Fino a poco tempo fa, il ruolo del laser era in gran parte limitato alla fornitura di dati di portata e illuminazione, alla marcatura e alla marcatura di bersagli per l'homing semi-attivo o alla correzione della rotta dei missili a guida di raggio. Inoltre, i laser sono utilizzati con successo come dispositivi accecanti, in una serie di applicazioni con fusibili remoti, nonché in sistemi per contromisure controllate di armi a infrarossi contro missili guidati a infrarossi.
La protezione dai laser può essere fornita da sensori in grado di rilevare, identificare e determinare la posizione della sorgente, mezzi che ostacolano l'osservazione, impedendo così la raccolta di informazioni, e, infine, filtri che prevengono danni ai sistemi ottici, compreso l'occhio umano. Attualmente, i sistemi laser ad alta potenza o laser ad alta energia (inglese, HEL - High Energy Laser), in grado di distruggere bersagli come piccoli droni e proiettili, e danneggiare sistemi più grandi, sono sull'orlo di un massiccio dispiegamento operativo e sviluppatori e strutture urbanistiche vale già la pena pensare con attenzione a come contrastarle.
Indubbiamente, gli Stati Uniti implementano la maggior parte dei programmi laser, ma anche Russia, Cina, Germania, Israele e Regno Unito stanno lavorando su sistemi simili e, secondo il Congressional Intelligence Service, è improbabile che gli Stati Uniti abbiano un chiaro vantaggio qui.
Sistemi marini
Nelle prime fasi, la maggior parte dell'uso operativo dei laser a bordo delle navi da guerra sarà probabilmente ridotto alla lotta contro droni, barche senza equipaggio e navi da combattimento veloci, che richiederanno sistemi di potenza relativamente bassi. Abbattere missili anti-nave e persino aerei richiederanno armi più potenti della classe da 150 kW.
La US Navy, la più entusiasta sostenitrice di questa tecnologia, sta finanziando diversi sistemi di armi laser nell'ambito di un grande programma SNLWS (Surface Navy Laser Weapon System). Nel marzo 2018, Lockheed Martin si è aggiudicata un contratto per il primo sistema, o fase uno. In base a questo contratto da 150 milioni di dollari, progetterà, produrrà e fornirà due laser ad alta energia e abbaglianti ottici integrati con sorveglianza (HELIOS), uno per l'installazione su un cacciatorpediniere di classe Arleigh Burke e uno per i test a terra. Il contratto include anche un'opzione per ulteriori 14 sistemi HELIOS. Al completamento con successo delle prove, queste opzioni aumenteranno il valore del contratto a circa $ 943 milioni.
"Il programma HELIOS è il primo del suo genere a integrare armi laser, ricognizione e sorveglianza a lungo raggio e capacità anti-drone per aumentare drasticamente la consapevolezza della situazione e le opzioni di difesa a più livelli disponibili per la Marina degli Stati Uniti", ha affermato un portavoce dell'Ufficio di Sistemi d'arma e sensori.
Il programma HELIOS include un laser a fibra ottica da 60 kW per combattere UAV e piccole imbarcazioni, un sistema di sensori di sorveglianza e ricognizione a lungo raggio integrato con il sistema di controllo del combattimento Aegis della nave e un laser accecante a bassa potenza per interrompere i sistemi di sorveglianza dei droni nemici. Secondo quanto riferito, il laser principale ha un potenziale di crescita fino a 150 kW.
Come parte della prima fase, Lockheed Martin consegnerà due sistemi HELIOS per i test entro il 2020, uno per l'installazione su un cacciatorpediniere di classe Arleigh Burke e uno per i test a terra a White Sands.
ODIN. abbagliante
Il secondo sistema è un'installazione laser a bassa potenza ODIN (Optical Dazzling Interdictor, Navy - dispositivo di accecamento ottico per la Marina), progettato per accecare e disabilitare i sensori UAV. Secondo la US Navy, i componenti principali del sistema ODIN includono un dispositivo di puntamento del raggio, che a sua volta include un sottosistema telescopico e specchi a bassa risposta, due emettitori laser e una serie di sensori per il puntamento grossolano e preciso e, come in HELIOS, per la ricognizione e l'osservazione.
Il terzo sistema, noto come SSL-TM (Solid-State Laser-Technology Maturation), è uno sviluppo più potente del programma Laser Weapon System (LaWS), secondo il quale è stato installato un laser da 30 kW per la valutazione presso la nave da sbarco San Antino. Nel 2015, Northrop Grumman è stata selezionata come parte del programma SSL-TM per sviluppare un'arma da 150 kW che sarà installata su una nave di classe San Antonio nel 2019.
I piani attuali includono lo sviluppo della tecnologia per supportare la seconda fase di SNLWS e l'ulteriore sviluppo del sottoprogramma HELIOS. È prevista anche la terza fase del progetto SNLWS, con l'ulteriore aumento della potenza delle armi laser.
È in preparazione anche un quarto sistema, denominato RHEL (Ruggedised High Energy Laser). Anche la potenza iniziale è di 150 kW, ma implementerà un'architettura diversa in grado di gestire più potenza in futuro. La Marina degli Stati Uniti prevede di spendere circa 300 milioni di dollari nel 2019 per questi sistemi d'arma.
Sistemi di veicoli sperimentali
Il prototipo del laser terrestre portatile di Lockheed Martin Athena ha dimostrato la sua capacità di abbattere piccoli droni. La società ha pubblicato un video in cui il laser abbatte cinque droni di fila, mirando ogni volta alla coda verticale dei veicoli.
Durante l'acquisizione di un UAV o di una piccola imbarcazione, l'operatore si assicura visivamente che l'oggetto sia nemico e, utilizzando un accurato sensore a infrarossi, seleziona il punto di mira. Secondo la società, per bersagli in rapido movimento, ad esempio missili e mine, il sistema Athena funziona in modo indipendente senza un operatore nel circuito di controllo. Sebbene Athena sia ancora un prototipo, la società afferma che la versione rinforzata sarà adatta per l'uso in combattimento.
Il sistema utilizza un laser a fibra ALADIN (Accelerated Laser Demonstration Initiative) da 30 kW sviluppato da Lockheed Martin. Nel sistema ALADIN, diversi moduli laser lavorano insieme, questa configurazione rende relativamente facile scalare la potenza dell'arma a valori più alti.
Un altro sistema, questa volta sviluppato per l'esercito degli Stati Uniti, ha funzionato bene nell'esercitazione Maneuver Fires Integrated Experiments (MFIX) tenutasi all'inizio del 2018. Questo sistema d'arma ha ricevuto la designazione MEHEL (Mobile Experimental High Energy Laser). Si tratta di un sistema laser Boeing da 5 kW installato su un veicolo blindato Stryker 8x8. Il sistema MEHEL ha dimostrato la sua capacità di abbattere piccoli elicotteri e droni di tipo aereo sopra e sotto l'orizzonte durante l'esercitazione MFIX, nonché di ingaggiare con successo bersagli a terra.
Il sistema di armi laser MEHEL dell'esercito americano è progettato per essere montato su una piattaforma di combattimento. Utilizza un laser a fibra commerciale con il potenziale per generare 10 kW di potenza. È guidato tramite sistemi di controllo del raggio, costituiti da un sistema ottico telescopico con un'apertura di 10 cm e un sistema di guida e inseguimento stabilizzato ad alta precisione. L'acquisizione e il tracciamento del bersaglio sono forniti da telecamere a infrarossi con campi visivi ampi e stretti e un radar in banda Ku.
Nell'agosto 2014, Raytheon e il Corpo dei Marines degli Stati Uniti (ILC) hanno iniziato a testare il sistema HEL per l'installazione su piccoli veicoli tattici del Corpo per combattere droni a bassa quota e obiettivi simili come parte del programma Directed Energy On-the-Move Future Naval Capabilities. Nel 2010, un prototipo del sistema in test dimostrativi è riuscito ad abbattere quattro droni.
Secondo Raytheon, la tecnologia principale in un'arma così compatta è una guida d'onda planare (PWG). "Utilizzando un singolo PWG, simile per dimensioni e forma a un righello da 50 cm, i laser ad alta energia generano energia sufficiente per ingaggiare efficacemente piccoli velivoli".
A breve termine, è possibile implementare una tale piattaforma sotto forma di un promettente sistema di difesa aerea terrestre GBADS FWS (Ground Based Air Defense, Future Weapon System), che è in fase di sviluppo da parte dell'ILC. Il laser a guida radar montato sul veicolo corazzato JLTV (Joint Light Tactical Vehicle) può integrare il sistema di guerra elettronica e i missili Stinger.
La società tedesca Rheinmetall ha lavorato molto sullo sviluppo di una serie di sistemi di armi laser e concetti operativi per la difesa aerea a terra, bersagli lenti e a bassa quota, intercettazione di missili non guidati, proiettili di artiglieria e mine, neutralizzazione di esplosivi e scalabilità effetti non letali su una serie di minacce da distanze operative con laser con una capacità di 10, 20, 20 e 50 kW installati a scopo dimostrativo su veicoli, compresi veicoli corazzati cingolati e gommati e un camion.
La società si è impegnata molto per integrare i laser nei suoi noti sistemi di difesa aerea, sottolineando al contempo che, almeno a breve e medio termine, saranno piuttosto complementari a pistole e missili piuttosto che sostituirli. Uno degli sviluppi chiave di Rheinmetall è l'allineamento del fascio. Questa tecnologia consente di concentrare l'energia di più laser su un bersaglio, il che consente all'intero sistema di concentrarsi sul mortaio, missile, missile da crociera o aereo d'attacco più minaccioso, per poi passare al bersaglio successivo; queste capacità sono state dimostrate al pubblico nel 2013. Un sistema HEL completamente funzionante può essere sviluppato nei prossimi dieci anni.
Anche Israele sta investendo molto in questa tecnologia. Rafael Advanced Defense Systems ha sviluppato un prototipo HEL chiamato Iron Beam, che utilizza un laser in fibra da 10 kW ma è espandibile a "centinaia di kW" per combattere UAV, missili e mine a corto raggio. Secondo l'azienda, il sistema Iron Beam consiste in due installazioni laser su due diversi camion per intercettare un missile e si nota che più raggi possono essere utilizzati su bersagli più grandi. Il messaggio indica che il sistema potrebbe essere pronto entro il 2020.
Il sistema Drone Dome più piccolo è progettato per rilevare e disabilitare piccoli droni tramite jamming RF; può includere anche un laser da 5 kW in grado di abbattere bersagli simili a distanze fino a 2 km.
Laser cinesi e russi
La Cina sta sviluppando attivamente sistemi mobili su camion e piattaforme tattiche. Le aziende cinesi, tra cui Poly Technologies con il loro Silent Hunter e Guorong-I, sono ansiose di mostrarle alle fiere e pubblicare video di prova sulla rete. Ad esempio, è stato mostrato un video in cui il sistema Guorong-I brucia una piastra di prova trasportata da un piccolo quadricottero, probabilmente della linea DJI Phantom, e quindi abbatte il drone stesso.
Si ritiene che la Cina stia lavorando anche su sistemi navali più grandi, eventualmente installati sul nuovo incrociatore Tour 055.
L'esercito russo afferma di avere già armi laser in servizio. Yuri Borisov, attualmente vice primo ministro della Federazione Russa, ha dichiarato nel 2016 che non si trattava di modelli sperimentali, ma di armi militari.
Si presume che la Russia stia sviluppando una serie di sistemi laser e altre armi a energia diretta, sistemi laser per la difesa contro gli aerei. Secondo i rapporti, si prevede di installare un laser di maggiore potenza su aerei da combattimento di sesta generazione, che, secondo gli esperti, non sarà messo in servizio fino al 2030.
Applicazioni aeree
Sebbene le navi, per loro stessa natura, siano diventate le prime piattaforme mobili per l'installazione di armi laser ad alta potenza, poiché potrebbero prendere una grande massa e fornire la quantità richiesta di elettricità, il processo di penetrazione pratica dei sistemi laser nel campo della l'aviazione tattica è ora iniziata.
Nell'estate del 2017 sono stati effettuati i primi test di un laser ad alta energia completamente integrato, durante i quali un bersaglio a terra è stato incenerito da un elicottero Apache da un'unità progettata da Raytheon. In una serie di test di dirottamento condotti da Raytheon e dall'esercito degli Stati Uniti in collaborazione con il White Sands Special Operations Command, l'elicottero avrebbe colpito bersagli da una varietà di altitudini a diverse velocità, in diverse modalità di volo e a una distanza inclinata di 1,4 km.
Al fine di fornire informazioni sul bersaglio, migliorare la consapevolezza della situazione e il controllo del raggio, Raytheon ha adattato una versione della sua stazione optoelettronica MTS (Multispectral Targeting System).
Una parte importante dei test è stata quella di determinare quanto bene la tecnologia resista alle influenze esterne, tra cui vibrazioni, getti e polvere dal rotore principale, al fine di tenerne conto durante lo sviluppo di armi avanzate.
Laser a getto
L'US Air Force sta esplorando la possibilità di utilizzare la tecnologia HEL per proteggere gli aerei tattici dai missili aria-aria o terra-aria come parte del programma Shield (Self-protect High Energy Laser Demonstrator), in relazione al quale in Nel novembre 2017, l'US Air Force Research Laboratory ha assegnato a Lockheed Martin un contratto per un sistema di container che deve essere testato su un caccia a reazione entro il 2021. Uno degli obiettivi di progettazione è assemblare un laser in fibra multi-kilowatt in uno spazio disponibile limitato. Il lavoro si concentra su tre sottosistemi. Il primo ha ricevuto la designazione STRAFE (SHiELD Turret Research in Aero Effects) ed è un sistema di sterzatura del raggio; il secondo sottosistema LPRD (Laser Pod Research & Development) è un container che ospiterà i sistemi laser, alimentazione e raffreddamento; e il terzo è l'installazione del laser LANCE (Laser Advancements for Next-generation Compact Environments).
Fuoco di drago britannico
Se tutto andrà secondo i piani, il 2019 vedrà le prime prove del Dragonfre, un prototipo HEL sviluppato per il governo del Regno Unito da un consorzio guidato da MBDA che comprende Oinetiq, Leonardo-Finmeccanica e diverse società britanniche tra cui GKN, Arke, BAE Systems. e Marshall AOG. La dimostrazione pianificata dovrebbe includere un ciclo completo di test a terra e in mare, dall'acquisizione del bersaglio alla distruzione.
Il sistema d'arma sarà basato su un'architettura laser in fibra scalabile con tecnologia a raggio coerente e un corrispondente sistema di controllo di fase. Secondo la società QinetiQ, questa tecnologia consente di creare una sorgente di radiazione laser ad alta precisione che può essere diretta su un bersaglio in movimento e generare su di esso un'elevata densità di energia nonostante la turbolenza atmosferica, che consente di ridurre il tempo di impatto e aumentare la gamma. L'architettura scalabile di Dragonfre consente di aumentare il numero di canali laser in modo che le varianti risultanti possano essere personalizzate per gestire un'ampia varietà di circuiti e integrate in una varietà di piattaforme marine, terrestri e aeree.
Protezione dalla tecnologia della luce
I laser come armi hanno lati positivi e negativi. Il raggio viaggia alla velocità della luce, quindi non ci sono complicazioni significative del tempo di volo che influiscano negativamente sul processo di mira. Se il sottosistema di tracciamento del complesso di armi può essere trattenuto sul bersaglio, allora può dirigere il raggio laser su di esso e trattenerlo per il tempo richiesto. Mantenere il raggio sul bersaglio è molto importante, poiché in molti casi il sistema può impiegare del tempo per riscaldare il bersaglio ed esercitare l'effetto desiderato. In questo caso, il bersaglio ha la possibilità di "sentire" l'attacco e utilizzare le contromisure appropriate. I problemi sono creati anche dall'atmosfera stessa, poiché i fenomeni che impediscono il passaggio del raggio, tra cui vapore acqueo, precipitazioni, polvere, nonché l'aria stessa (ad esempio un fenomeno come la foschia), hanno diversi effetti di assorbimento e rifrazione a diverse lunghezze d'onda, influenzando negativamente l'effettiva portata del laser e la sua capacità di concentrare l'energia sul bersaglio.
Naturalmente, le forze armate statunitensi stanno cercando modi per proteggere le proprie risorse dai laser e da altre armi a energia diretta. La Direzione della ricerca navale sta attuando un importante programma per contrastare le armi a energia diretta. Esamina le possibili contromisure basate sulla tecnologia che potrebbero rendersi disponibili per combattere tali minacce tra il 2020 e il 2025, inclusi materiali e vari tipi di veli.
I materiali protettivi, ad esempio, possono includere rivestimenti riflettenti e ablativi o distruttivi. I rivestimenti degradabili, solitamente a base di polimeri e metalli, sono generalmente utilizzati nei propellenti solidi spaziali e nei veicoli di rientro. Tende o ostacoli di solito usano acqua o fumo per disperdere il raggio laser e ridurre la quantità di energia che raggiunge il bersaglio.
Cominciano ad apparire altre contromisure che, secondo il principio del jamming attivo, interrompono il funzionamento del sistema laser e gli impediscono di mantenere il raggio sul bersaglio, ad esempio l'uso di laser a bordo della piattaforma protetta. Questa direzione, secondo alcune informazioni, è stata affrontata da Adsys Controls. Tuttavia, la società attualmente descrive il suo sistema Helios come un "sistema di armi a energia diretta passiva", ma senza menzionare esplicitamente i laser. Secondo Adsys. Helios, un kit di sensori installato su droni di grandi dimensioni, fornisce un'analisi completa del raggio in arrivo, inclusa la sua posizione e intensità. "Con queste informazioni, blocca passivamente il nemico, proteggendo il veicolo e il suo carico utile."
Le informazioni sui mezzi per contrastare le armi laser sono attentamente custodite, ma una cosa è chiara: è iniziata una nuova battaglia tecnologica di mezzi di influenza e contrattazione.
