משרד המלחמה
DOW-UAP-D137, AAWSAP DIRD, מצב הידע והתפתחותם של לייזרים בעוצמה גבוהה, מרץ 2010
DOW-UAP-D137_AAWSAP-DIRD-State-of-the-Art-and-Evolution-of-High-Energy-Lasers-March-31-2010.pdf
תצוגות מהעמודים הראשונים של המסמך · בקובץ אין תמונה / רישום / קטע עיתונות.
// אין תצוגות מקדימות
הקובץ אינו מכיל תוכן ויזואלי שזוהה (תמונה / קליפינג / רישום). תוכן המסמך זמין דרך ה-OCR למטה ובהורדת המקור.
// הערת המראה
// מה תמצאו כאן?
// תקציר רשמי
מסמך זה הוא מסמך עזר מודיעיני ביטחוני (DIRD), פורמט עזר טכני שבו השתמשה סוכנות המודיעין הביטחוני (DIA) כדי לתעד ידע בסיסי בנושא מסוים לשימוש אנליטי עתידי. מוטב להבין מסמכי DIRD כתוצרי עזר וסינתזה ולא כמחקר מקורי. זהו אחד מ-38 מסמכי DIRD שהופקו במסגרת תוכנית יישומי מערכות נשק תעופתיות-חלליות מתקדמות (AAWSAP) בין 2009 ל-2011. מאחר שהיקפה של AAWSAP התיר מגוון רחב של נושאים תומכים, לא כל מסמך DIRD בסדרה עוסק ישירות במערכות תעופה וחלל או בהערכת איומים עתידיים. הסיכום שלהלן משקף את היקפו ואת מסגרתו של ה-DIRD בעת כתיבתו, ואין לקרוא אותו כמרמז על תיקוף עכשווי של הרעיונות הנדונים. DIRD זה סוקר את פיתוחם של נשקי לייזר בעוצמה גבוהה ומציין כי אף שהלייזרים כבר הפכו לכלים צבאיים חשובים לטיווח, להנחיה ולשימושים אחרים בהספק נמוך, מערכות ברמת נשק של ממש נותרו מוגבלות בשל ייצור ההספק, בקרת האלומה, התפשטות באטמוספרה והלוגיסטיקה. הדו"ח סוקר את סוגי הלייזר העיקריים לצד מערכות האופטיקה, המעקב וניהול החום הנדרשות כדי להפוך אותם לשימושיים מבחינה צבאית. הוא טוען כי לייזרים בעוצמה גבוהה עשויים להציע יתרונות חשובים על פני נשק קינטי במהירות, בדיוק ובנזק אגבי נמוך, בייחוד מול מטרות רכות יותר או מהירות, ובמקביל מדגיש כי פריסה מעשית נבלמה זמן רב בשל דלקים כימיים מסוכנים, התפשטות תרמית של האלומה (thermal blooming) באטמוספרה, מגבלות אספקת החשמל במערכות ניידות ופינוי חום שיורי. בוצעו השמטות כדי להגן על זהות עדי ראייה, מיקומי מתקנים ממשלתיים, או מידע פוטנציאלית רגיש על אתרים צבאיים שאינם קשורים ל-UAP. לא בוצעו השמטות בקבצים שפורסמו תחת הנחיית הנשיא טראמפ בנוגע למידע על טבעם או קיומם של מפגשים שדווחו כ-UAP או תופעות נלוות.
הצגת המקור באנגלית
// סיכום מורחב
"State of the Art and Evolution of High-Energy Laser Weapons" (מצב הידע והתפתחותם של נשקי לייזר בעוצמה גבוהה) הוא דו"ח טכני בן 31 עמודים, מסמך עזר מודיעיני ביטחוני (DIRD) שהוכן עבור החטיבה לתמיכה ברכש (DWO-3) של משרד ההתרעה הביטחונית במנהלת הניתוח של סוכנות המודיעין הביטחוני (DIA), במסגרת תוכנית AAWSAP. הדו"ח סוקר את סוגי הלייזרים שיכולים להגיע להספק של נשק, את מערכות בקרת האלומה ואת השפעת האטמוספרה, מביא היסטוריה קצרה של מחקר הלייזר במשרד ההגנה האמריקאי, ומתמקד לבסוף בפגיעותן של חלליות לקרינת לייזר ובהמלצות להגנה עליהן. המסמך עוסק בטכנולוגיה בלבד, ואין בו אזכור של עב"מים או של תצפיות.
רקע
AAWSAP, תוכנית יישומי מערכות נשק תעופתיות-חלליות מתקדמות, הפיקה לפי התיאור הרשמי 38 מסמכי DIRD בין 2009 ל-2011: סקירות עזר וסינתזה של ידע קיים, ולא מחקר מקורי. בדף ההערה המנהלית התוכנית נקראת AAWSA, והדו"ח מוצג כאחד מסדרת דוחות טכנולוגיה מתקדמת שהופקו בשנת הכספים 2009. שאלות הופנו למנהל התוכנית, המופיע בכינוי "AAP Person 1", בבניין 6000 בוושינגטון. שם המחבר הוחלף בכינוי "AAP Person 79". בראש המסמך מופיעה אזהרת זכויות יוצרים שאוסרת הפצה נוספת של התצלומים, והעמודים מסומנים "בלתי מסווג, לשימוש רשמי בלבד" (FOUO).
המבוא מציין שמטרת הדו"ח היא סקירה של נשקי לייזר בעוצמה גבוהה (HEL) בדרגת מגוואט, ושייבחנו ההשלכות על כלי טיס בחלל, במסלול סביב כדור הארץ ומעבר לו. לפי המבוא, רוב התיאורים הבדיוניים, מ"מלחמת העולמות" ועד "מלחמת הכוכבים", חסרי בסיס, אך הטכנולוגיה עשויה להשלים, לא להחליף, את הנשק הקינטי.
מה כתוב במסמך
התקציר
התקציר מזכיר שהלייזר הומצא ב-1960, "רק לפני 49 שנים", ושלמרות ההתקדמות הגדולה בלייזרים ובבקרת אלומה לא נפרס עד אז אף נשק לייזר בעוצמה גבוהה. רעיונות רבים נזנחו בגלל חוסר בשלות טכנית, עלות ייצור צפויה, תועלת לא ברורה או בעיות לוגיסטיות. המכשול הטכני הגדול ביותר, לפי הדו"ח, היה הכמויות הגדולות של כימיקלים יקרים ומסוכנים שדרשו הלייזרים היחידים שהגיעו להספק ממוצע גבוה. מצב זה משתנה עם לייזרים חשמליים (מוצק ואלקטרונים חופשיים), שבעשורים הקרובים יאפשרו לדעת הכותב נשק מעשי בהספקים של קילוואטים עד מגוואטים.
הכותב מוסיף שבארצות הברית ההתפתחות עשויה להאט בשל שיקולי מדיניות. כדוגמה הוא מביא את Active Denial, מתקן מיקרוגל לפיזור המונים שפיתח משרד ההגנה, שהוכח שהוא גורם כאב זמני בלי פציעה, אך לא נפרס בגלל שיקולי מדיניות (ולא שיקולים משפטיים). מדינות אחרות, לדבריו, אינן מגלות איפוק דומה, כפי שמעיד שיווק גלוי של נשקי לייזר מסנוורים למרות אמנת ז'נבה מ-1980 שאוסרת אותם. החלל מתואר כסביבה האידיאלית להתפשטות אלומה, ונשקי לייזר ראשונים על חלליות "נראים אפשריים" בתוך 20 שנה. המגבלה העיקרית, לפי התקציר, עשויה להיות דווקא ייצור ואגירה של האנרגיה ופינוי החום השיורי.
נשק קינטי מול לייזר
נשק קינטי (כדורים, פגזים, טילים ופצצות) זקוק לזמן כדי להגיע למטרה אך משמיד אותה מיד, ולכן מתאים למטרות מוקשחות, גדולות או נייחות. נזק אגבי, למשל מטרה ליד בית חולים או צלף בתוך קהל, ומטרות שנעות באופן אקראי מגבילים אותו. לייזר, לעומת זאת, מתחיל להעביר אנרגיה במהירות האור אך זקוק לזמן שהייה על נקודת הכיוון כדי לחמם אותה, "בדומה למבער". הדו"ח מגדיר שני מדדים: עוצמת הקרינה (irradiance, בוואט לסמ"ר) והשטף (fluence, בג'אול לסמ"ר, כלומר עוצמה כפול זמן). איור 1 משווה את שני סוגי הנשק לפי סוגי מטרות ורמות הספק של 1, 10 ו-100 קילוואט: ממטרות קטנות ומהירות כמו כטב"מים קטנים, חיישנים אופטיים, רקטות ופצצות מרגמה, ועד גשרים, בניינים, טנקים וטילים בליסטיים בין-יבשתיים.
סוגי הלייזרים
- לייזרים כימיים: עד כתיבת הדו"ח כל לייזר שהגיע להספק ממוצע של מגוואט היה כימי. לייזר הפחמן הדו-חמצני (10.6 מיקרון) הוגדל להספק גבוה סביב 1970, ואחריו לייזרי דאוטריום-פלואוריד (DF, 3.8 מיקרון) ומימן-פלואוריד (HF, 2.8 מיקרון) באמצע שנות ה-70. הם "דומים למנועי רקטה" ושורפים דלק עם מחמצן. DF היה הבחירה של הצי ושל צבא היבשה לפיתוח טקטי, ו-HF של יוזמת ההגנה האסטרטגית (SDI) ללייזר בחלל. החדש בהם הוא COIL (חמצן-יוד, 1.315 מיקרון), הלייזר של תוכנית הלייזר המוטס של הסוכנות להגנה מפני טילים. רק 10 עד 20 אחוז מאנרגיית התגובה הופכים לאור והשאר לחום, שנפלט עם גזי הפליטה. מעבר לכ-10 מגוואט כמות הכימיקלים הופכת אותם לבלתי מעשיים בחלל ומסורבלים מאוד על הקרקע.
- לייזרי מוצק (מוט ולוח): חומר הגבר מפוזר בגביש או בזכוכית קרמית, למשל Nd:YAG. הם צריכים רק חשמל וקירור: ריצה של 5 שניות של לייזר 100 קילוואט ביעילות 15 אחוז תדרוש פחות מקילוגרם אחד של בנזין או סולר. הבעיה היא חום שמצטבר בזכוכית ומעוות את האלומה או סודק אותה. נורת'רופ גרומן הפיקה במסגרת תוכנית JHPSSL הספק של 100 קילוואט באיכות אלומה טובה. הדו"ח צופה מערכות לוח מעשיות בדרגת מגוואט בתוך 20 שנה, ומציין שחלק ניכר מהמחקר נעשה מחוץ לארצות הברית.
- לייזרי סיב: לייזר מוט "שנמתח" לאורך מטרים רבים בעובי שערה, כדי לשפר פיזור חום. סיבים חד-אופניים הגיעו לכמה מאות ואט, וסף הנזק שלהם מוערך בכ-10 קילוואט. סיבים אחרים הגיעו ל-5 קילוואט, ו-25 עד 50 סיבים שולבו ל-50 קילוואט. ריתוך וחיתוך מסחריים ביעילות של יותר מ-30 אחוז כבר קיימים. הדו"ח צופה מערכות צבאיות של 50 עד 100 קילוואט בתוך 15 שנה, ו"לא קשה לדמיין" מערכות מגוואט בתוך 20 עד 30 שנה.
- לייזרי פולס קצר במיוחד (USP): פולסים קצרים מפיקושנייה, חלקם פחות מ-10 פמטושניות, עם הספק שיא של טרהוואט עד פטהוואט. שימושיהם בעיבוד שבבי ובניתוחי עיניים, ומלבד נזק לחיישנים, הפוטנציאל הצבאי שלהם "טרם נקבע".
- לייזרי אלקטרונים חופשיים (FEL): אלקטרונים במהירות קרובה למהירות האור עוברים דרך מערך מגנטים ("wiggler"), ואורך הגל נבחר בתכנון. איור 9 מציג FEL של 2 קילוואט במתקן תומס ג'פרסון, וההספק הממוצע הגבוה ביותר עד אז היה 10 קילוואט. הם דורשים מאיץ ליניארי מקורר לטמפרטורות של מוליכות-על, ועדיין לא ברור אם אפשר להפעיל אותם בסביבה צבאית כמו ספינה.
בקרת האלומה והאטמוספרה
גודל הכתם על המטרה נקבע מינימלית לפי הטווח, אורך הגל וקוטר הטלסקופ, ובפועל גדל בגלל איכות אלומה לא מושלמת, רעידות ועיוותים אטמוספריים. איור 10 מתאר מערכת עקיבה והכוונה בסיסית עם יחידת ייחוס אינרציאלית (IRU) לייצוב, ותיקון פרלקסה לפי הטווח. בשנות ה-80 נפתר הצורך בטלסקופים כבדים יותר עם פחות רעידות במכוון האלומה Sealite (SLBD), שבו ה-IRU הותקן בתוך הטלסקופ ומראות היגוי מהירות ייצבו את האלומה עצמה.
באטמוספרה התחתונה פיזור ובליעה מחלישים את האלומה: עד 50 עד 75 אחוז מהאנרגיה עלולים לאבוד לאורך 10 קילומטרים ביום בהיר למדי. בלייזר חזק, הבליעה מחממת את האוויר בנתיב ומפזרת את האלומה, תופעה שנקראת התפשטות תרמית (thermal blooming). לפי הדו"ח זו הייתה סיבה מרכזית לכך שהצי נטש את לייזרי ה-DF להגנה עצמית בים, שם התופעה חמורה במיוחד. חלונות הבליעה הנמוכה הם סביב 1, 1.2, 1.6 ו-2.2 מיקרון, ובהיעדר לייזר מגוואט באורכי גל אלה החל הצי לפתח FEL.
היסטוריה קצרה של מחקר הלייזר במשרד ההגנה
- באמצע שנות ה-70 הציב צבא היבשה לייזר CO2 של 50 קילוואט עם מכוון אלומה של 40 ס"מ ברכב זחלי (MTU) והפיל מל"טים קטנים. חיל האוויר התקין לייזר CO2 גדול יותר במטוס KC-135 (ALL), ועד תחילת שנות ה-80 הפיל בו טילי אוויר-אוויר כמו AIM-9.
- במרץ 1978 השמידה מערכת DF של מאות קילוואט שבנו הצי ו-ARPA, עם מכוון אלומה של 70 ס"מ, טילי TOW נגד טנקים בטיסה.
- באמצע שנות ה-80 הותקנו MIRACL, ניסוי הנשק הראשון של ארצות הברית בדרגת מגוואט, ומכוון ה-SLBD בטווח הטילים וייט סנדס, ופגעו במל"טים, בטילים מהירים ובמאיצי ICBM מקובעים.
- נאום "מלחמת הכוכבים" של הנשיא רייגן ב-1983 הוביל ל-SDI, שתוכניות הלייזר שלה הגיעו למיליארד דולר בשנה, אך לא הביאו לפריסת נשק. התוכנית היחידה ששרדה היא הלייזר המוטס (ABL), 200 עד 500 מיליון דולר בשנה, עם לייזר COIL בבואינג 747-400F ליירוט טילים בשלב ההאצה.
- כל שלושת הזרועות מפתחות לייזרי מוצק של 100 קילוואט נגד כטב"מים, רקטות, פגזים ונחילי סירות, וחיל האוויר ופיקוד המבצעים המיוחדים (SOCOM) בוחנים לייזר כימי במטוס C-130 (ATL) כתוספת לספינת התותחים AC-130J.
אינטראקציה עם חומרים ובטיחות עיניים
לייזר פוגע בחומר בעיקר בחימום פני השטח. קשיחות חומר מתוארת בפרמטר W (ג'אול לסמ"ק). מתכות תחת עומס נכשלות בסדקים לפני חדירה מלאה, סיבי זכוכית ואפוקסי נכשלים בשריפת השרף ובהתפרקות שכבות, וקרמיקה (בדומה ל-Corning Ware) מתנפצת בהלם תרמי, כמעט באותה עוצמה בלי קשר לעובי. הדו"ח דוחה את המושג "אורך גל בטוח לעיניים": כל אורך גל יכול לפגוע. עד כ-1.2 מיקרון האור ממוקד ברשתית ויוצר כתמים עיוורים, בין 1 ל-1.5 מיקרון הוא נבלע בנוזל העין, ומעל 1.5 מיקרון בקרנית וגורם הצטלקות. איור 18 מציג ערכי חשיפה מרבית מותרת (MPE) לפי תקני ANSI.
פגיעות חלליות ותחזית
הדו"ח מונה שלוש פגיעויות. ראשית, הגוף כולו: חללית שומרת על איזון תרמי קרוב ל-70 מעלות פרנהייט, ולייזר שמשנה את תכונות הבליעה והפליטה של פני השטח שלה, או לייזר קרקעי שמציף אותה במגוואטים במשך כמה דקות של מעבר מעל אתר קבוע, עלול להרוס אותה. שנית, רכיבים חשופים: לוחות סולאריים, כבלים, אנטנות וחיישני כוכבים, שמש ואופק. שלישית, בחללית מאוישת, חדירה לגוף הלחץ "עלולה להיות קטלנית".
בתחזית נקבע שהלייזרים הכימיים מיצו את עצמם, ושהעתיד בלייזרים חשמליים. ביעילות "משקע לאור" של 25 אחוז, לייזר מגוואט יזדקק ל-4 מגוואט חשמל ויפיק 3 מגוואט חום שיש לאגור ולסלק מהחללית. לייזר מוצק מתאים עד דרגת מגוואט, ו-FEL מעבר לה, במחיר מערכת קירור בהליום נוזלי ב-2 קלווין שצורכת כמגוואט ברציפות. טבלה 1 מעריכה את העוצמה שתגיע למטרה בהספקים של 100 קילוואט עד 10 מגוואט ובטווחים של 10 עד 1,000 קילומטר, בהנחת אורך גל של 1 מיקרון, טלסקופ של מטר אחד ואיכות אלומה של כ-1.5. טלסקופ של 3 מטרים ישיג אותה עוצמה בטווח כפול שלושה.
המלצות ומקורות
ההמלצות, למקרה שיש חשש לפגיעות חלליות עתידיות: מיגון וחסימת אור צדדי בחיישנים אופטיים ותריסים סגורים כשאינם בשימוש, אנטנות מחזירות אור ובעלות מסה תרמית גדולה, חיווט של תאים סולאריים כך שתקלה אחת לא תשבית אחרים, כיסויים וציפויים לחלונות, צבעי בקרה תרמית עמידים לחימום, מבנה עמיד לחדירה, ובדיקת חומרים בלייזרים מסחריים או במתקני ממשלה. הדו"ח מסתיים ברשימת גופים מקצועיים, ובהם האגודה המקצועית לאנרגיה מכוונת (DEPS), SPIE, AIAA והמכון הטכנולוגי של חיל האוויר (AFIT).
פרטים בולטים
- הדו"ח קובע שעד כתיבתו לא נפרס בשום מקום נשק לייזר בעוצמה גבוהה, ושכל לייזר שהגיע להספק מגוואט היה כימי.
- מתקן המיקרוגל Active Denial לא נפרס, לפי הדו"ח, בגלל שיקולי מדיניות ולא שיקולים משפטיים.
- ריצה של 5 שניות של לייזר מוצק 100 קילוואט תדרוש פחות מקילוגרם דלק.
- עד 50 עד 75 אחוז מאנרגיית האלומה עלולים לאבוד לאורך 10 קילומטרים באוויר ביום בהיר למדי.
- במרץ 1978 יירטה מערכת DF של הצי ו-ARPA טילי TOW בטיסה.
- נשקי לייזר ראשונים על חלליות מוערכים כאפשריים בתוך 20 שנה.
מה לא נמצא במסמך
- אין במסמך עצמו תאריך חתימה או מקום. התאריך 31 במרץ 2010 והמיקום לאס וגאס, נבדה, מופיעים רק בנתוני הרשומה באתר war.gov. הטקסט עצמו מדבר על שנת הכספים 2009 ועל הלייזר שהומצא "לפני 49 שנים".
- שם המחבר הוחלף בכינוי, וכתובת הפנייה למנהל התוכנית חתוכה בחלקה.
- התצלומים והאיורים (רכב ה-MTU, מטוס ה-ALL, MIRACL, הבואינג של ה-ABL, מטוס ה-ATL) אינם ניתנים לקריאה בטקסט, וחלק מהאיורים, כולל איור 18, שרדו רק כשברי תוויות.
- ערכי טבלה 1 הגיעו משובשים בזיהוי התווים, ולכן מובאים כאן רק ההנחות והטווחים שלה.
- תוצאות ספציפיות של ניסויי פגיעה בחומרים "מסווגות בדרך כלל", לפי הדו"ח, ואינן מובאות.
- הדו"ח אינו קושר את הנושא לתופעות אוויריות לא מזוהות.
// תוכן המסמך - תרגום
המצב העדכני וההתפתחות של נשק לייזר בעל אנרגיה גבוהה
הוכן על ידי:
אגף תמיכה ברכש (DWO-3)
משרד ההתרעה הביטחוני (Defense Warning Office)
המנהלה לניתוח
סוכנות הביון הביטחונית (DIA)
מחבר:
AAP Person 79
הערה מנהלית
אזהרת זכויות יוצרים: אין אישור להמשך הפצה של התצלומים שבפרסום זה.
מוצר זה הוא אחד מסדרת דוחות טכנולוגיה מתקדמת שהופקו בשנת הכספים 2009 במסגרת תוכנית Advanced Aerospace Weapon System Applications (AAWSA) של משרד ההתרעה הביטחוני בסוכנות הביון הביטחונית. הערות או שאלות בנוגע למסמך זה יש להפנות אל AAP Person 1, מנהל תוכנית AAWSA, סוכנות הביון הביטחונית, ATTN: CLAR/DWO-3, בניין 6000, וושינגטון.
תוכן עניינים (קטע)
מאפיינים בסיסיים של נשק אנרגיה קינטית ושל נשק HEL
בקרת אלומה והתפשטות אטמוספרית של התקני לייזר
איורים (קטע)
איור 4. מחולל הגבר גלילי ללייזר כימי HF מוצב בחלל
איור 5. לייזרים נפוצים במצב מוצק ואורכי הגל שלהם
איור 6. צירוף בלתי קוהרנטי של לייזרים חד-אופניים על המטרה
איור 7. צירוף בלתי קוהרנטי של לייזרים חד-אופניים במצרף סיבים
איור 9. רכיבי לייזר האלקטרונים החופשיים (FEL) בהספק 2 קילו-ואט במאיץ הלאומי תומס ג'פרסון…
איור 10. בקרות בסיסיות של עקיבה והכוונה בנשק HEL
איור 12. בליעה ופיזור אטמוספריים טיפוסיים בתחום האינפרה-אדום
איור 17. מטוס ה-C-130 של הלייזר הטקטי המתקדם (ATL)
איור 18. חשיפה מרבית מותרת לפולס בודד
בלתי מסווג // לשימוש רשמי בלבד
המצב העדכני וההתפתחות של נשק לייזר בעל אנרגיה גבוהה
תקציר
הלייזר הומצא ב-1960, לפני 49 שנים בלבד, ו(לצד הדיודה פולטת האור) התפתח לחלק חיוני מחיי היום-יום המודרניים שלנו בדרכים שלא ניתן היה לצפות מראש. גם בצד הצבאי חלו התקדמויות מדהימות בטכנולוגיות הלייזר ובקרת האלומה, אך אף נשק בעל אנרגיה גבוהה לא הוצב. תפיסות רבות פותחו ונרדפו, רק כדי להיזנח או להידחות בשל חוסר בשלות טכנית, עלות ייצור צפויה, היעדר תועלת נראית לעין או שיקולים לוגיסטיים.
המכשול הטכני המשמעותי ביותר להצבה היה אולי הכמויות הגדולות של כימיקלים יקרים ומסוכנים שנדרשו בלייזרים היחידים הזמינים בעלי הספק ממוצע גבוה. מצב זה משתנה כעת בזכות התקדמויות אחרונות בלייזרים המוזנים בחשמל (הן לייזרים במצב מוצק והן לייזרי אלקטרונים חופשיים). ככל שהתקנים אלה יבשילו בעשורים הקרובים, הם יאפשרו נשק צבאי מעשי ברמות הספק שבין קילו-ואטים למגה-ואטים. התפתחות זו עשויה להאט או להיות מוגבלת במידה מסוימת בארצות הברית אם יתעוררו חששות מדיניים בנוגע לשימוש בסוגי נשק חדשים או בנוגע…
+ // המקור באנגלית
// Excerpt (first ~3,000 chars)
State of the Art and Evolution of High-Energy Laser
Weapons
Prepared by:
Acquisition Support Division (DW0-3)
Defense Warning Office
Directorate for Analysis
Defense Intelligence Agency
Author:
AAP Person 79
Administrative Note
COPYRIGHT WARNING: Further dissemination of the photographs in this publication is not authorized.
This product is one in a series of advanced technology reports produced in FY 2009
under the Defense Intelligence Agency, Defense Warning Office's Advanced Aerospace
Weapon System Applications (AAWSA) Program. Comments or questions pertaining to
this document should be addressed to!AAP Person 1
l AAWSA Program
Manager, Defense Intelligence Agency, ATTN: CLAR/DWO-3, Bldg 6000, Washington,
ii
Contents
Basic Attributes of Kinetic Energy and HEL Weapons ......................................... 1
Beam Control and Atmospheric Propagation of Laser Devices.............................. 12
Figures
Figure 4. Cylindrical Gain Generator for HF Chemical Space Based Laser ............... 5
Figure 5. Common Solid-State Lasers and Their Wavelengths ................................ 6
Figure 6. Incoherent Combination of Single Mode Lasers at the Target.................. 9
iii
Figure 7. Incoherent Combination of Single Mode Lasers in a Fiber Combiner ....... 9
Figure 9. Elements of the 2 kW FEL at Thomas Jeffereson National Accelerator
Figure 10. HEL Weapon Basic Tracking and Pointion Controls .............................. 14
Figure 12. Typical Atmospheric Absorption and Scattering in the Infrared .......... 16
Figure 17. The Advanced Tactical Laser C-130 Aircraft......................................... 20
Figure 18. Single Pulse Maximum Permissible Exposure ...................................... 22
Tables
iv
UNCLASSIFIED/f FOA OFFI€il.t.k YSE &P•tv
State of the Art and Evolution of High-Energy Laser
Weapons
Summary
The laser was invented in 1960, only 49 years ago, and (along with the light
emitting diode) has evolved into an essential part of our modern every-day life
in ways that could not have been foreseen. On the military side, there have
also been incredible advances in laser and beam control technologies but no
deployment of any high-energy weapons. Many concepts have been developed
and pursued, only to be discarded or deferred owing to technical immaturity,
expected production cost, lack of apparent utility, or logistics concerns.
The most significant technical impediment to deployment may have been the
large quantities of expensive and hazardous chemicals that were required by
the only available high-average-power lasers. This is now changing with
recent advances in electrically powered lasers (both solid-state and free
electron lasers). As these devices mature over the next few decades, they will
enable practical military weapons at power levels ranging from kilowatts to
megawatts. This evolution may be somewhat slowed or limited in the United
States if there are policy concerns about the use of new types of weapons or
about…
// Full OCR
// עוד ממהדורה 06