Direktor raziskav ameriške mornarice kontraadmiral Matthew Clander se je v enem od intervjujev dotaknil polprevodniškega laserja in napovedi admirala Jonathana Greenerta, da bo takšen laser nameščen na krovu vojaške ladje leta 2014. »Naše pobude za usmerjeno energijo in zlasti polprevodniški laser so znanstveno -tehnološki programi najvišje prioritete, je dejal Klander. "Laserski program v polprevodniškem okolju je hrbtenica naše zaveze, da bomo hitro prinesli napredne zmogljivosti frontnim silam."
V zadnjih desetletjih 20. stoletja so zagovorniki orožja z usmerjeno energijo (DEW) obljubili, da bodo laserji in močno orožje z energijo revolucionirali vojskovanje. V mnogih pogledih je ta obljuba postala resničnost v drugačni obliki, saj je na tisoče majhnih laserjev napolnilo arzenale sodobnih vojaških sil. Ti laserji pa so v glavnem bodisi daljinomeri, ki povečujejo zmogljivosti in učinkovitost kinetičnega orožja, bodisi zaslepljujoče naprave, ki onemogočajo sovražnikovo optiko. Vendar pa nedavni razvoj kaže, da so možnosti ONE vse bolj resnične
Laserji, fazerji, blastri in elektromagnetni topovi so postali del kanonskega orožja znanstvene fantastike, vendar je resnične težave z močjo, toplotno zmogljivostjo, velikostjo in "nagnjenostjo k uporabi orožja z usmerjeno energijo proti sovaščanom" te sisteme težko rešiti izvajati. Danes so tehnologije ONE v glavnem razdeljene na: visokoenergijske laserje HEL (visokoenergetski laser), visoko zmogljivo mikrovalovno orožje HPM (močne mikrovalovne pečice) in žarke nabitih delcev. Resnica je, da smo vse bližje dnevu, ko bodo sistemi ONE postali običajni v bojnih prostorih. Ta članek ponuja pregled več obetavnih radiofrekvenčnih in laserskih sistemov, ki so trenutno na voljo, ter preučuje najverjetnejše trende v vojaški uporabi sistemov GNE v naslednjih desetih letih.
Sistem aktivnega zadrževanja (SAS)
Sistem aktivnega zanikanja (ADS) je cenovno dostopen, uveden in za boj pripravljen sistem ONE. SAS, včasih imenovan tudi toplotni žarek ali žarek bolečine, je ustvaril Raytheon, vodilni v svetu pri razvoju in raziskovanju mikrovalovnega sevanja. Je eden prvih nesmrtonosnih, ciljno usmerjenih protipehotnih sistemov v ameriški vojski. SAS je bil ustvarjen kot nesmrtonosni sistem za nadzor in izključevanje množice. Sistem, nameščen na vozilu, je bil preizkušen na dosegu približno enega kilometra. SAS pošilja usmerjen žarek izredno visoke frekvence 95 GHz proti posamezniku ali skupini ljudi, kar povzroča hude bolečine. Ta energija povzroči zvišanje površinske temperature človeške kože, po nekaj sekundah postane tako neprijetno, da so ljudje prisiljeni zapustiti nadzorovano območje. Na ljudeh je bilo izvedenih na stotine testov, nato pa je bil SAS certificiran kot nesmrtonosno orožje. Kljub temu ostajajo dvomi o dolgoročnih učinkih na zdravje ali o tem, kaj se zgodi, če je oseba dolgo izpostavljena. SAS je bil leta 2010 napoten v Afganistan, vendar nikoli ni bil napoten, skeptični poveljniki na terenu pa so ga poslali nazaj. SAS so marca 2012 demonstrirali marinci v Quanticu in marinci so ga z navdušenjem sprejeli. "Ne boste slišali, ne boste vonjali, a čutili boste," je povedala polkovnica Tracy Tafolla, direktorica skupnega oddelka za nesmrtonosno orožje, "in to nam daje nekaj prednosti, ki jih lahko uporabimo."
Mobilni laserski demonstrator z veliko močjo HEL MD (laserski mobilni demonstrator z visoko energijo)
Sredi leta 2007 sta bili z Boeingom in Northropom Grummanom podpisani dve pogodbi prve faze za razvoj zemeljskega mobilnega laserskega sistema. Leta 2009 je bilo Boeingu dovoljeno nadaljevati delo in izdelati predstavitveni model, nameščen na podvozju težkega vojaškega terenskega vozila HEMTT. Sistem je bil leta 2011 testiran z zmanjšano zmogljivostjo na poligonu White Sands. Dokazal je sposobnost sistema za zajemanje, spremljanje in uničenje letečega streliva. Naslednja pogodba ameriške raketne in vesoljske agencije, izdana oktobra 2012, je omogočila nadaljevanje tega razvoja. Ta pogodba je znana kot Faza II Pogodba o preskušanju velike moči; predvideva vgradnjo Boeingovega polprevodniškega laserja 10 kW v mobilno predstavitveno instalacijo visokoenergetskega laserja HEL MD (High Energy Laser Mobile Demonstrator). Naslednji neobvezni korak bi lahko bila integracija močnejšega laserja, katerega cilj je zmanjšati tveganje uporabe laserjev z visoko močjo. Nadgrajena namestitev HEL MD med operativnimi testi bo izvedla zajem, sledenje, poškodovanje in uničenje ciljev.
"Program Boeing HEL MD uporablja najboljšo polprevodniško lasersko tehnologijo, ki vojski zagotavlja zmogljivosti svetlobne hitrosti za obrambo pred projektili, topništvom, minometalci in brezpilotnimi letali, tako danes kot v prihodnosti," je dejal podpredsednik in direktor programov usmerjeni energetski sistemi Mike Wrynn. Boeing pričakuje, da bo sistem dokončan in pripravljen za proizvodnjo do leta 2018, laserska moč pa se bo povečala z 10 kW na 100 kW.
Eksperimentalna laserska instalacija YAL-1 (nekdanji zračni laser)
Boeing YAL-1 Airborne Laser Testbed, prej ABL (Airborne Laser), je orožni sistem, ki temelji na kemičnem jodno-jodnem laserju razreda megavata, nameščenem v spremenjenem letalu Boeing 747-400F. Ustvarjen je bil predvsem kot sistem protiraketne obrambe za uničenje taktičnih balističnih izstrelkov v fazi pospeševanja. Ameriška agencija za protiraketno obrambo (MDA) je avgusta 2009 prvič uspešno izstrelila visokoenergijski laser (HEL) na krovu letečega letala. Januarja 2010 je med letom HEL namesto pospeševanja prestregel in ne uničil preskusno raketo. Februarja 2010 je sistem med preskusi ob obali Kalifornije v fazi pospeševanja poti uspešno uničil projektil s tekočim gorivom. Kot navajajo v MDA, je manj kot uro po uničenju prve rakete drugo raketo, vendar že s trdim gorivom, uspešno prestregel (vendar je ne uničil) in vsa preskusna merila so ustrezala navedenim. V izjavi MDA je bilo tudi zapisano, da je ABL osem dni prej uničila enak raketni pogon na trdo gorivo. Prvič med preskušanjem je usmerjeni energetski sistem uničil taktične balistične rakete v kateri koli fazi leta. Kasneje je bilo objavljeno poročilo, ki pravi, da je prvo bombardiranje februarja trajalo 50% manj časa obsevanja, kot je bilo pričakovano za uničenje projektila; drugo granatiranje projektila s trdnim gorivom je bilo izklopljeno eno uro kasneje, preden je bila raketa uničena zaradi težav s "neusklajenostjo žarka". Financiranje programa je bilo leta 2010 zmanjšano, decembra 2011 pa popolnoma ukinjeno. Leta 2013 so se nadaljevale raziskave z namenom uporabe izkušenj, pridobljenih z laserskim sistemom YAL-1, in poskusa namestitve laserskega sistema proti raketam na brezpilotne letala, ki bi lahko letela nad višinsko mejo predelanega letala Boeing 747-400F.
Območna obramba proti strelivu (ADAM)
Lockheed Martin je bil tudi eden vodilnih pri razvoju orožnih sistemov na osnovi HEL. V zadnjih nekaj letih je Lockheed Martin razvil sistem Area Defense Anti-Munitions (ADAM) za zaščito kritičnih ciljev pred grožnjami kratkega dosega, kot so UAV ali domače topniške rakete, kot je QASSAM. Laserski in protipožarni sistem kompleksa ADAM je nameščen v zabojniku na veliki prikolici, ki lahko vleče tovornjak. Ko je ADAM nameščen in vklopljen, lahko prejema informacije iz mreže bližnjih radarjev ali pa ob ustreznem času deluje kot ločen sistem. Po prejemu signala lahko ADAM sledi ciljem na razdalji 5 km in jih uniči s svojim 10 kW laserjem na razdalji do 2 km. Po demonstracijah leta 2012 je sistem po podatkih Lockheeda Martina ujel, sledil in uničil cilj v treh sekundah. Novembra 2012 je Lockheed Martin poročal, da je ADAM "uspešno simuliral štiri rakete pri simuliranem letenju z 2 km in prestregel UAV na 1,5 km, zaradi česar se je nadzorovano zrušil". Med kasnejšimi testi marca in aprila 2013 je sistem ADAM uničil osem napadalnih raket majhnega kalibra, kot je QASSAM. Lockheed Martin še naprej izboljšuje ADAM in po besedah predsednika Lockheed Martinovega vesoljskega sistema Tonyja Bruna je ADAM "praktičen in cenovno ugoden usmerjen energetski sistem, ki lahko reši pravi problem spoprijemanja z bližnjimi grožnjami."
Marine Corps so novembra 2012 v Virginiji predstavile sistem aktivnega zanikanja (ADS). ADS je najsodobnejši usmerjen energetski sistem v območju milimetrskih valov, ki v stiku s potencialno sovražno množico daje vojski nekaj bolj utemeljenega kot kričanje in manj škodljivo kot streljanje.
Glede na to, da prihodnost pripada laserjem, je Boeing na šasiji tovornjaka ustvaril mobilni laserski sistem orožja.
HPEMcase Plus Diehl Defense je kompakten avtonomni mobilni sistem s 50% večjo močjo in daljšim dosegom od standardne različice. Sistem se uporablja za boj proti prisluškovalnim napravam
Bofors HPM BLACKOUT Močno mikrovalovno orožje
Nekatere nesmrtonosne sisteme ONE je težko zaznati. V današnjem konfliktu lahko zagotovijo edinstveno taktično prednost. Predstavljajte si, da lahko nasprotniku preprečite uporabo elektronskih naprav s pritiskom na gumb? To lahko na primer naredite z mikrovalovnim sistemom BLACKOUT z visoko močjo (HPM) podjetja BAE Systems Bofors. Sistem je mobilni mikrovalovni vir, ki lahko moti delovanje nezaščitenih elektronskih naprav. Prvotno razvit samo kot naprava za vrednotenje in eksperimentiranje, ima Bofors HPM BLACKOUT dobre možnosti, da postane praktičen sistem z resnično uporabo. V poročilu o sistemu je navedeno, da je sistem "z velike razdalje imel uničujoč učinek na najrazličnejšo komercialno opremo … Sistem je sestavljen iz integriranega modulatorja, mikrovalovnega vira in antene." Sistem tehta manj kot 500 kg in je dolg približno 2 metra. Operativna različica Boforsove HPM BLACKOUT bi lahko onemogočila ciljna območja, onemogočila številne komercialne in nekatere vojaške elektronske sisteme, zaradi česar nasprotnik ne bi mogel uporabljati mobilnih telefonov, pametnih telefonov, tabličnih računalnikov, drugih naprav in orožnih sistemov. V nedavnem poročilu podjetja BAE Systems je bilo rečeno, da je skupina njegovih raziskovalcev »dokazala sposobnost sistema Bofors HPM BLACKOUT, da škodljivo vpliva na izbrane elektronske naprave v orožarskih sistemih in pokazala, da bi bil ta sistem lahko pomemben dodatek k drugo orožje, zlasti v asimetričnem prostoru, kjer se resnične grožnje mešajo z nedolžnimi civilisti. "Jasno je, da bi lahko ONE sisteme, kot je Bofors HPM BLACKOUT, izkoristili za prednost v prostoru elektromagnetnega bojevanja.
Elektromagnetno orožje z visoko močjo in elektromagneti (HPEM)
Diehl je razvil vrsto mikrovalovnih virov, ki temeljijo na Marxovih večstopenjskih oscilatorjih in mikrovalovnih oscilatorjih (metoda za ustvarjanje mikrovalov iz enosmernih impulzov ostaja nejasna). Ti viri segajo od nosljivih (delujejo pri 375 MHz in DS110B, ki delujejo v območju 100-300 MHz) do fiksnih naprav (delujejo pri 100 MHz [v olju], 60 MHz [v glikolu] in 50 MHz [v vodi], vse pri največja hitrost ponavljanja impulza 50 Hz). Poročali so, da prenosni sistemi proizvajajo 400 kV in 700 kV, medtem ko je izhodna napetost stacionarne naprave lahko tudi en megavolt. Diehlovi tehniki so delali na načrtovanju in izvajanju visokozmogljive antene, da bi izboljšali učinkovitost omenjenih sistemov in jih uporabili v vojaške namene.
Januarja 2013 je patentni urad Diehl BGT Defense podelil patent za svoj mikrovalovni generator.
Uporaba nesmrtonosnih sistemov HPEM (High-Power-Electro-Magnetics) zagotavlja nove zmogljivosti, ki bodo vojaškim in civilnim silam omogočile onemogočanje komandnih, informacijskih in nadzornih sistemov. Viri HPEM se lahko uporabljajo za zaščito ljudi in konvojev, na primer za preobremenitev in trajno onemogočanje radijsko eksplozivnih naprav. Za razliko od tradicionalnih dušilcev zvoka je sistem zaščite konvojev HPEM učinkovit tudi proti novim tipom senzorjev IED. Sovražna vozila z elektronskim krmiljenjem motorja lahko nepričakovano ustavi mobilni ali stacionarni sistem HPEM. Nova tehnologija HPEM Diehl Defense ščiti konvoje pred IED -i; omogoča prenehanje zapuščanja avtomobilov in preprečevanje nepooblaščenega dostopa do območij z omejenim dostopom. Tako ta tehnologija prepričljivo prispeva k zaščiti vojakov na mednarodnih misijah.
Sistemi HPEM lahko pomagajo tudi posebnim enotam in policijskim silam pri opravljanju njihovih nalog. Sistemi HPEM zavirajo sovražnikovo komunikacijo in motijo obveščevalne in informacijske sisteme, na primer pri izpuščanju talcev. Analiza vpliva visokoenergetskih magnetnih impulzov na orožne sisteme vodi do koncepta nesmrtonosnih aktuatorjev, ki lahko nevtralizirajo skrite IED z varne razdalje, ne da bi pri tem škodovali ljudem in okolju.
Nosljivi HPEM so na voljo kot preskusni sistemi skupaj z osnovnimi sistemi za zaščito pred IED in sistemi za zaustavitev vozila, nameščenimi v vozilu.
Laserski orožni sistem LaWS (Laser Weapon System) je tehnološki demonstrator, ki ga izdeluje Naval Systems Command iz komercialnih polprevodniških laserjev. LaWS lahko cilja na cilje v skladu s podatki, pridobljenimi iz kompleksa kratkega dosega orožja MK 15 PHALANX ali iz drugih virov vodenja, in uničuje majhne čolne in zračne cilje brez uporabe krogel
Ladjski laserski zakoni
Za takojšnjo zaščito ladij je Raytheon razvil polprevodniške laserske lase. Ta sistem ONE združuje žarke iz šestih HEL v en sam žarek za usmerjanje počasnih premikajočih se tarč; povezan je z radarsko postajo, ki zazna in sledi napadalnim ciljem. Pričakuje se, da bodo zakoni dopolnjevali tradicionalne sisteme kinetičnega orožja kratkega dosega; lahko cilja na cilje v skladu s podatki, pridobljenimi iz kompleksa kratkega dosega orožja MK 15 PHALANX ali iz drugih virov vodenja. Po uspešnih terenskih poskusih leta 2012 je vodja programa LaWs, kapitan David Keel, izjavil, da „uspeh teh prizadevanj jasno upravičuje vojaško uporabo orožja z usmerjeno energijo v pomorskih okoljih. Nadaljnji razvoj in vključitev močnejšega laserja v sistem LaWs bosta povečala doseg in razširila obseg ciljev, ki jih je mogoče uspešno ujeti in uničiti."
Ameriška mornarica meni, da so zakoni zelo funkcionalen in natančen sistem z nizkim tveganjem in velikim odbojem."Tudi naše podcenjene številke nam povedo, da en posnetek usmerjene energije stane manj kot dolar," je dejal kontraadmiral Klander v intervjuju 8. aprila 2013. "Primerjajte to s stotinami tisoč dolarjev pri izstrelitvi rakete in začeli boste videti prednosti teh zmogljivosti."
Kot navedbo številnih tehnoloških prebojev v razvojnem programu LaWs je ameriška mornarica napovedala, da bo leta 2014 uvedla zakone na krovu transportnega pristanišča PONCE razreda AUSTIN.
Razvoj sistema zračne obrambe kratkega dosega, ki temelji na laserski instalaciji z visoko energijo
Lasersko orožje ali ONE oddaja energijo v določeni smeri brez sredstev za dostavo. Prenaša energijo na cilj, da doseže želeni učinek. Pričakovana izpostavljenost ljudi je lahko usodna ali nesmrtonosna. Ta vpliv lahko razvrstimo kot fizični, fiziološki ali psihološki. Energija ima lahko različne oblike: elektromagnetno sevanje, vključno z radijskimi frekvencami, mikrovalovi, laserji in maserji, delci z maso v orožju s snopom (s tehničnega vidika nekakšen mikroprojektiv) in zvok v zvočnem orožju.
Lasersko orožje je še posebej primerno za operacije, ki zahtevajo visoko natančnost in hiter razširljiv vpliv, pa tudi za obrambo pred nizkocenovnimi grožnjami, ki napadajo v velikem številu.
Demonstracijski laserski sistem nemškega podjetja MBDA
MBDA spodbuja laserje velike moči pri razvoju integriranih sistemov laserskega orožja. Prednosti aplikacije vključujejo: takojšen vpliv na cilj, nizko optično zaznavnost, nizke stroške logistike in vzdrževanja ter zelo nizke stroške dela, razširljiv vpliv na cilj in možnost njegovega povečanja, visoko natančnost, visoko selektivnost, brez posrednih izgub in nazadnje ni potrebe po nakupu, skladiščenju ali transportu streliva.
Potencialne aplikacije za sisteme laserskega orožja vključujejo zaščito kritičnih sredstev, kot so vojaške baze, vojaki in vozila (kopno, zrak, morje); povečanje ali oviranje taktične mobilnosti; in zaščita pred terorizmom. Sposobni so izvajati naloge boja proti raketam, topniškim granatam in minometnemu strelivu, brezpilotnim letalom, IED in prenosnim sistemom protizračne obrambe.
Danes se MBDA osredotoča na laserje z visoko močjo, ki temelji na tako imenovanem pristopu integriranih sistemov. MBDA se ukvarja z laserskim orožjem za boj proti projektilom, topniškim granatam in minometnim strelivom. Dela po pogodbi z Evropsko obrambno agencijo in nemškim organom za javna naročila za obrambo dobro napredujejo. Za pospešitev razvoja je MBDA v ta program vložila precejšnja lastna sredstva.
Demonstracijska laserska instalacija z močjo laserja 40 kW je uspešno delovala na zračnih ciljih, ki se nahajajo na razdalji več kot 2000 metrov in nadmorski višini 1000 metrov.
Potrebna infrastruktura je že vzpostavljena na poligonu MBDA v Schrobenhausenu. Sestavljen je iz treh poligonov za streljanje in sledenje, preizkusnega laboratorija in strešnega laboratorija z laserskim demonstratorjem, ki skupaj ponujata odlične priložnosti za sedanji in prihodnji razvoj.
Naslednjih deset let
Sistemi GNE nam kažejo, kako bi lahko izgledala prihodnost. Preden ONE nadomesti smodnik in postane kvalitativno nova vojna tehnologija, je treba rešiti težave, povezane z močjo, toplotno zmogljivostjo, velikostjo in "nagnjenostjo k uporabi orožja z usmerjeno energijo proti sodržavljanom"."Koristno pravilo je, da TNT vsebuje približno megajoul kemične energije in ta količina je pogosto potrebna za uničenje vojaškega cilja," pravi poročilo o sistemih UNE, ki ga je junija 2013 objavilo Center za razvoj površinskega orožja ameriške mornarice v Dahlgrenu. Da bi postal običajno vojaško orožje, bo moral vsak obetaven laser, phaser ali blaster nenehno ustvarjati uničujočo energijo približno enega megajoula. Večina sistemov DRE še ni dosegla te ravni, nekateri pa bi lahko takšne zmogljivosti dosegli v začetku leta 2016.
Trenutno je na podlagi informacij o sistemih ONE, objavljenih v odprtih virih, mogoče narediti naslednji vmesni zaključek. Glavna možnost za uporabo usmerjene energije za vojaške naloge je zmožnost obvladovanja nemirov (ADS), onemogočanje nezaščitene elektronike (Bofors HPM BLACKOUT, HPEM) in zaščita kritičnih področij in opreme (ADAM, LaWs in HEL MD). Že samo te zmogljivosti nam omogočajo, da toliko povečamo bojni potencial, da nas prisilijo v nenehno raziskovanje in razvoj na sistemih ONE. Sistemi z večjo smrtnostjo in s tem v skladu z večjimi potrebami po energiji so nameščeni na velikih ladjah, velikih letalih in kopenskih tarčah obrambe točk z velikimi viri energije. Čeprav je bil prvi smrtonosni zemeljski mobilni laserski sistem, HEL MD, že nameščen na velikem vozilu, še ni tako mobilen, funkcionalno prilagodljiv ali smrtonosen kot obstoječi kinetični sistemi. V naslednjem desetletju, po premagovanju pomembnih tehnoloških težav, je možno, da se bo pojavil rezervoar, opremljen z novo različico laserskega sistema, "podobnega HEL MD". Vodja programa za razvoj trdne laserske tehnologije pri Uradu za pomorske raziskave je v svojem poročilu aprila 2013 zapisal: »Prihodnost je tu. Polprevodniški laser je velik korak naprej k temeljiti preobrazbi sodobnega vojskovanja, za katerega je značilen pojav sistemov usmerjene energije; točno isto se je pravočasno zgodilo s smodnikom, ki je zamenjal nože in meče."
