Przemysł Zbrojeniowy

Atmosferyczne soczewki do obserwacji i obrony przed bronią laserową?

Laser Developed Atmospheric Lens. Fot. BAE Systems
Laser Developed Atmospheric Lens. Fot. BAE Systems

Polepszenie zdolności obserwacji w sposób pasywny na bardzo dużych odległościach jest obecnie tematem programów badawczych w wielu krajach. Również koncern BAE Systems pracuje nad takim rozwiązaniem, którego budowa opiera się na wykorzystaniu lasera z soczewkami atmosferycznymi. Ma on służyć do zwiększania zasięgu własnych systemów obserwacji, bądź też do obrony przed bronią laserową potencjalnego przeciwnika. 

Jednym z obszarów z punktu militarnego wykorzystania, podlegającym intensywnym programom badań, jest ten związany z wykrywaniem, rozpoznaniem i identyfikacją. Już od dłuższego czasu wiadomo, że wcześniejsze wykrycie i namierzenie potencjalnego celu daje dużą przewagę na polu walki, a przy tym może przyczynić się do zmniejszenia z czasem trudnych do spełnienia wymagań związanych z zastosowaniem innych ważnych obecnie obszarów, jak np. zapewnienia skutecznej osłony czy to w sposób pasywny, czy aktywny.

Tym razem naukowcy poszli jeszcze dalej, ponieważ soczewka badana przez BAE Systems, oprócz zwiększenia zdolności w obszarze zdolności obserwacyjnych, może jednocześnie być elementem ochrony własnych systemów uzbrojenia przed namierzaniem lub atakiem z wykorzystaniem broni laserowej.

Koncepcja lasera z soczewkami atmosferycznymi (LDAL) opiera się na zasadzie zmiany przez laser wycinka atmosfery ziemskiej w konstrukcję podobną do soczewki. W jej obszarze następuje wzmocnienie lub zmiana propagacji fal elektromagnetycznych w sposób podobny do rozprowadzania sygnałów świetlnych czy radiowych.

W LDAL wykorzystuje się dwa zjawiska fizyczne występujące w środowisku naturalnym, a mianowicie właściwości odblaskowe jonosfery i tzw. pustynne miraże.

Od jonosfery mogą być odbite fale radiowe, co powoduje, że np. można dostroić odbiorniki do stacji radiowych, które znajdują się w odległości wielu tysięcy kilometrów. Odbite sygnały pokonują bardzo duże dystanse w powietrzu. Pustynne miraże stwarzają iluzję np. odległego jeziora na gorącej pustyni dlatego, że światło jest załamane przez gorące powietrze w pobliżu powierzchni ziemi i dociera do obserwatora pozornie z innego kierunku.

W LDAL wykorzystuje się symulacje tych zjawisk z wykorzystaniem lasera impulsowego dużej mocy w oparciu o zjawisko fizyczne zwane „zjawiskiem Kerra”. Polega ono na tymczasowej jonizacji czy ogrzaniu wyselekcjonowanego obszaru atmosfery w zadany sposób. Silne pole elektromagnetyczne tworzone przez LDAL powoduje zmianę właściwości optycznych wyselekcjonowanego obszaru atmosfery. Efektem tego jest skupienie impulsu laserowego w tym obszarze, powodując jonizację atmosfery (tworzenie plazmy) lub ogrzanie powietrza.

Sygnały elektromagnetyczne to m.in. światło, podczerwień czy fale radiowe. Sygnały te mają powszechne zastosowanie w wielu systemach uzbrojenia. Jeśli mogą one być sterowane przez ośrodek, przez który przechodzą, to daje to wiele nowych korzyści w zastosowaniach militarnych.

Stworzenie soczewek refrakcyjnych poprzez czasowe podgrzanie ośrodka propagacji zwiększa zasięg działania systemów obserwacyjnych z jednoczesnym odbiorem lepszego obrazu potencjalnego obiektu obserwacji. Przy czujnikach działających na znacznie dłuższych falach, w tym falach radiowych, struktura „odblaskowa” lub działająca jak lustro byłaby utworzona przez wiele małych obszarów zjonizowanej atmosfery, wytworzonych przez LDAL.

W wypadku wykrycia obserwacji i użycia np. broni laserowej LDAL, tworząc zjonizowany obszar lub plazmę, zakłóca wiązkę laserową przeciwnika, niszcząc ją przed dotarciem do własnego systemu.

Lasery impulsowe dużej mocy, w przeciwieństwie do bardziej rozpowszechnionych laserów o stałym natężeniu, emitują małe ilości energii w krótkim impulsie. Impuls ten ma niezwykle krótki czas działania, a więc jest tu istotna jego rzeczywista moc (ma doprowadzić do pożądanych tymczasowych zmian w atmosferze). Zwykłe lasery impulsowe nie mają dużej mocy (ważne tu jest, ile impulsów zostanie wyemitowanych podczas zadanego czasu i jak długo taki impuls ma trwać). Wobec powyższego koncepcja LDAL cechuje się również mniejszym zapotrzebowaniem na zasilanie energią elektryczną czy chłodzenie.

Wykorzystanie znanych zjawisk fizycznych w połączeniu z najnowocześniejszymi rozwiązaniami z zakresu technologii, elektroniki i wysoko energetycznych źródeł energii może przyczynić się do rewolucyjnych zmian na przyszłym polu walki. Nowe technologie pozwalają odkrywać kolejne nieznane obszary nauki, przyczyniając się do ich adaptacji w zastosowaniach militarnych, ale i cywilnych.

Sam koncern BAE Systems, współpracując z wieloma ośrodkami naukowymi i laboratoriami badawczymi na świecie, przyczynia się do rozwoju innowacyjnych technologii. Ostatnio zaprezentował m.in. futurystyczną koncepcję „hodowli” małych BSP przeznaczonych do wykonywania konkretnych misji wojskowych w laboratoriach w oparciu o zjawiska chemiczne. Drugi projekt zakłada zbudowanie samolotu z wyposażeniem i napędem przystosowującym się do reakcji na konkretne zagrożenie.

Pomimo że część prezentowanego programu jest obecnie pewną futurologią, wydaje się, że czasami nieprzewidywalną w realnym zastosowaniu, to jednak szybki skok technologiczny oraz nowe wymagania wojsk w ciągle zmieniającym się obszarze zastosowań militarnych nakazują szukanie rozwiązań wszędzie tam, gdzie istnieje możliwość uzyskania przewagi nad przeciwnikiem w każdy możliwy do realizacji sposób.

Jeśli jesteś przedstawicielem wybranych instytucji zajmujących się bezpieczeństwem Państwa przysługuje Ci 100% zniżki!
Aby uzyskać zniżkę załóż darmowe konto w serwisie Defence24.pl używając służbowego adresu e-mail. Po jego potwierdzeniu, jeśli przysługuje Tobie zniżka, uzyskasz dostęp do wszystkich treści na platformie bezpłatnie.