¿Cómo funcionan las armas láser?

Las naciones de todo el mundo están desarrollando rápidamente armas láser de alta potencia para misiones militares en tierra y en el mar, en el aire y en el espacio.

Arma láser montada en un camión. Foto: Popular Science

Las imágenes de enjambres de drones pequeños y baratos llenando el cielo o rozando las olas han inspirado a los militares a desarrollar y desplegar armas láser como alternativa a defensas costosas como los misiles, según Iain Boyd, profesor de ciencias e ingeniería aeroespacial en la Universidad de Colorado en Boulder.

Los láseres utilizan electricidad para crear fotones, o partículas de luz. Los fotones pasan a través del medio amplificador, aumentando rápidamente el número de fotones. Todos estos fotones se enfocan en un haz estrecho utilizando un sistema de guía láser, según The Conversation .

En las décadas transcurridas desde que se introdujo el primer láser en 1960, los ingenieros han desarrollado una variedad de láseres que producen fotones en diferentes longitudes de onda a lo largo del espectro electromagnético, desde el infrarrojo hasta el ultravioleta. Los sistemas láser de alta potencia utilizados en aplicaciones militares se basan en láseres de estado sólido, que utilizan cristales especiales para convertir la energía de entrada en fotones. Una característica clave de los láseres de estado sólido de alta potencia es que los fotones producidos están en la región infrarroja del espectro electromagnético y son invisibles a simple vista.

Al interactuar con una superficie, el rayo láser produce diferentes efectos según la longitud de onda, la potencia del rayo y el material de la superficie. Los láseres de baja potencia producen fotones en la región visible del espectro, que pueden utilizarse como fuentes de luz para punteros y demostraciones en eventos públicos. Estos rayos láser tienen tan poca potencia que se reflejan en las superficies sin causar ningún daño.

Se utilizan sistemas láser de mayor potencia para cortar tejido biológico en muchos procedimientos médicos. Los láseres de mayor potencia pueden calentar, vaporizar, fundir y quemar una variedad de materiales, utilizándose en procesos industriales de soldadura y corte. Además del nivel de potencia del láser, la capacidad de producir una variedad de efectos también está determinada por la distancia entre el láser y el objetivo.

armas láser

En parte debido al desarrollo de láseres industriales de alta potencia, los ejércitos utilizan cada vez más armas láser. Una ventaja fundamental de las armas láser de alta potencia es que pueden funcionar de forma continua. A diferencia de las armas tradicionales, como las pistolas, que tienen munición limitada, los láseres de alta potencia pueden disparar continuamente siempre que haya una fuente de energía.

El ejército estadounidense está desplegando láseres de alta potencia montados en camiones para derribar una variedad de objetivos, incluidos drones, helicópteros, morteros y cohetes. La Armada de Estados Unidos utiliza láseres de alta potencia en sus barcos para defenderse de pequeños buques de superficie de rápido movimiento, así como de misiles y drones. La Fuerza Aérea de Estados Unidos está desarrollando láseres aerotransportados de alta potencia para misiones ofensivas y defensivas. Rusia también está construyendo láseres terrestres de alta potencia para “cegar” a los satélites enemigos.

Limitaciones de las armas láser

Uno de los mayores desafíos para las unidades que utilizan láseres de alta potencia es la cantidad de energía necesaria para operar de forma remota. A diferencia de los láseres industriales, que se encuentran a sólo unos centímetros del objetivo, las operaciones militares implican distancias mucho mayores. Para defenderse de amenazas entrantes, como proyectiles de mortero o pequeñas embarcaciones, las armas láser deben alcanzar sus objetivos antes de que puedan causar daños.

Sin embargo, para quemar material a una distancia segura se necesita un rayo láser con una potencia de decenas a cientos de kilovatios. El prototipo de arma láser más pequeño utiliza 10 kilovatios de electricidad, aproximadamente lo mismo que un coche eléctrico. La última arma láser de alta potencia en desarrollo requiere 300 kilovatios de electricidad, suficiente para abastecer a 30 hogares. Dado que los láseres de alta potencia sólo tienen una eficiencia del 50%, generan enormes cantidades de residuos.

Esto significa que los láseres de alta potencia requieren una infraestructura de generación de energía y enfriamiento, lo que puede limitar los efectos creados por diferentes soportes. Los camiones del ejército y los aviones de combate de la fuerza aérea tienen menos espacio para armas láser de alta potencia, por lo que estos sistemas están limitados a objetivos de potencia relativamente baja, como drones envolventes o misiles desactivadores. Los barcos y aviones de gran tamaño pueden transportar láseres más potentes capaces de hacer agujeros en embarcaciones y vehículos terrestres. Los sistemas terrestres son los menos restringidos, por lo que tienen la mayor capacidad y pueden hacer frente a misiles de largo alcance.

Otra limitación importante para las armas láser de alta potencia que requieren una plataforma se relaciona con el tiempo de operación. Debido a que los camiones, barcos o aviones deben transportar la fuente de energía para el láser, lo que limita la capacidad de la fuente, el láser solo se puede utilizar durante un tiempo limitado antes de necesitar recargarse. Además, la eficacia de las armas láser también se reduce en condiciones de lluvia, niebla y humo, que provocan que el rayo se disperse. El rayo láser también debe fijarse en el objetivo durante unos segundos para causar daño.

En el futuro, es probable que las armas láser sigan desarrollándose con niveles de potencia mayores, ampliando el alcance del objetivo.

An Khang (según The Conversation )

Enlace de origen: https://vnexpress.net/vu-khi-laser-hoat-dong-nhu-the-nao-4720686.html