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    Como funcionam os jatos a laser
    A base provisória Afloat Forward Staging no USS Ponce conduz uma demonstração operacional do sistema de armas a laser (LaWS) enquanto desdobrado no Golfo Pérsico. Foto da Marinha dos EUA por John F. Williams

    Pew, banco, banco! Esse é o som da guerra no futuro.

    Armas a laser alimentam nossas fantasias de ficção científica desde que Luke explodiu a Estrela da Morte. Apesar do fato de que você não pode realmente ouvir os lasers, explodindo planetas da morte ou qualquer outro ruído no vácuo do espaço, há algo inegavelmente incrível em levar um alvo ao esquecimento com uma explosão letal de energia hiperconcentrada.

    As armas convencionais são poderosas, mas desleixadas. Soltar uma bomba de um avião é ótimo para destruir uma fábrica de munições inteira ou destruir uma ponte estratégica. Mas a guerra do século 21 - marcada por células terroristas desonestos e ataques de drones não tripulados - requer muito mais precisão do armamento militar. E nada é mais preciso do que laser, Nós vamos, lasers!

    Todos os principais fabricantes de armas americanos - Boeing, Lockheed Martin, Northrop Grunman - está sob contrato com o Exército dos EUA, Marinha e Força Aérea para desenvolver sistemas de laser mais poderosos e compactos que podem ser implantados por navios de guerra, tanques e até aviões.

    Dispensado por décadas como uma quimera de ficção científica, Os lasers de nível militar estão de volta às manchetes e mais malvados do que nunca. No final de 2014, A General Atomics postou um vídeo elegante de uma demonstração explosiva de seu sistema de armas a laser (LaWS), um laser do tamanho de um caminhão que parece um telescópio de última geração. Montado no USS Ponce, um navio de guerra da Marinha, a arma giratória silenciosamente atingiu alvos amarrados às costas de lanchas em movimento, em seguida, derrubou um drone não tripulado para um grand finale.

    Em março de 2015, A Lockheed Martin ganhou as manchetes ao usar um laser de 30 quilowatts chamado de ativo de alta energia de teste avançado (ATHENA) para fazer um buraco em brasa no coletor de uma caminhonete a uma milha (1,6 quilômetros) de distância [fonte:Moseman].

    Em um "Lab Day" do Departamento de Defesa em maio de 2015, o chefe do Laboratório de Pesquisa da Força Aérea declarou publicamente a meta dos militares dos EUA de prender um laser de 100 quilowatts a um caça a jato até 2022 [fonte:Freedberg]. Essa é a coisa mais próxima de um verdadeiro lutador X-Wing deste lado de Tatooine.

    Houve avanços incríveis na tecnologia de laser, mas será que cumpriremos a meta de 2022 de montar esses bad boys em aviões?

    Conteúdo
    1. Lasers Básico
    2. Primeiras tentativas de jatos de disparo a laser
    3. Últimos desenvolvimentos em jatos de disparo a laser

    Lasers Básico

    O sistema de armas a laser Lockheed Martin ATHENA derrota um alvo de caminhão desativando o motor, demonstrando sua eficácia militar contra veículos terrestres inimigos. Lockheed Martin

    Lasers são máquinas que podem criar um feixe de luz altamente focado e, com poder suficiente, calor intenso. A palavra LASER é um acrônimo para "amplificação de luz por emissão estimulada de radiação". Os lasers mais poderosos podem queimar aço em segundos, mesmo de grandes distâncias.

    Em seu artigo de 1917 "Sobre a teoria quântica da radiação, "Albert Einstein foi o primeiro a estabelecer os princípios teóricos por trás dos lasers (embora o nome não existisse até a década de 1960). Quando um átomo é estimulado a um estado de" excitação ", um de seus elétrons sobe temporariamente para um nível de energia mais alto. Quando o elétron retorna ao seu estado original, um fóton de energia (partícula de luz) é emitido, o que corresponde a essa mudança de energia. Normalmente, o fóton de energia dispara em uma direção aleatória em um comprimento de onda aleatório, mas não é assim com lasers [fonte:Follows].

    Em um laser, a emissão de fótons é altamente controlada. Usando reações químicas, gases ou cristais sólidos, os átomos são bombeados para um estado excitado dentro de uma câmara espelhada. À medida que os elétrons nos átomos voltam ao seu estado normal, eles liberam fótons de luz em todas as direções.

    Alguns desses fótons, Contudo, rebatam diretamente das superfícies espelhadas em cada extremidade da câmara. Esses fótons saltando estimulam mais átomos na câmara a emitir fótons na mesma direção. Depois de bilhões dessas reações, o resultado é uma coluna de luz que está vibrando exatamente no mesmo comprimento de onda (monocromática) exatamente na mesma direção - isso é chamado de luz "coerente" ou laser.

    Depois que o primeiro laser foi demonstrado pelo físico Theodore Maiman em 1960, lasers rapidamente entraram na corrente principal científica e cultural. Hoje, lasers de baixa energia são usados ​​para ler CDs e códigos de barras no supermercado, enquanto lasers de alta energia são emitidos de observatórios para medir a distância precisa dos planetas [fonte:Martin].

    A corrida para criar armas a laser já dura décadas. O desafio sempre foi criar um laser poderoso o suficiente para gerar um calor tremendo em longas distâncias, mas pequeno e estável o suficiente para ser montado em um navio ou mesmo em um avião.

    Primeiras tentativas de jatos de disparo a laser

    Em um discurso transmitido pela televisão nacional em 23 de março, 1983, O presidente Ronald Reagan propôs a criação de uma tecnologia de defesa baseada no espaço que dispararia as ogivas nucleares russas do céu com satélites de laser. Apelidado de "Star Wars" pela mídia, a Iniciativa de Defesa Estratégica (SDI) trouxe a primeira atenção séria ao desenvolvimento de lasers letais para os militares, mas o projeto perdeu financiamento quando a Guerra Fria foi derretida em 1991 [fonte:Encyclopaedia Brittanica].

    Apesar do fracasso de Star Wars, os tecnólogos militares não perderam a fé nos lasers como o aplicativo matador (literalmente) do futuro. Nos últimos 30 anos, os militares dos EUA e fabricantes de armas americanos investiram bilhões no desenvolvimento de lasers letais que podem ser disparados de aeronaves militares.

    O laser tático avançado (ATL) da Boeing, que estreou em 2008, representou um dos primeiros grandes testes de um laser de nível militar em um navio de guerra voador. Dificilmente um peso leve, os 40, 000 libras (18, 144 quilogramas) o laser químico era grande demais para ser montado em um caça a jato, então a Força Aérea o enfiou na barriga de um avião de transporte C-130 da década de 1950 [fonte:Adams].

    O ATL de US $ 200 milhões poderia gerar um feixe de laser de 3 polegadas (10 centímetros) de largura alimentado por reações entre o gás cloro e o peróxido de hidrogênio [fonte:Adams]. O maior desafio para os engenheiros da Boeing era projetar um sistema de rastreamento e mira de alvo que pudesse se ajustar automaticamente às constantes vibrações e mudanças nas coordenadas de voo.

    Durante voos de teste sobre o Novo México, o ATL atingiu com sucesso um alvo terrestre estacionário e queimou um pequeno buraco em uma picape em movimento. Como o volumoso sistema ATL dependia de estoques de produtos químicos a bordo, ele poderia ser disparado de forma confiável apenas seis vezes sem recarregar [fonte:Mick].

    Em 2010, lasers de disparo a jato foram atualizados com a inauguração do banco de testes aerotransportado a laser (ALTB). O ALTB também era um laser químico - a sigla é COIL (químico de oxigênio iodo laser) - montado no nariz de um jato Boeing 747. O ALTB foi projetado especificamente como um laser ar-ar capaz de disparar mísseis inimigos do céu.

    Durante mais de 200 missões de teste, o ALTB engajou e destruiu com sucesso dois mísseis balísticos de curto alcance [fonte:MDA]. Mas isso não foi suficiente para manter o programa financiado. Uma frota de 10 a 20 aeronaves equipadas com laser teria custado US $ 1,5 bilhão cada, muito além do que os militares estavam dispostos a gastar em armamentos de potência relativamente baixa [fonte:Schechter]. O ALTB foi oficialmente desfeito em 2012 e despojado de peças [fonte:MDA].

    Não se preocupe, no entanto. O sonho de jatos disparando laser está longe de estar morto.

    Últimos desenvolvimentos em jatos de disparo a laser

    Apesar das lacunas no financiamento para jatos de disparo a laser, O alto escalão da Força Aérea dos EUA ainda acredita que os lasers de alta altitude trazem sérios benefícios táticos. Embora os lasers terrestres tenham a vantagem de serem maiores e mais pesados, seus feixes podem ser distorcidos enquanto passam pela atmosfera. Lasers montados em jatos de alta altitude podem derrubar naves inimigas e mísseis com mais precisão e em distâncias mais longas através do ar mais rarefeito [fonte:Freedberg].

    O Office of Naval Research está prestando atenção especial aos lasers de estado sólido, que são armas que usam energia elétrica para alimentar reações em compostos químicos sólidos. Lasers de estado sólido são menores, mais leve e não precisa ser reabastecido com tanta frequência, tornando-os excelentes perspectivas de implantação aerotransportada [fonte:Schechter].

    Um protótipo funcional para um tão leve, laser de estado sólido é o Sistema de Arma a Laser da Marinha (LaWS), atualmente montado no USS Ponce ancorado no Golfo Pérsico. O laser de 30 quilowatts acumula calor e precisão suficientes para queimar o motor de um drone no ar ou explodir um lançador de granadas amarrado à parte traseira de uma lancha em movimento. No entanto, o laser não pode funcionar contra alvos de alta velocidade, como caças a jato [fonte:CBS News].

    Após o custo de US $ 40 milhões para construir o laser, disparar a arma carregada com bateria custa apenas US $ 0,59 por tiro em custos elétricos. Compare isso às centenas de milhares de dólares ou mesmo US $ 1 milhão para disparar um interceptor antimísseis atual, como o Navy Standard Missile [fonte:Freedberg].

    O objetivo dos militares é desenvolver um laser de estado sólido de 100 a 150 quilowatts para implantação aerotransportada [fonte:Freedberg]. A General Atomics Aeronautical Systems, fabricante de drones, afirma ter um em construção. Seu laser de alta energia de geração 3 (HEL), um laser de estado sólido "bombeado" por uma bateria de íon-lítio, será capaz de produzir feixes tão poderosos quanto 300 quilowatts [fonte:General Atomics].

    O Gen 3 também é relativamente compacto, medindo apenas 4,25 pés por 1,3 pés por 1 pé (1,3 metros por 0,4 metros por 0,3 metros). Nesse tamanho, o Gen 3 caberá dentro do módulo de armas laser táticas da General Atomics (TLWM), um pod de laser montado externamente que pode ser implantado em tanques, Navios de guerra da Marinha e aviões a jato [fonte:General Atomics].

    Embora não haja vídeos da Geração 3 em ação - é classificado - um vice-presidente da General Atomics disse a um repórter do U.S. News que a empresa está "muito além de matar barcos e veículos aéreos não tripulados". Gole.

    O som de Star Wars

    Os militares já implantam lasers montados em caminhões que disparam drones ou cartuchos de morteiro automaticamente. Eles funcionam muito bem, com apenas um problema:ninguém sabe quando eles estão atirando. Lasers reais são invisíveis e silenciosos. Para remediar isso, Os engenheiros da Boeing levantaram efeitos sonoros de laser de "Star Wars" e "Star Trek" para serem reproduzidos sempre que os feixes forem disparados [fonte:Atherton]. Pew pew pew!

    Muito mais informações

    Nota do autor:Como funcionam os jatos a laser

    Tal como acontece com os jet packs e carros voadores, Sempre presumi que o futuro incluiria armas laser. Estou animado / apavorado ao saber que os militares continuam a perseguir seriamente o armamento a laser, e estou assumidamente empolgado em saber que eles estão adicionando "zap!" soa quando esses raios mortais são disparados. Pelo menos os lasers são vistos principalmente como armamento de "defesa", abatendo mísseis e morteiros para proteger as tropas e vidas inocentes. Dito isto, alguns militares também estão interessados ​​nestes silenciosos, armas laser invisíveis de longo alcance por sua promessa de "negação plausível" [fonte:Hambling]. Quem explodiu o submarino? Nós não!

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    Fontes

    • Adams, Eric. "Como funciona:o canhão laser voador." Ciência popular. 13 de março, 2008. (6 de julho, 2015) http://www.popsci.com/military-aviation-space/article/2008-03/how-it-works-airborne-laser-cannon
    • Atherton, Kelsey D. "Cientistas estão adicionando efeitos sonoros de 'Guerra nas Estrelas' a lasers reais para que possam ouvi-los." Ciência popular. 2 de junho, 2015. (6 de julho, 2015) http://www.popsci.com/american-laser-weapons-play-star-wars-sound-effects
    • Encyclopaedia Britannica. "Strategic Defense Initiative (SDI)" 15 de julho, 2014. (6 de julho, 2015) http://www.britannica.com/topic/Strategic-Defense-Initiative
    • Segue, Mike. "Química com lasers." Educação em Química. Julho de 2012. (6 de julho, 2015) http://www.rsc.org/education/eic/issues/2012July/chemistry-lasers-optical-tweezers-explosives.asp
    • Freedberg Jr., Sydney J. "Caças a laser:armas de 100 kW em 2022." Quebrando a defesa. 18 de maio 2015. (6 de julho, 2015) http://breakingdefense.com/2015/05/lasers-on-a-plane-air-force-wants-fighter-firing-100-kilowatts-by-2022/
    • Freedberg Jr., Sydney J. "Guerra nas estrelas no mar:o laser da Marinha torna-se real." 10 de dezembro 2014. (6 de julho, 2015) http://breakingdefense.com/2014/12/star-wars-at-sea-navys-laser-gets-real/
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    • Hambling, David. "Incêndios de armas laser:ataques 'negáveis' adiante?" Com fio. 13 de agosto, 2008. (6 de julho, 2015) http://www.wired.com/2008/08/will-new-laser/
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    • Mick, Jason. "A Laser Gunship se aproxima mais do campo de batalha, Atinge o veículo em teste. "Daily Tech. 14 de outubro, 2009. (6 de julho, 2015) http://www.dailytech.com/Laser+Gunship+Inches+Closer+to+the+Battlefield+Hits+Vehicle+in+Test/article16507.htm
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    • Schechter, Erik. "A Força Aérea dos Estados Unidos deseja jatos de disparo a laser até 2022." Mecânica popular. 28 de maio 2015. (6 de julho, 2015) http://www.popularmechanics.com/military/weapons/a15775/us-air-force-lasers-jets/
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