Home » Teknologi » Senjata Laser Futuristik Angkatan Laut AS dengan Teknologi Telepon Old-School

Senjata Laser Futuristik Angkatan Laut AS dengan Teknologi Telepon Old-School

Monday, August 7th 2017. | Teknologi

Demonstrasi baru-baru ini terhadap Angkatan Laut AS yang baru-baru ini, yang dirancang untuk meledakkan pesawat tak berawak dari langit, membuktikan bahwa sistem ini tidak lagi ada di dunia fiksi ilmiah. Tapi bagaimana senjata yang disebut direct-energy ini bekerja?

Gagasan untuk senjata laser telah ada selama setidaknya satu abad; Penulis H.G. Wells bahkan membayangkan “sinar panas” dalam novel “War of the Worlds” tahun 1897-nya. Laser, bagaimanapun, adalah demonstrasi beberapa teknologi dan bahkan fisika yang tidak ada atau tidak diketahui sampai tahun 1960an – dan dalam beberapa kasus, lebih dari itu.

 

Sebagian, dorongan awal untuk membangun senjata laser bukanlah membuat senapan sinar – ini untuk membantu orang melakukan panggilan telepon. Tidak sampai serat optik dan dioda laser murah tersedia sehingga teknologi ini bisa digunakan untuk membangun senjata, menurut para ahli. [7 Teknologi Itu Mengubah Peperangan]

 

“Kami bisa membangun laser yang kuat di masa lalu, tapi tidak cukup kecil atau cukup kuat untuk dipasang secara taktis,” kata Robert Afzal, seorang insinyur senior di sistem laser dan sensor di Lockheed Martin, satu dari beberapa perusahaan yang telah berkembang. Senjata laser untuk militer “Dengan teknologi laser serat optik bertenaga tinggi, sekarang kita bisa membangun laser yang kuat dan cukup kecil untuk kendaraan taktis.”

 

Sistem laser yang dikembangkan di Lockheed tidak sama dengan yang ditunjukkan bulan lalu oleh Angkatan Laut A.S., namun fisika dan tekniknya serupa, kata Afzal kepada Live Science.

 

Membuat sinar laser

 

Kata “laser” sebenarnya adalah singkatan untuk “amplifikasi cahaya dengan merangsang emisi radiasi.” Untuk membuat laser, Anda memerlukan media penguat – beberapa bahan yang memancarkan cahaya saat distimulasi oleh energi. Selanjutnya, cahaya itu perlu satu panjang gelombang tunggal, dan semua gelombang cahaya perlu berada dalam tahap – sebuah keadaan yang disebut koherensi.

 

Bola lampu neon menghasilkan cahaya dengan panjang gelombang tertentu, namun gelombang tersebut tidak semuanya dalam tahap; Mereka bercampur aduk, dengan puncak dan palung di tempat yang berbeda. Hal ini membuat lebih sulit untuk memfokuskan cahaya ke balok yang tidak membubarkan jarak jauh. Ini juga berarti lebih sedikit energi dikirim ke sesuatu yang diterangi oleh cahaya itu.

 

Gelombang koheren bisa lebih fokus. Dengan kata lain, gelombang cahaya dalam sinar laser menyebar jauh lebih sedikit daripada sinar senter, mengarahkan lebih banyak energinya ke titik kecil.

 

Balok laser pertama di tahun 1960an dihasilkan dengan kristal ruby ​​yang dipompa dengan cahaya dari jenis lampu kilat yang kuat. Kristal itu disebut media gain.

 

Cahaya yang intens menggetarkan atom di kristal, yang kemudian menghasilkan foton, atau paket cahaya, untuk laser. Cermin ada di setiap ujung kristal, dan salah satu cerminnya transparan. Cahaya akan tercermin dari satu sisi dan keluar sisi transparan.

 

Laser yang lebih modern menggunakan gas sebagai media gain, seperti karbon dioksida, helium atau neon. Mereka semua menghasilkan laser dengan panjang gelombang yang berbeda untuk aplikasi yang berbeda. Laser karbon dioksida memancarkan cahaya inframerah, dan sering digunakan sebagai alat pemotong. [Fakta Ilmiah atau Fiksi? Masuk akal dari 10 Konsep Sci-Fi]

 

Kemudian laser kimia diciptakan, tapi itu tidak akan berhasil untuk senjata kapal. “Laser kimia lama menghasilkan banyak volume,” kata Mark Skinner, wakil presiden energi terarah di Northrop Grumman Aerospace Systems. “Mereka juga kadang menggunakan bahan kimia beracun.” Sebagai contoh, laser hidrogen fluorida, pertama kali ditunjukkan pada tahun 1969, dapat menghasilkan balok bertenaga tinggi namun hidrogen fluoride berbahaya dan sulit ditangani.

 

Dioda laser adalah inovasi besar; Meskipun mereka pertama kali ditunjukkan pada tahun 1960an, baru pada tahun 1970an laser semikonduktor dibangun yang dapat beroperasi terus menerus pada suhu kamar. Sebelumnya, pada tahun 1966, Charles K. Kao (yang akan memenangkan Hadiah Nobel Fisika di tahun 2009) menemukan bagaimana mentransmisikan cahaya di atas serat optik, yang berarti bahwa laser dapat digunakan sebagai alat komunikasi. Kemudian, pengembangan laser dioda murah memungkinkan pembangunan perangkat seperti pemutar CD dan susunan komunikasi laser.

 

“Sungguh, kami menggabungkan dua revolusi: telekomunikasi serat optik dan multiplexing gelombang,” kata Afzal. Wave-division multiplexing (WDM) adalah teknik yang menggabungkan laser dengan panjang gelombang yang berbeda ke satu serat, yang memungkinkan lebih banyak daya dipompa melalui untai serat optik. Awalnya diterapkan pada komunikasi, itu menjadi teknologi go-to untuk senjata laser juga, katanya.

 

Membangun pistol sinar

 

Tapi senjata laser membutuhkan lebih dari sekadar membuat sinar laser – mereka perlu mentransmisikan cahaya ke sasaran dan melakukannya dengan energi yang cukup untuk menimbulkan kerusakan. Daya laser biasanya diukur dalam watt. Kekuatan penunjuk laser bisa diukur dalam miliwatt, tapi itu masih cukup untuk melukai mata seseorang. Kekuatan pemotong laser industri ada di kisaran kilowatt. Militer membutuhkan laser yang memiliki jangkauan yang jauh lebih kuat dari itu – dalam puluhan kilowatt, paling tidak. [Flying Saucers to Mind Control: 7 Rahasia Militer & CIA yang Direklasifikasi]

 

Senjata laser Angkatan Laut A.S. yang baru-baru ini dipasang di USS Ponce – sebuah kapal transport amfibi – dilaporkan merupakan laser 33 kilowatt, dan dapat menyalakan beberapa balok yang menambahkan hingga 100 kilowatt. Angkatan Laut mengatakan pada bulan Januari bahwa mereka berencana untuk menguji versi 150 kilowatt dalam setahun. (Juru bicara Angkatan Laut mengatakan dia tidak bisa mengungkapkan seberapa kuat laser sebenarnya.)

 

Alasan untuk daya tinggi adalah meskipun laser terfokus pada titik yang sempit, sinar mereka masih menyebar dalam jarak yang jauh, dan mengurangi energi yang dikirimkan ke sasaran. Laser merusak targetnya karena energi dari cahaya memanas material yang dilewati. Dengan demikian, balok harus tetap pada target untuk jangka waktu tertentu (lebih banyak kekuatan berarti lebih sedikit waktu dan dengan demikian menjadi senjata yang lebih efektif). Sebuah video yang dirilis ke CNN menunjukkan Sistem Senjata Laser Angkatan Laut (LaWS) dilatih pada target sekitar 1 atau 2 detik, namun tidak satu pun dari spesifikasi ini telah dipublikasikan publik.

 

The LaWS di atas kapal USS Ponce adalah laser serat optik, dan menggabungkan balok untuk meningkatkan kekuatan. Sementara penggemar “Star Wars” mungkin ingat citra beberapa balok terpisah yang digabungkan bersamaan setelah dipancarkan dari Death Star, laser balok campuran asli tidak bekerja seperti itu. Sebagai gantinya, mereka menggunakan serat optik untuk menghasilkan sinar, dan kemudian balok tersebut digabungkan menggunakan penyangga lensa prisma.

 

“Pikirkan sampul [album Pink Floyd] ‘Dark Side of the Moon,'” kata Afzal. “Anda memiliki prisma yang menggabungkan beberapa balok menjadi satu.”

 

Keuntungan lain dari serat optik, kata Afzal, adalah bahwa baloknya lebih “sempurna”. Ini berarti ada sedikit difraksi, atau menyebar dari cahaya, daripada yang ada dengan lensa tradisional (laser awal memiliki sinar yang terfokus pada lensa, dan petunjuk laser masih melakukan ini).

 

Pro dan kontra

 

Salah satu masalah terbesar dengan mengembangkan senjata laser adalah mencari tahu bagaimana menggerakkan mereka. Tiga puluh kilowatt lebih dari 1 detik sudah cukup untuk menyalakan lingkungan (rumah rata-rata di A.S. menggunakan sekitar 10 kilowatt-jam dalam setahun). Ini berarti bahwa setiap kapal yang menggunakan senjata laser harus memiliki pembangkit listrik yang cukup kuat untuk menanganinya. Demonstrasi USS Ponce menunjukkan bahwa mereka dapat menangani beban listrik.

 

Keuntungan dari laser, dan alasan militer tertarik pada mereka, adalah kecepatan. Sinar laser bergerak dengan kecepatan cahaya. Praktis berbicara, ketika senjata laser ditujukan untuk sesuatu, itu akan langsung meledak. Tidak perlu mengarahkan senjata sedikit ke depan dari tempat target bergerak, karena perlu dilakukan jika militer mencoba menembak jatuh sebuah proyektil. Dan bertentangan dengan apa yang digambarkan dalam film, tidak ada cara untuk melihat sinar laser kecuali ada sesuatu yang menyebarkan cahaya. Jika balok terlihat, gambar itu akan langsung muncul “aktif”, seperti lampu sorot.

 

Laser juga murah untuk digunakan, menurut Angkatan Laut, karena satu-satunya biaya adalah tenaga. Ini berarti bahwa setelah senjata dibuat, harga per tembakan turun – laser tidak pernah kehabisan amunisi. Rudal, di sisi lain, bisa menghabiskan biaya ribuan dolar, tulis Skinner.

 

Namun, ada beberapa kelemahan menggunakan laser sebagai senjata. Subrata Ghoshroy, seorang afiliasi penelitian di MIT yang mengerjakan senjata laser awal pada tahun 1980an, mencatat bahwa cuaca bisa menjadi masalah. Balok laser terbuat dari cahaya, yang berarti kabut dan cuaca buruk lainnya akan menyebarkan cahaya itu. Rentangnya akan berkurang akibatnya, seiring dengan energi yang diarahkan pada target.

 

Panas juga merupakan faktor. “Manajemen termal adalah masalah yang menghebohkan,” kata Ghoshroy. Alasannya adalah bahwa semua kilowatt itu melalui dioda memanaskannya, dan akhirnya, kualitas balok mendegradasi. Tidak jelas, katanya, seberapa sering laser USS Ponce bisa menyala atau berapa lama akan berlangsung sebelum mengalami masalah.

 

Afzal mengatakan bahwa masalah cuaca umum terjadi pada banyak sistem senjata, jadi laser tidak unik dalam pengertian itu. Fog, misalnya, akan menghentikan banyak peluncur atau senjata misil. “Jika Anda bisa melihatnya, Anda bisa melakukannya,” katanya.