Arma láser

Un arma láser es un tipo de arma de energía dirigida que utiliza rayos láser para causar daños. Aún está por verse si se utilizarán como armas militares prácticas y de alto rendimiento. Uno de los principales problemas de las armas láser es la efusión térmica atmosférica, que todavía está en gran parte sin resolver. Este problema se agrava cuando hay niebla, humo, polvo, lluvia, nieve, smog, espuma o sustancias químicas oscurantes dispersas deliberadamente. En esencia, un láser genera un haz de luz que requiere aire limpio o vacío para funcionar.

Se han identificado muchos tipos de láser que tienen el potencial de ser utilizados como armas incapacitantes no letales. Pueden causar pérdida temporal o permanente de la visión cuando se dirigen a los ojos. El grado, la naturaleza y la duración de la discapacidad visual resultante de la exposición a la luz láser dependen de varios factores, como la potencia del láser, la longitud de onda, la colimación del haz, la orientación del haz y la duración de la exposición. Incluso los láseres con una potencia de salida inferior a un vatio pueden causar pérdida inmediata y permanente de la visión en determinadas condiciones, lo que los convierte en armas potencialmente no letales pero incapacitantes. Sin embargo, el uso de dichos láseres es moralmente controvertido debido a la desventaja extrema que representa la ceguera inducida por láser. El Protocolo sobre armas láser cegadoras prohíbe el uso de armas diseñadas para causar ceguera permanente. Las armas diseñadas para causar ceguera temporal, conocidas como deslumbrantes, son utilizadas por organizaciones militares y, a veces, de aplicación de la ley. Los incidentes de pilotos expuestos a láseres mientras volaban han llevado a las autoridades de aviación a implementar procedimientos especiales para lidiar con tales peligros.

Las armas láser capaces de dañar o destruir directamente un objetivo en combate todavía se encuentran en la etapa experimental. La idea general de las armas con rayos láser es alcanzar un objetivo con un tren de pulsos breves de luz. La Marina de los Estados Unidos ha probado el sistema de armas láser de muy corto alcance (1 milla) y 30 kW o LaWS para usarlo contra objetivos como pequeños vehículos aéreos no tripulados, granadas propulsadas por cohetes y motores visibles de lanchas o helicópteros. Se ha descrito como "seis láseres de soldadura unidos entre sí". A partir de 2020 se está desarrollando un sistema de 60 kW, HELIOS, para buques de clase destructor.

Se han estado desarrollando armas de energía dirigida basadas en láser con fines de defensa, en particular para la destrucción de misiles entrantes. Un ejemplo de ello es el Boeing Airborne Laser, construido dentro de un Boeing 747 y designado como YAL-1. Este sistema fue diseñado para eliminar misiles balísticos de corto y mediano alcance durante su fase de impulso.

Se investigó otro sistema de defensa basado en láser para la Iniciativa de Defensa Estratégica (SDI, apodada "La Guerra de las Galaxias") y sus programas sucesores. Este proyecto tenía como objetivo emplear sistemas láser terrestres o espaciales para destruir misiles balísticos intercontinentales (ICBM) entrantes. Sin embargo, varios desafíos prácticos, como dirigir un láser a una gran distancia a través de la atmósfera, complicaron la implementación de estos sistemas. La dispersión y la refracción ópticas doblarían y distorsionarían el haz láser, lo que dificultaría su orientación y reduciría su eficiencia.

Un concepto relacionado con el proyecto SDI fue el láser de rayos X de bombeo nuclear, una bomba atómica en órbita rodeada de medios láser en forma de barras de vidrio. Cuando la bomba detonara, las barras quedarían expuestas a fotones de rayos gamma de alta energía, lo que provocaría una emisión espontánea y estimulada de fotones de rayos X dentro de los átomos de las barras. Este proceso daría como resultado una amplificación óptica de los fotones de rayos X, generando un haz de láser de rayos X que se vería mínimamente afectado por la distorsión atmosférica y sería capaz de destruir misiles balísticos intercontinentales en vuelo. Sin embargo, el láser de rayos X sería un dispositivo de un solo uso, ya que se autodestruiría al activarse. Se realizaron algunas pruebas iniciales de este concepto con pruebas nucleares subterráneas, pero los resultados no fueron prometedores. La investigación sobre este enfoque de defensa contra misiles se interrumpió después de que se cancelara el programa SDI.

Iron Beam es un sistema de defensa aérea basado en láser que fue presentado en el Salón Aeronáutico de Singapur el 11 de febrero de 2014 por el contratista de defensa israelí Rafael Advanced Defense Systems. El sistema está diseñado para destruir cohetes de corto alcance, artillería y bombas de mortero; tiene un alcance de hasta 7 km (4,3 mi), demasiado cerca para que el sistema Iron Dome intercepte proyectiles de manera efectiva. Además, el sistema también podría interceptar vehículos aéreos no tripulados (UAV). Iron Beam constituirá el sexto elemento del sistema de defensa aérea integrado de Israel, además de Arrow 2, Arrow 3, David's Sling, Barak 8 y Iron Dome.

Iron Beam utiliza un láser de fibra para destruir un objetivo aéreo. Ya sea que actúe como un sistema independiente o con señales externas como parte de un sistema de defensa aérea, una amenaza es detectada por un sistema de vigilancia y rastreada por plataformas de vehículos para atacarla.

En el siglo XXI, varios países han desarrollado sistemas láser antidrones para contrarrestar la creciente amenaza de los pequeños vehículos aéreos no tripulados (UAV). Estos sistemas están diseñados para detectar, rastrear y destruir drones mediante láseres de alta potencia, lo que ofrece una solución rentable y flexible para la protección del espacio aéreo.

En Estados Unidos, Lockheed Martin demostró en 2017 las capacidades de su sistema láser ATHENA, que utiliza un láser ALADIN de 30 kilovatios para apuntar y destruir vehículos aéreos no tripulados. Otra empresa estadounidense, Raytheon, desarrolló en 2019 el sistema de armas láser de alta energía (HELWS), que es capaz de detectar y destruir drones a una distancia de hasta tres kilómetros.

Turquía también ha invertido en el desarrollo de armas láser, con empresas como Roketsan produciendo el sistema Alka, que combina armas láser y electromagnéticas para incapacitar y destruir objetivos individuales o en grupo. Otras empresas turcas, como Aselsan y TUBITAK BILGEM, también han demostrado sistemas láser capaces de apuntar a pequeños vehículos aéreos no tripulados y dispositivos explosivos.

Alemania es otro país líder en el desarrollo de sistemas láser de combate. La empresa de defensa Rheinmetall trabaja en versiones fijas y móviles de su sistema de láser de alta energía (HEL) desde la década de 2000. Los láseres de Rheinmetall están diseñados para proteger contra una variedad de amenazas, incluidos vehículos aéreos no tripulados de tamaño pequeño y mediano, helicópteros, misiles, minas y proyectiles de artillería.

Israel también ha estado desarrollando activamente armas láser, con empresas como Rafael Advanced Defense Systems que demostraron en 2020 el sistema compacto Drone Dome, que está diseñado para destruir vehículos aéreos no tripulados y sus enjambres. Otro sistema israelí, llamado Light Blade, fue desarrollado por OptiDefense para contrarrestar amenazas terroristas como mini vehículos aéreos no tripulados y dispositivos explosivos atados a globos o cometas.

El desarrollo y despliegue de estos sistemas láser antidrones demuestra la creciente importancia de proteger el espacio aéreo de amenazas emergentes, al tiempo que proporciona una solución rentable y flexible para las fuerzas de defensa de todo el mundo.

Un electroláser primero ioniza su trayectoria objetivo y luego envía una corriente eléctrica por la pista conductora de plasma ionizado, de forma similar a un rayo. Funciona como una versión gigante, de alta energía y larga distancia del taser o pistola eléctrica.

Los sistemas de proyectiles de energía pulsada o PEP emiten un pulso láser infrarrojo que crea un plasma que se expande rápidamente en el objetivo. El sonido, la descarga y las ondas electromagnéticas resultantes aturden al objetivo y le provocan dolor y parálisis temporal. El arma está en desarrollo y está pensada como un arma no letal para el control de multitudes, aunque también puede utilizarse como arma letal.

Un deslumbrador es un arma de energía dirigida destinada a cegar o desorientar temporalmente a su objetivo con una radiación dirigida intensa. Los objetivos pueden incluir sensores o la visión humana. Los deslumbradores emiten luz infrarroja o invisible contra varios sensores electrónicos, y luz visible contra humanos, cuando están destinados a no causar daño a largo plazo a los ojos. Los emisores suelen ser láseres, lo que da lugar a lo que se denomina un deslumbrador láser. La mayoría de los sistemas contemporáneos son portátiles y funcionan en las áreas roja (un diodo láser) o verde (un láser de estado sólido bombeado por diodos, DPSS) del espectro electromagnético.

Inicialmente desarrollados para uso militar, ahora hay productos no militares disponibles para su uso en el cumplimiento de la ley y la seguridad.

El fusil de respuesta a estimulación y detención de personal (PHASR) es un prototipo de deslumbrador láser no letal desarrollado por la Dirección de Energía Dirigida del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea del Departamento de Defensa de los Estados Unidos. Su propósito es desorientar y cegar temporalmente a un objetivo. Las armas láser cegadoras se han probado en el pasado, pero fueron prohibidas según el Protocolo de las Naciones Unidas de 1995 sobre Armas Láser Cegadoras, al que Estados Unidos se adhirió el 21 de enero de 2009. El fusil PHASR, un láser de baja intensidad, no está prohibido según esta regulación, ya que el efecto cegador está destinado a ser temporal. También utiliza un láser de dos longitudes de onda. El PHASR fue probado en la Base de la Fuerza Aérea de Kirtland, parte de la Dirección de Energía Dirigida del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea en Nuevo México.

• ZM-87
• PY132A es un deslumbrante chino antidrona.
• La pistola láser soviética fue un prototipo de arma diseñada para cosmonautas.
• Interdictor de deslumbramiento óptico, Navy (AN/SEQ-4 ODIN) es un láser estadounidense para ser probado en el campo en 2019 en un destructor de clase Arleigh Burke.

Entre las empresas occidentales líderes en el desarrollo de armas láser se encuentran Boeing, Northrop Grumman, Lockheed Martin, la Organización Holandesa para la Investigación Científica Aplicada, Rheinmetall y MBDA.

La mayoría de estos proyectos han sido cancelados, interrumpidos, nunca pasaron de la etapa de prototipo o experimental, o sólo se utilizan en aplicaciones específicas como deslumbramiento, ceguera, limpieza de minas o defensa cercana contra objetivos pequeños y desprotegidos. Parece difícil lograr armas láser efectivas y de alto rendimiento utilizando la tecnología actual o del futuro cercano.

Los rayos láser comienzan a causar la descomposición del plasma en la atmósfera a densidades de energía de alrededor de un megajulio por centímetro cúbico. Este efecto, llamado "florecimiento", hace que el láser se desenfoque y disperse energía en el aire circundante. El florecimiento puede ser más severo si hay niebla, humo, polvo, lluvia, nieve, smog o espuma en el aire.

Las técnicas que pueden reducir estos efectos incluyen:

• Esparciendo el haz a través de un espejo grande y curvado que centra el poder en el objetivo, para mantener la densidad energética en la ruta demasiado baja para que la floración suceda. Esto requiere un espejo grande, muy preciso, frágil, montado un poco como un reflector, que requiere maquinaria voluminosa para cortar el espejo para apuntar el láser.
• Usando una matriz gradual. Para longitudes de onda láser típicas, este método requeriría miles de millones de antenas de tamaño micrométrico. Actualmente no hay forma conocida de implementar estos nanotubos de carbono, aunque se han propuesto. Los arrays graduales también podrían realizar teóricamente la amplificación conjugada por fase (ver abajo). Los arrays escalonados no requieren espejos o lentes, y pueden ser planos y por lo tanto no requieren un sistema similar a turret (como en "viga de pan") para ser dirigidos, aunque el rango sufrirá si el objetivo está en ángulos extremos a la superficie del array escalonado.
• Usando un sistema láser conjugado por fase. Este método emplea un láser "finder" o "guide" iluminando el objetivo. Cualquier espejo-como ("especular") puntos en el objetivo reflejan la luz que se siente por el amplificador primario del arma. El arma amplifica las ondas invertidas, en un bucle de retroalimentación positivo, destruyendo el objetivo, con ondas de choque mientras las regiones especulativas se evaporan. Esto evita la floración porque las olas del objetivo pasan por la floración, y por lo tanto muestran el camino óptico más conductivo; esto automáticamente corregía por las distorsiones causadas por la floración. Los sistemas experimentales que utilizan este método suelen utilizar sustancias químicas especiales para formar un "espejo conjugado de fase". En la mayoría de los sistemas, sin embargo, el espejo se sobrecalienta dramáticamente en los niveles de energía útil para armas.
• Usando un pulso muy corto que termina antes de que la floración interfiera, pero esto requiere un láser de potencia muy alta para concentrar grandes cantidades de energía en ese pulso que no existe en una forma armada o fácilmente armamentizable.
• Focusing multiple lasers of relatively low power on a single target. Esto es cada vez más voluminoso a medida que aumenta el poder total del sistema.

Básicamente, un láser genera un haz de luz que se retrasará o detendrá en cualquier medio opaco y se verá perturbado por cualquier medio translúcido o que no sea perfectamente transparente, al igual que cualquier otro tipo de luz. Una simple cortina de humo densa puede bloquear un haz de láser y, a menudo, lo hará. Las granadas o generadores de humo infrarrojo o multiespectro también perturbarán o bloquearán los rayos láser infrarrojos. Cualquier carcasa, carenado, carrocería, fuselaje, casco, pared, escudo o blindaje opaco absorberá al menos el "primer impacto" de un arma láser, por lo que el haz debe mantenerse para lograr la penetración.

El Ejército Popular de Liberación de China ha invertido en el desarrollo de recubrimientos especializados que pueden desviar los rayos disparados por los láseres militares estadounidenses. La luz láser se puede desviar, reflejar o absorber manipulando las propiedades físicas y químicas de los materiales. Los recubrimientos artificiales pueden contrarrestar ciertos tipos específicos de láser, pero un tipo diferente de láser puede igualar el espectro de absorción del recubrimiento lo suficiente como para transferir cantidades dañinas de energía. Los recubrimientos están hechos de varias sustancias diferentes, incluidos metales de bajo costo, tierras raras, fibra de carbono, plata y diamantes que han sido procesados hasta obtener brillos finos y diseñados para combatir armas láser específicas. China está desarrollando defensas antiláser porque la protección contra ellos se considera mucho más barata que la creación de armas láser competidoras.

También se están estudiando como contramedidas espejos dieléctricos, recubrimientos ablativos económicos, retardo de transporte térmico y oscurecedores. En no pocas situaciones operativas, incluso contramedidas pasivas simples como la rotación rápida (que distribuye el calor y no permite un punto de mira fijo excepto en enfrentamientos estrictamente frontales), una aceleración más alta (que aumenta la distancia y cambia el ángulo rápidamente) o maniobras ágiles durante la fase de ataque terminal (que dificultan la capacidad de apuntar a un punto vulnerable, obligan a un re-apuntado o seguimiento constante con un retraso cercano a cero y permiten cierto enfriamiento) pueden derrotar o ayudar a derrotar armas láser de alta energía y pulsos no muy altos.

Arthur C. Clarke imaginó armas de rayos de partículas en su novela de 1955 Earthlight, en la que la energía se transmitiría mediante rayos de materia de alta velocidad. Después de la invención del láser en 1960, se convirtió durante un breve período en el rayo de la muerte preferido por los escritores de ciencia ficción. A finales de los años 1960 y 1970, cuando los límites del láser como arma se hicieron evidentes, la pistola de rayos comenzó a ser reemplazada por armas similares con nombres que reflejaban mejor las capacidades destructivas del dispositivo (como los blasters en Star Wars o los phasers en Star Trek, que originalmente eran láseres: según The Making of Star Trek, Gene Roddenberry afirmó que el personal de producción se dio cuenta de que el uso de tecnología láser causaría problemas en el futuro a medida que la gente comprendiera lo que los láseres podían y no podían hacer; esto dio lugar a la transición a los phasers en la pantalla, al tiempo que se permitió que los láseres se conocieran como un estilo de arma más primitivo).

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