گام های رو به پیشرفت در علم سلاح های پرتویی

[Navisa.]

سه تکنولوژی در مرز آینده قرار دارند: قرص های خوراکی، ماشین های پرنده و سلاح های پرتو لیزری. دست یابی به دو مورد اول، بعید به نظر می رسد. اما سومین مورد، یعنی لیزر، هر کسی از نویسندگان داستان های تخیلی گرفته تا وزرای دفاع کشورها را مجذوب خود کرده است. برای مدت زمان طولانی این دیدگاه در بین بسیاری از دانشمندان وجود داشته که این پیگیری بیهوده است.

همانطور که خواهیم دید، تعدادی مشکل اساسی برای ساخت لیزر به عنوان یک سلاح وجود دارد و دلایلی هم هست که کسانی نمی خواهند به این موفقیت برسند. با این حال، در این ماه برخی از گام های بنیادی برای پیشرفت در این تکنولوژی برداشته شده است، از جمله ارائه ی طرحی مفهومی که در آن نیروی دریایی آمریکا موفق به سرنگون ساختن یک هواپیمای بدون سرنشین شد. به نظر می رسد که ما در نهایت در آستانه ی تحقق رویاهای بسیاری از مردمان مانند ادوارد تلر و رونالد ریگان و نسلی هستیم که معتقد بودند که لیزر امنیت را برای آنها به همراه خواهد داشت.

(ایجاد امنیت با ساخت سلاح های لیزری!!!)

لیزر:




لیزر در واقع مخفف کلمات تقویت نور و گسیل اشعه تحریک شده (Light Amplification and Stimulated Emission of Radiation) می باشد و آلبرت اینیشتین برای اولین بار به مکانیسم ایجاد آن ها پی برد و آن را گسیل القایی نامید. نخستین تحقق ایده او، منجر به ایجاد پرتو اشعه مایکروویو شد -- این پرتو سریع تر از نور مرئی است -- و به طور فنی میزر (تقویت امواج میکروویو) ایجاد شد، اما ما برای دهه ها از تعاریف فازی برای بیان این کلمات استفاده کرده ایم؛ در رسانه ها همه چیز از مایکروویو پراکنده امیتر تا پرتو ذرات، لیزر نامیده می شود.

حوزه های این فن آوری، ممکن است گسترش یافته باشند، اما این مساله در مورد معیارهای عملی آن اتفاق نیافتاده است. ما نیاز به یک پرتو نور سریع داریم، ترجیحا یک خط محکم و ناگسستنی از آتش که حتی در محدوده های شدید منسجم و کشنده باقی بماند. زیاد مهم نیست که پرتابه ها فوتون یا پروتون باشند، یا پرتوافکن دستی باشد یا بر روی یک ناوشکن سوپر استار نصب شده باشد. فقط به ما لیزر بدهید!

از این قسمت به بعد آن ها را به عنوان "سلاح های انرژی مستقیم" بیان می کنیم و باید بدانیم که این تکنولوژی به طور کامل از داستان های علمی تخیلی نیست. ما در حال حاضر می توانیم از لیزر برای برش الماس، هدف قرار دادن حملات هوایی، قدرتمند کردن هواپیماهای کوچک و ... استفاده کنیم و همان طور که از پرتو های ذره برای همه چیز مانند از بین بردن تومورها تا پیدا کردن هیگز بوزون استفاده کرده ایم. حتی بدون در نظر گرفتن مزیت های بارز پرتابه های با سرعت نور و مخزن های سلاح های قابل شارژ، یک عامل بالقوه در اینجا وجود دارد.

سلاح های لیزری: اساسا متفاوت با سلاح های موجود

اساسا هر تکنولوژی پیشرفته سلاح در تاریخ بر اساس دو ایده رشد کرده است: اصابت به هدف با یک هدف دیگر و تحت کنترل در آوردن یک هدف توسط انتشار انرژی گرمایی کنترل نشده. گاهی اوقات، ما این دو رویکرد را با هم ترکیب می کنیم. سلاح های انرژی مستقیم یکی از چندین تلاش واقعی بشر برای دستابی به سلاح های اساسا متفاوت است.

می توانیم این موضوع را در دو محور اساسی طبقه بندی کنیم، هر محور با دو حالت. اول، نوع سلاح مدنظر است، که دو مدل از آن وجود دارد: سلاح های بسیار کوچک همانند سلاح های دستی شخصی فیلم Star Trek و سلاح های بسیار بزرگ مانند موتورهای محاصره ای ناوها یا پلت فرم های مدور.

در محور دیگر، نوع تکنولوژی مطرح است که می تواند به دو دسته، تقسیم بندی شود: لیزرهای دارای انواع متفاوت انرژی نوری و پرتوهای ذرات، مانند تفنگ های کوچک سریع، جریانی از ذرات جرم دار را شلیک می کنند. چند نوع سلاح دیگر نیز وجود دارند که در پایان به آن ها اشاره خواهیم کرد، اما بیشتر گام های جهان در آینده به سوی لیزر ها می باشد.

محور X – استفاده از سلاح های لیزری

بیایید اول نگاهی به این بیاندازیم که چگونه این سلاح ها بدون در نظر گرفتن طرح مهندسی آن ها، به میدان نبرد وارد می شوند. دو رویکرد مهم برای پیاده سازی وجود دارد: سلاح های پرتو دستی مانند آن چیزی که در Star Trek می بینیم و سلاح های مبتنی بر پلت فرم مانند آنچه که در واقعیت می بینیم. متاسفانه، سلاح های پرتو دستی به این زودی اتفاق نمی افتد.



دلایل این امر متعدد هستند اما مهمترین آنها، قدرت است. لیزرها، پرتوهای ذرات، اشعه های مایکروویو، همه ی این ها به قدرت زیادی نیاز دارند و حتی اگر کسی مایل به یدک کشیدن یک باتری ۱ مگاواتی باشد، در نهایت نیاز به جایگزینی آن، درست مانند مهمات معمولی خواهد داشت. در حال حاضر ما در آستانه ی رسیدن به انرژی 100 کیلووات هستیم که با گذشتن از این مقدار تقریبا مصمم هستیم که لیزر می تواند مناسب نبرد باشد.

"انکسار" (شکست نور) نیز یک مشکل است، زیرا لیزرهای قدرتمند در هنگام حرکتشان از طریق پلاسما، از خود تمایلی برای تبدیل هوا به پلاسما نشان می دهند که باعث ایجاد وضعیت شکست نور می شود. ما باید لیزرها را بر روی پلتفرم های ثابت نصب کنیم زیرا آینه های بزرگ در حال حاضر بهترین روش غلبه بر اثرات شکست نور هستند.

علاوه بر این، سرعت و دقت درستی لیزرها تقریبا به مقیاس انسانی میدان جنگ بی ربط هستند، زیرا در میدان جنگ، فاصله ها برای گلوله ها به منظور عملکردهای آنی، به اندازه ی کافی کوتاه می باشد، اما برای لیزرها به اندازه کافی طولانی است و آن ها را به خاطر خطا در هدف گیری کم مصرف تر می کند. واقعا هیچ اشاره ای به پیشرفت پرتو لیزری ناگسستنی نشده است که با آن بتوان در منطقه ی دشمن تجسس سریع انجام داد و همانطور که ممکن است تصور کنید، یک سری از پالس های میکروثانیه ای برای هدف گیری می تواند دشوار باشد.

حتی در استراتژی های قابل پیش بینی آینده، لیزرهای نصب شده بر پلت فرم ها، به نور برای استفاده از پالس نیاز خواهند داشت. اولین دلیل این مساله، باز هم قدرت است، اما مکانیسم آسیب رساندن لیزر به هدف نیز به همان اندازه مهم می باشد: وقتی که یک لیزر به اندازه کافی قوی، به سطحی اصابت می کند، مانند بال یک هواپیمای بدون سرنشین، آن سطح تصعید می شود، به این معنی که به طور مستقیم از حالت جامد به گاز تبدیل می شود و فضای اطراف هدف را با ابری از بخار پراکنده پر میکند. باید برای از بین رفتن آن ابر، لحظه ای، شاید 10 یا 15 میکروثانیه، صبر کرد. زمانی که ابر کوچک دور شد می توان دومین پالس و بعد از آن سومین و غیره را فرستاد.

پرتوهای ذرات

طرح های مختلف فرضی لیزری، تعداد متفاوتی از پالس ها در انرژی های متفاوت و تاخیرهای متفاوت را تعیین می کند، اما همه ی آن ها یک رویکرد پنهان شدن و روشن شدن (burrow-and-clear) را دارند. پنجاه شات پشت سر هم ممکن است در یک هزارم ثانیه یا بیشتر آشکار شود. از آنجا که لیزر باید ضربه های پالس را بسیار محکم دسته بندی کند، اهداف سریع، نیاز به فناوری های باورنکردنی هدف و مسیر (aim-and-track) دارند و همینطور ثبات بیشتری که هر انسانی آرزوی رسیدن به آن را دارد.

مبارزه در مقیاس انسانی، به نظر می رسد که برای راه حل های پرتویی گسترده تر باشد؛ آن هایی که انرژی خود را در بیش از یک سطح معقول پراکنده می کنند. این طرح ریزی پراکندگی انرژی، مناسب کاربردهای غیرکشنده ای مانند کنترل مردم و یا غیرفعال کردن یک هدف در حال فرار است. انرژی ای که یک گوشت را می سوزاند، هنگامی که بر روی یک میلی متر مربع از فضا تمرکز شود ممکن است وقتی که به بیش از چند میلی متر مربع کشیده شود، به سادگی پوسته هایی را شعله ور کند. از آنجایی که این کار نیاز به پرتوافکن های بزرگ و توده ای از ذخیره سازی های چند منظوره ی انرژی دارد، به عنوان مشکلات مشابه برای حمل و نقل و تمرکز پرتوها مطرح می شود.



پرتوهای ذرات به نظر نمی رسد که برای کوچک سازی بسیار مناسب باشند. به جای تخصیص انرژی حرارتی به یک هدف مانند لیزر، پرتو های ذره از طریق انرژی جنبشی، اتمی و ماسه پاشی به یک هدف، با جریانی از اتم ها یا مولکول های کوچک در حال حرکت سریع و نزدیک به سرعت نور، به اهداف آسیب می رسانند. مشکلات قابلیت حمل در این مورد، برای درک به اندازه کافی آسان است: ما در حال حاضر شتاب دهنده های ذره و معمولا شتاب دهنده های چرخشی مانند برخورد دهنده ی بزرگ هادرون 17 مایلی را استفاده می کنیم برای این که سرعت مهمات خود را تا حد کشنده ای بالا می برند.

مانند بسیاری از موارد دیگر، گرافین در اینجا امیدواری هایی را به همراه دارد و عمدتا در ایجاد هادی های فوق العاده در شرایط دمای اتاق. با کاهش ضایعات، اساسا به ما اجازه می دهد که قدرت متمرکز یک ماشین MRI هلیوم مایع را در یک کوله پشتی جنگی قرار دهیم و حداقل می توانیم تعدادی از رویاهای علمی تخیلی خود را واقعیت بخشیم. هر چند تا آن زمان، این تکنولوژی بر روی اهداف در حال حرکت متمرکز می ماند. در اینجا باز هم، آستانه ی 100 کیلو وات مهم است.

مشکلاتی در ارتباط با محدوده، ردیابی و غیره وجود دارد، اما در نهایت همه ی این مشکلات نسبت به مشکلات حل نشدنی واقعی مانند قدرت انسانی، مهارت و توجه، برای حل شدن آسان تر هستند. حتی سرباز پیشرفته دارپا، به سختی می تواند مانند یک سلاح، برای حمل و هدف گیری مورد استفاده قرار گیرد. یک هواپیمای بدون سرنشین با لیزر نصب شده بر روی آن، هر چند با تکنولوژی تثبیت شده، ممکن است بهترین سیستم های دفاعی قابل تصور موشکی را ارائه دهد.

باید اعتراف کنم که اسلحه های دستی دوربرد که فورا آسیب می رسانند و مسائل سنتی مثل اثرات باد و هسته ای را نادیده می گیرند، تصور واقعا ترسناکی دارند. فکر نمی کنم که سرویس مخفی فقط از مهارت های نوری خود برای ردیابی یک لیزر جاسوس استفاده کند! در دنیای واقعی، حمله ی لیزری کاملا نامرئی است. اگر از من بپرسید، می گویم این تکنولوژی ای است که نباید برای آن عجله کرد.

منبع : extremetech