Zora zračnog lasera

U potpuno dezinficiranoj čistoj prostoriji, zdepasti inženjer Lockheed Martina s kapom za tuširanje i laboratorijskom ogrtačem juri kroz crne plastične zavjese i oko njih, govoreći s gotovo maničnim intenzitetom i bljeskajući svojim svijetlim očima i ironično osmijeh. "Želiš li vidjeti nešto stvarno super?" pita Paul Shattuck dok povlači zastore, otkrivajući labirint psihodelično obojene optike i crne anodizirane metalne opreme. "Ovo", kaže on, "je ono što zovu Vatreni zid."

Vatreni zid, mračni, zastrašujući i uglavnom povjerljivi konglomerat stakla i hardvera visoke tehnologije dugačak 12 stopa, 12 stopa široka i 3 stope debela, stoji u oštrom kontrastu sa svijetlo bijelim zasljepljujućim nijansama ove pećinske, četverokatne soba. Naprava je poput crne rupe koja guta svjetlost i ništa od nje ne vraća.

Na podu je obris 747; Vatreni zid stoji spreman u prtljažniku zamišljene letjelice. Uređaj je pakiran s precizno brušenim zrcalima i lećama s antirefleksnim premazima, koji pružaju sablasni spektar preljevnih boja koje kao da svjetlucaju sa svakim vašim pokretom oko. Mnogi dijelovi Vatrenog zida su skriveni. "Prašina", ponavljaju inženjeri koji vrebaju okolo. Čudno, s obzirom da je ovo čista soba. “OK”, priznaju, “to je zataškano zbog tebe.”

Ali vidim dovoljno da shvatim poantu: Vatreni zid znači posao. Ako sve bude išlo po planu, ovaj fino podešeni aparat uskoro će biti montiran iza
kupola koja se brzo kreće u nosu 747, pomoći će proizvesti lasersku zraku toliko snažnu da bi mogla uništiti projektil koji se kreće brzinom nekoliko puta većom od brzine zvuka u izronu nakon lansiranja.

Shattuck upravlja programom u Lockheed Martin Space Systems u Sunnyvaleu, Kalifornija, koji će osigurati Boeing, voditelj projekta, s optikom za kontrolu snopa i vatre za prototip YAL-1A zračnog lasera (ABL). Laseri su se dugo koristili za rezanje pločica, ispravljanje vida, zavarivanje s iznimnom preciznošću i, da, pokazivanje na stvari na ploči; osim u Zvjezdanim ratovima ili Zvjezdanim stazama, nijedan laser nikada nije bio uspješno ispaljen u ljutnji. Ali kada se sve komponente ABL-a ugrade u 747 kasnije ove godine, mogao bi postati prvo funkcionalno lasersko oružje na svijetu - u vrijeme kada potreba za takvim oružjem ne može biti veća hitno.

Uz brojne odmetničke nacije i terorističke skupine koje razvijaju balističke projektile, naoružane konvencionalnim eksploziva, poput iračkih Scudova, ili nuklearnih bojevih glava, moderno je ratovanje postalo podmuklo nepredvidljivo. Za razliku od interkontinentalnih balističkih projektila, kraći domet i manja najveća visina balistički projektili srednjeg dometa poput Scuda zahtijevaju trenutačne reakcije ako projektili žele biti uništeno. Većina prethodnih protubalističkih raketnih sustava, koji obično uključuju ispaljivanje projektila na projektile, imala je ograničen uspjeh. Nisu uspjeli prići dovoljno blizu Scudovima da ih razbiju i unište, a kamoli da postignu izravne pogotke. Laseri, međutim, putuju brzinom svjetlosti i mogu se savršeno ugoditi prema pokretnom objektu udaljenom stotinama milja. "Kada govorimo o sposobnosti da se na metu stavi sila, ne postoji ništa brže i preciznije od lasera", kaže puk. Ellen Pawlikowski, koja vodi 1,6 milijardi dolara vrijedan ABL program.

Projekt laserskog oružja, koji vodi Agencija za raketnu obranu za Zračne snage, već je ispunio značajna mjerila. Modificirani Boeing 747 izveo je svoj prvi let, bez lasera, ali s novom nosnom kupolom na mjestu kako bi se testirao njegov aerodinamički učinak, prošlog 18. srpnja. Visokoenergetski laser - kemijski kisik-jodni laser koji zapravo napada projektil - napravio Northrop Grumman Space Technology (bivši TRW) dosegla je radnu snagu od 118 posto tijekom šest mjeseci uspješnog probnog gađanja u pogonu tvrtke u blizini Los Angelesa ranije. Sljedeći korak: Laser će biti instaliran u 747 ovog ljeta i, nakon dodatnih testova, bit će na putu do konačnog cilja obaranja balističkog projektila nalik Scudu do kraja 2004. ili početkom 2005. U tom bi trenutku prototip mogao postati operativno oružje za hitne slučajeve dok se gradi flota od sedam ili više laserski opremljenih letjelica. Shattuck odiše samopouzdanjem. "Ovo su zrele tehnologije, a pravi izazov jednostavno je bilo integrirati ih sve u radnu zračnu platformu", kaže on. "Sada smo u završnoj fazi toga, stavljamo sve dijelove u jedan sustav od kraja do kraja i samo ga iscjeđujemo."

Na ogromnoj rampi u Boeingovom centru za razvoj i modifikaciju Wichita u Kansasu nalazi se teretni brod 747-400F koji prolazi kroz pretvorbu u jedno od najvećih pojedinačnih oružja ikada osmišljenih. Zračne snage kupile su novu letjelicu 1999., obojile je u uobičajenu sivu boju i opremile je lukovičastim crnim nosom za smještaj kupole.

Roj tehničara postavlja kontrolne konzole, elektroniku i opremu za testiranje i podršku prije polijetanja zrakoplova u zračnu bazu Edwards (što se dogodilo 19. prosinca). Mark Dannar, suvoditelj Boeing ABL Aircraft Integrated Product Team, trči uz pristupne stepenice i u voluminozno glavno prtljažnik, u kojem će biti smješteni i operateri sustava i, iza masivne hermetičke pregrade, visokoenergetski laser, nokaut sustava bušiti. Prilazeći stalku elektronike prepunom svjetala i gumba, Dannar se ceri i kaže: "Pogledaj ovaj prekidač - to je s oznakom Executive Laser Controller.” Kao i mnogi drugi uključeni u projekt, opčinjen je neizbježnom znanstvenom fantastikom rub. Vraćajući se prema repu, pregledava nedavne radove. "Nema sustava u ovom zrakoplovu koji nismo dotakli", kaže, "i morali smo riješiti mnogo ozbiljnih inženjerskih izazova."

Kao prvo, unutrašnjost teretnjaka je pojačana za smještaj šest modula veličine kombija koji će generirati lasersku zraku sa stražnje strane aviona. Vani, Dannar ukazuje na brojna mjesta na kojima je probušena koža zrakoplova kako bi se instalirala oprema za otkrivanje ABL-a. Ovo je oprema koja će identificirati i ciljati nadolazeće projektile.

Evo kako će se to dogoditi: šest infracrvenih senzora smještenih na trupu neprestano će skenirati sve smjerove za vruće ispušne oblake projektila, što mogu učiniti samostalno ili na upit satelita za otkrivanje lansiranja. Kada se jedan ili više njih pronađe, višestruki zasebni laseri ABL-a krenut će u akciju - sve u roku od nekoliko sekundi. Laserska daljinska jedinica na vrhu kokpita aviona, upravo sada gotovo četiri kata iznad nas dok stojimo na zemlju, okretat će se kako bi se suočio s prvim projektilom - onim za koji je računalo utvrdilo da je najveći prijeteći
-i izmjerite njegovu udaljenost laserom s ugljikovim dioksidom. Laser za osvjetljavanje staze, ispaljen kroz 12-inčni otvor Vatrenog zida i u nos kupola, kompenzirat će vibracije zrakoplova i zatim odrediti određeno područje projektila za ciljanje na. Laser iluminatora svjetionika, također ispaljen kroz nosnu kupolu, gdje Cassegrain reflektorski teleskop širi snop dimenzija do 1,5 metara, zatim će koristiti adaptivnu optiku jedinice za upravljanje snopom i paljbom za karakterizaciju projektila dimenzije. (Ova optika, standardna oprema na svim ABL-ovim laserima s kupolama, proširuje njihov domet tehnologijom savijanja zrcala kako bi kompenzirala atmosferske turbulencije.) Na kraju, računalo će ispaliti visokoenergetski laser, koji će se fokusirati s promjera 1,5 metara na mnogo manju točku svjetlosti do trenutka kada dosegne cilj. Dok se laser zadržava na boku projektila 2 ili 3 sekunde, oksidator ili spremnik goriva će puknuti i projektil će eksplodirati. Pitam Dannara kako će posada znati je li misija izvršena. "Ako eksplodira, imaš ga", kaže smiješeći se.

ABL će nositi dovoljno reaktanata za oko 20 hitaca na metu, koji će se generirati u šest stražnjih dijelova aviona moduli kombiniranjem vodikovog peroksida i plinovitog klora za proizvodnju pobuđenog oblika kisika poznatog kao singlet delta kisik (SDO). Granule joda se kuhaju u ugrađenim pećnicama, stvarajući plin jod koji se ubrizgava u šupljinu sa SDO, koji pobuđuje jod i "pumpa" laser. Kako se pobuđeni jod opušta u svoje osnovno energetsko stanje, stvaraju se fotoni valne duljine od 1,3 mikrona. Fotoni, koji poskakuju unutar dugačkog cilindričnog rezonatora, zatim se skupljaju i šalju niz dugačku cijev prema prednjem dijelu trupa i kupole. Ovaj proces slaganja - koji se odvija u intervalima od djelića milisekunde - stvara lasersku zraku.

Northrop Grummanovo pokusno ispaljivanje pokazalo je da laser može proizvesti toplinu potrebnu za uništenje projektila sa stacionarne montaže. Sljedeća prepreka bila je pokazati da se to može učiniti iz letjelice koja se naginje kroz nebo brzinom od 600 milja na sat, 40 000 stopa iznad zemlje. To je zahtijevalo ozbiljno mršavljenje.

„Jedan od ključnih izazova bio je 'olakšati' sustav, jer ovaj hardver stavljamo u zrakoplov i bavimo se volumenom i kapacitet podizanja aviona,” objašnjava Gary Koop, zamjenik voditelja programa ABL tvrtke Northrop Grumman u Laboratoriju za integraciju sustava u Edwards Airu. Force Base, gdje se laserske komponente umeću u povučeni Air India 747 kako bi se provjerilo da odgovaraju prije konačne ugradnje u YAL-1A. Smanjenje težine postignuto je laganim materijalima kao što je titan, novim asortimanom plastike i novim kompozitnim materijalima. Ali ABL također treba preživjeti u vrlo dinamičnom okruženju. "Kada gradimo lasere u zemaljskom objektu, izlijemo tisuće kilograma betona kako bismo napravili čvrst temelj", kaže Koop. “Boeing dizajnira zrakoplove da budu fleksibilni da apsorbiraju sva aerodinamička opterećenja. Dakle, imamo jedan sustav, avion, koji se želi kretati, i jedan, laser, koji želi biti krut.” Rješenje za to je došlo razvoj višeosnih amortizera koji održavaju određene komponente duž putanje lasera stabilnima dok se zrakoplov kreće okolo to.

Bila su potrebna desetljeća sličnog inženjerskog napretka da se ABL učini izvedivim. Vojska se bavila laserskim oružjem od ranih dana hladnog rata. I Sjedinjene Države i bivši Sovjetski Savez provodili su eksperimente s mornaricom na nuklearni pogon i satelitski laseri, svi namijenjeni za obaranje interkontinentalnih balističkih projektila i bombarderi. Na kraju je ideja postala središnja komponenta sada napuštenog programa Ratova zvijezda koji se pojavio tijekom Reaganove administracije. Tehnološki pomaci koje je generirao taj neuspjeli program uklopljeni su u napor ABL-a.

Unatoč samouvjerenosti koja okružuje ABL među osobljem zračnih snaga, kritičari izvan programa sumnjaju da će napor uspjeti. "Duboko sam skeptičan glede postizanja izlazne snage lasera potrebne za uništavanje projektila", kaže Subrata Ghoshroy, Harvardski znanstveni suradnik i viši suradnik u Federaciji američkih znanstvenika koji je radio na prošlom vojnom laseru projekti. Prema Ghoshroyu, uspjeh Northrop Grummanova testiranja na zemlji samo je djelomično konačan; kada je laser u zraku, mnogi čimbenici će utjecati na kvalitetu zrake, uključujući vlagu i turbulencije zraka, koje adaptivna optika možda neće moći u potpunosti zaobići. "Postoji vrlo malo iskustva u cijelom procesu izgradnje lasera velike snage i presretanja projektila s njim", primjećuje Ghoshroy.

Drugi misle da će laser sam po sebi funkcionirati, ali da bi mogao propasti u svojoj glavnoj misiji; drugim riječima, da bi ABL mogao biti prikladniji za dugometne interkontinentalne balističke napade rakete i satelite nego oružje kratkog dometa koje djeluje unutar relativno kompaktnog zemljopisnog područja područja. "Kazališne balističke rakete imaju kraće vrijeme leta na nižim visinama gdje je atmosfera gušća", kaže Ted Postol, profesor znanosti, tehnologije i politike nacionalne sigurnosti na Institutu Massachusetts Tehnologija. "Ići protiv ICBM-a bilo bi lakše jer projektil ima duži let, a presretanje bi se dogodilo u manje atmosfere."

ABL još uvijek ima niz prekretnica koje treba postići prije nego što umiri skeptičare. Nakon što bude u zraku za nekoliko godina, pokušat će usmrtiti niz dasaka za mete obješenih o balone, praćenih objektima koje će vući iza letjelice na velikim visinama. Sondažne rakete lansirane s raketnog poligona White Sands u Novom Meksiku poslužit će kao sljedeća runda ciljeva, a posljednji test ABL-a bit će obaranje balističkog projektila sličnog ruskom Scud.

Ako sve prođe dobro i ABL bude prihvaćen u službu, laser bi se mogao kvalificirati za bilo koji broj drugih misija. Možda je najnovija primjena ABL-a mogućnost da se može koristiti za obaranje neprijateljskih zrakoplova. To je predloženo u nedavnom izvješću Zračnih snaga u kojem se kaže da bi se to moglo postići korištenjem zrcala postavljenih na zračne brodove za produljenje domet laserske zrake i skretanje zrake ravno prema dolje na ciljeve, a ne pod kosim kutovima kroz gustu atmosferu. "U našoj studiji, vrijeme na ciljevima bilo je razumno", kaže Ted Wong, umirovljeni laserski znanstvenik koji je vodio panel Zračnih snaga. “Činilo se da je nekoliko sekundi na meti dovoljno da izazove štetu. Mnoge mete koje gledamo nisu tako teške. Zrakoplovi, senzori i radari mogu biti (vrlo osjetljivi) na toplinske učinke.”

U međuvremenu, Kongres je toliko zadovoljan rezultatima projekta ABL da je već izdvojio novac za kupnju drugog aviona za pretvorbu u ABL-a putnička verzija 747-400 s produženom gornjom palubom za smještaj cijele posade, eliminirajući trenutnu, vrlo kompliciranu hermetičku pregradu srednje kabine koja odvaja posadu od laser. Ovaj će zrakoplov vjerojatno biti prvi koji će postati istinski borbeno spreman. Ako projekt dogura tako daleko, desetljeća tajnih laserskih napora konačno će izaći iz svijeta kratkih prezentacija i ratnih igara i postati hardver. Nakon duge čežnje za moći bogova, Sjedinjene Države bi uskoro mogle isporučiti grom iz vedra neba.

Mark Farmer, pisac i fotograf iz Anchoragea, Aljaska, održava internetsku stranicu punu akcije: www.topcover.com.