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    Comment fonctionneront les jets à tir laser
    La base intermédiaire à flot provisoire sur l'USS Ponce effectue une démonstration opérationnelle du système d'arme laser (LaWS) lors de son déploiement dans le golfe Persique. Photo de la Marine américaine par John F. Williams

    Banc, banc, banc! C'est le bruit de la guerre du futur.

    Les armes laser ont alimenté nos fantasmes de science-fiction depuis que Luke a fait exploser l'étoile de la mort. Malgré le fait que vous ne pouvez pas réellement entendre les lasers, planètes de la mort qui explosent ou tout autre bruit dans le vide de l'espace, Il y a quelque chose d'incontestablement génial à zapper une cible dans l'oubli avec une explosion mortelle d'énergie hyper concentrée.

    Les armes conventionnelles sont puissantes mais bâclées. Larguer une bombe depuis un avion est idéal pour niveler une usine de munitions entière ou détruire un pont stratégique. Mais la guerre du XXIe siècle – marquée par des cellules terroristes voyous et des attaques de drones sans pilote – nécessite beaucoup plus de précision de la part des armes militaires. Et rien n'est plus précis au laser que, bien, laser !

    Tous les grands fabricants d'armes américains — Boeing, Lockheed Martin, Northrop Grunman - est sous contrat avec l'armée américaine, Marine et Air Force pour développer des systèmes laser plus puissants et compacts pouvant être déployés par des navires de guerre, des chars et même des avions.

    Rejeté pendant des décennies comme une chimère de science-fiction, les lasers de qualité militaire sont de retour dans les gros titres et plus méchants que jamais. Fin 2014, General Atomics a publié une vidéo lisse d'une démonstration explosive de son système d'armes laser (LaWS), un laser de la taille d'un camion qui ressemble à un télescope haut de gamme. Monté sur l'USS Ponce, un navire de guerre de la Marine, l'arme pivotante a zappé silencieusement des cibles attachées à l'arrière de hors-bord en mouvement, puis a sorti un drone sans pilote pour une grande finale.

    En mars 2015, Lockheed Martin a fait la une des journaux lorsqu'il a utilisé un laser de 30 kilowatts appelé ATHENA (Advanced Test High Energy Asset) pour percer un trou chauffé au rouge dans le collecteur d'une camionnette à 1,6 km [source :Moseman].

    Lors d'un "Lab Day" du ministère de la Défense en mai 2015, le chef du laboratoire de recherche de l'Air Force a publiquement déclaré l'objectif de l'armée américaine d'attacher un laser de 100 kilowatts à un avion de chasse d'ici 2022 [source :Freedberg]. C'est ce qui se rapproche le plus d'un vrai combattant X-Wing de ce côté de Tatooine.

    Il y a eu des percées incroyables dans la technologie laser, mais atteindrons-nous l'objectif 2022 de monter ces mauvais garçons dans des avions ?

    Contenu
    1. Notions de base sur les lasers
    2. Premières tentatives de jets à tir laser
    3. Derniers développements dans les jets à tir laser

    Notions de base sur les lasers

    Le système d'arme laser Lockheed Martin ATHENA bat une cible de camion en désactivant le moteur, démontrant son efficacité militaire contre les véhicules terrestres ennemis. Lockheed Martin

    Les lasers sont des machines qui peuvent créer un faisceau de lumière hautement focalisé et, avec assez de puissance, chaleur intense. Le mot LASER est un acronyme pour « amplification de la lumière par émission stimulée de rayonnement ». Les lasers les plus puissants peuvent brûler l'acier en quelques secondes, même à grande distance.

    Dans son article de 1917 "Sur la théorie quantique du rayonnement, " Albert Einstein a été le premier à poser les principes théoriques derrière les lasers (bien que le nom n'existe pas avant les années 1960). Lorsqu'un atome est stimulé dans un état « excité », l'un de ses électrons s'élève temporairement à un niveau d'énergie plus élevé. Lorsque l'électron revient à son état d'origine, un photon d'énergie (particule de lumière) est émis qui correspond à ce changement d'énergie. Normalement, le photon d'énergie jaillit dans une direction aléatoire à une longueur d'onde aléatoire, mais pas avec les lasers [source :Follows].

    Dans un laser, l'émission de photons est très contrôlée. En utilisant des réactions chimiques, des gaz ou des cristaux solides, les atomes sont pompés dans un état excité dans une chambre à miroir. Lorsque les électrons des atomes reviennent à leur état normal, ils libèrent des photons de lumière dans toutes les directions.

    Certains de ces photons, cependant, rebondir directement sur les surfaces réfléchissantes à chaque extrémité de la chambre. Ces photons rebondissants stimulent plus d'atomes dans la chambre pour émettre des photons dans la même direction. Après des milliards de ces réactions, le résultat est une colonne de lumière qui vibre exactement à la même longueur d'onde (monochromatique) dans exactement la même direction - c'est ce qu'on appelle la lumière "cohérente" ou laser.

    Après la démonstration du premier laser par le physicien Theodore Maiman en 1960, les lasers sont rapidement entrés dans le courant dominant scientifique et culturel. Aujourd'hui, des lasers à basse énergie sont utilisés pour lire les CD et les codes-barres à l'épicerie, tandis que des lasers à plus haute énergie sont émis depuis des observatoires pour mesurer la distance précise des planètes [source :Martin].

    La course à la création d'armes laser fait rage depuis des décennies. Le défi a toujours été de créer un laser suffisamment puissant pour générer une chaleur énorme sur de longues distances, mais assez petit et stable pour être monté sur un bateau ou même un avion.

    Premières tentatives de jets à tir laser

    Dans une allocution télévisée à l'échelle nationale le 23 mars, 1983, Le président Ronald Reagan a proposé la création d'une technologie de défense spatiale qui éliminerait les ogives nucléaires russes du ciel avec des satellites à explosion laser. Surnommé « Star Wars » par les médias, l'Initiative de défense stratégique (IDS) a attiré la première attention sérieuse sur le développement de lasers mortels pour l'armée, mais le projet a perdu son financement lors du dégel de la guerre froide en 1991 [source :Encyclopaedia Brittanica].

    Malgré le pétillement de Star Wars, les technologues militaires n'ont pas perdu confiance dans les lasers en tant qu'applications meurtrières (littéralement) du futur. Au cours des 30 dernières années, l'armée américaine et les fabricants d'armes américains ont investi des milliards dans le développement de lasers mortels pouvant être tirés à partir d'avions militaires.

    Le laser tactique avancé (ATL) de Boeing, qui a débuté en 2008, représentait l'un des premiers essais majeurs d'un laser de qualité militaire dans un navire de guerre volant. À peine un poids léger, le 40, 000 livres (18, 144 kilogrammes) le laser chimique était bien trop gros pour être monté sur un avion de chasse, alors l'Air Force l'a fourré dans le ventre d'un avion de transport C-130 des années 1950 [source :Adams].

    L'ATL de 200 millions de dollars pourrait générer un faisceau laser de 3 pouces (10 centimètres) de large alimenté par des réactions entre le chlore gazeux et le peroxyde d'hydrogène [source :Adams]. Le plus grand défi pour les ingénieurs de Boeing était de concevoir un système de poursuite et de visée des cibles qui pourrait s'adapter automatiquement aux vibrations constantes et aux coordonnées changeantes du vol.

    Lors des vols d'essai au-dessus du Nouveau-Mexique, l'ATL a réussi à zapper une cible au sol stationnaire et a brûlé un petit trou dans une camionnette en mouvement. Parce que le système ATL encombrant reposait sur des stocks de produits chimiques à bord, il ne pouvait être tiré de manière fiable que six fois sans rechargement [source :Mick].

    En 2010, les lasers à jet ont été améliorés avec le dévoilement du banc d'essai laser aéroporté (ALTB). L'ALTB était également un laser chimique - l'acronyme est COIL (laser chimique à l'oxygène et à l'iode) - qui était monté sur le nez d'un Boeing 747. L'ALTB a été conçu spécifiquement comme un laser air-air capable de tirer des missiles ennemis depuis le ciel.

    Au cours de plus de 200 missions tests, l'ALTB a engagé et détruit avec succès deux missiles balistiques à courte portée [source :MDA]. Mais cela n'a pas suffi à maintenir le financement du programme. Une flotte de 10 à 20 avions équipés de lasers aurait coûté 1,5 milliard de dollars chacun, bien au-delà de ce que l'armée était prête à dépenser pour des armes de puissance relativement faible [source :Schechter]. L'ALTB a été officiellement mis au rebut en 2012 et dépouillé de pièces [source :MDA].

    Ne t'inquiète pas, bien que. Le rêve des jets laser est loin d'être mort.

    Derniers développements dans les jets à tir laser

    Malgré les lacunes dans le financement des jets à tir laser, Les hauts gradés de l'US Air Force croient toujours que les lasers à haute altitude ont de sérieux avantages tactiques. Alors que les lasers au sol ont l'avantage d'être plus gros et plus lourds, leurs faisceaux peuvent se déformer lorsqu'ils traversent l'atmosphère. Les lasers montés sur des jets à haute altitude peuvent éliminer les engins et les missiles ennemis avec plus de précision et à de plus longues distances dans un air plus fin [source :Freedberg].

    L'Office of Naval Research porte une attention particulière aux lasers à solide, qui sont des armes qui utilisent l'énergie électrique pour alimenter des réactions dans des composés chimiques solides. Les lasers à solide sont plus petits, plus léger et n'ont pas besoin d'être ravitaillés aussi souvent, ce qui en fait d'excellentes perspectives de déploiement aéroporté [source :Schechter].

    Un prototype fonctionnel pour un tel poids léger, le laser à semi-conducteurs est le système d'arme laser de la Marine (LaWS), actuellement monté sur l'USS Ponce amarré dans le golfe Persique. Le laser de 30 kilowatts contient suffisamment de chaleur et de précision pour brûler le moteur d'un drone dans les airs ou faire exploser un lance-grenades attaché à l'arrière d'un hors-bord en mouvement. Cependant, le laser ne peut pas fonctionner contre des cibles à grande vitesse comme les chasseurs à réaction [source :CBS News].

    Après le coût de 40 millions de dollars pour construire le laser, tirer avec l'arme à batterie ne coûte que 0,59 $ par tir en frais électriques. Comparez cela aux centaines de milliers de dollars ou même à 1 million de dollars pour tirer un intercepteur anti-missile actuel comme le Navy Standard Missile [source :Freedberg].

    L'objectif de l'armée est de développer un laser à semi-conducteurs de 100 à 150 kilowatts pour un déploiement aéroporté [source :Freedberg]. Le fabricant de drones General Atomics Aeronautical Systems prétend en avoir un en préparation. Son laser à haute énergie de génération 3 (HEL), un laser à solide "pompé" par une batterie lithium-ion, sera capable de produire des faisceaux aussi puissants que 300 kilowatts [source :General Atomics].

    La Gen 3 est également relativement compacte, mesurant seulement 4,25 pieds sur 1,3 pied sur 1 pied (1,3 mètre sur 0,4 mètre sur 0,3 mètre). A cette taille, le Gen 3 s'intégrera dans le module d'armes laser tactiques (TLWM) de General Atomics, une nacelle laser montée à l'extérieur qui peut être déployée sur des réservoirs, Navires de guerre et avions à réaction [source :General Atomics].

    Bien qu'il n'y ait pas de vidéos de la génération 3 en action - c'est classifié - un vice-président de General Atomics a déclaré à un journaliste américain que la société est "bien au-delà de tuer des bateaux et des véhicules aériens sans pilote". Gorgée.

    Le son de Star Wars

    L'armée déploie déjà des lasers montés sur camion qui zappent automatiquement des drones ou des obus de mortier. Ils fonctionnent très bien, avec un seul problème :personne ne peut dire quand ils tirent. Les vrais lasers sont invisibles et silencieux. Pour y remédier, Les ingénieurs de Boeing ont levé les effets sonores laser de "Star Wars" et "Star Trek" pour les reproduire à chaque fois que les faisceaux sont tirés [source :Atherton]. Pew pew pew !

    Beaucoup plus d'informations

    Note de l'auteur :Comment les jets à tir laser fonctionneront-ils?

    Comme pour les jet packs et les voitures volantes, J'ai toujours supposé que l'avenir inclurait les pistolets laser. Je suis réconforté/terrifié d'apprendre que l'armée continue de se lancer sérieusement dans l'armement laser, et je suis ravi d'entendre qu'ils ajoutent "zap!" retentit lorsque ces rayons mortels sont tirés. Au moins, les lasers sont principalement considérés comme des armes de "défense", abattre des missiles et des mortiers entrants pour protéger les troupes et les vies innocentes. Cela dit, certains militaires s'intéressent également à ces silencieux, armes laser invisibles à longue portée pour leur promesse de « déni plausible » [source :Hambling]. Qui a fait exploser le sous-marin ? Pas nous!

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    Sources

    • Adams, Éric. "Comment ça marche :le canon laser volant." Science populaire. 13 mars, 2008. (6 juillet, 2015) http://www.popsci.com/military-aviation-space/article/2008-03/how-it-works-airborne-laser-cannon
    • Atherton, Kelsey D. "Les scientifiques ajoutent des effets sonores 'Star Wars' à de vrais lasers pour qu'ils puissent les entendre." Science populaire. 2 juin 2015. (6 juillet 2015) http://www.popsci.com/american-laser-weapons-play-star-wars-sound-effects
    • Encyclopédie Britannica. "Initiative de défense stratégique (IDS)" 15 juillet, 2014. (6 juillet, 2015) http://www.britannica.com/topic/Strategic-Defense-Initiative
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    • Freedberg Jr., Sydney J. "Laser Fighters :100 kW d'armes d'ici 2022." Briser la défense. 18 mai 2015. (6 juillet 2015) http://breakingdefense.com/2015/05/lasers-on-a-plane-air-force-wants-fighter-firing-100-kilowatts-by-2022/
    • Freedberg Jr., Sydney J. "Star Wars en mer :le laser de la marine devient réel." 10 décembre 2014. (6 juillet, 2015) http://breakingdefense.com/2014/12/star-wars-at-sea-navys-laser-gets-real/
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    • Hambling, David. « Incendies d'avions de combat laser : « déniable » se profile ? » Filaire. 13 août 2008. (6 juillet, 2015)http://www.wired.com/2008/08/will-new-laser/
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    • Mick, Jason. "La canonnière laser se rapproche du champ de bataille, Hits Vehicle in Test." Daily Tech. 14 octobre 2009. (6 juillet, 2015) http://www.dailytech.com/Laser+Gunship+Inches+Closer+to+the+Battlefield+Hits+Vehicle+in+Test/article16507.htm
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    • Ressuscité, À M. "Les armes du futur, Bientôt disponible." U.S. News &World Report. 21 avril 2015. (6 juillet 2015) http://www.usnews.com/news/articles/2015/04/21/us-navy-tests-laser-weapons
    • Schechter, Érik. "L'US Air Force veut des jets à tir laser d'ici 2022." Mécanique populaire. 28 mai 2015. (6 juillet 2015) http://www.popularmechanics.com/military/weapons/a15775/us-air-force-lasers-jets/
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