2023 Autor: Bryan Walter | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-05-24 23:09
Das amerikanische Militär begann, sich immer stärker auf vielversprechende Laserwaffen zu konzentrieren, mit denen die unterschiedlichsten Aufgaben gelöst werden sollen: vom Schutz von Schiffen bis zur Raketenabwehr. Mehrere amerikanische Unternehmen beteiligen sich gleichzeitig an der Entwicklung von Laserwaffen, die dem Militär chemische Hochleistungslaser und Festkörperlaser anbieten. In den letzten Jahren wurden Tests mit vielversprechenden Lasersystemen durchgeführt, und der vollständige Einsatz von Laserwaffen in den Vereinigten Staaten könnte bereits Mitte der 2020er Jahre beginnen.
Mitte April 2015 präsentierte das amerikanische Unternehmen General Atomics Aeronautical Systems (GA-ASI) ein Mock-up des modularen taktischen Festkörper-Hochenergielasers HEL der dritten Generation (Gen 3). Gleichzeitig gab das Unternehmen bekannt, dass die Waffe bereits erstellt wurde und für Tests bereit ist, die für den Sommer 2015 geplant sind. Die Waffe umfasst ein Modul mit Lasergenerator, Lithium-Ionen-Akkus mit hoher Kapazität und Ausgangsleistung sowie ein Flüssigkeitskühlsystem. Die Leistung eines Moduls beträgt 75 Kilowatt, es können jedoch bis zu vier Module in einem Gehäuse installiert werden, und die Gesamtleistung der Waffe wird auf 300 Kilowatt erhöht.
Das elektrische Pumpen eines Festkörperlasers erfolgt durch Batterien, die über das Stromnetz des Trägers aufgeladen werden können. Die Abmessungen der von GA-ASI erstellten Laserinstallation betragen 1,3 Meter Länge, 0,5 Meter Breite und 0,4 Meter Höhe. Gleichzeitig ist die Masse der Installation relativ gering, sodass sie auf dem vielversprechenden unbemannten Luftfahrzeug Avenger von General Atomics verwendet werden kann. Nach Angaben des Unternehmens wird das Triebwerk der Drohne in Verbindung mit einem Generator in der Lage sein, genügend Strom zu erzeugen, um die Batterien im Flug aufzuladen.
Erste Tests von HEL Gen 3 haben gezeigt, dass das Gerät dank einer effizienten Flüssigkeitskühlung lange Zeit einen Laserstrahl erzeugen kann, ohne an Qualität zu verlieren. Während der Tests emittiert ein vielversprechender Festkörperlaser 30 Sekunden lang einen Strahl von mehr als 50 Kilowatt. Vollständige Tests des Systems an Bord der Avenger-Drohne sind für 2018 geplant. Im selben Jahr wird HEL Gen 3 auf dem Zerstörer der Spruance-Klasse Paul Foster getestet - GA-ASI hat die Installation bereits für eine Ausschreibung des US Navy Research Directorate zur Entwicklung leistungsstarker Laser für die Zerstörer der Arley Burke-Klasse angeboten.
Das amerikanische Unternehmen plant auch, HEL Gen 3 für den Einsatz auf dem vielversprechenden mobilen Lasersystem HEL MD anzubieten, mit dem die US-Armee feindliche Drohnen, Mörsergranaten und Artilleriegeschosse zerstören wird. Das US-Militär will eine solche Anlage mit einer erhöhten Leistung von 120 Kilowatt im Jahr 2020 testen. Boeing ist auch an der Entwicklung des HEL MD beteiligt. Im September letzten Jahres testete sie eine Zehn-Kilowatt-Anlage. Bei schlechten Wetterbedingungen schoss sie erfolgreich mehrere Drohnen ab. Im Jahr 2013 traf es bei gutem Wetter 90 Ziele, darunter Mörsergranaten.
Flugzeug mit ABC-Turm für Laserkanone
Foto: Lockheed Martin
Die Entwicklung des HEL-Kampflasers begann 2003 im Rahmen des HELLADS-Projekts, das von der Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) gefördert wird. In der ersten Phase dieses Programms ist die Entwicklung eines taktischen Raketenabwehrsystems geplant, das mit Hilfe eines Laserstrahls taktische Ballistik- und Marschflugkörper, Mörser- und Artilleriegeschosse sowie Drohnen abschießen kann. In der zweiten Phase soll das gleiche System auf dem Kämpfer installiert werden. Aus diesem Grund sollte die Masse einer vielversprechenden Hochleistungslaseranlage 750 Kilogramm nicht überschreiten und ihr Volumen zwei Kubikmeter nicht überschreiten.
Die ersten Tests des HELLADS Systems fanden 2005 statt. Damals betrug die Leistung der Laseranlage nur etwa ein Kilowatt, doch bereits 2007 führte GA-ASI Labortests eines 15 Kilowatt-Lasers durch. Letztlich sollte die Leistung der Laseranlage mindestens 150 Kilowatt betragen. Seit 2008 beteiligt sich auch das amerikanische Unternehmen Lockhhed Martin, das als Technologieintegrator agiert, am HELLADS-Projekt. Sie muss unter anderem die Installation einer neuen Laserwaffe auf der Flugzeugplattform sicherstellen.
Im September 2014 testete Lockheed Martin in Zusammenarbeit mit dem US Air Force Research Laboratory einen Flugzeugturm für eine Laserkanone. Der Turm wurde ABC (Aero-optic Beam Control) genannt; Es ist mit einer Reihe von Stabilisatoren ausgestattet, die das mögliche Erschüttern des Flugzeugs bei Turbulenzen ausgleichen. Der Turm ist in der Lage, kreisförmiges Laserfeuer zu liefern. Während der Tests absolvierte das Flugzeug mit ABC acht erfolgreiche Flüge bei guten Wetterbedingungen. 2015 plante Lockheed Martin, mit ABC Flugtests des Flugzeugs bei schwierigen Wetterbedingungen durchzuführen.
Ein Jahr zuvor hatte die US-Luftwaffe ein Auskunftsersuchen über die Möglichkeit der Herstellung von Laserwaffen für vielversprechende Kampfflugzeuge der sechsten Generation veröffentlicht, die nach 2030 in Dienst gestellt werden sollen. Die ersten Tests eines Kampflasers für vielversprechende Kämpfer werden voraussichtlich 2022 durchgeführt. Nach den Vorgaben des Militärs soll die Laserinstallation universell und unabhängig von der Flugzeugplattform sein. Es sollte in Höhen von Meereshöhe bis 19,8 Tausend Meter bei Fluggeschwindigkeiten von 0,6 bis 2,5 Machzahl (690-2900 Kilometer pro Stunde) betrieben werden.
Testen eines Festkörperlasergenerators
Foto: AFRL / USA Luftwaffe
Ähnliche Studien werden von amerikanischen Firmen für andere US-Militärabteilungen durchgeführt. Zum Beispiel arbeiteten früher Boeing, Lockheed Martin und Northrop Grumman im Auftrag der Missile Defense Agency zusammen, um einen luftgestützten chemischen ABL-Antiraketenlaser mit einer Leistung von einem Megawatt zu entwickeln. Die Installation wurde im Bug eines modifizierten Frachtflugzeugs vom Typ Boeing 747-400F platziert. Im Jahr 2010 gelang es ABL, während der Beschleunigungsphase ballistische Flüssig- und Feststoffraketen abzuschießen. Das Projekt wurde jedoch später wegen der hohen Kosten und der geringen Effizienz geschlossen.
Im Jahr 2011 testete die US Navy einen von Northrop Grumman entwickelten seegestützten 15-Kilowatt-Laser. Mit seiner Hilfe war es möglich, ein kleines Schlauchboot zu zerstören. Derzeit befindet sich im Persischen Golf das amerikanische Landungsschiff Ponce, das eine 33-Kilowatt-LaWS-Laserkanone trägt. Seit Dezember 2014 darf es die Schiffsbesatzung zur Selbstverteidigung der Ponce gegen iranische Drohnen und kleine Schiffe sowie zur Blendung der optischen Systeme feindlicher Militärausrüstung einsetzen.
Im April letzten Jahres unterzeichnete das US Army Command mit der amerikanischen Firma Lockheed Martin einen Vertrag über die Entwicklung, Produktion und Erprobung eines 60 Kilowatt militärischen Faserlasers. Zukünftig werden solche Waffen im Rahmen des mobilen Komplexes HEL MD zur Zerstörung von ungelenkten Raketen, Artilleriegeschossen, Mörserminen und unbemannten Fluggeräten eingesetzt. Auf der vielversprechenden Anlage werden mehrere Faserlaser montiert, die es ermöglichen, einen Strahl hoher Leistung und Qualität zu erhalten.
Lockheed Martin hat im Januar 2014 die spektrale Ausrichtungstechnologie für Faserlaser eingeführt. Anschließend wurde ein Laser mit einer Leistung von 30 Kilowatt demonstriert. Es verwendete mehrere Generatoren, deren Strahlen durch eine optische Faser zu einem speziellen Ausrichtungsgerät übertragen wurden. In der neuen Anlage hat jeder über Lichtwellenleiter übertragene Laserstrahl eine andere Wellenlänge als die anderen und wird im Ausrichtgerät zu einem leistungsstärkeren Strahl zusammengefasst. Gleichzeitig kann die neue Technologie den Energieverbrauch im Vergleich zu Festkörperlasern um durchschnittlich 50 Prozent senken.
Raketenabwehrlaser ABL
Foto: Boeing / USA Luftwaffe
Bei der Entwicklung neuer Typen vielversprechender Laserwaffen müssen amerikanische Unternehmen einige Schwierigkeiten überwinden. Der technische Teil der Laserwaffe ist eigentlich schon entwickelt - es wurden spezielle lichtstarke Linsen geschaffen, die für die Fokussierung des Laserstrahls, Leit- und Stabilisierungssysteme sowie Feuerleiteinrichtungen sorgen. Festkörperlaser galten bis vor kurzem nicht als Kanonenkandidaten, da sie im Gegensatz zu chemischen Lasern nur aufgrund starker Überhitzung Pulse abfeuern konnten. Kompakte Kühlsysteme verleihen Lasern nun eine dauerhafte Leistung.
Außerdem benötigen Hochleistungslaser entsprechende Stromversorgungen. Auch dieses Problem ist laut GA-ASI praktisch gelöst. In jedem Fall sind die bereits vorhandenen Lithium-Ionen-Batterien in der Lage, Laseranlagen mit ausreichend Energie für mehrere Aufnahmen von jeweils mehr als 30 Sekunden Dauer zu versorgen. Wie viele Aufnahmen die Anlage vor dem Aufladen der Akkus machen kann, wurde jedoch noch nicht verraten. Doch neben rein technischen Aufgaben müssen sich die Entwickler von Laserwaffen auch über physikalische den Kopf zerbrechen.
Zum Beispiel ist eine Laserwaffe eigentlich eine Waffe mit Sichtlinie, und die Stärke ihrer Strahlung nimmt mit der Entfernung deutlich ab. Ermöglicht wird dies durch verschiedene Suspensionen in der Luft, die unterschiedliche Dichte der Luft selbst, je nach Temperatur und meteorologischen Bedingungen. Außerdem kann eine Leistungssteigerung von Lasergeräten zum sogenannten Zusammenbruch des Laserstrahls oder zur optischen Entladung führen. Dies ist das Ergebnis einer Lawinenionisation in der Luft, die von einem Laserstrahl angetrieben wird. Der optische Zusammenbruch wird von einem hellen Lichtblitz und dem Auftreten von Plasmakugeln begleitet. In diesem Fall wird die Leistung des Laserstrahls deutlich reduziert.
Schließlich gibt es noch das Phänomen der Selbstfokussierung, bei der ein Laserstrahl spontan auf einen Punkt im Raum fokussieren kann, ohne das Ziel zu erreichen. Das Phänomen der Selbstfokussierung kann sowohl durch den Laserstrahl selbst als auch durch die Atmosphäre hervorgerufen werden - Luftschichten unterschiedlicher Dichte wirken als Linse, brechen die Laserstrahlen und konzentrieren sie. Aus dem gleichen Grund kann auch Laserenergie gestreut werden. Auf jeden Fall werden Laserwaffen angesichts dieser Auswirkungen ihre Aufgabe nicht erfüllen können.
Das US-Militär betrachtet Laserwaffen jedoch noch nicht als Langstreckenwaffen. Selbst auf vielversprechenden Kampfflugzeugen wird es im Luftkampf gegen feindliche Jäger auf kurze Distanz oder zur Selbstverteidigung gegen Flugabwehrraketen oder Luft-Luft-Raketen eingesetzt. Als unbestrittener Vorteil solcher Waffen gilt die deutlich höhere Kampffähigkeit gegenüber herkömmlichen Kampfsystemen: Geht einem Artilleriegeschütz die Granaten aus, dauert es lange, bis die Munition geliefert wird, aber wenn die Laserkanone ausgeht Akku ist er recht schnell wieder aufgeladen.
