¿Cuáles son los conceptos de un arma láser?

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Soy ingeniero en la industria del acero. Como un arma láser efectiva con frecuencia se dirigía contra objetivos blindados de acero, puedo dar alguna información sobre el tema. Si los artículos populares que he leído son sustanciales, ya hay algunos prototipos de armas láser actualmente en desarrollo. El concepto general de un arma láser debe considerar sus ventajas y desventajas.
Las principales ventajas de un láser son, por supuesto, 1) un tiempo de viaje instantáneamente efectivo (300,000,000 m / seg), por lo tanto, no hay “tiempo de entrega” y 2) no hay distorsión de la trayectoria de vuelo debido a la gravedad o al viento. En el espacio exterior (incluso en órbita terrestre) un láser tiene una gran ventaja, porque los objetivos potenciales viajan a miles de kilómetros por hora y pueden estar a cientos o miles de kilómetros de distancia. Golpear objetivos con armas de proyectil en estas condiciones es extremadamente difícil … para los láseres, es simple. Bastante apuntar y disparar.
Las principales desventajas de un arma láser son:

1) Tamaño del dispositivo en sí. Podemos, por supuesto, hacer láseres muy pequeños. Un dispositivo capaz de canalizar suficiente potencia para causar daños graves a, por ejemplo, un tanque, barco, avión o satélite, debe ser lo suficientemente grande como para hacer el trabajo, pero lo suficientemente pequeño como para moverse a su lugar, apuntar, re-apuntar, etc.

2) Fuente de energía. (Probablemente el mayor problema con un arma láser.) Me encantan estos láseres y fásers de ciencia ficción con sus paquetes de energía del tamaño de un paquete de cigarrillos, que sin embargo pueden derribar edificios enteros y vaporizar pelotones de malos en un instante. Un láser eficaz que pueda destruir un objeto grande (no solo freír circuitos electrónicos sensibles, como hacen algunas armas láser modernas) requerirá una salida de varios megavatios. No hace falta decir que uno no obtiene esto de un puñado de ‘AA’. Hay una variedad de sistemas eléctricos, químicos (y nucleares) en estudio para la generación de dicha energía, pero ninguno de ellos es pequeño. Probablemente verá primero un sistema láser efectivo (nuevamente, para destruir objetos grandes) a bordo de embarcaciones navales, donde los reactores de la nave pueden suministrar las enormes cantidades de energía eléctrica necesarias para disparar un láser destructivo de clase militar. No verá nada lo suficientemente pequeño como para que el capitán Kirk lleve una funda en la cadera en el corto plazo.

3) Otro problema con los láseres es que, en sentido contrario a la intuición, en realidad son mucho más fáciles de vencer que las armas de proyectil. Los láseres disparan luz … sin duda, una luz muy intensa y cohesiva, pero aún así es solo una corriente de fotones. La luz puede ser desviada, refractada y absorbida. Si se usa en la atmósfera de la Tierra, existe un serio problema con la absorción debido al aire, vapor de agua, polvo, etc. que puede limitar la efectividad de un láser. Además, el oponente puede proporcionar una superficie reflejada a los objetivos potenciales, reflejando gran parte de la energía del láser. El aislamiento debajo de la superficie también puede reducir la efectividad de un láser. En cuanto a los satélites (un posible objetivo principal del láser, ya que están muy distantes y se mueven muy rápido en órbita), también se puede hacer que giren en el eje, lo que tiende a disipar la energía del láser y reducir su efectividad.

Por el contrario, para los objetos que están lo suficientemente cerca y se mueven lo suficientemente lento como para usar armas de proyectil contra ellos, nada es tan efectivo como un trozo de plomo caliente o acero (o uranio empobrecido) golpeándolo a mil metros por segundo. La energía cinética es igual a 1/2 masa x velocidad al cuadrado, y el objetivo tiene que absorber cada parte de ella. Para los satélites y las “naves espaciales enemigas” en órbita, un láser tiene algunas ventajas reales sobre misiles, balas y otros “proyectiles”, SI puede hacer que la máquina sea lo suficientemente pequeña como para dirigirla de manera efectiva y también darle suficiente potencia para causar un daño real . Para la mayoría de los objetos en la Tierra o en la atmósfera inferior, a menos que sean muy pequeños y muy rápidos, generalmente será posible clavarlos con un proyectil que no sufra la sed de electricidad del láser y que pueda cargarse, recargarse de forma económica , y disparó a múltiples objetivos muy rápidamente. Recuerda el principio de KISS.

Como resumen de las armas láser, leí una divertida historia de ciencia ficción hace muchos años. No puedo recordar el título, pero el personaje principal trabajó para un magnate de envío interestelar que era un malvado y desagradable tiránico que abusó de su personal y le gustaban los valores anticuados. Alguien, como lo contaba la historia, lo engañó o le robó de alguna manera. El narrador señaló que los empresarios interestelares más sofisticados de ese futuro habrían consultado los programas de computadora, calcularon la cantidad perdida versus el costo de continuar con el asunto, y simplemente habrían tomado medidas para tratar de reducir sus riesgos en el futuro. No el “Viejo” … gastó un montón de dinero, persiguiendo al perpetrador. Le costó una fortuna, pero unos meses después, el ladrón fue encontrado flotando en una nave espacial abandonada … muerto con una barra de hierro alrededor de su cuello. Nadie volvió a robarle. El narrador observó que “la mayoría de la gente en esa sociedad futura pensaba que” anticuado “significaba” anticuado “o incluso” divertido “. El Viejo era” anticuado “de la misma manera que un calibre .45 automático era” anticuado ” ¿”Anticuado”? Tal vez. Pero cuando esas babosas de plomo caliente salieron gritando del hocico, podría estar seguro de que no había nada “divertido” al respecto.