Tot voor kort was de rol van de laser grotendeels beperkt tot het leveren van bereik- en verlichtingsgegevens, het markeren en markeren van doelen voor semi-actieve homing, of koerscorrectie van straalgeleide raketten. Bovendien worden lasers met succes gebruikt als verblindingsapparatuur, in een aantal toepassingen met zekeringen op afstand, evenals in systemen voor gecontroleerde tegenmaatregelen van infraroodwapens tegen infraroodgeleide raketten.
Bescherming tegen lasers kan worden geboden door sensoren die de bron kunnen detecteren, identificeren en bepalen, middelen die waarneming belemmeren, waardoor het verzamelen van informatie wordt voorkomen, en tot slot filters die schade aan optische systemen, waaronder het menselijk oog, voorkomen. Momenteel staan krachtige lasersystemen of hoogenergetische lasers (Engels, HEL - High Energy Laser), die doelen zoals kleine drones en projectielen kunnen vernietigen en grotere systemen kunnen beschadigen, op het punt van massale operationele inzet, en ontwikkelaars en planningsstructuren is het nu al de moeite waard om goed na te denken over hoe deze tegen te gaan.
Ongetwijfeld implementeren de Verenigde Staten de meeste laserprogramma's, maar Rusland, China, Duitsland, Israël en het VK werken ook aan vergelijkbare systemen, en volgens de Congressional Intelligence Service is het onwaarschijnlijk dat de Verenigde Staten hier een duidelijk voordeel hebben.
Mariene systemen
In de vroege stadia zal het meeste operationele gebruik van lasers aan boord van oorlogsschepen waarschijnlijk worden beperkt tot de strijd tegen drones, onbemande boten en snelle gevechtsboten, waarvoor systemen met een relatief laag vermogen nodig zijn. Het neerschieten van anti-scheepsraketten en zelfs vliegtuigen vereist krachtigere wapens van de 150 kW-klasse.
De Amerikaanse marine, de meest enthousiaste voorstander van deze technologie, financiert verschillende laserwapensystemen in het kader van één groot SNLWS-programma (Surface Navy Laser Weapon System). In maart 2018 kreeg Lockheed Martin een contract toegewezen voor het eerste systeem, of fase één. Onder dit contract van $ 150 miljoen zal het twee High Energy Laser en Integrated Optical-dazzler with Surveillance (HELIOS) lasers ontwerpen, produceren en leveren, één voor installatie op een Arleigh Burke-klasse destroyer en één voor testen aan de kust. Het contract omvat ook een optie voor nog eens 14 HELIOS-systemen. Na succesvolle afronding van de proeven zullen deze opties de contractwaarde verhogen tot ongeveer $ 943 miljoen.
"Het HELIOS-programma is het eerste in zijn soort dat laserwapens, langeafstandsverkenning en bewaking en anti-dronecapaciteiten integreert om het situationeel bewustzijn en de gelaagde verdedigingsopties die beschikbaar zijn voor de Amerikaanse marine drastisch te vergroten", zei een woordvoerder van het Office of Wapensystemen en sensoren.
Het HELIOS-programma omvat een 60 kW glasvezellaser om UAV's en kleine boten te bestrijden, een langeafstandsverkennings- en bewakingssensorsysteem geïntegreerd met het Aegis-gevechtscontrolesysteem van het schip, en een low-power verblindende laser om de bewakingssystemen van vijandelijke drones te verstoren. De hoofdlaser heeft naar verluidt een groeipotentieel tot 150 kW.
Als onderdeel van de eerste fase zal Lockheed Martin twee HELIOS-systemen leveren voor testen in 2020, één voor installatie op een Arleigh Burke-klasse destroyer en één voor landtests bij White Sands.
Oogverblindende ODIN
Het tweede systeem is een low-power laserinstallatie ODIN (Optical Dazzling Interdictor, Navy - optische verblindingsinrichting voor de marine), ontworpen om UAV-sensoren te verblinden en uit te schakelen. Volgens de Amerikaanse marine omvatten de belangrijkste componenten van het ODIN-systeem een straalrichtapparaat, dat op zijn beurt een telescopisch subsysteem en spiegels met lage respons omvat, twee laserzenders en een set sensoren voor grof en nauwkeurig richten en, zoals in HELIOS, voor verkenning en observatie.
Het derde systeem, bekend als SSL-TM (Solid-State Laser-Technology Maturation), is een krachtigere ontwikkeling van het Laser Weapon System (LaWS)-programma, volgens hetwelk een 30 kW-laser werd geïnstalleerd voor evaluatie op het landingsschip San Antiono. In 2015 werd Northrop Grumman geselecteerd als onderdeel van het SSL-TM-programma om een wapen van 150 kW te ontwikkelen dat in 2019 op een schip van de San Antonio-klasse zal worden geïnstalleerd.
De huidige plannen omvatten de ontwikkeling van technologie ter ondersteuning van de tweede fase van SNLWS en de verdere ontwikkeling van het HELIOS-subprogramma. Ook de derde fase van het SNLWS-project is gepland, waarbij de kracht van de laserwapens verder wordt vergroot.
Een vierde systeem, genaamd RHEL (Ruggedised High Energy Laser), is ook in voorbereiding. Het initiële vermogen is ook 150 kW, maar het zal een andere architectuur implementeren die in de toekomst meer vermogen aankan. De Amerikaanse marine is van plan in 2019 ongeveer $ 300 miljoen uit te geven aan deze wapensystemen.
Experimentele voertuigsystemen
Het prototype van de draagbare grondlaser van Lockheed Martin Athena heeft zijn vermogen bewezen om kleine drones neer te schieten. Het bedrijf publiceerde een video waarin de laser vijf drones achter elkaar neerschiet, telkens gericht op de verticale staart van de voertuigen.
Bij het vastleggen van een UAV of een kleine boot, zorgt de operator er visueel voor dat het object vijandig is en selecteert met behulp van een nauwkeurige infraroodsensor het richtpunt. Volgens het bedrijf werkt het Athena-systeem voor snel bewegende doelen, bijvoorbeeld raketten en mijnen, zelfstandig zonder een operator in de regelkring. Hoewel Athena nog een prototype is, beweert het bedrijf dat de geharde versie geschikt zal zijn voor gevechtsgebruik.
Het systeem maakt gebruik van een 30 kW ALADIN (Accelerated Laser Demonstration Initiative) fiberlaser ontwikkeld door Lockheed Martin. In het ALADIN-systeem werken verschillende lasermodules samen, deze configuratie maakt het relatief eenvoudig om de kracht van het wapen naar hogere waarden te schalen.
Een ander systeem, dit keer ontwikkeld voor het Amerikaanse leger, presteerde goed tijdens de oefening Maneuver Fires Integrated Experiments (MFIX) die begin 2018 werd gehouden. Dit wapensysteem kreeg de aanduiding MEHEL (Mobile Experimental High Energy Laser). Het is een 5 kW Boeing-lasersysteem geïnstalleerd op een Stryker 8x8 gepantserd voertuig. Het MEHEL-systeem heeft zijn vermogen bewezen om kleine helikopters en drones van het vliegtuigtype boven en onder de horizon neer te schieten tijdens de MFIX-oefening, en om gronddoelen met succes aan te vallen.
Het MEHEL-laserwapensysteem van het Amerikaanse leger is ontworpen om op een gevechtsplatform te worden gemonteerd. Het maakt gebruik van een commerciële fiberlaser met het potentieel om 10 kW aan vermogen te genereren. Het wordt geleid met behulp van bundelcontrolesystemen, bestaande uit een telescopisch optisch systeem met een opening van 10 cm en een gestabiliseerd uiterst nauwkeurig geleidings- en volgsysteem. Doelacquisitie en -tracking wordt verzorgd door infraroodcamera's met brede en smalle gezichtsvelden en een Ku-bandradar.
In augustus 2014 begonnen Raytheon en het US Marine Corps (ILC) met het testen van het HEL-systeem voor installatie op kleine tactische voertuigen van het korps om laagvliegende drones en soortgelijke doelen te bestrijden als onderdeel van het Directed Energy On-the-Move Future Naval Capabilities-programma. In 2010 slaagde een prototype van het systeem in demonstratietests erin om vier drones neer te schieten.
Volgens Raytheon is de belangrijkste technologie in zo'n compact wapen een vlakke golfgeleider (PWG). "Met behulp van een enkele PWG, die qua grootte en vorm vergelijkbaar is met een liniaal van 50 cm, genereren hoogenergetische lasers voldoende kracht om kleine vliegtuigen effectief aan te vallen."
Op korte termijn is het mogelijk om een dergelijk platform in te zetten in de vorm van een kansrijk grondgebonden luchtverdedigingssysteem GBADS FWS (Ground Based Air Defense, Future Weapon System), dat door het ILC wordt ontwikkeld. De radargeleide laser die op het JLTV-pantservoertuig (Joint Light Tactical Vehicle) is gemonteerd, kan het elektronische oorlogsvoeringsysteem en Stinger-raketten aanvullen.
Het Duitse bedrijf Rheinmetall heeft veel werk verzet aan de ontwikkeling van een aantal laserwapensystemen en operationele concepten voor grondgebonden luchtverdediging, langzame en laagvliegende doelen, het onderscheppen van ongeleide raketten, artilleriegranaten en mijnen, het neutraliseren van explosieven en schaalbare niet-dodelijke effecten op een aantal dreigingen vanuit operationeel bereik met lasers met een vermogen van 10, 20, 20 en 50 kW die voor demonstratiedoeleinden zijn geïnstalleerd op voertuigen, waaronder gepantserde voertuigen op rupsbanden en wielen en een vrachtwagen.
Het bedrijf heeft veel energie gestoken in de integratie van lasers in zijn bekende luchtverdedigingssystemen, maar benadrukt dat ze, in ieder geval op korte en middellange termijn, eerder een aanvulling zullen zijn op wapens en raketten dan ze te vervangen. Een van de belangrijkste ontwikkelingen bij Rheinmetall is de uitlijning van de straal. Deze technologie maakt het mogelijk om de energie van meerdere lasers op één doel te concentreren, waardoor het hele systeem zich kan concentreren op de meest bedreigende mortier-, raket-, kruisraket- of aanvalsvliegtuigen en vervolgens naar het volgende doel gaat; deze mogelijkheden werden in 2013 aan het publiek gedemonstreerd. In de komende tien jaar kan een volledig werkend HEL-systeem worden ontwikkeld.
Israël investeert ook zwaar in deze technologie. Rafael Advanced Defense Systems heeft een prototype HEL ontwikkeld, de Iron Beam genaamd, die een 10 kW fiberlaser gebruikt maar kan worden uitgebreid tot "honderden kW" om UAV's en korteafstandsraketten en mijnen te bestrijden. Volgens het bedrijf bestaat het Iron Beam-systeem uit twee laserinstallaties op twee verschillende vrachtwagens om één raket te onderscheppen, en er wordt opgemerkt dat meerdere stralen kunnen worden gebruikt op grotere doelen. Het bericht geeft aan dat het systeem mogelijk in 2020 klaar is.
Het kleinere Drone Dome-systeem is ontworpen om kleine drones te detecteren en uit te schakelen door middel van RF-storing; het kan ook een 5 kW-laser bevatten die vergelijkbare doelen kan neerschieten op een afstand van maximaal 2 km.
Chinese en Russische lasers
China ontwikkelt actief mobiele systemen op vrachtwagens en tactische platforms. Chinese bedrijven, waaronder Poly Technologies met hun Silent Hunter en Guorong-I, staan te popelen om ze op beurzen te laten zien en testvideo's op het netwerk te plaatsen. Er werd bijvoorbeeld een video getoond waarin het Guorong-I-systeem een testplaat verbrandt die wordt gedragen door een kleine quadcopter, mogelijk van de DJI Phantom-lijn, en vervolgens die drone zelf neerhaalt.
Er wordt aangenomen dat China ook werkt aan grotere scheepssystemen, mogelijk geïnstalleerd op de nieuwe cruiser Tour 055.
Het Russische leger zegt al laserwapens in dienst te hebben. Yuri Borisov, momenteel vice-premier van de Russische Federatie, verklaarde al in 2016 dat dit geen experimentele modellen waren, maar militaire wapens.
Aangenomen wordt dat Rusland een aantal lasersystemen en andere gerichte energiewapens ontwikkelt, lasersystemen voor de verdediging tegen vliegtuigen. Volgens rapporten is het de bedoeling om een laser met een hoger vermogen te installeren op gevechtsvliegtuigen van de zesde generatie, die volgens experts pas in de jaren 2030 in gebruik zullen worden genomen.
Luchttoepassingen
Hoewel schepen door hun aard de eerste mobiele platforms werden voor de installatie van krachtige laserwapens, omdat ze een grote massa konden opnemen en de vereiste hoeveelheid elektriciteit konden leveren, was het proces van praktische penetratie van lasersystemen op het gebied van tactische luchtvaart is nu begonnen.
In de zomer van 2017 werden de eerste tests uitgevoerd van een volledig geïntegreerde high-energy laser, waarbij een gronddoel door een Apache-helikopter werd verbrand door een door Raytheon ontworpen eenheid. In een reeks testkapingen uitgevoerd door Raytheon en het Amerikaanse leger in samenwerking met het White Sands Special Operations Command, heeft de helikopter naar verluidt doelen van verschillende hoogten geraakt met verschillende snelheden, in verschillende vluchtmodi en op een hellend bereik van 1,4 km.
Om doelinformatie te verstrekken, het situationeel bewustzijn en de straalcontrole te verbeteren, heeft Raytheon een versie van zijn opto-elektronische station MTS (Multispectral Targeting System) aangepast.
Een belangrijk onderdeel van de tests was om te bepalen hoe goed de technologie bestand is tegen invloeden van buitenaf, waaronder trillingen, jets en stof van de hoofdrotor, om hiermee rekening te houden bij het ontwikkelen van geavanceerde wapens.
Straallasers
De Amerikaanse luchtmacht onderzoekt de mogelijkheid om HEL-technologie te gebruiken om tactische vliegtuigen te beschermen tegen lucht-lucht- of grond-luchtraketten als onderdeel van het Shield-programma (Self-protect High Energy Laser Demonstrator), in verband waarmee in In november 2017 heeft het US Air Force Research Laboratory Lockheed Martin een contract gegund voor een containersysteem dat tegen 2021 op een straaljager moet worden getest. Een van de ontwerpdoelen is om in een beperkte beschikbare ruimte een multi-kilowatt fiberlaser te assembleren. Het werk is gericht op drie subsystemen. De eerste kreeg de aanduiding STRAFE (SHiELD Turret Research in Aero Effects) en is een straalstuursysteem; het tweede subsysteem LPRD (Laser Pod Research & Development) is een container die de laser-, stroomvoorziening- en koelsystemen zal huisvesten; en de derde is de LANCE (Laser Advancements for Next-generation Compact Environments) laserinstallatie zelf.
Brits Drakenvuur
Als alles volgens plan verloopt, zullen in 2019 de eerste tests worden uitgevoerd met de Dragonfre, een HEL-prototype ontwikkeld voor de Britse regering door een consortium onder leiding van MBDA dat Oinetiq, Leonardo-Finmeccanica en verschillende Britse bedrijven omvat, waaronder GKN, Arke, BAE Systems. en Marshall AOG. De geplande demonstratie moet een volledige cyclus van tests omvatten op land- en zeegebieden, van doelwitverwerving tot vernietiging.
Het wapensysteem zal gebaseerd zijn op een schaalbare fiberlaserarchitectuur met coherente bundeltechnologie en een bijbehorend fasecontrolesysteem. Volgens het bedrijf QinetiQ kunt u met deze technologie een bron van zeer nauwkeurige laserstraling creëren die op een bewegend doel kan worden gericht en er ondanks atmosferische turbulentie een hoge energiedichtheid op genereert, waardoor de slagtijd kan worden verkort en de bereik. Dankzij de schaalbare architectuur van Dragonfre kan het aantal laserkanalen worden vergroot, zodat de resulterende varianten kunnen worden aangepast aan een grote verscheidenheid aan circuits en kunnen worden geïntegreerd in een verscheidenheid aan zee-, land- en luchtplatforms.
Lichttechnologie bescherming
Lasers als wapens hebben positieve en negatieve kanten. De straal reist met de snelheid van het licht, dus er zijn geen significante vliegtijdcomplicaties die het richtproces negatief beïnvloeden. Als het volgsubsysteem van het wapencomplex op het doel kan worden gehouden, kan het de laserstraal erop richten en het gedurende de vereiste tijd vasthouden. Het is erg belangrijk om de straal op het doel te houden, omdat in veel gevallen het systeem enige tijd nodig heeft om het doel op te warmen en het gewenste effect uit te oefenen. In dit geval krijgt het doelwit de kans om de aanval te "voelen" en passende tegenmaatregelen te nemen. Problemen worden ook veroorzaakt door de atmosfeer zelf, aangezien verschijnselen die de doorgang van de straal belemmeren, waaronder waterdamp, neerslag, stof, evenals de lucht zelf (bijvoorbeeld een fenomeen als waas), verschillende absorberende en brekende effecten hebben bij verschillende golflengten, wat een negatief effect heeft op het effectieve bereik van de laser en zijn vermogen om energie op het doel te concentreren.
Natuurlijk zoekt het Amerikaanse leger naar manieren om zijn bezittingen te beschermen tegen lasers en andere gerichte energiewapens. Het Naval Research Directorate implementeert een groot programma om gerichte energiewapens tegen te gaan. Het onderzoekt mogelijke op technologie gebaseerde tegenmaatregelen die mogelijk beschikbaar komen om dergelijke bedreigingen tussen 2020 en 2025 te bestrijden, waaronder materialen en verschillende soorten sluiers.
Beschermende materialen kunnen bijvoorbeeld reflecterende en ablatieve of destructieve coatings omvatten. Afbreekbare coatings, meestal op basis van polymeren en metalen, worden doorgaans gebruikt in vaste stuwstoffen in de ruimte en terugkeervoertuigen. Gordijnen of obstakels gebruiken meestal water of rook om de laserstraal te verstrooien en de hoeveelheid energie die het doel bereikt te verminderen.
Andere tegenmaatregelen beginnen te verschijnen, die, volgens het principe van actieve storing, de werking van het lasersysteem verstoren en voorkomen dat het de straal op het doel houdt, bijvoorbeeld het gebruik van lasers aan boord van het beschermde platform. Deze richting werd volgens sommige informatie afgehandeld door Adsys Controls. Het bedrijf beschrijft momenteel zijn Helios-systeem echter als een "passief gericht energiewapensysteem", maar zonder expliciet lasers te noemen. Volgens Adsys. Helios, een sensorkit die op grote drones is geïnstalleerd, biedt een volledige analyse van de inkomende straal, inclusief de locatie en intensiteit. "Met deze informatie blokkeert het passief de vijand en beschermt het voertuig en zijn lading."
Informatie over de middelen om laserwapens tegen te gaan wordt zorgvuldig bewaakt, maar één ding is duidelijk: een nieuwe technologische strijd van invloeds- en tegenmaatregelen is begonnen.