Laserwaffe - Laser weapon

Der US-israelische Tactical High Energy Laser (THEL) wurde zum Abschuss von Raketen und Artilleriegranaten verwendet, bevor er 2005 wegen "seiner Sperrigkeit, hohen Kosten und schlechten erwarteten Ergebnisse auf dem Schlachtfeld" eingestellt wurde.

Eine Laserwaffe ist eine auf Lasern basierende Waffe mit gerichteter Energie . Nach jahrzehntelanger Forschung und Entwicklung befinden sich ab Januar 2020 gerichtete Energiewaffen einschließlich Laser noch im Versuchsstadium und es bleibt abzuwarten, ob oder wann sie als praktische, militärische Hochleistungswaffen eingesetzt werden. Atmosphärisches thermisches Ausblühen war ein großes Problem, das immer noch größtenteils ungelöst ist und sich durch Nebel , Rauch , Staub , Regen , Schnee , Smog , Schaum verschlimmertoder absichtlich verteilte undurchsichtige Chemikalien vorhanden sind. Im Wesentlichen erzeugt ein Laser einen Lichtstrahl, der klare Luft oder ein Vakuum benötigt, um ohne thermisches Blooming zu arbeiten.

Viele Arten von Lasern können potenziell als handlungsunfähige Waffen verwendet werden, da sie einen vorübergehenden oder dauerhaften Sehverlust verursachen, wenn sie auf die Augen gerichtet werden. Der Grad, die Art und die Dauer der Sehbehinderung, die durch die Laserlichtexposition des Auges verursacht wird, variiert mit der Leistung des Lasers, der/den Wellenlänge(n), der Kollimation des Strahls, der genauen Ausrichtung des Strahls und der Expositionsdauer. Laser mit einer Leistung von nur einem Bruchteil eines Watts können unter bestimmten Bedingungen einen sofortigen, dauerhaften Sehverlust verursachen, was solche Laser zu potentiell nicht tödlichen, aber handlungsunfähigen Waffen macht. Das extreme Handicap, das die laserinduzierte Blindheit darstellt, macht den Einsatz von Lasern sogar als nicht tödliche Waffen moralisch umstritten, und Waffen, die dauerhafte Blindheit verursachen sollen, wurden durch das Protokoll über die Erblindung von Laserwaffen verboten .

Waffen, die dazu bestimmt sind, vorübergehende Blindheit zu verursachen, sogenannte Blender , werden von Militär- und manchmal auch Strafverfolgungsbehörden verwendet. Vorfälle, bei denen Piloten beim Fliegen Laser ausgesetzt wurden, haben die Luftfahrtbehörden dazu veranlasst, spezielle Verfahren zum Umgang mit solchen Gefahren einzuführen. Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie unter Laser und Flugsicherheit . Laserwaffen, die ein Ziel im Kampf direkt beschädigen oder zerstören können, befinden sich noch im experimentellen Stadium. Die allgemeine Idee von Laserstrahlwaffen besteht darin, ein Ziel mit einer Reihe kurzer Lichtimpulse zu treffen. Die zum Projizieren eines Hochleistungs-Laserstrahls dieser Art benötigte Leistung überschreitet die Grenzen der aktuellen mobilen Leistungstechnologie und begünstigt daher chemisch betriebene gasdynamische Laser . Beispielexperimentelle Systeme schlossen MIRACL und den Tactical High Energy Laser ein , die jetzt eingestellt werden. Die United States Navy hat das 30- kW- Laserwaffensystem (LaWS) mit sehr kurzer Reichweite (1 Meile) getestet , das gegen Ziele wie kleine UAVs , raketengetriebene Granaten und sichtbare Motorboot- oder Hubschraubermotoren eingesetzt werden kann. Es wurde definiert als „sechs zusammengeschnallte Schweißlaser “. Für Schiffe der Zerstörerklasse wird ab 2020 eine 60-kW-Anlage, HELIOS, entwickelt.

Überblick

Es werden laserbasierte gerichtete Energiewaffen entwickelt, wie der Airborne Laser von Boeing , der in einer Boeing 747 gebaut wurde. Er wurde als YAL-1 bezeichnet und sollte ballistische Kurz- und Mittelstreckenraketen in ihrer Boost-Phase töten.

Ein weiteres Beispiel für den direkten Einsatz eines Lasers als Verteidigungswaffe wurde für die Strategic Defense Initiative (SDI, Spitzname „ Star Wars “) und deren Nachfolgeprogramme erforscht . Dieses Projekt würde bodengestützte oder weltraumgestützte Lasersysteme verwenden, um ankommende ballistische Interkontinentalraketen (Interkontinentalraketen) zu zerstören . Die praktischen Probleme bei der Verwendung und Ausrichtung dieser Systeme waren vielfältig; insbesondere das Problem der Zerstörung von Interkontinentalraketen zum günstigsten Zeitpunkt, der Boost-Phase kurz nach dem Start. Dies würde bedeuten, einen Laser über eine große Entfernung durch die Atmosphäre zu richten, was aufgrund optischer Streuung und Brechung den Laserstrahl biegen und verzerren würde, was das Ziel verkomplizieren und die Effizienz verringern würde.

Eine weitere Idee aus dem SDI-Projekt war der nukleargepumpte Röntgenlaser . Dies war im Wesentlichen eine Atombombe im Orbit , umgeben von Lasermedien in Form von Glasstäben; wenn die Bombe explodiert, würden die Stäbe mit hochenergetischer bombardiert Gammastrahlenphotonen , wodurch die spontane und stimulierte Emission von Röntgenphotonen in den Atomen , die Stangen bilden. Dies würde zu einer optischen Verstärkung der Röntgenphotonen führen, wodurch ein Röntgenlaserstrahl erzeugt würde, der minimal von atmosphärischen Verzerrungen beeinflusst würde und Interkontinentalraketen im Flug zerstören könnte. Der Röntgenlaser wäre ein reines One-Shot-Gerät, das sich bei Aktivierung selbst zerstört. Einige erste Tests dieses Konzepts wurden mit unterirdischen Atomtests durchgeführt ; die Ergebnisse waren jedoch nicht ermutigend. Die Erforschung dieses Ansatzes zur Raketenabwehr wurde nach der Einstellung des SDI-Programms eingestellt.

Elektrolaser

Hauptartikel: Elektrolaser

Ein Elektrolaser ionisiert zuerst seinen Zielpfad und sendet dann einen elektrischen Strom durch die Leiterbahn des ionisierten Plasmas, ähnlich wie ein Blitz . Es fungiert als riesige, energiereiche Langstreckenversion des Tasers oder Elektroschockers .

Gepulstes Energieprojektil

Hauptartikel: Gepulstes Energieprojektil

Pulsed Energy Projectile oder PEP-Systeme emittieren einen Infrarot-Laserpuls, der am Ziel ein schnell expandierendes Plasma erzeugt . Die resultierenden Schall-, Schock- und elektromagnetischen Wellen betäuben das Ziel und verursachen Schmerzen und vorübergehende Lähmungen. Die Waffe befindet sich in der Entwicklung und ist als nicht-tödliche Waffe zur Kontrolle von Menschenmengen gedacht, kann aber auch als tödliche Waffe verwendet werden.

Blender

Ein Blender ist eine Waffe mit gerichteter Energie, die ihr Ziel mit intensiver gerichteter Strahlung vorübergehend blenden oder desorientieren soll. Ziele können Sensoren oder das menschliche Sehvermögen sein. Blender strahlen infrarotes oder unsichtbares Licht gegen verschiedene elektronische Sensoren und sichtbares Licht gegen Menschen aus, wenn sie den Augen keine langfristigen Schäden zufügen sollen . Die Strahler sind in der Regel Laser , die sogenannte Laser-Blende . Die meisten der heutigen Systeme sind tragbar und arbeiten entweder im roten (eine Laserdiode ) oder im grünen (ein diodengepumpter Festkörperlaser , DPSS) Bereich des elektromagnetischen Spektrums .

Ursprünglich für militärische Zwecke entwickelt, werden nichtmilitärische Produkte für den Einsatz in der Strafverfolgung und im Sicherheitsbereich verfügbar.

PHASR-Gewehr

Das Personal Einhalt zu gebieten und Reizantwort Gewehr (PHASR) ist ein Prototyp nicht-tödlichen Laser dazzler von der Air Force Research Laboratory Directed Energy Directorate, US entwickelte Department of Defense . Sein Zweck besteht darin, ein Ziel vorübergehend zu desorientieren und zu blenden. Blendende Laserwaffen wurden in der Vergangenheit getestet, wurden jedoch gemäß dem Protokoll der Vereinten Nationen über Blendungslaserwaffen von 1995 , dem die Vereinigten Staaten am 21. Januar 2009 beigetreten sind , verboten. Das PHASR-Gewehr, ein Laser geringer Intensität, ist dabei nicht verboten Regulierung, da die Blendwirkung nur vorübergehend sein soll. Es verwendet auch einen Zwei-Wellenlängen-Laser. Das PHASR wurde auf der Kirtland Air Force Base getestet , die Teil des Air Force Research Laboratory Directed Energy Directorate in New Mexico ist .

Beispiele

Siehe auch: Elektrolaser § Beispiele für Elektrolaser

Führende westliche Unternehmen in der Entwicklung von Laserwaffen waren Boeing , Northrop Grumman , Lockheed Martin , niederländische Organisation für angewandte wissenschaftliche Forschung , Rheinmetall und MBDA .

Aufführen:

Boeing YAL-1. Das Lasersystem wurde in einem Turm montiert, der an der Flugzeugnase befestigt war
  • Während der 2000er Jahre arbeitete die US-Luftwaffe an der Boeing YAL-1 oder ATL , einem CO2 -Gaslaser oder chemischen COIL- Laser , der in einer modifizierten Boeing 747 montiert war . Es sollte verwendet werden, um ankommende ballistische Raketen über feindlichem Territorium abzuschießen. Im März 2009 behauptete Northrop Grumman , seine Ingenieure in Redondo Beach hätten erfolgreich einen elektrisch betriebenen Festkörperlaser gebaut und getestet, der einen Strahl von 100 Kilowatt erzeugen kann, der stark genug ist, um ein Flugzeug zu zerstören. Laut Brian Strickland, Manager des Joint High Power Solid State Laser-Programms der US-Armee , kann ein elektrisch betriebener Laser in einem Flugzeug, Schiff oder anderen Fahrzeug montiert werden, da er viel weniger Platz für seine unterstützende Ausrüstung benötigt als ein chemischer Laser. Die Quelle einer so großen elektrischen Leistung in einer mobilen Anwendung blieb jedoch unklar. Letztendlich wurde das Projekt als undurchführbar erachtet und im Dezember 2011 abgebrochen, wobei der Boeing YAL-1-Prototyp eingelagert und schließlich demontiert wurde.
  • Precision Airborne Standoff Directed Energy Weapon (2008). Abgesagt.
  • Am 19. Juli 2010 ein Anti-Flugzeug - Laser beschrieben , wie das Laser - Nahbereichsverteidigungssystem an dem enthüllt wurde Farnborough Airshow . Experimental.
  • Das ZEUS-HLONS (HMMWV Laser Ordnance Neutralization System) ist der erste Laser und die erste Energiewaffe aller Art, die auf einem Schlachtfeld eingesetzt wird. Es wird verwendet, um Minen und Blindgänger zu neutralisieren. Nischenanwendung.
  • High Energy Liquid Laser Area Defense System (HELLADS). Unbekannter Status.
  • Der Mid-Infrared Advanced Chemical Laser ( MIRACL ) war ein experimenteller Deuteriumfluorid-Laser der US Navy und wurde 1997 gegen einen Air Force- Satelliten getestet .
  • Im Jahr 2011 begann die US Navy mit der Erprobung des Maritime Laser Demonstrator (MLD), eines Lasers für den Einsatz an Bord ihrer Kriegsschiffe. Unbekannter Status.
  • Personnel Halting and Stimulation Response, oder PHaSR , ist eine nicht-tödliche Handwaffe, die von der United States Air Force entwickelt wurde. Ihr Zweck besteht darin, ein Ziel zu "blenden" oder zu betäuben. Es wurde vom Directed Energy Directorate der Air Force entwickelt . Unbekannter Status.
  • Tactical High Energy Laser (THEL) war ein waffenfähiger Deuteriumfluorid-Laser, der in einem gemeinsamen Forschungsprojekt von Israel und den USA entwickelt wurde . Es wurde entwickelt, um Flugzeuge und Raketen abzuschießen. Siehe auch Nationale Raketenabwehr . Im Jahr 2005 eingestellt aufgrund "seiner Sperrigkeit, hohen Kosten und schlechten erwarteten Ergebnisse auf dem Schlachtfeld", die charakteristische Probleme aller mittel- und hochenergetischen Laserwaffen sind.
Die Beriev A-60 experimentiert noch mit dem Sokol Eshelon Laser als beabsichtigte Anti-Satelliten-Waffe .

Die meisten dieser Projekte wurden abgebrochen, eingestellt, gingen nie über das Prototyp- oder Versuchsstadium hinaus oder werden nur in Nischenanwendungen wie Blendung, Blendung, Minenräumung oder Nahverteidigung gegen kleine, ungeschützte Ziele eingesetzt. Effektive Hochleistungs-Laserwaffen scheinen mit der aktuellen oder der nahen Zukunft nur schwer zu erreichen.

Probleme

Siehe auch: Thermisches Blühen

Laserstrahlen beginnt Ursache Plasma Abbau in der Atmosphäre bei Energiedichten von etwa einem Megajoule pro Kubikzentimeter. Dieser als "Blooming" bezeichnete Effekt bewirkt, dass der Laser defokussiert und Energie in die umgebende Luft streut. Das Blühen kann schlimmer sein, wenn Nebel , Rauch , Staub , Regen , Schnee , Smog oder Schaum in der Luft sind.

Zu den Techniken, die diese Effekte reduzieren können, gehören:

  • Verteilen des Strahls über einen großen, gekrümmten Spiegel, der die Leistung auf das Ziel fokussiert, um die Energiedichte unterwegs zu niedrig für ein Blooming zu halten. Dies erfordert einen großen, sehr präzisen, zerbrechlichen Spiegel, der in etwa wie ein Suchscheinwerfer montiert ist und eine sperrige Maschinerie erfordert, um den Spiegel zu schwenken, um den Laser auszurichten.
  • Verwenden eines Phased-Arrays . Für typische Laserwellenlängen würde dieses Verfahren Milliarden erfordern Mikrometer -Größe Antennen . Es gibt derzeit keinen bekannten Weg, diese zu implementieren, obwohl Kohlenstoff-Nanoröhrchen vorgeschlagen wurden. Phased Arrays könnten theoretisch auch eine phasenkonjugierte Verstärkung durchführen (siehe unten). Phased Arrays erfordern keine Spiegel oder Linsen und können flach gemacht werden und erfordern daher kein turmartiges System (wie in "Spreizstrahl"), obwohl die Reichweite leidet, wenn das Ziel in extremen Winkeln zur Oberfläche steht des Phased-Arrays.
  • Verwendung eines phasenkonjugierten Lasersystems. Dieses Verfahren verwendet einen "Finder"- oder "Führungs"-Laser, der das Ziel beleuchtet. Alle spiegelähnlichen ("spiegelnden") Punkte auf dem Ziel reflektieren Licht, das vom Primärverstärker der Waffe erfasst wird. Die Waffe verstärkt dann in einer positiven Rückkopplungsschleife umgekehrte Wellen, die das Ziel zerstören, mit Stoßwellen, wenn die spiegelnden Bereiche verdampfen. Dies vermeidet Blooming, da die Wellen vom Target durch das Blooming hindurchgehen und daher den leitfähigsten optischen Weg zeigen; dies korrigiert automatisch die durch Blooming verursachten Verzerrungen. Experimentelle Systeme, die diese Methode verwenden, verwenden normalerweise spezielle Chemikalien, um einen „ phasenkonjugierten Spiegel “ zu bilden. In den meisten Systemen überhitzt der Spiegel jedoch bei waffentauglichen Leistungsstufen dramatisch.
  • Die Verwendung eines sehr kurzen Pulses, der vor dem Blooming endet, stört, aber dies erfordert einen sehr leistungsstarken Laser, um große Energiemengen in diesem Puls zu konzentrieren, die in einer waffenfähigen oder leicht waffenfähigen Form nicht vorhanden sind.
  • Fokussieren mehrerer Laser mit relativ geringer Leistung auf ein einzelnes Ziel. Dies wird mit zunehmender Gesamtleistung des Systems immer sperriger.

Gegenmaßnahmen

Im Wesentlichen erzeugt der Laser einen Lichtstrahl, der von jedem undurchsichtigen Medium verzögert oder gestoppt und von jedem durchscheinenden oder weniger als vollkommen transparenten Medium gestört wird, genau wie jede andere Art von Licht. Eine einfache, dichte Nebelwand kann und wird oft einen Laserstrahl blockieren. Infrarot- oder Multispektrum- Rauchgranaten oder -generatoren stören oder blockieren auch Infrarot-Laserstrahlen . Jede undurchsichtige Hülle, Verkleidung, Karosserie, Rumpf, Wanne, Wand, Schild oder Panzerung absorbiert mindestens den "ersten Aufprall" einer Laserwaffe, daher muss der Strahl aufrechterhalten werden, um eine Durchdringung zu erreichen.

Die Chinesische Volksbefreiungsarmee hat in die Entwicklung von Spezialbeschichtungen investiert, die die von US-Militärlasern abgefeuerten Strahlen ablenken können. Durch Manipulation der physikalischen und chemischen Eigenschaften von Materialien kann Laserlicht abgelenkt, reflektiert oder absorbiert werden. Künstliche Beschichtungen können bestimmten spezifischen Lasertypen entgegenwirken, aber ein anderer Lasertyp kann dem Absorptionsspektrum der Beschichtung ausreichend entsprechen, um schädliche Energiemengen zu übertragen. Die Beschichtungen bestehen aus mehreren verschiedenen Substanzen, darunter kostengünstige Metalle, seltene Erden , Kohlefasern , Silber und Diamanten, die zu feinem Glanz verarbeitet und auf spezielle Laserwaffen zugeschnitten wurden. China entwickelt Anti-Laser-Abwehr, weil der Schutz vor ihnen als viel billiger angesehen wird als die Herstellung konkurrierender Laserwaffen.

Dielektrische Spiegel, kostengünstige ablative Beschichtungen, Wärmetransportverzögerung und Verdunkelungen werden ebenfalls als Gegenmaßnahmen untersucht. In nicht wenigen Einsatzsituationen sogar einfache, passive Gegenmaßnahmen wie schnelle Rotation (die die Hitze verteilt und keinen festen Zielpunkt außer bei rein frontalen Gefechten erlaubt), höhere Beschleunigung (die die Distanz vergrößert und den Winkel schnell ändert) oder agiles Manövrieren während der Endangriffsphase (was die Fähigkeit behindert, einen verwundbaren Punkt anzuvisieren, ein konstantes erneutes Zielen oder Verfolgen mit nahezu null Verzögerung erzwingt und eine gewisse Abkühlung ermöglicht) kann nicht hoch gepulste, hohe -Energie Laserwaffen.

In der Populärkultur

Hauptartikel: Waffen in Science-Fiction

Arthur C. Clarke ins Auge gefasst Teilchenstrahl Waffen in seinem 1955 Roman Erdlicht , in denen Energie würde von hohen Geschwindigkeit geliefert werden Strahlen der Materie. Nach der Erfindung des Lasers im Jahr 1960 wurde er kurzzeitig zum Todesstrahl der Wahl für Science-Fiction-Autoren. In den späten 1960er und 1970er Jahren, als die Grenzen des Lasers als Waffe offensichtlich wurden, wurde die Strahlenkanone durch ähnliche Waffen ersetzt, deren Namen die zerstörerischen Fähigkeiten des Geräts besser widerspiegelten (wie die Blaster in Star Wars oder die Phaser in Star Trek , die ursprünglich Laser: nach The Making of Star Trek , Gene Roddenberry , dass die Produktion Personal beansprucht erkannt , dass Lasertechnologie Probleme in der Zukunft führen würde , wie Menschen kamen zu verstehen , was Laser könnte und nicht tun konnte, dies führte zum Umzug zu Phasern auf dem Bildschirm, während Laser als primitiverer Waffenstil bekannt sind.)

Im Warhammer 40.000- Franchise verwendet eine Fraktion, die als Astra Militarum bekannt ist , früher Imperial Guard genannt, eine Vielzahl von Laserwaffen. Die "Lasgun" oder "Lasgewehr" ist ihre Hauptwaffe der Infanterie und wird wie ein modernes Sturmgewehr verwendet. Lasguns werden als billig, einfach in Massenproduktion und zuverlässig präsentiert, wenn auch nicht sehr effektiv gegen schwer gepanzerte Ziele, es sei denn, sie werden in großer Zahl eingesetzt. Das Astra Militarum macht auch umfangreichen Gebrauch von Lasertechnologie in Form von Seitenwaffen (Laspistols, Hellpistols/Hot-Shot-Laspistols), Spezialwaffen, die hauptsächlich von Spezialeinheiten oder Eliteeinheiten verwendet werden (Hellgun/Hot-Shot Lasgun, Hotshot Volley Gun), Scharfschützen Waffen (Long-Las), schwere Waffen (Laserkanone, Multilaser, Laserzerstörer, Magmakanone, Vulkankanone) oder Waffen, die in planetarischen Verteidigungssystemen zur planetaren Verteidigung verwendet werden, wie zum Beispiel Laser zur Verteidigung der Leere. Die Aeldari, ehemals Eldar, haben eine spezielle Einheit namens Swooping Hawks, die mit "Laserblastern" ausgestattet ist, und ihre Laserwaffen sind in der Regel raffinierter, genauer und energieeffizienter. Orks verwenden auch Laserwaffen, normalerweise geplünderte oder geplünderte Laserwaffen anderer Rassen, die für mehr Macht "orkifiziert" wurden, aber auf Kosten der Zuverlässigkeit.

In der Videospielserie Command & Conquer nutzen verschiedene Fraktionen ausgiebig die Laser- und Partikelstrahltechnologie.

Siehe auch

Verweise