Dar přítele lasera

Martin Tůma  |  Věda
Dar přítele lasera

Maskované postavy se tiše kradou temnou nocí, náhle ta vpředu vztyčí pěst a všichni strnou. Před nimi je kulometné hnízdo. Pár slov do vysílačky, krátký záblesk světla a z pevnůstky zbude jen louže roztaveného kovu a žárem zčernalý beton. Sci-fi? Ano, ještě pár let jistě, ale komponenty pro podobné systémy se už testují.

DE&EW je anglická zkratka pro Directed Energy and Energy Weapons, tedy zbraně s řízenou energií – energetické zbraně. V současnosti požadavky na zbraně narážejí na fyzikální limity klasických zbraní, které pomocí chemické energie exploze střelného prachu vystřelují pevné projektily, a proto se pracuje na jejich náhradě pomocí zbraní na jiném fyzikálním principu. Jedná se převážně o ryze laserové zbraně. Krátce poté, co byl sestrojen první funkční prototyp laseru, si vojáci uvědomili, jaké výhody s sebou tato technologie přináší.

Především to, že paprsek se od zdroje k cíli šíří rychlostí asi 300 000 km/s, takže není potřeba při míření brát v úvahu pohyb cíle mezi okamžikem výstřelu a okamžikem zásahu cíle, jako je tomu u projektilových zbraní. Další výhodou je velmi vysoká energie, která je ze zbraně na cíl obvykle přenesena v krátkém impulzu. A nelze opomenout ani to, že většina laserů pracuje mimo optické pásmo viditelné lidským okem, tudíž výstřel neprozradí pozici zbraně zábleskem a samozřejmě ani hlukem, jako je tomu u klasických zbraní. Laser má i své nevýhody – tou hlavní je nízká energetická účinnost, která se v současnosti pohybuje v jednotkách procent. S tím souvisí i praktická nemožnost použití silného laseru v pěchotních zbraních, voják by buď neunesl baterie, anebo by mohl bojovat pouze v dosahu prodlužovací šňůry.

I to je důvod, proč se prozatím lasery dočkaly bojového nasazení jako podpůrná technika (zaměřovače, značkovače cílů, dálkoměry) s výkonem do několika wattů. Kromě energetické náročnosti jsou zde i negativní vlivy atmosféry, která pohlcuje energii paprsku, může dojít k rozptylu a odklonění paprsku. Tyto vlivy se podle použité vlnové délky světla projevují s různou intenzitou, obzvláště infračervené světlo je v atmosféře silně pohlcováno.

A samozřejmě lze laserem střílet pouze na přímou viditelnost. Laser jako pěchotní zbraň zatím není na pořadu dne, dokonce ani Pentagon ve svém konceptu Future Warrior s touto zbraní nepočítá. Maximální výkon, jakého jsou současná přenosná zařízení schopná, je v řádech kilowattů, proto jsou prozatím aktuální pouze neusmrcující zbraně, jako je například oslepující puška PHaSR amerického námořnictva. Dalším příkladem může být systém izraelské armády THOR, sloužící především jako prostředek k likvidaci min a explozivních nástrah. Hlavní proud ve výzkumu a vývoji laserových zbraní je v oblasti obrany a ochrany před střelami. Například se spekuluje o tom, že na palubě Air Force One jsou poměrně silné lasery určené k oslepení tepelně nebo laserem naváděných střel. Do stadia ostrých zkoušek se už dostaly systém pro ochranu před taktickými raketami, minometnou a dělostřeleckou palbou, před protilodními střelami i prostředky protivzdušné obrany. Tato zařízení, označovaná jako HEL (High Energy Laser), již pracují s výkony od desítek kilowattů až po megawatty. Sem patří takové systémy, jako je americký THEL, Avenger, ruský HEL DEW anebo francouzsko-německý projekt HELEX. Zvláštní skupinu tvoří letecké lasery a letecké útočné lasery pro taktickou podporu pěchoty.

Stručná historie laserových zbraní

První funkční prototyp laseru byl sestrojen v roce 1960 v USA Theodorem H. Maimanem. Zařízení pracovalo s rubínovým krystalem a bylo schopno pouze krátkých impulzů. Nezávisle na Američanech přišli Rusové se svým řešením, které díky vývoji tzv. kvantového oscilátoru umožňovalo nepřetržité vyzařování (za tento objev obdrželi Charles Townes, Nikolaj Basov a Alexandr Prochorov v roce 1964 Nobelovu cenu za fyziku). První laserová zbraň spatřila světlo světa v roce 1968, kdy firma AVCO Everett postavila plynový laser na bázi CO2 s výkonem několika stovek kilowattů. Podle neoficiálních zpráv byl tento laser schopen již v roce 1969 zničit terčový letoun. Od roku 1973 se prováděly na základně letectva Kirtland pokusy s podobným laserem, který dokázal ničit terčové letouny tím, že poškodil jejich řídicí plochy a přivedl k výbuchu palivové nádrže. Filmové záběry testů byly bez dalších podrobností zveřejněny v roce 1982. První protiletadlový komplet MTU (Mobile Test Unit) s laserem opět na bázi CO2, o výkonu 30 kW, byl instalován na obojživelném transportéru LVTP-7 a stačil na ničení malých letadel. Dalším krokem ve vývoji byl systém C-CLAW (Close-Combat Laser Assault Weapon), jemuž se říkalo též Roadrunner, tentokrát určený k oslepení senzorů nepřátelských vrtulníků. V rámci programu UNFTP (Unified Navy Field Test Program) byl námořnictvem testován systém pro ničení protitankových střel TOW s laserem o výkonu již přes 400 kW. A prozatím posledním z této řady je systém HEL od firmy Northrop-Grumman.

HEL, THEL a MTHEL

Dar přítele lasera

HEL je zkratka pro vysokovýkonný laser. U zrodu této technologie, podobně jako u skoro všech zajímavých zbrojních nápadů Američanů, stál otec vodíkové bomby, fyzik dr. Edward Teller. V roce 1976 prosadil do realizace program létající laserové laboratoře (ALL – Airborne Laser Lab.) s mottem Peace Through Light. Výsledkem tohoto programu je jak systém AL-1A, tak celý program pozemních laserů THEL určených pro obranu před minometnými, dělostřeleckými náboji a raketami typu „Kaťuše“. Od roku 1996 vyvíjí konsorcium firem TRW, Northrop-Grumman, Elbit a Rafael tento systém. Přes poměrně dobré výsledky při testech nicméně bylo v roce 2004 americkou armádou zastaveno další financování vývoje tohoto systému kvůli jeho nízké mobilitě. Ani nástupce Sky Guard, speciálně vyvíjený pro ochranu Izraele před ostřelováním, se nedočkal svého nasazení. Z celého systému tak zbyly pouze radary, které se nyní používají pro včasnou výstrahu obyvatel regionu Sderot před palestinskými raketami.

Prozatím je tedy program HEL a z něj odvozený Sky Guard spíše zklamáním a slepou uličkou. Navíc Izrael v mezidobí změnil svoji doktrínu obrany – namísto sestřelování střel dává přednost ničení odpalovacích prostředků a rozmístění tohoto systému odložil na neurčito.

Konsorcium tak nyní vkládá svoje naděje do projektu MANPADS pro ochranu civilních letišť před útokem z ramene odpalovaných protiletadlových střel (Stinger, Igla). I přes neúspěch vývoj pokračuje dál. Northrop-Grumman získal zakázku na dodání nové generace laserů – Solid State Laseru – Vesta II pro program Joint High Power Solid State Laser (JHPSSL). Současných 15 kW výkonu tohoto zařízení je zatím daleko od požadovaných 100 kW. Přesto se od něj v budoucnosti mnoho očekává. Dalším velkým průlomem je slučování jednotlivých laserových paprsků do jednoho silnějšího – princip použitý na Hvězdě smrti ve Hvězdných válkách si nedávno nechala patentovat firma Lockheed Martin. V roce 2013 se očekává nová generace laserových zbraní, založená právě na SSL laserech.

Laser pro protiletadlovou obranu

Byl to právě vývoj adaptivní optiky, který znamenal přelom ve vývoji laserových zbraní. Pro zaostření a zaměření laserového paprsku se používá parabolické zrcadlo podobné tomu, které známe například ze světlometů automobilů. Aby bylo možno kompenzovat vlivy atmosféry na laserový paprsek, dokážou současná zrcadla měnit svoje zakřivení, a tak se přizpůsobit na atmosférické turbulence. Airborne Laser AL-1A je stanoven jako vysoce mobilní ochrana před balistickými raketami, jeho posláním je zasáhnout startující raketu v okamžiku, kdy je nejzranitelnější, a shodit ji nepřátelům na hlavu. Svoje uplatnění najde v době krizí s takovými státy, jako je Severní Korea nebo Írán. Jedná se o upravený Boeing 747–400, který vydrží patrolovat až 18 hodin.

Na své palubě nese megawattový laser typu COIL, který na jednu náplň dokáže zničit 20–40 raket (jedna náplň vysoce hořlavého paliva váží 100 tun). Celé letadlo je doslova našlapáno pokročilou elektronikou, zajišťující zachycení a sledování střely Battle Management System, dále je zde samostatný Beam Control System pro ovládání laseru a 1,6metrového zrcadla s adaptivní optikou. V současnosti systém absolvoval letové testy a je připraven na „ostré“ střelby. Kromě balistických raket by mohl být použit i proti křídlatým střelám, případně vysokorychlostním střelám s plochou drahou letu vzduch–země Raduga KH22.V oblasti ochrany proti balistickým raketám je teď na americké straně přetlak a ABL bude muset svoji životaschopnost obhájit mezi ostrými soupeři.

Vyzbrojený Hercules

AC-130 Spectre alias Gunship je po zuby ozbrojenou verzí dopravního letounu Hercules. Jeho počátky spadají do vietnamského konfliktu a od té doby se osvědčil jako přímá podpora pěchoty v bezpočtu dalších konfliktů. Vývoj laserové zbraně pro Spectre začal v roce 2002, jedná se o zařízení odvozené od výše zmiňovaného ATL (Advanced Tactical Laser) s laserem na bázi COIL o výkonu zhruba 300 kW. Přestože tento systém v letošním roce úspěšně podstoupil jak pozemní, tak letecké zkoušky, k bojovému nasazení má ještě velmi daleko. Především výkon ATL není, na rozdíl od běžně používaného dělostřeleckého náboje, dostatečný proti obrněné technice. Na druhou stranu by dokázal poskytnout rychlou a efektivní ochranu před ostřelovači a též by měl mít jistou kapacitu na ochranu před raketami. Palivo pro laser se ale nelíbí vojákům, podle nichž stačí málo k vyřazení laseru z boje, a požadují přechod na laser s pevným prostředím (SSL). Avšak SSL zatím nemá dořešenu práci v prostředí vibrujícího letadla.

Problémy a naděje

Laserové zbraňové systémy mají před sebou velkou budoucnost, ale jejich současný stav je zatím pozadu za očekáváním. Hlavním nedostatkem je nízká účinnost převodu energie napájení do výkonu paprsku. V řadě laserových zbraní tvoří napájení převážnou část celkové hmotnosti. Dalším problémem je rozptyl paprsku v atmosféře. Laserové zbraně ale mají jednu velkou výhodu, a tou je cena výstřelu. Například izraelský systém Iron Dome používá protistřelu v ceně asi 30 000 USD, laser by měl tyto náklady snížit o několik řádů.


Dar přítele lasera

Lasery s rudou hvězdou 1969 O ruských zbraních a zbraňové technice v této oblasti neexistuje moc zpráv. O to více koluje fám a různých konspiračních teorií. Existují například zkazky o použití silných laserových děl v roce 1969 při pohraničním konfliktu s Čínou na řece Ussuri, kdy podle svědků došlo k vypaření celé čínské jednotky zakopané na ostrově uprostřed řeky. Badatelé se ale přiklánějí k mnohem prozaičtějšímu vysvětlení, že danou zkázu způsobily tehdy nově nasazené zápalné aerosolové bomby druhé generace. 1977 Je bez pochyb, že i na ruské straně došlo k vývoji laserových zbraní, především protiletadlových a protidružicových, stejně jako leteckých (systém A-60). Ruský systém Berijev A-60 jako by z oka vypadl americkému projektu létající laserové laboratoře. Jednalo se upravený letoun

IL-76 MD s plynovým laserem. Program byl zahájen v roce 1977, nabral velké zpoždění kvůli tomu, že první prototyp 1A1 shořel v roce 1981 na základně Čkalovskaja. 1991 V roce 1991 spatřil světlo světa druhý prototyp 1A2, ale po rozpadu Sovětského svazu byl zřejmě zrušen celý program. Pokud se v Rusku něco nového kolem laserové techniky objeví, má s tím co do činění firma Almaz-Antej. Posledním zajímavým projektem je modifikace jejího PVO kompletu S-400 tak, že místo raket obsahuje laser, HEL DEW demonstrátor. Zařízení má být postaveno na bázi COIL s výkonem v řádu megawattů. Stejně jako americký systém MTHEL trpí velkou hmotností, velkými rozměry a z toho vyplývajícím nedostatkem mobility. Laser místo pyrotechnika V prostředí současných asymetrických válek musejí vojáci v poli velmi často čelit hrozbám min a improvizovaných výbušných prostředků (IED), případně nevybuchlé munice. Likvidace těchto zařízení s sebou obvykle nese nutnost nechat nalezenou nálož explodovat, což je ne vždy přijatelné. Explozi výbušniny může zabránit její spálení laserovým paprskem.

Právě to dělá systém THOR z izraelské zbrojovky Rafael. THOR představuje modulární systém, v němž jednu část tvoří otočná věž s čidly, laserem a 12,7mm kulometem a druhou potom ovládací terminál. Zařízení může být umístěno na vojenské technice nebo vybaveno vlastním podvozkem. THOR neumí miny a nástrahy vyhledávat, pouze je ničí z bezpečné dálky laserovým zášlehem. Systém používá laser na bázi optických vláken. THOR kromě odminování ovládá i řadu dalších úkolů od patrolování přes taktický průzkum až po palebnou podporu, jak klasickým kulometem, tak laserem. V rámci projektu Agile Multi-Role Weapon System americké armády byl na protiletadlový komplet Avenger od firmy Boeing místo kontejneru se čtveřicí raket Stinger instalován laserový demonstrátor o výkonu 1 kW. Primárně je určen podobně jako systém THOR pro likvidaci výbušných nástrah. O jeho výsledcích v nedávné operaci v Gaze jistě brzy uslyšíme.

Lasery a Hvězdné války SDI Když v roce 1979 navštívil Ronald Reagan velitelské stanoviště NORAD a zhlédl simulaci reakce USA na sovětský nukleární útok, odešel rozezlen s tím, že se nelze nijak bránit, jenom trpně čekat, kam to spadne. Proto krátce po svém zvolení prezidentem USA vyzval ve svém projevu 23. března 1983 vědeckou obec, aby lidstvu poskytla prostředek, který učiní nukleární zbraně neúčinnými a zastaralými. Vznikl tak projekt Strategické obranné iniciativy (SDI), lidově přezdívaný Hvězdné války. V rámci SDI se zrodil projekt velkého pozemního laseru (Ground Based Laser) pro sestřelování balistických raket protivníka, na oběžné dráze měl tuto roli plnit vesmírný laser – Space Based Laser. Brzy se ale ukázalo, že na to tehdejší technika nestačí. Jediný z programů, který uspěl, byla létající laserová laboratoř ALL.

Starfire Optical Range V současnosti došlo k renesanci těchto programů – blízko základny USAF Kirtland v Novém Mexiku bylo vybudováno zařízení Starfire Optical Range. Oficiálně má sloužit ke sledování družic na nízké orbitě, kromě toho zde byl testován laser s výkonem dostatečným na zničení satelitu. Rusové mají podobné zařízení na své střelnici v Šary Šaganu. X-40 Existují plány na umístění protidružicových laserů do vesmíru – výhledově roku 2025 v souvislosti s příchodem nové generace raketoplánu (SMV – Space Maneuver Vehicle), nyní prezentovaného zkušebním letounem X-40. Raketoplán SMV má být vybaven středně výkonným laserem a má se tak stát první kosmickou stíhačkou. Výsledky výzkumu ale neslouží jenom vojákům. Systém adaptivní optiky vyvinutý v rámci tohoto programu znamenal přelom v konstrukci astronomických dalekohledů.

Nejčtenější