Los sistemas de armas láser están lejos de ser un concepto nuevo, pero persisten algunos problemas importantes en su desarrollo diario.
Según David James de la Universidad de Cranfield (Reino Unido), estos sistemas se dividen en dos categorías amplias. El primero incluye armas diseñadas para activar visores y otros sensores ópticos, mientras que el segundo se centra en la lucha contra misiles no guiados y drones. Los sistemas de la segunda categoría están atrayendo cada vez más la atención de los militares, a medida que las armas láser se vuelven más efectivas y las fuentes de energía disminuyen de tamaño. James señaló:
“Estos sistemas tienen una serie de ventajas. Ofrecen munición casi infinita … si la fuente de alimentación está funcionando, el sistema láser seguirá funcionando. Son relativamente fáciles de usar, lo que significa que el proceso de formación del personal no es demasiado complicado.
De mar a tierra
Como señaló James, en las últimas décadas, se ha realizado una cantidad significativa de trabajo en esta área, especialmente en el sector marítimo, donde varios programas están considerando la viabilidad de usar láseres para combatir amenazas como vehículos aéreos no tripulados navales o embarcaciones pequeñas.
Los sistemas basados en barcos fueron los primeros en aparecer, ya que tienen fácil acceso a una fuente de energía de alta potencia, mientras que el aumento en la efectividad de las armas láser las hace cada vez más accesibles para las fuerzas terrestres. Esto se demuestra más claramente en el proyecto del ejército estadounidense de crear un prototipo y desplegar el primer sistema láser de combate. Se instalarán sistemas con una capacidad de 50 kW en cuatro vehículos blindados Stryker en 2022 para apoyar las tareas de defensa aérea móvil de corto alcance, designado M-SHORAD (Maniobra - Defensa aérea de corto alcance) para la protección de brigadas de combate. desde UAV, misiles no guiados, fuego de artillería y mortero y helicópteros de aviación.
“Ahora es el momento de llevar el armamento de energía dirigida al campo de batalla”, dijo Neil Thurgood, director de la Oficina de Armas Espaciales, de Energía Dirigida y Hipersónica del Ejército de los Estados Unidos, durante la adjudicación del contrato. - El ejército reconoce la necesidad de láseres de energía dirigida, prevista en el plan de modernización del ejército. Esta ya no es una actividad de investigación o demostración. Esta es una capacidad de combate estratégica y estamos en el camino correcto que la llevará directamente a las manos de los soldados.
Como señaló James, tales desarrollos podrían ayudar a llenar el vacío en las capacidades de combate potenciales, especialmente con respecto a los UAV. Cuando aparece una gran cantidad de drones en el campo de batalla, las tropas terrestres deben poder hacer frente a la amenaza. Actualmente, esta tarea se está resolviendo disparando armas pequeñas y ametralladoras a muy corta distancia, aunque es obvio que aquí es muy difícil realizar disparos dirigidos. Una alternativa cinética serían los misiles tierra-aire. Sin embargo, a diferencia de los cohetes, los drones son mucho más baratos de fabricar y operar.
“Las ventajas económicas son que no es rentable usar misiles contra un enjambre de drones, ya que los misiles se agotarían muy rápidamente. Tienes que mantener tu arsenal de cohetes para objetivos más importantes como aviones o helicópteros.
Otra ventaja de los láseres es su velocidad.
"Dado que la" munición "se mueve a la velocidad de la luz, de hecho, si colocas el rayo en el objetivo, aunque sea momentáneamente, golpeas el dron … incluso si cruza tu línea de visión a una velocidad terrible, simplemente apunta el láser a la plataforma enemiga y el objetivo es tuyo ".
Independientemente de la amenaza
Craig Robin, jefe de la Oficina de Proyectos de Energía Dirigida del Ejército de EE. UU., Está de acuerdo y agrega que los sistemas de armas láser también son insensibles a las amenazas.
"La mayoría de los materiales no aguantan altas temperaturas, si enfocas el láser en una mina o un dron, tu impacto será fatal".
Todo esto, por supuesto, proporciona ventajas desde un punto de vista financiero, pero al mismo tiempo, los sistemas láser pueden reducir la cantidad de material y suministro técnico para los militares.
“En cuanto a los medios cinéticos, tienes que fabricar cohetes, tienes que mantener los cohetes, tienes que descartarlos. Esto claramente no se aplica a los sistemas de armas con suministro de energía, es decir, reducen significativamente la carga logística.
La oficina de Robin es parte de la Oficina de Tecnologías Críticas y Capacidades Rápidas del Ejército (RCCTO). Bajo el liderazgo de Thurgood, la organización está trabajando para incorporar nuevas tecnologías en desarrollos experimentales que puedan llegar a los soldados. La energía dirigida es el foco principal de esta actividad.
En el trabajo en el láser M-SHORAD, se utilizaron los desarrollos del anterior proyecto MHHEL (Multi-Mission High-Energy Laser), que también preveía la instalación de un láser de 50 kW en la máquina Stryker y la producción de un prototipo. en 2021. Sin embargo, RCCTO decidió ampliar el alcance del proyecto, por lo que actualmente se planea implementar cuatro láseres. Trabajando en conjunto con el contratista principal Kord Technologies, Raytheon y Northrop Grumman están compitiendo en este proyecto con sus prototipos M-SHORAD.
RCCTO participa en otros proyectos energéticos dirigidos. El énfasis principal está en la protección contra el fuego indirecto, que será proporcionada por el sistema de armas instalado en el vehículo Stryker. Conocido como la capacidad de protección contra incendios indirecta: láser de alta energía, este proyecto es un desarrollo adicional del programa de demostración de vehículos tácticos láser de alta energía para pasar de un sistema de 100 kW a un láser de 300 kW y entregarlo a las tropas para 2024.
El ejército instaló previamente un láser de 10 kW en la máquina Stryker como parte del proyecto MEHEL (Láser Experimental Móvil de Alta Energía), que formó la base para el trabajo en el M-SHORAD.
La decisión de aumentar el poder de las armas se basó en el exitoso proceso de desarrollo. Como explicó Robin, "en términos de madurez tecnológica, la inversión de la industria ha ayudado a acelerar todo el proceso y lograr buenos resultados".
Fibra óptica
Scott Schnorrenberg de Kord Technologies dijo que ha habido un cambio de láseres de estado sólido a dispositivos de fibra combinados espectralmente, "que son significativamente más eficientes y tienen un tamaño reducido". Añadió que los avances obvios en baterías de alta capacidad, generación de energía y sistemas de gestión térmica juegan un papel importante, permitiendo la instalación de sistemas láser muy potentes en vehículos de combate relativamente pequeños.
Actualmente, Kord se centra en el desarrollo de la tecnología en la fase de I + D y su uso en el desarrollo de prototipos y productos de producción posteriores. Schnorrenberg también señaló las ventajas logísticas de los láseres, y señaló que "también están equipados con sensores potentes para proporcionar capacidades adicionales de recopilación de información y selección de objetivos en el campo de batalla". Él cree que después del despliegue de sistemas para el proyecto M-SHORAD y otros programas, el alcance de los láseres debería expandirse en los próximos años.
“Ves que los láseres están evolucionando rápidamente, expandiéndose a otras plataformas y ampliando la gama de misiones que pueden realizar, como eliminación de artefactos explosivos, contramedidas contra activos de reconocimiento, objetivos de precisión, energía radiante concentrada y transmisión de datos de alta velocidad. La creciente gama de objetivos potenciales contribuirá sin duda a un aumento en la gama de plataformas básicas en las que se instalarán los sistemas láser.
Evan Hunt, jefe de láseres de alta potencia en Raytheon, también señaló la posibilidad de seguimiento de objetivos con sistemas láser.
“Con solo presionar un botón después de identificar un dron como una amenaza, puedes derribarlo instantáneamente, y será un proceso de corta duración en el que el dron comenzará a caer al mismo tiempo que se presiona el botón. Esta es una forma revolucionaria de alcanzar objetivos en comparación con la munición tradicional, que bien puede fallar y volar en pedazos en diferentes direcciones.
"Estamos hablando de un nuevo tipo de tecnología que permite detectar, rastrear, identificar y atacar objetivos de manera bastante independiente de una manera que se puede usar potencialmente incluso en una proximidad relativamente cercana a áreas industriales o residenciales sin causar una gran destrucción".
Derribar drones
Junto con la participación en el proyecto M-SHORAD, Raytheon presta especial atención al desarrollo de armas láser para combatir drones de pequeño tamaño, en particular, en su concepto de un "buggy láser para dunas", un láser potente en combinación con un avistamiento multiespectral. sistema de diseño propio, instalado en un vehículo todoterreno Polaris MRZR.
El sistema se está fabricando para la Fuerza Aérea de EE. UU. Y está prevista la entrega de tres plataformas para 2020. A fines del mismo año, estas tres unidades móviles se desplegarán en el extranjero para la evaluación operativa.
Raytheon derribó más de 100 drones desde su buggy durante numerosos espectáculos militares y de la fuerza aérea. La Fuerza Aérea podría usar el sistema para una serie de tareas, por ejemplo, el automóvil podría estacionarse al final de la pista para atascar o destruir vehículos aéreos no tripulados no deseados que ingresen al espacio aéreo. Hunt señaló:
“Los láseres realmente han demostrado ser el medio más preciso y eficaz para golpear directamente a los drones. La "combinación mágica" de características te permite desactivar silenciosa y discretamente varios drones a la vez de una manera muy precisa y económica, por lo que no son tan destructivos como las armas cinéticas ".
Antes de que las armas láser entren en servicio en cantidades significativas, es necesario resolver una serie de tareas urgentes. Robin señaló que el láser en sí es uno de los tres elementos importantes de la instalación del arma, junto con un controlador de haz que dirige con precisión el haz hacia la amenaza y lo acompaña, y un subsistema para generar y administrar energía. Este último subsistema debe ser lo suficientemente compacto para su instalación en vehículos, aunque en este caso se pueden aprovechar los desarrollos del sector de la automoción, en particular el desarrollo de sistemas de baterías, que contribuyeron al rápido desarrollo de los vehículos eléctricos. “Desea conducir su automóvil eléctrico a la misma velocidad durante un período de tiempo prolongado, que es muy similar a cómo desea que funcione un láser”, continuó Hunt. "Los requisitos para esta tecnología y los láseres son similares y se superponen aquí".
Según James, la reducción del tamaño de los sistemas de suministro de energía es el factor limitante. Espera que el Ejército de los EE. UU. Y sus socios enfrenten los desafíos de colocar dicho equipo en el Stryker. Además, señaló que no todos los objetivos en el sistema M-SHORAD son iguales y hay dudas sobre qué nivel de daño se requerirá para los diferentes tipos de plataformas.
“Si estos son solo drones que estás cazando, entonces se reduce el rango de objetivos en ese sentido, disminuye el rango de materiales con los que están hechos. Si es un dron muy grande, entonces podría valer la pena usar un misil tierra-aire.
Por otro lado, según James, el alcance es el factor más importante a considerar: cuanta más distancia desee causar daño, más potencia se necesita. Notó que la atmósfera está llena de varias partículas que dispersan la luz, es decir, nunca habrá una transmisión de luz al cien por cien. A una distancia de un kilómetro, la atmósfera puede ser un 85% permeable, es decir, el 15% de la luz no llegará al objetivo. A una distancia de más de 5 km, las pérdidas pueden ser del 50%, "es decir, la mitad de los fotones simplemente se pierden, el rayo láser pierde su fuerza y no llega al objetivo".
Aprender a luchar
"El principal desafío para los usuarios militares será la capacitación para lidiar con un conjunto de objetivos en expansión", dijo Chris Frye, director de defensa aérea cercana en Northrop Grumman, aunque señaló que se están alejando de las demostraciones de tecnología experimental y avanzando hacia la explotación real. por un soldado. "Permitirá adoptar, adaptar y mejorar la tecnología". Además del proyecto M-SHORAD, Northrop Grumman ha trabajado con el Ejército de los EE. UU. En varios otros programas de energía dirigida, así como con la Oficina de I + D de la Marina, DARPA, el Laboratorio de la Fuerza Aérea y otros clientes.
“La atención se centra en la construcción de sistemas base complejos”, agregó Fry. “No se trata solo del láser, sino de todo el sistema: radar, sistema de comando y control, red, plataforma, generación y control de energía. La máxima eficiencia de todos estos componentes y cómo funcionan juntos es importante para maximizar el potencial del sistema.
Northrop Grumman dijo que aunque el peso, el tamaño y el consumo de energía de los sistemas se han reducido significativamente durante la última década, esperan acelerar este proceso en los próximos años. Además, la capacidad de los sistemas láser para rastrear amenazas y "mantener los fotones en el objetivo durante el tiempo que sea necesario para proporcionar el efecto deseado" ha aumentado significativamente.
Creación
Schnorrenberg dijo que el mayor desafío en este momento son las limitaciones de producción. Debido al número limitado de sistemas láser desarrollados hasta la fecha, la base de producción no está desarrollada, es decir, los componentes más importantes aún deben finalizarse para escenarios de producción de alto volumen.
"El gobierno de Estados Unidos está invirtiendo en instalaciones de fabricación para abordar este problema", agregó. "En última instancia, la industria proporcionará los mecanismos ejecutivos para desarrollar esta base".
Esto es clave para el establecimiento de objetivos del Ejército de los EE. UU. Para el programa M-SHORAD. El anuncio del contrato señaló que la selección de Northrop Grumman y Raytheon "promoverá la competencia y estimulará la base industrial para los sistemas de energía dirigida".
James espera que el láser evolucione como arma de guerra a su manera en los próximos años. Aunque duda de que los láseres funcionen como sistemas completamente separados, cree que sin duda se convertirán en una adición significativa a otras armas. Es poco probable que los sistemas de defensa aérea, por ejemplo, consistan únicamente en láseres, pero pasarán a formar parte de un sistema más amplio que incluirá misiles. Además, para combatir objetivos a distancias ultracortas, lo más probable es que los militares quieran dejar un soldado separado.
"Quizás los láseres siempre serán parte del sistema central".
“Para que los láseres sean realmente efectivos y más útiles para el ejército de Estados Unidos, su costo debe reducirse”, dijo Robin. Sin embargo, cualquier tecnología que surja de un nicho de mercado desempeñará un papel más destacado con el tiempo.
"A medida que aumente el número de prototipos y pruebas de demostración, no solo en el ejército, sino también en otros tipos de fuerzas armadas, pronto seremos testigos de una expansión de este mercado y una disminución en el costo de los sistemas de armas láser".
