چالش‌هاي فني توسعه‌ي سلاح‌هاي ليزري مورد استفاده درجنگ ستارگان

چالش‌هاي فني توسعه‌ي سلاح‌هاي ليزري نه‌تنها شامل وسايل توليد اشعه‌ي ليزر، بلكه شامل وسايل نوري مرتبط و جهت‌دهنده‌هاي پرتو ليزر نيز مي‌شود. تحليل سامانه‌هاي ليزر پرانرژي شامل آزمايش كارآمدي تسليحات نيز مي‌شود. اين امر نيز به نوبه‌ي خود شامل آزمايش انتشار پرتوي نور به سمت هدف و ميزان تأثيرگذاري آن بر هدف مي‌باشد. همچنين سامانه‌هاي ليزري بايد به‌گونه‌اي مهندسي شوند كه در ميدان جنگ قابل به‌كارگيري باشند. در نهايت كارايي يك سامانه ليزري، به محيط كاربرد ـ يعني سطح زمين، هوا يا فضا ـ و مأموريت آن بستگي تام دارد.

1.    وسايل توليد ليزر. همان‌طور كه پيش از اين نيز اشاره شد، در ساخت سلاح‌هاي ليزري از سه نوع ليزر شيميايي، حالت جامد و عاري از الكترون استفاده مي‌شود. در سال‌هاي گذشته توسعه‌ي فناوري‌هاي ديگري مانند "ليزرهاي گازي پويا و "ليزر تخليه‌ي گاز به روش پالس الكتريكي متوقف شده است، زيرا طول موج ليزري كه به يكي از اين دو روش توليد مي‌شود، از قابليت انتشار برخوردار نيست. چالش‌هاي فني موجود كه در طرح راهبرد سرمايه‌گذاري علوم و فناوري وزارت دفاع آمريكا در نوامبر 2001 در حوزه ليزرهاي پرانرژي بيان شده است، براي هريك از سه فناوري سلاح‌هاي ليزري متفاوت است، اما شامل مواردي همچون قابليت درجه‌بندي، توانايي تمركز پرتو و انتخاب طول موج مناسب براي انتشار پرتو در محيط مي‌شود. چالش‌هاي فني منحصر به هر فناوري نيز عبارت است از:

2.    ليزرهاي شيميايي. ليزرهاي شيميايي تنها گونه از ليزر پرانرژي هستند كه مي‌توانند به سطوح انرژي مگا وات دست پيدا كنند. ليزر شيميايي و پيشرفته‌ي فروسرخ ميانه در حقيقت يك ليزر فلوريد دوتريم است كه در طول موج 8/3 ميكرون فعال بوده و از دهه‌ي 1980 به اين سو در سطوح انرژي مگاوات آزمايش شده و به‌كار رفته است. اين فناوري ابتدا براي دفاع در عرشه‌ي كشتي به‌كار گرفته شد، اما به دليل كاهش قدرت انتشار در انرژي‌هاي بالا، دستخوش تغييرات فراواني شد. نيروي دريايي آمريكا برنامه‌ي توسعه‌ي ليزرهاي شيميايي را به دليل كاهش قدرت انتشار در طول موج‌هاي عملياتي ـ كه يك ويژگي ذاتي اين قبيل سلاح‌ها به شمار مي‌رفت ـ متوقف ساخت؛ با وجود اين، فناوري ليزر فلوريد دوتريم جايگاه خود را در طرح مشترك نيروي زميني آمريكا و رژيم اشغالگر قدس با نام ليزر تاكتيكي پرانرژي حفظ كرد. اين ليزر در اواخر سال 2000 قابليت‌هاي بي‌نظير خود را در مقابله با گلوله‌هاي 122 ميلي‌متري روسي (گلوله‌هاي كاتيوشا) در شرايط درگيري همزمان با چند گلوله به خوبي به نمايش گذاشت. با اين حال، اين فناوري يك سامانه متحرك نبوده و بيشتر براي دفاع مرزي توسط رژيم اشغالگر قدس به‌كار مي‌رفت. در حال حاضر ايده‌هاي تازه‌اي براي يك ليزر تاكتيكي متحرك مطرح شده است، اما مسايل و مشكلات مربوط به كارايي آنها در محيط‌هاي پر از دود و گرد و خاك به قوت خود باقي است.

فناوري نوين ديگر، طرح مشترك نيروي هوايي و آژانس دفاع موشكي موسوم به ليزر هواپايه براي دفاع موشكي در صحنه‌ي نبرد است. اين فناوري از ليزر شيميايي يديد اكسيژن با طول موج 3/1 ميكرون استفاده مي‌كند. طول موج كوتاهتر امكان تمركز پرتو بر ابعاد نقطه‌اي مورد نظر را به وجود مي‌آورد. اين ليزر شيميايي از توانايي تمركز پرتو به كمك نور سازگارشونده برخوردار است. مواد واكنش‌كننده‌ي اين ليزر نيز شامل پراكسيد هيدروژن، كلرين و يدين است. ليزرهاي فلوريد هيدروژن و فلوريد دوتريم از گازهايي استفاده مي‌كنند كه حاوي هيدروژن، دوتريم و فلورين است. تجهيزات ليزر شيميايي هواپايه آنقدر زياد و پرحجم است كه فضاي داخلي يك بوئينگ 747 را به طور كامل اشغال مي‌كند.

3. ليزرهاي عاري از الكترون. ليزرهاي عاري از الكترون را مي‌توان به‌گونه‌اي طراحي كرد كه در فركانس‌هاي دلخواه عمل كرده يا كوك‌پذير باشند. به‌نظر مي‌رسد كه اين ليزرها در سطح زمين بهترين گزينه براي ايجاد پرتويي با قابليت انتشار در هواي چگال شده به حساب مي‌آيند. از آنجا كه اين ليزرها در محيط خلأ توليد مي‌شوند، از كيفيت بالايي برخوردار هستند، اما در حال حاضر براي تنظيم پرتو آنها در انرژي‌هاي چند مگاواتي و نيز مهندسي تجهيزات آزمايشگاهي در يك سامانه‌ي تسليحاتي با چالش‌هاي فني فراواني مواجه هستيم. ليزر عاري از الكترون پيچيده‌ترين گونه‌ي ليزر در بين سه گونه‌ ليزر ياد شده، و مناسب‌ترين آنها براي كاربردهاي زمين‌پايه و يا دفاع در عرشه‌ي كشتي است.

4. ليزرهاي حالت جامد. هرچند ابزارهاي توليد جريان الكتريكي در ليزرهاي حالت جامد هنوز پيچيده و بزرگ هستند، اما از بيشترين توان بالقوه براي تبديل شدن به سلاح ليزري برخوردار هستند. اين ليزرها نيازمند جريان گاز خارجي يا پرتوي الكتروني نسبي‌گرا نبوده و نسبت به دو گونه‌ي ليزر ديگر ساده‌تر و كوچكتر هستند. طول موج آنها 06/1 ميكرون، يعني كمترين طول موج ممكن است. با اين حال به دليل وجود شكل انتقال حرارت تلف‌شده، براي دستيابي به سطوح انرژي چند مگاوات با مشكلات فني عديده‌اي مواجه هستند. استفاده از ديودهاي ليزري پرانرژي يكي از گزينه‌هايي است كه براي كاهش مشكلات فني مذكور پيشنهاد شده است.

از ديگر چالش‌هاي فني كه در توسعه‌ي تسليحات ليزري وجود دارد، متمركزسازي نور ليزر بر روي هدف تا زمان نابودسازي آن است. در حال حاضر فنون متعددي براي متمركزسازي پرتوي ليزري از يك سكوي متحرك بر روي يك هدف متحرك پيشنهاد شده است. عبور پرتوهاي پرانرژي ليزر از جوِ زمين يا دريا، به‌ويژه در مكان‌هايي كه هوا چگال‌تر مي‌شود، از ديگر عوامل محدودكننده‌ در راه توسعه سلاح‌هاي ليزري است. نيروي دريايي آمريكا براي غلبه بر اين مشكل، در حال توسعه‌ي مدل خاصي از ليزرهاي عاري از الكترون است تا با توليد ليزري با طول موج ويژه، مشكل جذب پرتوهاي ليزر توسط مولكول‌هاي موجود در هوا كاهش يابد. ميزان تأثيرگذاري ليزرهاي پرانرژي بر هدف و يا به عبارت بهتر ميزان كشندگي ليزرها و نيز يكپارچه‌سازي و مهندسي وسايل توليد اين ليزرها در قالب يك سكوي متحرك از جمله موضوعات ديگري است كه در طول سال‌هاي گذشته مورد توجه بوده است.

5. نتيجه‌گيري

در حال حاضر ليزرهاي پرانرژي سلاحي زينتي براي مصارف خاص به شمار مي‌روند. سلاح‌هاي ليزري هنگامي از منظر عملياتي با سلاح‌هاي ديگر قابل رقابت هستند كه درگيري با سرعت نور، امري حياتي براي دفاع از ساختارها و دارايي‌هاي بسيار با ارزش به شمار رود. اين ليزرها به ويژه در برابر موشك‌هاي بالستيك مجهز به سلاح‌هاي كشتار جمعي مفيد هستند. تاكنون ليزرهاي هواپايه بيش از ساير گونه‌هاي ديگر به مرحله بهره‌برداري نزديك شده‌اند، هرچند هنوز با چالش‌هاي فني و عملياتي فراواني مواجه هستند. مأموريت اصلي اين گونه نيز دفاع در برابر موشك‌هاي بالستيك كشورهاي متخاصم است. اگر بتوان برد اين ليزرها را به شكل گسترده‌اي افزايش داد و به حدود 700 مايل رساند، در آن صورت مي‌توان از آنها در مقابل امكانات و دارايي‌هاي استراتژيك قدرت‌هاي بزرگ به عنوان يك اهرم ديپلماتيك استفاده كرد. با پيشرفت‌هاي بيشتر فني و مهندسي و ايجاد توان رقابت با سلاح‌هاي متعارفي مانند موشك‌ها و توپ‌ها مي‌توان براي ليزرهاي پرانرژي مأموريت‌هاي بيشتري در نظر گرفت. ليزرهاي زمين‌پايه نيز تاكنون كارايي بيشتري را در مقايسه با راكت‌ها به نمايش گذاشته‌اند، اما تاكنون امكان مهندسي يك سامانه‌ي ليزري متحرك ايجاد نشده است. ليزرهاي فضاپايه تا رسيدن به مرحله‌ي بهره‌برداري، فاصله‌‌ي زيادي را بايد طي كنند. براي استفاده از اين ليزرها بايد بر چالش‌هاي فني، عملياتي و مالي زيادي غلبه كرد. سامانه‌هاي ياد شده از اين قابليت نيز برخوردارند كه علاوه بر موشك‌هاي بالستيك، در برابر هر نوع هدف هوايي يا فضايي ديگر به كار روند.

پرتوهاي ليزر شيميايي فلوريد هيدروژن مي‌توانند به راحتي در محيط اطراف زمين منتشر شده و براي حمله به اهداف زميني به‌كار روند. توليد چنين سلاح‌هايي يك تصميم‌گيري سياسي مهم با عواقب ملي و جهاني گسترده به شمار مي‌رود. از ديگر سو، هرچند نيروي دريايي مأموريت دفاع در برابر موشك‌هاي كروز ضد كشتي را بر عهده دارد، اما چالش‌هاي متعدد فني مانع از توليد يك سامانه‌ي ليزري درياپايه شده است. ليزرهاي عاري از الكترون مي‌توانند پرتويي توليد كنند كه به راحتي در محيط اتمسفر دريايي منتشر شود، اما هنوز براي تحقق چنين مفهومي پيشرفت‌هاي فني فراواني بايد روي دهد. وزارت دفاع آمريكا قصد دارد فعاليت‌هاي خود براي توليد ليزر تاكتيكي هواپايه با قابليت هدفگيري خودروهاي سبك زميني را ادامه دهد؛ اما كسب قابليت ضد نفر در چنين سلاح‌هايي مستلزم مواجهه با چالش‌هاي عملياتي و سياسي فراواني است.  توان بالقوه‌ي سلاح‌هاي ليزري براي دفاع از تأسيسات و زيرساخت‌هاي حياتي ـ همچون نيروگاه‌هاي هسته‌اي ـ مي‌تواند توجيه‌كننده‌ي سرمايه‌گذاري‌هاي گسترده و مداوم باشد. پيشرفت در تجهيزات ليزري (به‌خصوص ليزرهاي حالت جامد)، وسايل نوري و كنترل پرتوها مي‌تواند در گسترش مأموريت‌هاي بالقوه‌ي ليزرهاي پرانرژي موثر باشد. در خاتمه بايد يادآور شد كه امروز و پس از 30 سال تلاش، با پيشرفت‌هاي تكاملي ليزرهاي پرانرژي مفاهيم انقلابي متعددي در حال طرح و پيگيري هستند. هرچند طي اين سال‌ها هيچ فناوري بنيادي و نوين ليزري براي غلبه بر چالش‌هاي فني ارايه نشده است، اما در عرصه‌ي تبديل فناوري‌هاي موجود به ليزر پرانرژي، توليد وسايل نوري سازگارشونده و مهندسي سامانه‌هاي ليزري براي كاربردهاي متعدد به پيشرفت‌هاي چشمگيري نايل شده‌ايم. هر چه توان و فشردگي ليزرهاي پرانرژي بهبود ‌يابد، كاربردها و توانمندي‌هاي بالقوه‌ي آنها نيز افزايش خواهد يافت. اين امر ايجاب مي‌كند كه سرمايه‌گذاري در تحقيق و توسعه‌ي ليزرهاي پرانرژي همچنان در آينده ادامه يابد. درضمن موارد مهم درآينده نگاري  تسلیحات هوشمندبا هدايت  ليزري عبارت است از :

نوشته : رحمت ا.. امیر صوفی – عباس مجد آبادی