Laseri i mikrovalovi

Novi pristup u razvoju tzv. oružja izravnog djelovanja (u osnovi je riječ o laserskom i mikrovalnom oružju) jest kombiniranje postojećih i komercijalnih tehnologija s tih područja te stvaranje nepretencioznih, učinkovitih i dostupnih rješenja

Foto: US Army

Priča o oružju izravnog djelovanja traje zadnjih pola stoljeća i puna je nastojanja znanstvenika raznih specijalnosti i područja da razviju oružja koja će drastično preokrenuti izgled ratovanja i korisniku donijeti strategijsku prednost pred manje sretnim protivnikom koji nema tu tehnologiju.

Ti su projekti diljem svijeta progutali mnogo novca bez ikakvog upotrebljivog rezultata, od obećavanih “zraka smrti”, “razornih lasera” i sličnih literarnih kovanica nema ništa. Vojnici se i dalje moraju oslanjati na klasično projektilsko oružje, koje je u osnovi tehnološki dotjerano koplje ili luk i strijela.
Dosad su konstruktori uglavnom nastojali razviti snažne sustave gladne energije koji bi terminalnom učinkovitošću i destruktivnošću trebali nadmašiti snažne konvencionalne projektile ili im bar biti jednaki.

Veliki poticaj za oružja izravnog djelovanja (ID) bio je program Strategic Defence Initiative (SDI) poznatiji kao Rat zvijezda, koji je 80-ih godina XX. stoljeća pokrenula administracija predsjednika Reagana. Naravno, rezultati su bili vrlo slabi, a ta je kategorija oružja u javnosti dobila podsmješljiv i ironičan odmak. Naime, smatrali su je nečim što je nemoguće ostvariti, osim na filmu, holivudskom.

Foto: Sandia, Istraživačiameričkog laboratorija Sandia ispituju značajke antene mikrovalnog sustava za nadzor prostora

Dok su pobornici nastojali prikazati situaciju obećavajućom, temeljeći to na dosad akumuliranom znanju i svladanim tehnologijama, skeptici ID oružja su to uvijek prikazivali kao tehnološki nedostižan san i bunar bez dna za novac poreznih obveznika.

No, današnja je slika pomalo iznenađujuća. Naime, dok su veliki razvojni programi, uz pomoć snažne državne novčane potpore, bili koncentrirani na snažne sustave, s druge se strane odvijala mala razvojna evolucija. Komercijalni je sektor, iskorištavajući postignuta znanstvena saznanja, polagano radio na manje ambicioznim sustavima, koji su manji, prijenosni i, što je najvažnije, već danas iskoristivi za određene zadaće.

Upravo bi ti komercijalni sustavi mogli donijeti revoluciju na područje ID oružja i omogućiti prve operativne vojne sustave. Tim više jer je po prirodi riječ o taktičkim, znači manjim, jeftinijim i u stvarnom životu iskoristivijim uređajima.

Istraživači iz tvrtki koje rade na tim sustavima navode kako je dio krivnje za lošu percepciju javnosti o ID oružjima klima koja bi se mogla opisati kao: “za tri godine ćemo imati uporabljiv laser”, ali problem je što se to ponavlja zadnjih dvadeset godina. Ideja da se razviju vojni laseri snage 100 kW svojevrsna je fiksacija koja dosad nije donijela zadovoljavajuće rezultate ali je potrošila mnoštvo novca. Zato su se tvrtke, koja i dalje nastavljaju istraživanja jakih ID oružja, okrenule jednostavnijim i dostupnim komercijalnim tehnologijama i nastojanjima da ih se prilagodi vojnoj primjeni.

Sadašnji pristup industrije nije više razviti ID sustave koji će zamijeniti konvencionalno oružje već brzo ponuditi rješenja koja će dopuniti postojeći konvencionalni arsenal. Industrija je shvatila da nema smisla stvarati zamjenu za laserski ili satelitski navođene bombe ili precizne topove jer oni danas svoj posao obavljaju izvrsno i vojnici na terenu su zadovoljni tom opremom.

Napokon rezultati?
Analitičari se slažu kako je najbolji način za prevladavanje skepticizma prema ID oružju što prije u operativnu uporabu i na teren poslati sustav koji je praktičan i učinkovit. Pri tom nije bitno hoće li to biti super razorno revolucionarno oružje (malo vjerojatno) ili neki slabiji nesmrtonosni sustav (puno vjerojatnija solucija). Zato se industrija okrenula dostupnim tehnologijama koje se mogu relativno brzo uvesti u operativnu uporabu.

Tako tvrtka Raytheon ima nekoliko proizvoda: Silent Guardian (nesmrtonosni mikrovalni sustav za kontrolu prostora), LADS (Laser Air Defense System – laserski protu projektilski sustav) te Vigilant Eagle (sustav za zaštitu letjelica od PZO projektila).

Zanimljivo je da su sva tri sustav u svojem temelju obrambeni, iako se Silent Guardian može rabiti i kao ofenzivno oružje, njegova projektna namjena je obrana određenog prostora nesmrtonosnom silom bez uzrokovanja gubitka ljudskih života, na bilo kojoj strani.

Foto: Raytheon, Sustav Silent Guardian postavljen na komercijalno vozilo

Oružje ID tipa zasnovano na mikrovalovima istraživale su brojne tvrtke, no čini se kako je Silent Guardian prvi operativno spreman sustav. Razvoj Silent Guardiana započeo je početkom stoljeća, u razvoju su sudjelovali istraživački laboratoriji američkih oružanih snaga, a u proračunu za 2008. osigurana su sredstva za pet sustava. Sustav je postavljen na lako višenamjensko vozilo Humvee, ima predajnik snage 30 kW i domet do 250 metara.

Razmatra se izrada i većih sustava, do 100 kW koji bi bili postavljeni na veće vozilo te bi sukladno većoj snazi imali i veći operativni domet.

Sustav se sastoji od generatora i predajnika (pločasta antena) koji emitira mikrovalove frekvencije 95 GHz. Cilja se pomoću kamere postavljene u središnji dio antenskog panela, a sustavom upravlja operater pomoću upravljačke palice.

Zraka koju Silent Guard emitira ima dimenzije 114 X 114 cm, i učinkoviti domet do 250 metara, naravno, ljudi i nakon 250 metara osjećaju učinak ali što su dalje učinak je bitno oslabljen.

Tijekom ispitivanja frekvencija od 95 GHz nije pokazala nikakav učinak na vozila i opremu, no istraživači se nadaju da će uporabom nekih drugih frekvencija i vrstama zračenja te promjenama u konstrukciji uspjeti zaustavljati vozila mikrovalnim zračenjem.

Na pogođenu osobu Silent Guardian djeluje tako da ona osjeća intenzivno žarenje i vrućinu na koži. Testovi su pokazali da će osoba učiniti sve da se skloni od boli, odnosno napusti čuvano područje, prestat će s agresijom i nastojati se udaljiti od zone gdje osjeća bol.

Značajke zrake se mogu podesiti, impuls obično traje oko tri sekunde što je dovoljno za, kako to nazivaju “modificiranje ponašanja” odnosno prekid agresije, odbacivanje oružja i napuštanje štićenog područja.

Foto: Raytheon, Veća antena na većem podvozju – veći domet i veći zaštićeni prostor

Sustav se može programirati tako da cilja određenu osobu, skupinu osoba ili da pokriva određeno područje koje treba zaštititi. Tako Silent Guard može bez žrtava i s minimalnom količinom bez kontaktnog i visokotehnološkog nasilja nadzirati određeno područje s malim brojem ljudi koji tijekom obavljanja te zadaće sjede na sigurnoj udaljenosti i upravljačkom palicom usmjeravaju djelovanje mikrovalova.

Tvrtka Raytheon tvrdi kako osobe izložene mikrovalnom zračenju nakon napuštanja područja i prestanka izloženosti nemaju nikakve negativne zdravstvene posljedice. Navodi se da su provedena opsežna medicinska testiranja koja su pokazala kako nema opasnosti od raka, sljepila, sterilnosti ili neke druge posljedice. Naravno, treba imati u vidu kako je riječ o tvrdnjama proizvođača i tek će moguća duža uporaba pokazati pravo stanje stvari.

Idući razvojni pravci za tu tehnologiju su povećanje snage na više od 100 kW te postavljanje sustava na letjelicu kako bi se dobilo interventno fleksibilno sredstvo za brzu zaštitu određenih područja.

Napori istraživača usmjereni su na razvoj jačih inačica, snage veće od 100 kW što bi rezultiralo većim dometom odnosno većom površinom koju jedan sustav može učinkovito nadzirati i štititi.

Čini se kako su za Silent Guard zainteresirani i strani kupci, iako se zasad ne znaju nikakve pojedinosti. Činjenica je da sam ideja oružja izravnog djelovanja nesmrtonosne kategorije pokazuje kako je to nešto što je snagama sigurnosti diljem svijeta nedostajalo kao sredstvo tehnološke zaštite koje se može primijeniti prije uporabe klasičnog smrtonosnog oružja.

Laseri
Tvrtka Raytheon radi i na razvoju laserskog oružja, relativno blizu završetku razvoja je sustav Laser Area Defense System (LADS). U osnovi LADS je sustav koji bi se mogao opisati kao laserska inačica topničkog sustava za blisku zaštitu Phalanx. Phalanx se izvorno rabio za zaštitu brodova od napada protubrodskih projektila. Nakon što je znatno porasla opasnost od taktičkih projektila raznih vrsta razmatra se njegova uporaba i za zaštitu kopnenih snaga i instalacija.

Foto: Raytheon, Sustav Vigilant Eagle za zaštitu od lakih PZO sustava

No, zbog drukčije prirode prijetnje, često su prijetnja minobacački projektili, brzina reakcije je bitno važnija stavka pa se laser nameće kao moguće bolje ili dopunsko rješenje.
Razvoj je pokrenut tako što je tim konstruktora nastojao osmisliti što se u tom smjeru može učiniti s postojećom i dostupnom laserskom tehnologijom. Prvi su uspjesi u razvoju ostvareni 2006. kad su istraživači tijekom testa uspješno laserom uništili dva minobacačka projektila na udaljenosti 500 metara. Pri tom je rabljen komercijalni laser snage 20 kW koji se inače koristi u automobilskoj industriji.

Test uništavanja projektila proveden je u statičkim uvjetima, tj. projektili su mirovali, nisu bili u letu pa je logičan korak bio ponoviti testiranje na projektilu u letu. Za to je trebalo integrirati računalo za upravljanje paljbom te radar i termalnu kameru (FLIR) za praćenje putanje projektila i pripremu elemenata za ciljanje.

Pokazalo se da su radar i FLIR postojećeg topničkog sustava Phalanx 1B dovoljno precizni za praćenje manjih projektila (topničkih i minobacačkih) ali nisu dovoljno dobri za precizno držanje laserske zrake na projektilu u letu. Zato je razvijen novi optički sustav za upravljanje paljbom koji je u osnovi vrsta brzopokretnog zrcala.

Povećana je i snaga lasera, sad je riječ o, također industrijskom, laseru snage 50 kW. Laser će postaviti na postolje sustava Phalanx, a testovi koji će pokazati mogućnost uništavana pokretnih projektila trebali bi se obaviti do kraja 2008.

Testiranje s planira u što je moguće realnijim uvjetima, trebat će obaviti gađanje više projektila koji će biti ispaljeni zamalo istodobno kao bi se provjerila mogućnost sustava za brzi zahvat više ciljeva koji nailaze u malom vremenskom razmaku. Početno financiranje sustava LADS osiguravala je tvrtka ali dobri početni rezultati otvorili su mogućnost da se u daljnje financiranje uključi i ministarstvo obrane.

Za testiranje se rabi laser postavljen na postolje sustava Phalanx uz potrebne izmjene zbog same prirode laserskog sklopa. Najočitija se izmjena tiče najvažnijeg elementa za rad lasera – izvora električne energije. Razmatraju se dvije opcije, jedna je postavljanje posebnog elektro generatora koji će energijom opskrbljivati laser. Druga je opcija priključenje lasera na postojeću električnu instalaciju postolja sustava Phalanx jer se rabi manje zahtjevan laser koji je relativno jednostavno integrirati u postojeće energetske kapacitete postolja Phalanx.

Zasad nema podataka o mogućem dometu sustava ali stručnjaci drže kako je sličan dometu sustava Phalanx tj. oko 2 do 3 km.

Razmatranja o sustavu za operativnu uporabu pokazuju kako će, ako ikad dođe do proizvodnje operativno sposobne inačice LADS-a to vjerojatno biti kombinirani lasersko topnički sustav. Naime, iako se čini kako je najbolja varijanta zamjena “jedan za jedan” odnosno postavljanje lasera umjesto topa, vjerojatnija je mogućnost postavljanja i lasera i topa u jedinstveni sustav.

U tom bi slučaju na postolju bila dva različita oružja, kao jedan sustav ali bi vjerojatno djelovala odvojeno. Jedan od temeljnih razloga za to vjerojatno je problem vibracija koje izaziva top tijekom paljbe. Vjeruje se kako bi to izazvalo prevelike probleme osjetljivom sustavu za usmjeravanje laserske zrake na cilj i držanje na cilju tijekom faze uništavanja projektila.
Zasad se čini kako bi operativni modus takvog sustava bio da se laser upotrebljava u početnoj fazi, protiv salve projektila i nastoji ih se što više uništiti djelovanjem na što većoj udaljenosti, izravnim ozračivanjem dolazećih projektila.

Top bi se koristio u završnom dijelu, uništavajući preostale projektile koji su se uspjeli probiti. Uporaba streljiva s blizinskim upaljačem i velika gustoća paljbe šestocijevnog topa povećavaju šansu pogotka i uništenja dolazećih projektila koji su vrlo blizu i nema vremena pa rezultat mora biti trenutačan.

Osim LADS-a postoji sličan program High Energy Laser (HEL) koji vodi američka kopnena vojska, a riječ je o programu koji treba razviti laser za protuprojektilsku obranu ali uz primjenu lasera veće snage i samim time i znatno većeg dometa.

Sam je sustav LADS zamišljen dosta fleksibilno, s mnoštvom postojećih komponenti, na pouzdanom temelju koji omogućava proširenje i na druge segmente, npr. zaštitu brodova.
Zasad se ne može s preciznošću reći kad bi se sustav LADS mogao naći u operativnoj uporabi, no neke procjene govore kako bi to, ako sve bude u redu, moglo biti oko 2010. godine.

Zaštita letjelica
Jedno od “vrućih” područja na koje su se koncentrirali proizvođači vojne opreme je zaštita letjelica od lakih, prijenosnih PZO projektila (Stinger, Igla, Strela i slični, obično se sreću pod akronimom MANPADS). Osobito je izražena potreba za zaštitom civilnih putničkih aviona jer je bilo nekoliko terorističkih napada. Jedan od proizvoda koji se nadaju pružiti zaštitu letjelicama jest sustav Vigilant Eagle, koji također razvija tvrtka Raytheon.

Sustav je zamišljen za opremanje aerodroma, i za razliku od nekih sustava koji se postavljaju na letjelicu, Vigilant Eagle je zemaljski sustav koji se brine za zaštitu svih letjelica koje slijeću ili polijeću sa štićenog aerodroma.

Foto: US MDA, Leteći laser ABL

Proizvođač navodi kako sustav Vigilant Eagle, u slučaju kada se štiti 35 velikih aerodroma (oko 72% američkog zračnog prometa) košta oko 2 milijarde dolara. Istodobno, da se postigne takva razina zaštite opremanjem letjelica ugradbenim sustavom zaštite, troškovi bi iznosili oko 20 milijardi dolara. Ako je proračun načinjen u Raytheonu točan, Vigilant Eagle je vrlo zanimljivo i financijski privlačno rješenje za zaštitu zračnog prometa, i vojnog i civilnog od terorističkih prijetnji uporabe MANPADS-a.

Vigilant Eagle je zamišljen kao stacionarni sustav za opremanje civilnih aerodroma ali dobri rezultati naveli su ih i na razvoj mobilne inačice koja je idealna za zaštitu privremenih ili stalnih aerodroma u npr. području mirovne misije. Kod izrade mobilne inačice se osobito vodi računa o tome da cijeli sustav stane u transportni avion C-17.

Sustav radi na načelu emitiranja mikrovalnog zračenja, načelo slično Silent Guardu, uz napomenu da je frekvencija prilagođena tome da izazove oštećenje elektronike projektila koji se gađa. Zasad nema jasne slike cijelog sustava, samo izjava iz tvrtke da je riječ o pločastoj emiter anteni dimenzija standarde ulične oglasne ploče povezanoj na upravljački sustav. Sustav uza nadzor sastoji se od naprednih termalnih kamera koje otkrivaju ispaljeni MANPADS projektil zahvaljujući radu jnegova raketnog motora.

Raytheon tvrdi kako sustav ima visoku učinkovitost i nisku raznu lažnih uzbuna. Osim toga, navode kako Vigilant Eagle, zbog činjenice da je snažan izvor elektromagnetnog zračenja, ne izaziva nikakve sigurnosne probleme i omogućava posve neometan rad svih elektroničkih uređaja na aerodromu i u avionu tijekom polijetanja i slijetanja. Obavljen je i pokus s transportnim avionom C-17 koji je s uključenim motorima ozračen iz emitera ali nije zabilježena nikakva nepravilnost u radu motora ili ostalih sustava letjelice. jedino što je zabilježeno je slabo krčanje u internoj interkom vezi kojom se služe članovi posade za međusobnu komunikaciju.

Tijekom 2007. obavljeno je prvo testiranje s pravim MANPADS projektilom u letu, sustav je uspješno otkrio, naciljao i onesposobio projektil. Jedno od zasad neriješenih pitanja je što se događa s projektilom koji je skrenut s putanje. Putnički avion je spašen, ali projektil će negdje morati pasti. Postavlja se pitanje posljedica ako projektil padne na kuću, vrtić ili školu. kako je riječ o projektilu s određenom količinom eksploziva može se očekivati određena šteta, naravno postoji i mogućnost ljudskih žrtava, ali to je čini se situacija u kojoj treba odvagati korist (spašavanje putničkog aviona, npr. Boeinga 747 ili Airbusa A380) i potencijalnu štetu (mogućnost pada onesposobljenog ali i dalje opasnog projektila na naseljeno područje, uz sve iz toga izvedive posljedice).

Foto: Lockheed Martin, Pokretna glava s laserom sustava ABL

Leteći laser
Jedno od najzanimljivijih oružja izravnog djelovanja jest leteći protubalistički laserski sustav ABL (AirBorne Laser). To je sustav koji se najviše približio literarnom poimajnu oružja budućnosti u formi “zraka smrti”. Doista, leteća laserska platforma koja uništava balističke projektile na udaljenosti od više stotina kilometara najsličnija je klasičnom poimanju visokotehnološkog naprednog oružja izravnog djelovanja.

Iako je program ABL donekle doživio sudbinu sličnih programa (tehnološki problemi, kašnjenje u razvoju, problemi s financiranjem) ipak uspješno napreduje. Dosad je potrošeno mnogo novca, prema nekim podacima više od 5 milijardi dolara, ali prvi probni primjerak leti, u kućište mu je postavljen snažni kemijski kisik-jod laser i za 2009. se planira prvo testiranje u uvjetima sličnim realnim. Naime, tad se planira obaviti testno gađanje balističkog projektila u letu. Prema najavama neće se rabiti neki od dostupnih američkim projektila već će se testirati na neameričkom projektilu kako bi se postigao što veći stupanj realnosti u testiranju.

ABL je ustvari komercijalni avion Boeing 747-400F u koji je postavljen snažni kemijski laser, a dosad provedeni testovi su pokazali kao je ideja ostvariva. Daljnjim su testiranjima dokazana i uporabljivost letećeg lasera te su obavljeni testovi koji su potvrdili mogućnost ciljanja laserom.

Pobornici letećeg lasera navode mobilnost kao najveću prednost. Naime, ABL je zamišljen da napadne balistički projektil u početnoj fazi leta, kad raketni potisnici rade i stvaraju dobar i uočljiv termalni potpis pa je otkrivanje projektila jednostavnije. Osim toga, tijekom početne faze leta projektil je najranjiviji, teško je primijeniti neku od tehnologija zaštite projektila ili primijeniti zaštitno manevriranje jer se sva raspoloživa snaga raketnih motora upotrebljava za uspinjanje i dostizanje potrebne visine.

Mogućnost da se projektil uništi na samom početku i praktično u “protivničkom dvorištu”, odnosno iznad njega, čini se kao dobra komparativna prednost u odnosu na ostale protubalističke sustave koji su zamišljeni da uništavaju projektile u srednjoj ili završnoj fazi leta, kad su znatno brži, mogu rabiti zaštitne mjere i lakše manevrirati.
No, to su zasad samo teorijske prednosti i trebat će sačekati stvarnu testnu potvrdu da cijeli sustav u stvarnosti radi onako kako u konstruktori predvidjeli. No, ukoliko se uspije dokazati to će vjerojatno biti prvi ozbiljniji sustav-oružje izravne energije koji bi mogao ući u operativnu uporabu kao stvarno oružje sposobno uništavati protivničke napadne kapacitete.

Igor SKENDEROVIĆ