Senjata laser selalu kontroversial. Beberapa menganggapnya sebagai senjata masa depan, sementara yang lain dengan tegas menyangkal kemungkinan munculnya sampel efektif senjata semacam itu dalam waktu dekat. Orang-orang berpikir tentang senjata laser bahkan sebelum penampilan mereka yang sebenarnya, mari kita ingat karya klasik "The Hyperboloid of Engineer Garin" oleh Alexei Tolstoy (tentu saja, karya itu tidak menunjukkan laser dengan tepat, tetapi senjata yang dekat dengannya dalam aksi dan konsekuensinya dari menggunakannya).
Penciptaan laser nyata pada 50-an - 60-an abad XX kembali mengangkat topik senjata laser. Selama beberapa dekade, ini telah menjadi fitur tak terpisahkan dari film fiksi ilmiah. Keberhasilan nyata jauh lebih sederhana. Ya, laser menempati ceruk penting dalam sistem pengintaian dan penunjukan target, mereka banyak digunakan dalam industri, tetapi untuk digunakan sebagai alat pemusnah, kekuatannya masih tidak mencukupi, dan karakteristik berat dan ukurannya tidak dapat diterima. Bagaimana teknologi laser berkembang, sejauh mana mereka siap untuk aplikasi militer saat ini?
Laser operasional pertama dibuat pada tahun 1960. Itu adalah laser solid-state berdenyut berdasarkan ruby buatan. Pada saat penciptaan, ini adalah teknologi tertinggi. Saat ini, laser semacam itu dapat dirakit di rumah, sementara energi pulsanya dapat mencapai 100 J.
Laser nitrogen bahkan lebih sederhana untuk diterapkan; produk komersial yang kompleks tidak diperlukan untuk penerapannya; bahkan dapat beroperasi pada nitrogen yang terkandung di atmosfer. Dengan lengan lurus, dapat dengan mudah dirakit di rumah.
Sejak penciptaan laser pertama, sejumlah besar cara untuk mendapatkan radiasi laser telah ditemukan. Ada laser solid state, laser gas, laser pewarna, laser elektron bebas, laser serat, laser semikonduktor, dan laser lainnya. Juga, laser berbeda dalam cara mereka bersemangat. Misalnya, dalam laser gas dengan berbagai desain, media aktif dapat dieksitasi oleh radiasi optik, pelepasan arus listrik, reaksi kimia, pemompaan nuklir, pemompaan termal (laser dinamis gas, GDL). Munculnya laser semikonduktor memunculkan laser jenis DPSS (Laser solid-state yang dipompa dioda).
Berbagai desain laser memberikan keluaran radiasi dengan panjang gelombang yang berbeda, dari sinar-X lunak hingga radiasi inframerah. Sinar-X keras dan laser gamma sedang dalam pengembangan. Ini memungkinkan Anda untuk memilih laser berdasarkan masalah yang sedang dipecahkan. Berkenaan dengan aplikasi militer, ini berarti, misalnya, kemungkinan untuk memilih laser, dengan radiasi dengan panjang gelombang sedemikian rupa sehingga paling sedikit diserap oleh atmosfer planet ini.
Sejak pengembangan prototipe pertama, daya terus meningkat, karakteristik berat dan ukuran serta efisiensi (efisiensi) laser telah meningkat. Ini sangat jelas terlihat pada contoh dioda laser. Pada tahun 90-an abad terakhir, laser pointer dengan kekuatan 2-5 mW muncul di penjualan luas, pada 2005-2010 sudah dimungkinkan untuk membeli laser pointer 200-300 mW, sekarang, pada 2019, ada laser pointer dengan kekuatan optik 7 sedang dijualDi Rusia, ada modul dioda laser inframerah dengan output serat optik, daya optik 350 W.
Laju peningkatan daya dioda laser sebanding dengan laju peningkatan daya komputasi prosesor, sesuai dengan hukum Moore. Tentu saja, dioda laser tidak cocok untuk membuat laser tempur, tetapi, pada gilirannya, digunakan untuk memompa laser solid-state dan serat yang efisien. Untuk dioda laser, efisiensi mengubah energi listrik menjadi energi optik bisa lebih dari 50%, secara teoritis, Anda bisa mendapatkan efisiensi lebih dari 80%. Efisiensi tinggi tidak hanya menurunkan kebutuhan catu daya, tetapi juga menyederhanakan pendinginan peralatan laser.
Elemen penting dari laser adalah sistem pemfokusan sinar - semakin kecil area titik pada target, semakin tinggi kepadatan daya yang memungkinkan kerusakan. Kemajuan dalam pengembangan sistem optik yang kompleks dan munculnya bahan optik suhu tinggi baru memungkinkan untuk membuat sistem pemfokusan yang sangat efisien. Sistem pemfokusan dan pembidik dari laser tempur eksperimental Amerika HEL mencakup 127 cermin, lensa, dan filter cahaya.
Komponen penting lainnya yang memberikan kemungkinan untuk membuat senjata laser adalah pengembangan sistem untuk memandu dan menjaga agar sinar tetap pada sasaran. Untuk mencapai target dengan tembakan "instan", dalam sepersekian detik, kekuatan gigawatt diperlukan, tetapi penciptaan laser dan catu daya seperti itu untuk mereka pada sasis seluler adalah masalah masa depan yang jauh. Oleh karena itu, untuk menghancurkan target dengan laser dengan kekuatan ratusan kilowatt - puluhan megawatt, perlu untuk menjaga titik radiasi laser pada target selama beberapa waktu (dari beberapa detik hingga beberapa puluh detik). Ini membutuhkan drive presisi tinggi dan kecepatan tinggi yang mampu melacak target dengan sinar laser, menurut sistem panduan.
Saat menembak pada jarak jauh, sistem panduan harus mengimbangi distorsi yang ditimbulkan oleh atmosfer, di mana beberapa laser untuk berbagai tujuan dapat digunakan dalam sistem panduan, memberikan panduan akurat dari laser "pertempuran" utama ke target.
Laser apa yang mendapat prioritas pengembangan di bidang senjata? Karena tidak adanya sumber daya tinggi dari pemompaan optik, laser dinamis-gas dan kimia telah menjadi seperti itu.
Pada akhir abad ke-20, opini publik dihebohkan oleh program American Strategic Defense Initiative (SDI). Sebagai bagian dari program ini, direncanakan untuk menyebarkan senjata laser di darat dan di luar angkasa untuk mengalahkan rudal balistik antarbenua Soviet (ICBM). Untuk penempatan di orbit, seharusnya menggunakan laser yang dipompa nuklir yang memancarkan sinar-X atau laser kimia dengan kekuatan hingga 20 megawatt.
Program SDI menghadapi banyak kesulitan teknis dan ditutup. Pada saat yang sama, beberapa penelitian yang dilakukan dalam kerangka program memungkinkan untuk mendapatkan laser yang cukup kuat. Pada tahun 1985, laser deuterium fluoride dengan daya keluaran 2,2 megawatt menghancurkan rudal balistik berbahan bakar cair yang dipasang 1 kilometer dari laser. Sebagai hasil dari penyinaran 12 detik, dinding badan roket kehilangan kekuatan dan dihancurkan oleh tekanan internal.
Di Uni Soviet, pengembangan laser tempur juga dilakukan. Pada tahun delapan puluhan abad XX, pekerjaan sedang dilakukan untuk membuat platform orbital Skif dengan laser dinamis gas dengan kekuatan 100 kW. Mock-up ukuran besar Skif-DM (pesawat ruang angkasa Polyus) diluncurkan ke orbit Bumi pada tahun 1987, tetapi karena sejumlah kesalahan, ia tidak memasuki orbit yang dihitung dan dibanjiri di Samudra Pasifik di sepanjang lintasan balistik. Runtuhnya Uni Soviet mengakhiri ini dan proyek serupa.
Studi senjata laser skala besar dilakukan di Uni Soviet sebagai bagian dari program Terra. Program rudal zona dan sistem pertahanan anti-ruang dengan elemen pemogokan sinar berdasarkan senjata laser berdaya tinggi "Terra" diimplementasikan dari tahun 1965 hingga 1992. Menurut data terbuka, dalam kerangka program ini, laser dinamis gas, laser solid-state, fotodisosiasi yodium eksplosif dan jenis lainnya dikembangkan.
Juga di Uni Soviet, dari pertengahan 70-an abad ke-20, kompleks laser udara A-60 dikembangkan berdasarkan pesawat Il-76MD. Awalnya, kompleks itu dimaksudkan untuk memerangi balon melayang otomatis. Sebagai senjata, sebuah gas-dinamis CO-laser kelas megawatt yang dikembangkan oleh Biro Desain Khimavtomatika (KBKhA) akan dipasang.
Sebagai bagian dari pengujian, keluarga sampel bangku GDT dibuat dengan daya radiasi dari 10 hingga 600 kW. Dapat diasumsikan bahwa pada saat pengujian kompleks A-60, laser 100 kW dipasang di atasnya.
Beberapa lusin penerbangan dilakukan dengan pengujian instalasi laser pada balon stratosfer yang terletak di ketinggian 30-40 km dan pada target La-17. Beberapa sumber menunjukkan bahwa kompleks dengan pesawat A-60 dibuat sebagai komponen laser penerbangan dari pertahanan rudal di bawah program Terra-3.
Jenis laser apa yang paling menjanjikan untuk aplikasi militer saat ini? Dengan semua keunggulan laser gas-dinamis dan kimia, mereka memiliki kelemahan yang signifikan: kebutuhan akan komponen yang dapat dikonsumsi, inersia peluncuran (menurut beberapa sumber, hingga satu menit), pelepasan panas yang signifikan, dimensi besar, dan hasil komponen yang dihabiskan dari media aktif. Laser semacam itu hanya dapat ditempatkan pada media besar.
Saat ini, laser solid-state dan serat memiliki prospek terbesar, untuk pengoperasian yang hanya perlu memberi mereka daya yang cukup. Angkatan Laut AS secara aktif mengembangkan teknologi laser elektron bebas. Keuntungan penting dari laser serat adalah skalabilitasnya, mis. kemampuan untuk menggabungkan beberapa modul untuk mendapatkan lebih banyak daya. Skalabilitas terbalik juga penting, jika laser solid-state dengan kekuatan 300 kW dibuat, maka pasti laser berukuran lebih kecil dengan kekuatan, misalnya, 30 kW, dapat dibuat atas dasar itu.
Bagaimana situasi dengan laser fiber dan solid-state di Rusia? Ilmu Uni Soviet dalam hal pengembangan dan pembuatan laser adalah yang paling maju di dunia. Sayangnya, runtuhnya Uni Soviet mengubah segalanya. Salah satu perusahaan terbesar di dunia untuk pengembangan dan produksi laser serat IPG Photonics didirikan oleh penduduk asli Rusia V. P. Gapontsev atas dasar perusahaan Rusia NTO IRE-Polyus. Perusahaan induk, IPG Photonics, saat ini terdaftar di Amerika Serikat. Terlepas dari kenyataan bahwa salah satu situs produksi terbesar IPG Photonics terletak di Rusia (Fryazino, Wilayah Moskow), perusahaan beroperasi di bawah hukum AS dan lasernya tidak dapat digunakan di angkatan bersenjata Rusia, termasuk perusahaan harus mematuhi sanksi dikenakan pada Rusia.
Namun, kemampuan laser serat IPG Photonics sangat tinggi. Laser serat gelombang kontinu daya tinggi IPG memiliki rentang daya dari 1 kW hingga 500 kW, serta berbagai panjang gelombang, dan efisiensi konversi energi listrik menjadi energi optik mencapai 50%. Karakteristik divergensi laser serat IPG jauh lebih unggul daripada laser daya tinggi lainnya.
Apakah ada pengembang dan produsen lain dari serat modern berdaya tinggi dan laser solid-state di Rusia? Dilihat dari sampel komersial, no.
Pabrikan domestik di segmen industri menawarkan laser gas dengan daya maksimum puluhan kW. Misalnya, perusahaan "Laser Systems" pada tahun 2001 menghadirkan laser oksigen-yodium dengan kekuatan 10 kW dengan efisiensi kimia melebihi 32%, yang merupakan sumber otonom kompak paling menjanjikan dari radiasi laser kuat jenis ini. Secara teori, laser oksigen-yodium dapat mencapai tingkat daya hingga satu megawatt.
Pada saat yang sama, tidak dapat sepenuhnya dikesampingkan bahwa para ilmuwan Rusia telah berhasil membuat terobosan ke arah lain dalam menciptakan laser berdaya tinggi, berdasarkan pemahaman mendalam tentang fisika proses laser.
Pada tahun 2018, Presiden Rusia Vladimir Putin mengumumkan kompleks laser Peresvet, yang dirancang untuk menyelesaikan misi pertahanan anti-rudal dan menghancurkan pengorbit musuh. Informasi tentang kompleks Peresvet diklasifikasikan, termasuk jenis laser yang digunakan (laser?) Dan daya optik.
Dapat diasumsikan bahwa kandidat yang paling mungkin untuk dipasang di kompleks ini adalah laser gas-dinamis, turunan dari laser yang sedang dikembangkan untuk program A-60. Dalam hal ini, daya optik laser kompleks "Peresvet" dapat mencapai 200-400 kilowatt, dalam skenario optimis hingga 1 megawatt. Laser oksigen-yodium yang disebutkan sebelumnya dapat dianggap sebagai kandidat lain.
Jika kita melanjutkan dari ini, maka di sisi kabin kendaraan utama kompleks Peresvet, generator arus listrik diesel atau bensin, kompresor, kompartemen penyimpanan untuk komponen kimia, laser dengan sistem pendingin, dan sistem panduan sinar laser mungkin terletak secara seri. Radar atau deteksi target OLS tidak terlihat, yang menyiratkan penunjukan target eksternal.
Bagaimanapun, asumsi ini mungkin salah, baik sehubungan dengan kemungkinan pembuatan laser baru yang fundamental oleh pengembang domestik, dan sehubungan dengan kurangnya informasi yang dapat diandalkan tentang kekuatan optik kompleks Peresvet. Secara khusus, ada informasi di media tentang keberadaan reaktor nuklir berukuran kecil sebagai sumber energi di kompleks "Peresvet". Jika ini benar, maka konfigurasi kompleks dan kemungkinan karakteristiknya mungkin sama sekali berbeda.
Kekuatan apa yang dibutuhkan agar laser dapat digunakan secara efektif untuk tujuan militer sebagai alat pemusnah? Ini sangat tergantung pada jangkauan penggunaan yang dimaksudkan dan sifat target yang terkena, serta metode penghancurannya.
Kompleks pertahanan diri udara Vitebsk mencakup stasiun jamming aktif L-370-3S. Ini menangkal rudal musuh yang masuk dengan kepala pelacak termal dengan menyilaukan radiasi laser inframerah. Mempertimbangkan dimensi stasiun jammer aktif L-370-3S, kekuatan pemancar laser maksimum beberapa puluh watt. Ini hampir tidak cukup untuk menghancurkan kepala pelacak termal rudal, tetapi cukup untuk membutakan sementara.
Selama pengujian kompleks A-60 dengan laser 100 kW, target L-17, yang merupakan analog dari pesawat jet, terkena. Kisaran kehancuran tidak diketahui, dapat diasumsikan sekitar 5-10 km.
Contoh pengujian sistem laser asing:
[
Berdasarkan hal di atas, kita dapat mengasumsikan:
- untuk menghancurkan UAV kecil pada jarak 1-5 kilometer, diperlukan laser dengan kekuatan 2-5 kW;
- untuk menghancurkan ranjau yang tidak terarah, peluru, dan amunisi presisi tinggi pada jarak 5-10 kilometer, laser dengan kekuatan 20-100 kW diperlukan;
- untuk mencapai target seperti pesawat terbang atau rudal pada jarak 100-500 km, diperlukan laser dengan kekuatan 1-10 MW.
Laser dari kekuatan yang ditunjukkan sudah ada atau akan dibuat di masa mendatang. Jenis senjata laser apa yang dalam waktu dekat dapat digunakan oleh angkatan udara, angkatan darat dan angkatan laut, kami akan mempertimbangkan dalam kelanjutan artikel ini.
