احتمالا فیلم جنگ ستارگان یا فیلم های علمی تخیلی مشابهی را دیده اید که در آنها سربازان و حتی انواع جنگنده های پرنده از سلاح های لیزری استفاده می کنند در این فیلم ها شخصیت های داستان از هدایت انرژی از طریق لیزر برای منهدم کردن یا کنترل کردن صحبت می کنند. لیزر در این فیلم ها نقش اساسی بازی می کند و از آن به شکل های مختلف برای دستیابی به اهدافشان استفاده می کنند و همیشه لیزر و اسلحه لیزری ما را به یاد فیلم های علمی-تخیلی می اندازد. اما در دنیای واقعی چطور؟ چه برتری در سلاح لیزری وجود دارد؟ آیا اصلاً امکان پذیر است که اسلحه لیزری بسازیم؟ آیا می توان با استفاده از لیزر اسلحه طرف مقابل را از کار انداخت؟ اینها پرسش هایی هستند که پاسخ آنها را از رئیس آزمایشگاه انرژی های هدایت شده نیروی هوایی ایالات متحده جویا شدیم. آنها بر روی پروژه ای کار می کنند که هدف آن توسعه فناوری های مرتبط با لیزر های میکرویو با انرژی بالا و استفاده نظامی از آن است.
لیزر یا دیگر اسلحه های هدایت کننده انرژی نسبت به اسلحه های معمولی گلوله زنی، توپ ها و موشک ها برتری هایی دارند که به اختصار به آنها می پردازیم:
اسلحه های لیزری اشعه خروجی را با سرعت نور به سمت هدف هدایت می کنند.
این اسلحه ها با دقت بالا می توانند هدف بگیرند.
انرژی خروجی می تواند کنترل شود – قدرت بالا می تواند برای کشتن با قطع عضو مورد استفاده قرار گیرد و در قدرت های پایین برای ضربه ضدن های غیر کشنده مورد استفاده قرار می گیرد.
نیروی هوایی ایالات متحده روی سه سیستم کار کرده است که تست شده اند و در بعضی موقعیت ها هم استفاده شده اند. این سیستم ها شامل لیزر هوابرد (یک لیزر تکتیکی )، PHaSR و سیستم ممانعت از عملیات فعال است.
چگونه یک لیزر به عنوان سلاح مورد استفاده قرار می گیرد؟
اگر بخواهیم به زبان خیلی ساده بگوییم لیزر یک منبع نور است. برای اینکه بهتر متوجه شوید چگونه از لیزر می توان به عنوان سلاح استفاده کرد کمی درباره لیزر و تفاوت آن با نور صحبت می کنیم. منابع نوری که در اطراف ما هستند همه با هم متفاوت هستند با یک منبع نور ساده مانند لامپ مهتابی شروع می کنیم این لامپ امواج نوری را در همه جهات ارسال می کند این امواج نقاط اوج و نشیب دارند که به صورت متناوب تکرار می شوند. اگر قادر بودید این امواج را با چشم خود مشاهده کنید تعداد زیادی فراز و نشیب می دید که در یک لحظه به سمت شما می آیند.
فرکانس های زیادی وجود دارند که از یک لامپ صادر می شوند و ترکیب همه آنهاست که سبب می شود نور به این شکل و با این رنگ به چشم ما برسد.
حال یک فلاش دوربین را در نظر بگیرید. نور فلاش متمرکز تر از یک لامپ معمولی است و بیشتر نور آن در یک جهت خاص هدایت شده است. اما همین نور سفید فلاش هم شامل فرکانس های مختلفی است که با یکدیگر هماهنگ نیستند. برای اینکه یک نور سفید تولید شود باید ترکیبی از فرکانس های مختلف با یکدیگر مخلوط شوند. و زمانی که هر کدام از این امواج به چشم شما یا هر هدفی برخورد می کنند هر کدام از این فرکانس ها هنگام برخورد دامنه متفاوتی دارند. چون فرکانس تناوب امواج نوری با هم متفاوت است. و موج های مختلفی از نور در هر لحظه در حال عبور هستند. بنابراین این فرکانس های متفاوت برایندی دارند که از مجموع تک تک آنها کوچکتر است و اگر نور فقط با یک فرکانس یا طول موج مشخص ارسال شود انرژی بیشتری به هدف خود منتقل می کند.
اما لیزر حتی از نور فلاش دوربین هم متمرکز تر است. و همچنین این نور فقط یک فرکانس یا یک طول موج دارد. که دارای یک رنگ خاص است. در این نور نقاط بالا پایین امواج بر یکدیگر منطبق شده اند. این اشعه های نوری می توانند در یک محدوده بسیار باریک متمرکز شوند. لیزر ها می توانند نوری تولید کنند که قدرتی وحشتناک دارد این نور می تواند هزار تا یک میلیون بار قوی تر از نور یک لامپ رشته ای باشند. انواع مختلف لیزر می توانند نور هایی با طول موج های مختلف تولید کنند. این دامنه فرکانسی از مادون قرمز شورع می شود تا نور های مرئی ادامه می یابد و در نهایت به اشعه ماوراء بنفش ختم می شود.
نور در حقیقت از جنس انرژی جنبشی است. لیزر در حقیقت انرژی بسیار زیادی است که می تواند مسافت زیادی را طی کند. به همین دلیل است که لیزر می توند یک اسلحه باشد اما یک لامپ مهتابی نمی تواند.
برای این منظور یک لیزر باید نور را به روشی غیر متعارف تولید کند. لیزر مخفف Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation است. به عبارت دیگر یک لیزر به کمک تحریک فتون ها یا ذرات نور تولید اشعه می کند. یک لیزر به چهار قسمت اصلی برای انجام اینکار نیاز دارد:
واسطه لیزینگ: یک منبع از اتم هاست که وقتی تحریک می شود نوری با یک طول موج مشخص تولید می کند. این واسطه می تواند مایع، گاز یا جامد باشد.
منبع انرژی: که اتم ها را در واسطه لیزینگ تا حد تحریک شلیک می کند.
آینه ها: آینه ها به نور منتشر شده اجازه می دهند به سمت جلو و عقب در داخل حفره واسطه لیزینگ بازتابیده شوند و در نهایت از آن به بیرون هدایت شوند.
لنز: بیشتر لنز ها اشعه لیزر را متمرکز می کنند.
همه فرایند تولید لیزر درباره ذخیره و رهاسازی انرژی است. یک منبع انرژی در واسطه انرزی لازم را تزریق می کند. انرژی الکترون ها را تحریک می کند تا به سطح بالاتری از انرژی دست یابد و اگر الکترون ها در همین وضعیت باقی بمانند فتون ها را منتشر کنند. فتون ها بین آینه ها به عقب و جلو حرکت می کنند و در همین حین الکترون های دیگر را هم تحریک می کنند. این فرایندی است که نور متمرکز قدرتمندی را تولید می کند.
PHaSR اسلحه ای است که برای زمین گیر کردن و کور کردن موقت دشمن طراحی شده است اسلحه ای که منجر به کور شدن سربازان در میدان جنگ شود از طرف سازمان ملل در سال 1995 میلادی ممنوع اعلام شد اما اسلحه PHaSR فرد را به صورت دائمی کور نمی کند و فقط او را به صورت موقت زمین گیر می کند. این اسلحه در سال 2009 میلادی ساخته شده است. این اولین اسلحه لیزری است که یک سرباز می تواند آنرا به تنهایی حمل کند. این اسلحه دارای دو طول موج خروجی است یکی مرئی است و دیگر قابل دیدن نیست و طول موج آن در محدوده طول موج امواج مادون قرمز است. یکی از نوآوری هایی که در این اسلحه لیزری انجام شده است منبع توان لیزر است که در داخل آن جاسازی شده است و به خوبی توان مورد نیاز آن را تامین می کند.
این اسلحه لیزری اکنون به سیستمی مجهز شده است که با تخمین فاصله تا چشم هدف میزان قدرت لیزر را تنظیم می کند تا به اندازه کافی برای کوری موقت نیرو داشته باشد و در عین حال به سلامت چشم او هم صدمه نزند.
یکی دیگر از این نوع اسلحه های لیزری ABL است که توسط شرکت های بوئینگ، نورثراپ گرومن و لاکهید مارتین برای ردیابی و از بین بردن موشک ها ابداع شده است. این سیستم از چهار قسمت لیزر، یک سیستم پیشرفته چشمی، سنسور ها و یک کامپیوتر پیشرفته تشکیل شده است تا بتواند موشک ها را تشخیص دهد، شناسایی کند و در نهایت آنها را منهدم نماید. این سیستم قابل نصب بر روی هواپیماها و کشتی ها و حتی خشکی است و قادر است به هواپیما های دشمن یا اهداف دیگر شلیک کند. با توجه به شدت بالای نور این لیزر و احتمال انعکاس نور آن کسانیکه با این سیستم کار می کنند باید از عینک های مخصوص محافظ چشم استفاده کنند. این سیستم می تواند کلاهک موشک را هدف گرفته و آنرا در هوا منفجر کند. این سیستم تا صدها کیلومتر برد دارد و می تواند یک سیستم محافظت کننده دربرابر حملات باشد ولی برای محافظت کامل از یک پایگاه باید 6 دستگاه از آنها نصب شود!
ترجمه و تحقیق: علی یزدی مقدم
خیلی قدیمیه