Skip to content

Cómo funcionan los chorros láser

Cómo funcionan los chorros láser
Satisfacer
  1. Conceptos básicos sobre láseres
  2. Primeros intentos de chorro láser
  3. Últimos desarrollos en chorros láser

Conceptos básicos sobre láseres

El sistema de armas láser Lockheed Martin ATHENA derrota al objetivo de un camión desactivando el motor, lo que demuestra su eficacia militar contra los vehículos terrestres enemigos.

Lockheed Martin

Los láseres son máquinas capaces de crear un haz de luz muy concentrado y, con suficiente potencia, calor intenso. La palabra LASER significa “amplificación de la luz por emisión estimulada de radiación”. Los láseres más potentes pueden quemar acero en segundos, incluso en largas distancias.

En su artículo de 1917 “Sobre la teoría cuántica de la radiación”, Albert Einstein fue el primero en establecer los principios teóricos detrás de los láseres (aunque el nombre no existió hasta la década de 1960). Cuando un átomo es estimulado a un estado “excitado”, uno de sus electrones se eleva temporalmente a un nivel de energía más alto. Cuando el electrón vuelve a su estado original, se emite un fotón de energía (partícula de luz), que corresponde a este cambio de energía. Normalmente, el fotón de energía se propaga en una dirección aleatoria a una longitud de onda aleatoria, pero no con láseres. [source: Follows].

Anuncio

En un láser, la emisión de fotones está muy controlada. Mediante reacciones químicas, gases o cristales sólidos, los átomos se bombean a un estado excitado en una cámara de espejo. Cuando los electrones de los átomos vuelven a su estado normal, liberan fotones de luz en todas las direcciones.

Sin embargo, algunos de estos fotones se reflejan directamente en las superficies reflejadas en ambos extremos de la cámara. Estos fotones saltarines estimulan más átomos en la cámara para que emitan fotones en la misma dirección. Después de miles de millones de estas reacciones, el resultado es una columna de luz que vibra exactamente a la misma longitud de onda (monocromática) en exactamente la misma dirección; esto se llama luz o láser “coherente”.

Tras la demostración del primer láser por parte del físico Théodore Maiman en 1960, los láseres entraron rápidamente en la corriente científica y cultural. Hoy en día, los láseres de baja energía se utilizan para leer CD y códigos de barras en el supermercado, mientras que los observadores utilizan láseres de alta energía para medir la distancia precisa de los planetas. [source: Martin].

La carrera para crear armas láser se ha desarrollado durante décadas. El desafío siempre ha sido crear un láser lo suficientemente potente como para generar un calor enorme a largas distancias, pero lo suficientemente pequeño y estable como para montarlo en un barco o incluso en un avión.

Anuncio

Primeros intentos de chorro láser

En un discurso transmitido por televisión en todo el país el 23 de marzo de 1983, el presidente Ronald Reagan propuso la creación de una tecnología de defensa espacial que atacaría las ojivas nucleares rusas en el cielo con satélites láser. Llamada “La Guerra de las Galaxias” por los medios, la Iniciativa de Defensa Estratégica (SDI) llamó la atención sobre el desarrollo de láseres mortales para los militares, pero el proyecto perdió fondos cuando estalló la Guerra Fría en 1991. [source: Encyclopaedia Brittanica].

A pesar del ajetreo y el bullicio de Star Wars, los tecnólogos militares no han perdido la fe en los láseres como la aplicación (literalmente) asesina del futuro. En los últimos 30 años, el ejército y los fabricantes de armas de EE. UU. Han invertido miles de millones en el desarrollo de láseres letales que pueden dispararse desde aviones militares.

Anuncio

El láser táctico avanzado (ATL) de Boeing, que debutó en 2008, representó una de las primeras pruebas importantes de un láser de grado militar en un buque de guerra volador. Casi un láser de luz, el láser químico de 40,000 libras era demasiado grande para caber en un avión de combate, por lo que la Fuerza Aérea lo colocó en el vientre de un avión de transporte C-130 de la década de 1950. [source: Adams].

$ 200 millones de ATL podrían generar un rayo láser de 10 centímetros de ancho alimentado por reacciones entre cloro gaseoso y peróxido de hidrógeno [source: Adams]. El mayor desafío para los ingenieros de Boeing fue diseñar un sistema de seguimiento y selección de objetivos que pudiera adaptarse automáticamente a las vibraciones constantes y los cambios en las coordenadas de vuelo.

Durante los vuelos de prueba sobre Nuevo México, ATL electrocutó con éxito un objetivo en tierra suspendido y quemó un pequeño agujero en un camión en movimiento. Dado que el voluminoso sistema ATL dependía de las existencias de productos químicos a bordo, solo podía activarse de forma fiable seis veces sin recargarlo. [source: Mick].

En 2010, los láseres de chorro se modernizaron con la inauguración del Banco de pruebas de láser aerotransportado (ALTB). ALTB también era un láser químico – el acrónimo es COIL (Láser químico de oxígeno y yodo) – montado en la nariz de un Boeing 747. ALTB fue diseñado específicamente como un láser aire-aire capaz de disparar misiles. . del cielo.

Durante más de 200 misiones de prueba, ALTB enfrentó y destruyó con éxito dos misiles balísticos de corto alcance. [source: MDA]. Pero eso no fue suficiente para mantener la financiación del programa. Una flota de 10-20 aviones equipados con láser costaría 1.500 millones de dólares cada uno, mucho más de lo que el ejército estaba dispuesto a gastar en armas de relativamente baja potencia. [source: Schechter]. ALTB fue oficialmente desguazado en 2012 y desmantelado para piezas. [source: MDA].

Pero no te preocupes. El sueño de los chorros láser está lejos de terminar.

Anuncio

Últimos desarrollos en chorros láser

A pesar de la falta de fondos para los jets láser, los oficiales superiores de la Fuerza Aérea todavía creen que los láseres de alto vuelo tienen serias ventajas tácticas. Aunque los láseres terrestres tienen la ventaja de ser más grandes y pesados, sus rayos pueden deformarse a medida que atraviesan la atmósfera. Los láseres montados en chorro de gran altitud pueden disparar barcos y misiles enemigos con mayor precisión y largo alcance en el aire más delgado [source: Freedberg].

La Oficina de Investigación Naval presta especial atención a los láseres de estado sólido, que son armas que utilizan energía eléctrica para impulsar reacciones en compuestos químicos sólidos. Los láseres semiconductores son más pequeños, más livianos y no necesitan reponerse con frecuencia, lo que los convierte en excelentes perspectivas para el despliegue aéreo. [source: Schechter].

Anuncio

Un prototipo funcional para un láser de estado sólido tan ligero es el Navy Laser Weapon System (LaWS), actualmente montado en el USS Ponce anclado en el Golfo Pérsico. El láser de 30 kilovatios contiene suficiente calor y precisión para quemar el motor de un dron en el aire o para detonar un lanzagranadas conectado a la parte trasera de una lancha rápida en movimiento. Sin embargo, el láser no puede funcionar contra objetivos de alta velocidad, como los aviones de combate. [source: CBS News].

Después del costo de $ 40 millones para construir el láser, disparar el arma a batería cuesta solo $ 0.59 por disparo en costos eléctricos. Compare eso con cientos de miles de dólares o incluso un millón de dólares para disparar un interceptor antimisiles actual, como el misil estándar de la Marina. [source: Freedberg].

El objetivo del ejército es desarrollar un láser semiconductor de 100 a 150 kilovatios para despliegue aéreo. [source: Freedberg]. El fabricante de drones General Atomics Aeronautical Systems afirma tener uno en construcción. Su láser de alta energía de tercera generación (HEL), un láser de estado sólido “bombeado” por una batería de iones de litio, podrá producir rayos de hasta 300 kilovatios. [source: General Atomics].

La generación 3 también es relativamente compacta, mide solo 4,25 por 1,3 pies por 1 pie (1,3 metros por 0,4 metros por 0,3 metros). Con este tamaño, la Generación 3 encajará en el Módulo de Armas Láser Tácticas de General Atomics (TLWM), una cápsula láser montada externamente que se puede desplegar en tanques, buques de guerra de la marina y aviones a reacción. [source: General Atomics].

Aunque no hay videos de la Generación 3 en acción, está clasificado, un vicepresidente de General Atomics le dijo a un reportero estadounidense que la compañía está “mucho más allá de matar vehículos aéreos no tripulados y barcos”. Yo traigo.

Anuncio

La base de tránsito flotante delantera provisional en el USS Ponce realiza una demostración operativa del Sistema de Armas Láser (LAWS) mientras se despliega en el Golfo Pérsico.

La base de tránsito flotante delantera provisional en el USS Ponce realiza una demostración operativa del Sistema de Armas Láser (LAWS) mientras se despliega en el Golfo Pérsico.

Foto de la Marina de los Estados Unidos por John F. Williams

¡Banco, banco, banco! Es el sonido de la guerra en el futuro.

Las armas láser han alimentado nuestras fantasías de ciencia ficción desde que Luke hizo estallar la Estrella de la Muerte. A pesar de que realmente no puedes escuchar los láseres, la explosión de planetas muertos o cualquier otro ruido en el vacío del espacio, hay algo inconfundiblemente increíble en perseguir un objetivo hasta el olvido con esto: una explosión mortal de energía hiperconcentrada.

Anuncio

Las armas convencionales son poderosas, pero descuidadas. Lanzar una bomba desde un avión es genial para nivelar una fábrica de municiones completa o destruir un puente estratégico. Pero la guerra del siglo XXI, marcada por células terroristas deshonestas y ataques de drones no tripulados, requiere mucha más precisión por parte de las armas militares. ¡Y nada es más preciso que los láseres!

Todos los principales fabricantes de armas de EE. UU., Boeing, Lockheed Martin, Northrop Grunman, tienen un contrato con el Ejército, la Armada y la Fuerza Aérea de los EE. UU. Para desarrollar sistemas láser más potentes y compactos que puedan ser desplegados por buques de guerra, tanques e incluso aviones.

Descartados como un sueño de ciencia ficción durante décadas, los láseres de grado militar están de vuelta en la portada y son más perversos que nunca. A fines de 2014, General Atomics lanzó un ingenioso video de una demostración explosiva de su Sistema de Armas Láser (LaWS), un láser del tamaño de un camión que parece un telescopio de última generación. Montado en el USS Ponce, un buque de guerra de la Armada, el arma giratoria golpeó silenciosamente objetivos conectados a la parte trasera de una lancha rápida en movimiento y tiró de un dron no tripulado para un gran final.

En marzo de 2015, Lockheed Martin fue noticia con un láser de 30 kilovatios llamado ATHENA (Prueba Activa Avanzada de Alta Energía) para perforar un agujero rojo en la camioneta pickup a una milla de distancia. [source: Moseman].

En un “día de laboratorio” del Departamento de Defensa en mayo de 2015, el jefe del laboratorio de investigación de la Fuerza Aérea declaró públicamente el objetivo del ejército estadounidense de reparar un láser de 100 kilovatios en un avión de combate para 2022. [source: Freedberg]. Es lo más parecido a un verdadero luchador X-Wing en este lado de Tatooine.

Ha habido avances increíbles en la tecnología láser, pero ¿alcanzaremos la meta de 2022 de poner a estos chicos malos en los aviones?

(function () { window.videoClips["vid188227"] = { id : 188227, autoplay: false, started : false, first_quartile : false, midpoint : false, third_quartile : false, content_id : 877934, duration : 275, image_still : "https://resize.hswstatic.com/w_640/h_360/gif/videos/laserthumb1280.jpg", title : "5 Ways Lasers Will Be Used in the Future", clip_title : "5 Ways Lasers Will Be Used in the Future", series_title : "Fw:Thinking", tax_show_title : "fwthinking::Videos", mp4_renditions : [ { src : "https://cdn-mp4.hswstatic.com/2014-08/13/877934/E243-110k.mp4", type : 'video/mp4', bitrate : "110k" }, { src : "https://cdn-mp4.hswstatic.com/2014-08/13/877934/E243-200k.mp4", type : 'video/mp4', bitrate : "200k" }, { src : "https://cdn-mp4.hswstatic.com/2014-08/13/877934/E243-400k.mp4", type : 'video/mp4', bitrate : "400k" }, { src : "https://cdn-mp4.hswstatic.com/2014-08/13/877934/E243-600k.mp4", type : 'video/mp4', bitrate : "600k" }, { src : "https://cdn-mp4.hswstatic.com/2014-08/13/877934/E243-800k.mp4", type : 'video/mp4', bitrate : "800k" }, { src : "https://cdn-mp4.hswstatic.com/2014-08/13/877934/E243-1500k.mp4", type : 'video/mp4', bitrate : "1500k" }, { src : "https://cdn-mp4.hswstatic.com/2014-08/13/877934/E243-3500k.mp4", type : 'video/mp4', bitrate : "3500k" }, ], adTagUrl : 'https://pubads.g.doubleclick.net/gampad/ads?sz=640x360|400x300' + '&iu=' + dfpVideoSettings._iu + '&cust_params=" + dfpVideoSettings._cust_params + "&impl=s&gdfp_req=1&' + 'env=vp&vid=890041' + '&cmsid=' + dfpVideoSettings._cmsid + '&output=xml_vast3&min_ad_duration=15000&max_ad_duration=60000' + '&unviewed_position_start=1&url=[referrer_url]&correlator=[timestamp]&description_url=http%3A%2F%2F24info.cc&overlay=1' }; })();

Anuncio