רובי הלייזר הופכים למציאות

רובה הקרניים, המשמש כבר זמן רב כאחד מעמודי התווך של סיפורי המדע הבדיוני, עשוי להצטרף בשנים הקרובות למגוון כלי הנשק של הצבא האמריקני. מהנדסים בכמה חברות ביטחוניות ערכו ניסויים מוצלחים ברכיבי מפתח ניסיוניים של מערכות "תותח לייזר" בגודל משאית, המסוגלות לשגר אלומת לייזר ממטוס, מספינת קרב או מכלי רכב משוריין ולחסל מטרות במרחק קילומטרים רבים - אפילו מבעד לאבק או לערפל.

ללייזרים בהספק גבוה - הספק הנמדד במאות או באלפי קילוואט - יש כמה יתרונות על פני כלי הנשק הבליסטיים

הרגילים, אומר מארק ניס, מנהל הלשכה המשותפת לטכנולוגיית לייזר באנרגיה גבוהה של משרד ההגנה האמריקני באלבוקרקי שבניו-מקסיקו. "הלייזרים מסוגלים לספק יכולות תקיפה מדויקות ביותר ובמהירות האור, שיגרמו לנזקים משניים מעטים, אם בכלל," אומר ניס.

בעבר, התלוצצו אמנם הספקנים בעקבות תחזיות אופטימיות מדי ואמרו ש"הלייזר הוא נשק העתיד, ותמיד יישאר כזה," אך הפעם נראה שכלי הנשק האלה הופכים למציאות. "התעשייה עומדת ממש על סף ייצורם של כלי נשק הגנתיים והתקפיים באנרגיה מוכוונת," אומר ניס.

בשנה האחרונה, התקדמו חוקרים בחברות נורתרופ-גרומן, טקסטרון, רייתון ובמעבדה הלאומית האמריקנית על שם ליוורמור, במימון חיל האוויר, הצבא והצי האמריקניים, התקדמות ניכרת בחקר לייזר מצב-מוצק גבישי, שפועל באופן ישיר על חשמל.

לייזר מצב מוצק בעל הספק של יותר מ-100 קילוואט, המותקן על כלי רכב קרקעי, והמחובר לגנרטור חשמלי, לתא דלק או למערך מצברים יכול לספק "מחסנית אינסופית" כמעט של יריות זולות, שיוכלו להשמיד במעופם פגזים, פצצות מרגמה, רקטות וטילים ממרחק של חמישה עד שמונה קילומטרים. מערכת כזו תוכל גם לסנוור חיישנים אלקטרו-אופטיים ואינפרה-אדומים בשדה הקרב, ולסייע לחיילים לנטרל מוקשים ומטעני חבלה מאולתרים ממרחק בטוח.

המפתח להתקן באנרגיה גבוהה זה הוא תווך השבח, כלומר החומר שמגביר את הפוטונים של הלייזר. בדיודות הלייזר המצויות בנגני DVD ובמוצרי אלקטרוניקה ביתיים אחרים, מגבירות שכבות של חומר מוליך-למחצה את האור לאחר עירור שמקורו בזרם חשמלי.

ג'קי גיש, מנהלת טכנולוגיות ומוצרי אנרגיה מוכוונת בחברת "נורתרופ-גרומן טכנולוגיות חלל", מסבירה שתווך השבח בלייזר מצב-מוצק גבישי,הוא אריח ריבועי (או מלבני) עבה בגודל כמה סנטימטרים. האריחים עשויים מחומר קרמי קשיח, כגון איטריום-אלומיניום-גָרְנֵט (נופך), המעורב ביסוד הנדיר ניאודימיום. אלא שבמקום עירור חשמלי, תווך השבח מעורר על ידי שאיבה אופטית באמצעות מערכים של דיודות לייזר. ככלל, ככל שהאריח גדול יותר, גדל גם ההספק.

לכל צוות מחקר יש דרכים משלו לחבר כמה אריחים יחד כדי ליצור "שרשראות" של לייזרים המפיקות הספקים של עשרות קילוואט, אומר ג'ון בונס, סגן נשיא לטכנולוגיה יישומית בחברת טקסטרון סיסטמס. בשנה הקרובה מתכננים המהנדסים לקבץ את השרשראות האלה במתואם, בטור או במקביל, כדי להגיע למאות קילוואט - הספק סף ממוצע לשימוש ביישומי לייזר צבאיים.

יעדי ביצוע מרכזיים אחרים, לדברי ניס, הם זמן הפעלה מבצעי של 300 שניות (די ליריות לייזר מרובות),

מערכת להמרת אנרגיה חשמלית לאנרגיה אופטית בנצילות של יותר מ-17%, ובעיקר "איכות קרן" גבוהה (למעשה, קרן ממוקדת) כדי להבטיח שיגיעו די פוטונים אל המטרה ויחממו את פני השטח שלה לטמפרטורה שתשמיד, תפוצץ או תטה אותה ממסלולה.

אם יעמדו אריחי הלייזר ביעדים האלה, שימושם בשדה הקרב תלוי בהצלחת שילובם במערכות נשק מבצעיות שיהיו קטנות דיין להרכבה בכלי רכב, מסביר בונס. נשק לייזר מצב-מוצק גבישי יזדקק, מלבד למקור חשמל מתחדש של יותר מ-1,000 קילוואט, גם להתקן קירור שימנע מן האריחים להתלהט ולגרום לעיוות הקרן.

כמו כן, יידרש מתקן לכיוון הקרן שימקם את הפוטונים על המטרה - ככל הנראה מראה גדולה וניידת בעלת אופטיקה מסתגלת או ניתנת-לשינוי שתפצה על עיוותים אטמוספריים, שיהיה אפשר לזהותם באמצעות "חיישן" של קרן לייזר בעוצמה נמוכה. ולסיום, כיוון המערכת יסתמך על מערכת מכ"ם או סימון אופטי, שתאתר את המטרות המיועדות ותעקוב אחריהן.

כלי נשק מבוססי קרניים יעילים יגרמו למהפכה בתחום הלוחמה, לא פחות. עם זאת, דחיסה של כל הטכנולוגיה הזאת למשהו בגודל אקדח הפייזר של קפטן קירק (מ"מסע בין כוכבים") עדיין מצויה הרחק בעולם המדע הבדיוני.

תגובות קטלניות

צבא ארה"ב כבר פיתח סוג אחד של לייזר רב-עוצמה: התקן אנרגיה מוכוונת המונע בכוחן של תגובות כימיות. התקנים אלה, החזקים בהרבה מן הלייזרים של המצב המוצק, פועלים בהספקים של מגה-ואטים ונקראים לייזרים כימיים של חמצן-יוד (COILs).

אלא שהלייזרים האלה גדולים ואפשר להפעילם רק כל עוד החומרים המגיבים אינם מתכלים. אף על פי כן, קבלנים של משרד ההגנה האמריקני מתכוננים להתקין אותם על גבי מטוסים. מטוס מדגם בואינג 747 יישא מערכת COIL הקרויה בשם "לייזר מוטס YAL-A1", ומיועדת להגנה מפני גופים מעופפים, בעיקר טילים בליסטיים. ומטוס מטען מדגם AC-130 יישא את "הלייזר הטקטי המתקדם", המיועד לתקיפות אוויר-קרקע מדויקות.

מתוך גיליון אוגוסט של "סיינטיפיק אמריקן"