los átomos se bombean a un estado excitado dentro de una cámara espejada. A medida que los electrones de los átomos vuelven a su estado normal, liberan fotones de luz en todas las direcciones.

Sin embargo, algunos de esos fotones rebotan directamente en las superficies espejadas en ambos extremos de la cámara. Esos fotones que rebotan estimulan más átomos en la cámara para que emitan fotones en la misma dirección. Después de miles de millones de estas reacciones, el resultado es una columna de luz que vibra exactamente a la misma longitud de onda (monocromática) en exactamente la misma dirección; eso se llama luz "coherente" o láser.

Después de que el primer láser fuera demostrado por el físico Theodore Maiman en 1960, los láseres entraron rápidamente en la corriente principal científica y cultural. Hoy en día, los láseres de baja energía se utilizan para leer CD y códigos de barras en la tienda de comestibles, mientras que los láseres de mayor energía se emiten desde los observatorios para medir la distancia precisa de los planetas [fuente: Martin ].

La carrera para crear armas láser se ha estado librando durante décadas. El desafío siempre ha sido crear un láser que sea lo suficientemente potente como para generar un calor tremendo a largas distancias, pero lo suficientemente pequeño y estable para montarlo en un barco o incluso en un avión.

En un discurso televisado a nivel nacional el 23 de marzo de 1983, el presidente Ronald Reagan propuso la creación de una tecnología de defensa basada en el espacio que eliminaría las ojivas nucleares rusas del cielo con satélites láser . Apodada "Star Wars" por los medios, la Iniciativa de Defensa Estratégica (SDI) atrajo la primera atención seria al desarrollo de láseres letales para el ejército, pero el proyecto perdió fondos cuando la Guerra Fría se descongeló en 1991 [fuente: Encyclopaedia Brittanica ].

A pesar del fracaso de Star Wars, los tecnólogos militares no han perdido la fe en los láseres como la aplicación asesina (literalmente) del futuro. Durante los últimos 30 años, el ejército estadounidense y los fabricantes de armas estadounidenses han invertido miles de millones en el desarrollo de láseres letales que pueden dispararse desde aviones militares.

El láser táctico avanzado (ATL) de Boeing, que debutó en 2008, representó una de las primeras pruebas importantes de un láser de grado militar en un buque de guerra volador. Apenas un peso ligero, el láser químico de 40,000 libras (18,144 kilogramos) era demasiado grande para montarlo en un avión de combate, por lo que la Fuerza Aérea lo metió en el vientre de un avión de transporte C-130 de la década de 1950 [fuente: Adams ] .

El ATL de $ 200 millones podría generar un rayo láser de 3 pulgadas (10 centímetros) de ancho alimentado por reacciones entre el gas de cloro y el peróxido de hidrógeno [fuente: Adams ]. El mayor desafío para los ingenieros de Boeing fue diseñar un sistema de puntería y seguimiento de objetivos que pudiera ajustarse automáticamente a las vibraciones constantes y las coordenadas cambiantes del vuelo.

Durante los vuelos de prueba sobre Nuevo México, el ATL eliminó con éxito un objetivo terrestre estacionario y quemó un pequeño agujero en una camioneta en movimiento. Debido a que el voluminoso sistema ATL dependía de las reservas de productos químicos a bordo, podía dispararse de manera confiable solo seis veces sin recargar [fuente: Mick ].

En 2010, los láseres de chorro se actualizaron con la presentación del banco de pruebas de láser aerotransportado (ALTB). El ALTB también era un láser químico (el acrónimo es COIL (láser químico de oxígeno y yodo)) que se montaba en la nariz de un avión Boeing 747. El ALTB fue diseñado específicamente como un láser aire-aire capaz de disparar misiles enemigos desde el cielo.

Durante más de 200 misiones de prueba, el ALTB enfrentó y destruyó con éxito dos misiles balísticos de corto alcance [fuente: MDA ]. Pero eso no fue suficiente para mantener el programa financiado. Una flota de 10 a 20 aviones equipados con láser habría costado $ 1.5 mil millones cada uno, mucho más de lo que los militares estaban dispuestos a gastar en armamento de potencia relativamente baja [fuente: Schechter ]. El ALTB se desechó oficialmente en 2012 y se desmontó por piezas [fuente: MDA ].

Sin embargo, no te preocupes. El sueño de los jets que disparan láser está lejos de morir.

A pesar de las brechas en la financiación de los aviones que disparan láser, los altos mandos de la Fuerza Aérea de los EE. UU. todavía creen que los láseres de gran altitud tienen importantes beneficios tácticos. Si bien los láseres terrestres tienen la ventaja de ser más grandes y pesados, sus rayos pueden deformarse mientras atraviesan la atmósfera. Los láseres montados en aviones a gran altura pueden eliminar naves y misiles enemigos con mayor precisión y a distancias más largas a través de aire más delgado [fuente: Freedberg ].

La Oficina de Investigación Naval está prestando especial atención a los láseres de estado sólido, que son armas que usan energía eléctrica para alimentar reacciones en compuestos químicos sólidos. Los láseres de estado sólido son más pequeños, más livianos y no necesitan recargarse con tanta frecuencia, lo que los convierte en excelentes perspectivas para el despliegue en el aire [fuente: Schechter ].

Un prototipo de trabajo para un láser de estado sólido tan liviano es el Sistema de Armas Láser (LaWS) de la Marina, actualmente montado en el USS Ponce atracado en el Golfo Pérsico. El láser de 30 kilovatios contiene suficiente calor y precisión para quemar el motor de un dron en el aire o explotar un lanzagranadas atado a la parte trasera de una lancha rápida en movimiento. Sin embargo, el láser no puede funcionar contra objetivos de alta velocidad como aviones de combate [fuente: CBS News ].

Después del costo de $ 40 millones para construir el láser, disparar el arma cargada con batería cuesta solo $ 0.59 por disparo en costos eléctricos. Compare eso con los cientos de miles de dólares o incluso $ 1 millón para disparar un interceptor antimisiles actual como el misil estándar de la Marina [fuente: Freedberg ].

El objetivo de los militares es desarrollar un láser de estado sólido de 100 a 150 kilovatios para el despliegue aéreo [fuente: Freedberg ]. El fabricante de drones General Atomics Aeronautical Systems afirma tener uno en proceso. Su láser de alta energía (HEL) de tercera generación, un láser de estado sólido "bombeado" por una batería de iones de litio , podrá producir rayos tan potentes como 300 kilovatios [fuente: General Atomics ].

El Gen 3 también es relativamente compacto, mide solo 4,25 pies por 1,3 pies por 1 pie (1,3 metros por 0,4 metros por 0,3 metros). Con ese tamaño, el Gen 3 cabrá dentro del módulo de armas láser tácticas (TLWM) de General Atomics, una cápsula láser montada externamente que se puede implementar en tanques, buques de guerra de la Armada y aviones a reacción [fuente: General Atomics ].

Aunque no hay videos de Gen 3 en acción, está clasificado, un vicepresidente de General Atomics le dijo a un reportero de US News que la compañía está "mucho más allá de matar barcos y vehículos aéreos no tripulados". Trago.

El sonido de Star Wars

El ejército ya despliega láseres montados en camiones que automáticamente eliminan drones o proyectiles de mortero. Funcionan muy bien, con un solo problema: nadie puede saber cuándo están disparando. Los láseres reales son invisibles y silenciosos. Para remediar esto, los ingenieros de Boeing han levantado los efectos de sonido láser de "Star Wars" y "Star Trek" para reproducirlos cada vez que se disparan los rayos [fuente: Atherton ]. ¡Peu, peu, peu!

Nota del autor: cómo funcionarán los jets que disparan láser

Al igual que con las mochilas propulsoras y los autos voladores, siempre supuse que el futuro incluiría pistolas láser. Me alienta/aterroriza saber que los militares continúan persiguiendo seriamente el armamento láser, y no me disculpo por escuchar que están agregando "¡zap!" suena cuando se disparan estos rayos de la muerte. Al menos, los láseres se ven principalmente como armas de "defensa", que derriban misiles y morteros que se aproximan para proteger a las tropas y las vidas inocentes. Dicho esto, algunos en el ejército también están interesados ​​en estas armas láser silenciosas e invisibles de largo alcance por su promesa de "negabilidad plausible" [fuente: Hambling ]. ¿Quién voló el submarino? ¡Nosotros no!

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