Onderzoeksdirecteur van de Amerikaanse marine, admiraal Matthew Clander, had het in een van zijn interviews over een vaste-stoflaser en over de aankondiging van admiraal Jonathan Greenert dat een dergelijke laser in 2014 aan boord van een oorlogsschip zal worden geïnstalleerd. “Onze gerichte energie-initiatieven en vooral vastestoflaser zijn wetenschaps- en technologieprogramma's met de hoogste prioriteit, zei Klander. "Het solid-state laserprogramma vormt de ruggengraat van onze toewijding om snel geavanceerde capaciteiten te leveren aan frontliniekrachten."
In de laatste decennia van de 20e eeuw beloofden voorstanders van gerichte energiewapens (DEW's) dat lasers en krachtige energiewapens een revolutie teweeg zouden brengen in de oorlogsvoering. In veel opzichten is deze belofte werkelijkheid geworden in een andere vorm, aangezien duizenden kleine lasers de arsenalen van moderne strijdkrachten hebben gevuld. Deze lasers zijn echter voornamelijk afstandsmeters die de mogelijkheden en effectiviteit van kinetische wapens vergroten, of verblindende apparaten die vijandelijke optica uitschakelen. Recente ontwikkelingen geven echter aan dat de mogelijkheden van de ONE reëler worden
Lasers, phasers, blasters en elektromagnetische kanonnen zijn onderdeel geworden van de canonwapens van sciencefiction, maar de echte problemen met kracht, thermische capaciteit, grootte en "de neiging om gerichte energiewapens tegen medeburgers te gebruiken" zijn moeilijk te implementeren. Tegenwoordig worden ONE-technologieën voornamelijk onderverdeeld in: high-energy lasers HEL (high-energy laser), high-power microgolfwapens HPM (high-power microgolven) en geladen deeltjesbundels. De waarheid is dat we steeds dichter bij de dag komen waarop EEN-systeem gemeengoed zal worden in de gevechtsruimte. Dit artikel geeft een overzicht van verschillende veelbelovende radiofrequentie- en lasersystemen die momenteel beschikbaar zijn en onderzoekt de meest waarschijnlijke trends in de militaire toepassing van GNE-systemen in de komende tien jaar.
Actief insluitingssysteem (SAS)
Het Active Denial System (ADS) is een betaalbaar, ingezet en gevechtsklaar EEN-systeem. SAS, ook wel hittestraal of pijnstraal genoemd, is gemaakt door Raytheon, een wereldleider in de ontwikkeling en het onderzoek van microgolfstraling. Het is een van de eerste niet-dodelijke, gerichte antipersoneelssystemen die in het Amerikaanse leger worden ingezet. SAS is gemaakt als een niet-dodelijk systeem voor het controleren en uitsluiten van mensenmassa's. Het voertuiggemonteerde systeem is getest op een afstand van ongeveer een kilometer. SAS zendt een gerichte straal met een extreem hoge frequentie van 95 GHz naar een persoon of groep mensen en veroorzaakt hevige pijn. Deze energie veroorzaakt een stijging van de oppervlaktetemperatuur van de menselijke huid, na een paar seconden wordt het zo ongemakkelijk dat mensen gedwongen worden het gecontroleerde gebied te verlaten. Er zijn honderden tests uitgevoerd op mensen, waarna de SAS werd gecertificeerd als niet-dodelijk wapen. Dat gezegd hebbende, blijven er twijfels bestaan over de gezondheidseffecten op lange termijn of wat er gebeurt als een persoon gedurende lange tijd is blootgesteld. SAS werd in 2010 uitgezonden naar Afghanistan, maar werd nooit ingezet en werd teruggestuurd door sceptische veldcommandanten. De SAS werd in maart 2012 gedemonstreerd door het Korps Mariniers in Quantico en de mariniers verwelkomden het met enthousiasme. "Je zult het niet horen, je zult het niet ruiken, maar je zult het voelen," zei kolonel Tracy Tafolla, directeur van de gezamenlijke niet-dodelijke wapenafdeling, "en dat geeft ons een aantal voordelen die we kunnen gebruiken."
Mobiele krachtige laserdemonstrator HEL MD (High Energy Laser Mobile Demonstrator)
Medio 2007 werden twee Fase I-contracten getekend met Boeing en Northrop Grumman voor de ontwikkeling van een mobiel lasersysteem op de grond. In 2009 mocht Boeing zijn werk voortzetten en een demonstratiemodel maken dat op het chassis van het HEMTT zware militaire terreinvoertuig werd gemonteerd. Het systeem is in 2011 met verminderde capaciteit getest op de testlocatie van White Sands. Het demonstreerde het vermogen van het systeem om vliegende munitie te vangen, te begeleiden en te vernietigen. Het volgende contract van de US Army Rocket and Space Agency, uitgegeven in oktober 2012, zorgde ervoor dat deze ontwikkelingen konden doorgaan. Dit contract staat bekend als het Fase II High Power Testing-contract; het voorziet in de installatie door Boeing van een 10 kW vastestoflaser in een mobiele demonstratie-installatie van een hoogenergetische laser HEL MD (High Energy Laser Mobile Demonstrator). De volgende optionele stap zou de integratie van een krachtigere laser kunnen zijn, met als doel het risico van het gebruik van krachtige lasers te verminderen. De opgewaardeerde HEL MD-installatie zal tijdens operationele tests het vangen, volgen, beschadigen en vernietigen van doelen uitvoeren.
"Het Boeing HEL MD-programma maakt gebruik van de beste solid-state lasertechnologie om het leger lichtsnelheidscapaciteiten te bieden om zich te verdedigen tegen raketten, artillerie, mortieren en drones, zowel vandaag als in de toekomst", aldus de vice-president en programmadirecteur. gerichte energiesystemen Mike Wrynn. Boeing verwacht dat het systeem in 2018 klaar en klaar voor productie zal zijn, waarbij het laservermogen zal toenemen van 10 kW naar 100 kW.
Experimentele laserinstallatie YAL-1 (voormalig Airborne Laser)
Het Boeing YAL-1 Airborne Laser Testbed, voorheen ABL (Airborne Laser), is een wapensysteem gebaseerd op een chemische zuurstof-jodiumlaser van de megawattklasse, gemonteerd in een aangepast Boeing 747-400F-vliegtuig. Het werd voornamelijk gecreëerd als een raketafweersysteem voor de vernietiging van tactische ballistische raketten tijdens de acceleratiefase. De Amerikaanse Missile Defense Agency (MDA) heeft in augustus 2009 voor het eerst met succes een high-energy laser (HEL) afgevuurd aan boord van een vliegend vliegtuig. In januari 2010 werd tijdens de vlucht de HEL gebruikt om een testraket te onderscheppen in plaats van te vernietigen tijdens de acceleratiefase. In februari 2010 vernietigde het systeem tijdens tests voor de kust van Californië met succes een raket met vloeibare stuwstof in de versnellingsfase van het traject. Zoals vermeld in de MDA, werd minder dan een uur nadat de eerste raket was vernietigd, de tweede raket, maar al vaste brandstof, met succes onderschept (maar niet vernietigd) en voldeden alle testcriteria aan de gespecificeerde. De MDA-verklaring merkte ook op dat ABL acht dagen eerder tijdens de vlucht een identieke raket met vaste stuwstof had vernietigd. Voor het eerst tijdens het testen vernietigde een gericht energiesysteem tactische ballistische raketten in elk stadium van de vlucht. Later werd een rapport uitgebracht waarin stond dat het eerste bombardement in februari 50% minder bestralingstijd kostte dan verwacht om de raket te vernietigen; de tweede beschieting van de raket met vaste stuwstof werd een uur later uitgeschakeld voordat de raket werd vernietigd vanwege problemen met "verkeerde uitlijning van de bundel". De financiering voor het programma werd in 2010 verlaagd en in december 2011 helemaal stopgezet. In 2013 werd het onderzoek voortgezet met als doel de ervaring die is opgedaan met het YAL-1-lasersysteem te gebruiken en te proberen een antiraketlasersysteem te installeren op drones die boven de hoogtelimiet van een omgebouwd Boeing 747-400F-straalvliegtuig konden vliegen.
Area Defense Anti-munitie (ADAM)
Lockheed Martin is ook een van de leiders geweest in de ontwikkeling van op HEL gebaseerde wapensystemen. De afgelopen jaren heeft Lockheed Martin een Area Defense Anti-Munitions (ADAM)-systeem ontwikkeld om kritieke doelen te beschermen tegen dreigingen op korte afstand, zoals UAV's of zelfgemaakte artillerieraketten zoals QASSAM. Het laser- en vuurleidingssysteem van het ADAM-complex is ondergebracht in een container op een grote trailer die een vrachtwagen kan trekken. Eenmaal gepositioneerd en ingeschakeld, kan ADAM informatie ontvangen van een netwerk van nabije radars of, met de juiste timing, als een afzonderlijk systeem werken. Na ontvangst van een signaal kan ADAM doelen volgen op een afstand van 5 km en ze vernietigen met zijn 10 kW laser op een afstand van maximaal 2 km. Tijdens een demonstratie in 2012 veroverde, volgde en vernietigde het systeem een doelwit binnen drie seconden, volgens Lockheed Martin. In november 2012 meldde Lockheed Martin dat ADAM "met succes vier raketten heeft vernietigd in een gesimuleerde vlucht van 2 km en de UAV op 1,5 km heeft onderschept, waardoor deze op een gecontroleerde manier neerstortte." Tijdens daaropvolgende tests in maart en april 2013 vernietigde het ADAM-systeem acht aanvallende raketten van klein kaliber, zoals de QASSAM. Lockheed Martin blijft ADAM verbeteren en, volgens Lockheed Martin Space Systems President Tony Bruno, is ADAM "een praktisch en betaalbaar gestuurd energiesysteem dat het echte probleem van het omgaan met nabije bedreigingen kan oplossen."
Het Korps Mariniers demonstreerde het Active Denial System (ADS) in november 2012 in Virginia. ADS is een ultramodern gericht energiesysteem in het millimetergolfbereik dat, wanneer het in contact komt met potentieel vijandige menigten, het leger iets meer beredeneerd geeft dan schreeuwen en minder schadelijk dan schieten.
Aangezien de toekomst aan lasers toebehoort, heeft Boeing een mobiel laserwapensysteem op een vrachtwagenchassis gecreëerd.
De HPEMcase Plus van Diehl Defense is een compact autonoom mobiel systeem met 50% meer vermogen en een groter bereik dan de standaardversie. Het systeem wordt gebruikt om afluisterapparatuur te bestrijden
Bofors HPM BLACKOUT Krachtig magnetronwapen
Sommige niet-dodelijke ONE-systemen zijn moeilijk te detecteren. Ze kunnen een uniek tactisch voordeel bieden in het huidige conflict. Stelt u zich eens voor dat u met één druk op de knop kunt voorkomen dat uw tegenstander elektronische apparaten gebruikt? Dit kan bijvoorbeeld met een High-Power Microwave (HPM) BLACKOUT magnetronsysteem van BAE Systems Bofors. Het systeem is een mobiele microgolfbron die de werking van onbeschermde elektronische apparaten kan verstoren. Oorspronkelijk alleen ontwikkeld als een apparaat voor evaluatie en experimenten, heeft de Bofors HPM BLACKOUT goede vooruitzichten om een praktisch systeem met echte toepassing te worden. De systeembriefing stelt dat het systeem "van grote afstand een verwoestend effect heeft gehad op een breed scala aan commerciële apparatuur … Het systeem bestaat uit een geïntegreerde modulator, microgolfbron en antenne." Het systeem weegt minder dan 500 kg en is ongeveer 2 meter lang. Een operationele variant van de Bofors HPM BLACKOUT kan doelgebieden uitschakelen, veel commerciële en sommige militaire elektronische systemen uitschakelen, waardoor de tegenstander geen mobiele telefoons, smartphones, tablets, andere apparaten en wapensystemen kan gebruiken. In een recent rapport van BAE Systems werd gezegd dat een groep van zijn onderzoekers “het vermogen van het Bofors HPM BLACKOUT-systeem om een schadelijk effect te hebben op geselecteerde elektronische apparaten in wapensystemen aantoonde en aantoonde dat dit systeem een belangrijke toevoeging zou kunnen zijn aan andere wapens, met name in asymmetrische ruimte, waar echte bedreigingen worden vermengd met onschuldige burgers."Het is duidelijk dat ONE-systemen zoals de Bofors HPM BLACKOUT kunnen worden gebruikt om een voordeel te behalen in de elektromagnetische oorlogsvoering.
High-Power-Electro-Magnetics (HPEM) krachtige elektromagnetische wapens
Diehl heeft een reeks microgolfbronnen ontwikkeld op basis van Marx meertrapsoscillatoren en microgolfoscillatoren (de methode om microgolven te genereren uit DC-pulsen blijft onduidelijk). Deze bronnen variëren van draagbaar (werkend op 375 MHz en DS110B werkend in het 100-300 MHz-bereik) tot vaste installaties (werkend op 100 MHz [in olie], 60 MHz [in glycol] en 50 MHz [in water], allemaal op een maximale pulsherhalingsfrequentie van 50 Hz). Draagbare systemen produceren naar verluidt 400 kV en 700 kV, terwijl de uitgangsspanning van een stationaire installatie wel één megavolt kan zijn. Diehl-technici werkten aan het ontwerp en de implementatie van de high-gain antenne om de efficiëntie van de bovengenoemde systemen te verbeteren en ze voor militaire doeleinden te gebruiken.
In januari 2013 verleende het octrooibureau Diehl BGT Defense een octrooi voor zijn microgolfgenerator.
Het gebruik van niet-dodelijke HPEM-systemen (High-Power-Electro-Magnetics) biedt nieuwe mogelijkheden waarmee militaire en civiele troepen commando-, informatie- en monitoringsystemen kunnen uitschakelen. HPEM-bronnen kunnen worden gebruikt om mensen en konvooien te beschermen, bijvoorbeeld om radioexplosieve apparaten te overbelasten en permanent uit te schakelen. In tegenstelling tot traditionele geluiddempers is het HPEM-konvooibeveiligingssysteem ook effectief tegen nieuwe typen sensor-IED's. Vijandelijke voertuigen met elektronische motorregeling kunnen onverwachts worden gestopt door een mobiel of stationair HPEM-systeem. De nieuwe HPEM-technologie van Diehl Defense beschermt konvooien tegen IED's; het stelt u in staat om te stoppen met het verlaten van auto's en om onbevoegde toegang tot beperkte gebieden te voorkomen. Zo levert deze technologie een overtuigende bijdrage aan de bescherming van soldaten op internationale missies.
HPEM-systemen kunnen ook speciale eenheden en politiediensten helpen bij het uitvoeren van hun taken. HPEM-systemen onderdrukken vijandelijke communicatie en verstoren inlichtingen- en informatiesystemen, bijvoorbeeld bij het vrijlaten van gijzelaars. Analyse van de impact van hoogenergetische magnetische impulsen op wapensystemen leidt tot het concept van niet-dodelijke actuatoren die in staat zijn om verborgen IED's vanaf een veilige afstand te neutraliseren zonder schade aan mens en milieu toe te brengen.
Draagbare HPEM's zijn beschikbaar als testsystemen, samen met standaard op het voertuig gemonteerde anti-IED- en voertuiguitschakelsystemen.
Het laserwapensysteem LaWS (Laser Weapon System) is een technologiedemonstratietoestel vervaardigd door Naval Systems Command van commerciële vastestofvezellasers. LaWS kan op doelen richten in overeenstemming met gegevens die zijn ontvangen van het MK 15 PHALANX Close-In Weapon korteafstandscomplex of van andere geleidingsbronnen, en kleine boten en luchtdoelen vernietigen zonder kogels te gebruiken
Scheepslaserwetten
Voor de onmiddellijke bescherming van schepen heeft Raytheon een solid-state laser Laws ontwikkeld. Dit ONE-systeem combineert stralen van zes HEL's tot een enkele straal voor geleiding naar langzaam bewegende doelen; het is verbonden met een radarstation dat aanvallende doelen detecteert en volgt. Verwacht wordt dat wetten een aanvulling zullen vormen op traditionele kinetische wapensystemen voor de korte afstand; het kan op doelen richten in overeenstemming met gegevens die zijn verkregen van het MK 15 PHALANX Close-In Weapon korteafstandscomplex of van andere begeleidingsbronnen. Na succesvolle veldproeven in 2012 verklaarde Capt. David Keel, programmamanager van LaWs dat “het succes van deze inspanning duidelijk het militaire gebruik van gerichte energiewapens in maritieme omgevingen rechtvaardigt. Verdere ontwikkeling en integratie van een krachtigere laser in het LaWs-systeem zal het bereik vergroten en het bereik van doelen vergroten die met succes kunnen worden gevangen en vernietigd."
De Amerikaanse marine beschouwt wetten als een zeer functioneel en nauwkeurig systeem met een laag risico en een hoge terugslag."Zelfs onze ingetogen cijfers vertellen ons dat één shot gerichte energie minder dan een dollar kost", zei schout-bij-nacht Klander in een interview op 8 april 2013. "Vergelijk dat met de honderdduizenden dollars in een raketlancering en je begint de voordelen van deze mogelijkheden te zien."
Onder verwijzing naar een aantal technologische doorbraken in het LaWs-ontwikkelingsprogramma, heeft de Amerikaanse marine aangekondigd dat zij in 2014 LaWs zal inzetten aan boord van het AUSTIN-klasse PONCE-transportdok.
Ontwikkeling van een korteafstands luchtverdedigingssysteem op basis van een hoogenergetische laserinstallatie
Een laserwapen, of ONE, zendt energie uit in een bepaalde richting zonder een leveringsmiddel. Het brengt energie over naar een doel om de gewenste impact te bereiken. De verwachte menselijke blootstelling kan fataal of niet-fataal zijn. Deze impact kan worden geclassificeerd als fysiek, fysiologisch of psychologisch. Energie kan vele vormen aannemen: elektromagnetische straling, waaronder radiofrequenties, microgolven, lasers en masers, deeltjes met massa in straalwapens (technisch gezien een soort microprojectiel), en geluid in sonische wapens.
Laserwapens zijn met name geschikt voor operaties die een hoge nauwkeurigheid en snel schaalbare impact vereisen, evenals voor verdediging tegen goedkope bedreigingen die in grote aantallen aanvallen.
Demonstratie lasersysteem van het Duitse bedrijf MBDA
MBDA promoot krachtige lasers bij de ontwikkeling van geïntegreerde laserwapensystemen. Voordelen van de toepassing zijn onder meer: onmiddellijke impact op het doel, lage optische detecteerbaarheid, lage logistieke en onderhoudskosten en zeer lage werkkosten, schaalbare impact op het doel en de mogelijkheid van toename, hoge nauwkeurigheid, hoge selectiviteit, geen indirecte verliezen en ten slotte geen noodzaak voor aanschaf, opslag of transport van munitie.
Mogelijke toepassingen voor laserwapensystemen zijn onder meer de bescherming van kritieke activa zoals voorwaartse operationele bases, soldaten en voertuigen (land, lucht, zee); het vergroten of belemmeren van tactische mobiliteit; en bescherming tegen terrorisme. Ze zijn in staat om de taken uit te voeren van het bestrijden van raketten, artilleriegranaten en mortiermunitie, UAV's, IED's en draagbare luchtverdedigingssystemen.
Tegenwoordig is de focus van MBDA op lasers met hoog vermogen gebaseerd op de zogenaamde geïntegreerde systeembenadering. MBDA werkt aan laserwapens om raketten, artilleriegranaten en mortiermunitie te bestrijden. De werkzaamheden onder contract met het Europees Defensieagentschap en de Duitse overheidsdienst voor defensieaankopen vorderen goed. Om de ontwikkeling te versnellen, heeft MBDA een aanzienlijk bedrag aan eigen middelen in dit programma geïnvesteerd.
Demonstratie laserinstallatie met een laservermogen van 40 kW heeft succesvol gewerkt op luchtdoelen op een afstand van ruim 2000 meter en een hoogte van 1000 meter.
De benodigde infrastructuur is al aanwezig op de MBDA-testlocatie in Schrobenhausen. Het bestaat uit drie schiet- en volgtestreeksen, een testlab en een rooftoplab met een laserdemonstrator, die samen uitstekende mogelijkheden bieden voor huidige en toekomstige ontwikkeling.
Volgende tien jaar
GNE-systemen laten ons zien hoe de toekomst eruit zou kunnen zien. Voordat de ONE buskruit vervangt en een kwalitatief nieuwe oorlogstechnologie wordt, moeten de problemen in verband met macht, warmtecapaciteit, grootte en "de neiging om gerichte energiewapens tegen medeburgers te gebruiken" worden opgelost."Een bruikbare vuistregel is dat TNT ongeveer een megajoule chemische energie bevat, en deze hoeveelheid is vaak nodig om een militair doelwit te vernietigen", zegt een rapport over UNE-systemen dat in juni 2013 door het Surface Weapons Development Center van de Amerikaanse marine in Dahlgren is gepubliceerd.. Om een conventioneel militair wapen te worden, zal elke veelbelovende laser, phaser of blaster constant destructieve energie van ongeveer één megajoule moeten genereren. De meeste DRE-systemen hebben dit niveau nog niet bereikt, maar sommige kunnen begin 2016 dergelijke mogelijkheden bereiken.
Op dit moment kan op basis van de in open bronnen gepubliceerde informatie over de ONE-systemen de volgende tussenconclusie worden getrokken. Het belangrijkste vooruitzicht voor het gebruik van gerichte energie voor militaire taken is het vermogen om rellen (ADS) te beheersen, niet-afgeschermde elektronica uit te schakelen (Bofors HPM BLACKOUT, HPEM) en kritieke gebieden en apparatuur te beschermen (ADAM, LaWs en HEL MD). Deze capaciteiten alleen al stellen ons in staat om het gevechtspotentieel zo sterk te verhogen dat het ons dwingt om constant R&D uit te voeren op de ONE-systemen. Systemen met een grotere dodelijkheid en dienovereenkomstig hogere energievereisten worden geïnstalleerd op grote schepen, grote vliegtuigen en gronddoelen van puntverdediging met grote energiebronnen. Hoewel het eerste dodelijke mobiele lasersysteem op de grond, de HEL MD, al op een groot voertuig is ingezet, is het nog niet zo mobiel, functioneel flexibel of dodelijk als bestaande kinetische systemen. In het volgende decennium, na het overwinnen van aanzienlijke technologische moeilijkheden, is het mogelijk dat er een tank zal verschijnen die is uitgerust met een nieuwe versie van het lasersysteem "vergelijkbaar met de HEL MD". De programmamanager voor de ontwikkeling van solid-state lasertechnologie bij het Office of Naval Research schreef in zijn rapport van april 2013: “De toekomst is hier. Solid-state laser is een grote stap voorwaarts in de richting van een fundamentele transformatie van moderne oorlogsvoering, die wordt gekenmerkt door de opkomst van gerichte energiesystemen; precies hetzelfde gebeurde te zijner tijd met buskruit, dat messen en zwaarden verving."
