Nežinia - gerai ar blogai, bet sparčiai tobulėjančius puslaidininkinius prietaisus, o kartu ir kietojo kūno lazerius, kurie kokybe pranoksta daugelį dujų lazerių, imta naudoti ir lazerinių ginklų gamybai. Galingi diodiniais lazeriais kaupinami kietojo kūno lazeriai ginklų pramonei, kaip ir kitoms šakoms, patrauklūs pirmiausia savo kompaktiškumu. Tačiau susirūpinta, kad taip naudojami didelės energijos lazeriai gali kelti pavojų žmonių regėjimui.

   Prieš 20 m., JAV ir Sovietų sąjungos šaltojo karo metais, prezidentas Ronaldas Reaganas paskelbė savo "strateginės gynybinės iniciatyvos" doktriną, kuri lazeriniams ginklams suteiktų svarbų vaidmenį šalies priešraketinėje gynyboje. Tačiau tais laikais galingi lazeriai buvo tik pradedami kurti; jų kūrėjai susidurdavo su pagrindiniu trūkumu - dideliais lazerinės įrangos gabaritais ir nepaslankumu. Anų laikų fizikai juokaudavo, kad galingą lazerį panaudoti karo tikslams galima tik vienaip - pritrėkšti juo priešą. Didžiausias to meto deuterio fluorido lazeris, pavadintas MIRACL (Mid-InfraRed Advanced Chemical Laser) - cheminis vidurinio infraraudonojo diapazono lazeris, generuodavo kelių sekundžių trukmės įspūdingos 2 MW galios impulsus. Kaip ir raketos varikliui, šiam didžiuliam lazeriui reikėjo cheminio kuro tiekimo sistemos.

   Prieš 20 metų net nebuvo numatoma kietojo kūno lazerius panaudoti ginklams. Galingiausi nuolatinės veikos diodiniai lazeriai generavo dešimčių milivatų galią, o jais kaupinami kietojo kūno lazeriai buvo dar "silpnesni". Šiuolaikinių diodinių lazerių rinkinys gali generuoti dešimčių kilovatų vidutinės galios spinduliuotę. Karinių lazerių kūrėjai tikisi, kad iki šio dešimtmečio pabaigos diodinių lazerių kaupinami kietojo kūno lazeriai peržengs 100 kW galios slenkstį.

   Be abejo, šiuolaikiniai lazeriai neprilygsta nešiojamiesiems mokslinės fantastikos spinduliniams ginklams. Be energijos tiekimo sistemos 100 kW galios kietojo kūno lazeris būtų didesnis už buitinį šaldytuvą, tačiau nėra toks didelis, kad netilptų lėktuve, laive ar nedideliame sunkvežimyje, o to pakanka, kad JAV oro, sausumos pajėgos ar karo laivynas kurtų šio ginklo panaudojimo karo mūšiuose planus.

Nurungti dujų lazerius

   Pirmieji kietojo kūno - rubino - lazeriai, sukurti septintojo dešimtmečio pradžioje, galėjo generuoti trumpus galingus impulsus. Tačiau didžiausią nenutrūkstamos veikos arba vidutinę galią generavo infraraudonieji dujų lazeriai - dėl savo didesnio naudingumo koeficiento ir dujų srauto gebėjimo išsklaidyti perteklinę šilumą. Karo specialistai nuo seno jausdavo silpnybę cheminiams dujų lazeriams, nes cheminės medžiagos plačiai naudojamos karo technikoje, be to, cheminio kuro kilogramas turi daugiau energijos ekvivalento nei akumuliatoriai. Šiuo metu kuriamas didžiausias lazerinis ginklas, pavadintas Airborne Laser. Tai megavato galios cheminis deguonies jodo lazeris (Chemical Oxygen Iodine Laser - COIL), kurį 2004 m. planuojama sumontuoti lėktuve Boeing 747 ir bandyti kaip priešraketinį ginklą. Kietojo kūno lazeriams šią galios ribą dar teks įveikti, tačiau jie pasirengę nurungti 100 kW klasės dujų lazerius.

   JAV - Izraelio didelės energijos deuterio fluorido lazerio (Tactical High Energy Laser - THEL), kuriuo buvo bandoma pašauti raketas ir artilerijos sviedinius, įranga buvo sumontuota penkiuose vilkikuose. Šiuo metu rengiama mobilioji THEL lazerio versija; jo įranga tilps viename vilkike, kitame bus kuras. JAV oro pajėgos jau turi parengusios 70 kW COIL lazerį, skirtą naudoti dideliame sraigtasparnyje. Visgi cheminis kuras dėl galimų nuotėkių kelia pavojų ir papildomų karinės logistikos rūpesčių. Kietojo kūno lazeriai įgyvendintų kariškių svajonę, vadinamąją "talpią apkabą", kurios šovinių užtenka ilgiau. Šie lazeriai gali veikti kartotiniu impulsiniu režimu, kuris didina ne tik spinduliuotės sugertį atmosferoje, bet ir padaro daugiau žalos taikiniui.

Našusis kaupinimas

   Pagrindinis diodinių lazerių tobulėjimo bruožas - ženklus galios ir našumo didėjimas. Kai kurie galingi diodiniai lazeriai šviesa paverčia daugiau kaip pusę kaupinimo elektros energijos ir pasiekia įspūdingą 50 proc. naudingumo koeficientą. Šių lazerių spinduliuotė neturi ginklams reikiamų savybių: ją sunku sufokusuoti į tolimą priešo taikinį, tačiau šie lazeriai puikiai tinka aukštos kokybės spinduliuotės kietojo kūno lazeriams kaupinti. Suderinus kaupinamojo lazerio dažnių juostą ir diodinių lazerių bangos ilgį, laboratorijoje gaunamas net 80 proc. siekiantis kaupinimo našumas. (Plg.: blykste kaupinamų lazerių spinduliuotė tesudaro 1 proc. visos kaupinimo energijos.)

   Atitinkamai mažėja ir išskiriamos šilumos kiekis. Jei, tarkim, 10 kW kietojo kūno lazeris kaupinamas elektros blykste, jos spinduliuotei generuoti reikia 1 MW galios, nes 99 proc. kaupinimo energijos virsta šiluma (o ją dar reikia pašalinti). Atvirkščiai, Lawrence Livermore nacionalinės laboratorijos (toliau - LLNL) duomenimis, kietojo kūno lazeris, kaupinamas 1 MW diodinių lazerių galia, gali generuoti 100 kW galios spinduliuotę. Taigi šiuo atveju reikia pašalinti devynis kartus mažiau šiluminės energijos. Beje, energija naudojama ir šaldymo sistemai valdyti.

Diskinių lazerių technologija ar sinchronizuotų lazerių rinkinys?

   Šiuo metu teoriškai ir eksperimentiškai tyrinėjami du nauji kietojo kūno lazerio artiniai. LLNL jau bandomas šiluma kaupinamas lazeris, kurio veikimas grindžiamas diskinių lazerių technologija. LLNL darbuotojo Brento Dane`o žodžiais, šio lazerio didelio tūrio vienos apertūros rezonatorius yra toks tvirtas, kad ištvertų vibracijas transporto priemonėje. Kita konstrukcija - skaidulinių lazerių, kurių išvadai sujungti į vieną koherentinės spinduliuotės pluoštą, rinkinys. Pastarąjį lazerį numatoma naudoti JAV oro pajėgose, kurių lazerių laboratorijos (Naujosios Meksikos valst.) vedėjas Rudy Martinezas tvirtina, kad išskirtiniai sinchronizuotų lazerių sistemos privalumai yra optinės schemos paprastumas, našusis kaupinimas, vienmodis išėjimas ir nesudėtingas skaidulų aušinimas.

Lazerinės ginkluotės ateitis - didelės galios kietojo kūno lazeriai

   LLNL tyrėjų grupė iki 2007 m. rengiasi pademonstruoti veikiantį 100 kW kietojo kūno lazerį, kuris būtų montuojamas ant universalaus karinio visureigio (Humvee). Mokslininkai jau yra sukūrę savo pirmąjį kietojo kūno šiluma kaupinamą lazerį, kurio devynis neodimio stiklo diskus kaupina blyksčių komplektas. Visų blyksčių naudojamoji elektrinė galia - 1 MW. Lazeris 20 Hz pasikartojimo dažniu gali "šaudyti" kelias sekundes, kiekvieno impulso metu išspinduliuodamas 500 J energiją (vidutinė spinduliuotės galia - 13 kW). 2001 m. atliktų bandymų metu lazerinis ginklas per 6 sek. 20 mm storio plieno plokštėje išdegino 10 mm skylę.

   Planuodami padidinti kietojo kūno lazerių vidutinę galią iki 100 kW, mokslininkai ketina padidinti pasikartojimo dažnį iki 200 Hz, pakeisti stiklo diskus neodimiu legiruotu gadolinio-galio granatu (GGG) bei atsisakyti kaupinimo blyksčių ir šiam tikslui naudoti diodinius lazerius. GGG kristalas yra ir tvirtesnis, ir laidesnis šilumai, tad "lengviau" ištveria šilumines apkrovas. Nd-GGG pasižymi ir didesniu naudingumo koeficientu. Kol kas šiuos lazerius tobulinti kliudo viena priežastis: gana sunku išauginti aukštos kokybės kristalus iki 200 mm skersmens (iki šiol didžiausias buvo 150 mm). Esant minėtam pasikartojimo dažniui, kiekvieno impulso trukmė būtų 0,3-0,5 milisekundžių, impulso galia - 1-2 MW.

   Tankiai surikiuotų kaupinimo diodų šaldymas - sunkiai įveikiama užduotis, nes jie turi veikti arti kambario temperatūros. Ši aplinkybė verčia atsisakyti radiacinio šaldymo bei šaldymo oro srautu. LLNL inžinierius Barry Freitas šį uždavinį įveikė montuodamas lazerius ant silicio padėklo su 30 µm skersmens vandens tiekimo kanalais. Šis sprendimas sudarė sąlygas diodų rinkiniui spinduliuoti vidutine 8 kW galia. LLNL mokslininkai bando ir tradicinę vario mikrokanalų aušinimo sistemą.

   Kad neįkaistų Nd-GGG diskai, visas jų rinkinys suskirstytas į modulius, o kiekvienas šių modulių - į du diskus, kurie pakaitomis iš kaupinimo kameros įsmunka į šaldytuvą. Kol vienas diskas vėsta, lazeris "šaudo", naudodamas jo "dublerį"; paskui diskai "keičiasi pareigomis".

   2003 m. kovo ar balandžio mėn. LLNL mokslininkai turėjo išbandyti 15 kW lazeriniais diodais kaupinamą ir ličio akumuliatoriais maitinamą lazerį. Šio lazerio patobulintas variantas turėtų būti naudojamas kaip planuojamo 100 kW lazerio modulis. Visas lazeris būtų sudarytas iš kelių mažesnės galios lazerinių modulių. Tokį modulinį konstravimo principą LLNL mokslininkai jau taikė didelės galios kietojo kūno cheminiams lazeriams. Manoma, kad iki 2004 m. pabaigos modulio galia sieks 25 kW.

   Pradėję minėtu 15 kW lazeriu, LLNL tyrėjai ketina atlikti ir seriją papildomų eksperimentų, kurių pagrindinis tikslas - 2007 m. išbandyti 2 m ilgio ir apie metro skersmens lazerinių modulių pakuotę, kuriai energiją tieks Humvee dyzelinis generatorius ir akumuliatoriai. Šis lazeris, kaip manoma, galės 10 sek. generuoti impulsus vidutine 100 kW galia. Realybėje mūšis turėtų trukti 0,5-2 sek. Sunaikinęs taikinį, lazeris kitą objektą susiras, nusitaikys ir jį sunaikins per 1,5-3 sek. Priešraketinės gynybos padalinių vadai tikisi, kad lazeriai naikins raketas ir artilerijos sviedinius 1-10 km. atstumu.

Lazeriai - reaktyviniuose naikintuvuose

   JAV oro pajėgų vadovybė numato 100 kW galios kietojo kūno lazeriu apginkluoti 2010 m. pasirodysiantį naikintuvo F-35 modelį Joint Strike Fighter. Reaktyviniai naikintuvai, kurie turi būti vikrūs, greiti ir manevringi, sunkių krovinių negabena, bet apginkluojami naujausiais ginklais. Lazeris galėtų pasinaudoti išilgai lėktuvo išsidėsčiusiu 27 tūkst. arklio galių varomuoju velenu, kuris pradžioje buvo skirtas vertikaliajam pakilimui. Pakeitus vertikaliojo pakilimo variklį elektros generatoriumi, lazeris būtų aprūpintas neišsenkančiu (skrydžio metu) elektros energijos šaltiniu.

   Oro pajėgos planuoja pradėti lazerio bandymus, kai tik pasirodys naujas F-35 naikintuvo modelis. Dar penkerių metų prireiks F-35, turinčiam lazerio įrangą, išbandyti realaus mūšio sąlygomis. Kadangi naujausia F-35 versija yra įslaptinta, radaro ekranas neturėtų rodyti, kad lėktuvas turi lazerinį ginklą. Pradžioje lazeris galėtų emituoti spinduliuotę per angą lėktuvo papilvėje. Kituose naikintuvo modeliuose pluošto apertūros būtų ir apačioje, ir viršuje.

   100 kW lazeris nebūtų skirtas sunaikinti visam taikiniui. "Lazeriai pasižymi viena vertinga savybe - jais galima tiksliai nusitaikyti, - sako Martinezas. - Tarkim, taikydamiesi į sunkvežimį, galite pasirinkti padangą, degalų baką ar variklį. Į variklį nukreiptas spinduliuotės pluoštas jį sunaikina, tačiau daugiau niekas nenukenčia." Iš naikintuvo paleistu vienu lazerio šūviu galima likviduoti teroristą, esantį tankiai apgyvendintoje teritorijoje. Lazeris gali apgadinti ryšio ar elektros tiekimo liniją, sunaikinti korinio ryšio tinklo stotį ar degalų saugyklą, nesukeldamas tokių pražūtingų pasekmių kaip bombos. Lazeriu ginkluotas naikintuvas galėtų nukreipti spinduliuotę į silpniausias priešo lėktuvo vietas. Infraraudonosios lazerio spinduliuotės pluoštas gali prasiskverbti per plastikinį lėktuvo kabinos viršų, išvesti iš rikiuotės prietaisus bei jutiklius ir, galimas daiktas, apakinti įgulos narius. Pastaroji lazerinio spinduliavimo savybė, pavojus, kurį kelia atsitiktinis žemės paviršių pasiekęs pluoštas, kelia susirūpinimą.

Žmonių regėjimui kylantis pavojus

   Pentagono strategai laikosi aiškios pozicijos: žmonių akys neturėtų būti lazerinio ginklo taikinys. "Tai būtų nehumaniška", - sako Martinezas. Pagal 1996 m. Ženevoje priimtą konvenciją, akinančius lazerius derėtų laikyti nehumanišku ginklu (ar būna humaniškų ginklų? - red. past.). 1999 m. šis nutarimas buvo ratifikuotas JAV. Tačiau, kai vyksta karo veiksmai, niekas neapsaugotas: atsitiktiniai lazerio spinduliai gali luošinti taip pat, kaip ir atsitiktinės kulkos.

   Pasirašytame protokole juridiškai apibrėžtas ketinimų klausimas. Protokolu uždrausti lazeriai, kurie kuriami turint tikslą apakinti. Protokolas pabrėžia, kad, teisėtai naudojantis karinėmis lazerių sistemomis, žmonės neturi būti apakinti nei atsitiktinai, nei dėl šalutinio ginklo naudojimo efekto. Į šį susitarimą neįtraukti esami lazeriniai tolimačiai ir taikinio ieškikliai, taip pat didelės energijos lazeriniai ginklai, skirti naikinti priešo objektus. Konvencija už įstatymų ribų paskelbė tik vidutinės galios lazerines sistemas, kurių tikslas pakenkti žmonių akims - šiam draudimui neprieštarautų nė viena šalis.

   Iš tikrųjų, kai tik lazerio spinduliuotės intensyvumas viršija leistiną lygį, atsiranda reali grėsmė žmonių regėjimui. Oro pajėgų patirtis rodo, kad net lazerinio ginklo bandymai, atliekami, laikantis saugos rekomendacijų, gali padaryti netikėtos žalos. Megavato klasės lazerio spinduliuotės tyrimai rodo, kad nesilpninta (intensyvumas mažėja tik dėl pluošto skėsties) ji išlieka pavojinga net už 28 tūkst. kilometrų. Be abejo, atmosfera mažina spinduliuotės intensyvumą, bet vis tiek į žemę nukreiptas spindulys kelia grėsmę civiliams, o erdvėje - kitų skraidymo aparatų įgulai. Ginklo bandymo metu nesunku numatyti teritoriją, kuriai lazerio spinduliuotė gali kelti grėsmę. Mūšio metu tą padaryti toli gražu nėra lengva, kai, tarkim, naikintuvo pilotas gauna užduotį sunaikinti karinius objektus, esančius gyvenviečių teritorijose.

   Atsispindėjusi šviesa yra netgi dar pavojingesnė, nors pasiekia mažesnę teritoriją. Kai šviesos pluoštas nusitaikęs į skrendančią raketą, jo atspindžio kampas nuolat kinta. Kai lazerio taikiklyje yra sunkvežimio variklis, dalis spinduliuotės neabejojamai atsispindės į kabiną su žmonėmis. Akivaizdu, kad civilinių teritorijų taikiniai atspindėtų potencialiai pavojingo intensyvumo spinduliuotę įvairiomis (ir nenuspėjamomis) kryptimis. JAV ir kitų šalių kariškiai tokiais atvejais turėtų būti užsidėję apsauginius akinius; civiliai taip apsisaugoti negalės.

   Kaip ir kiekvienas naujas ginklas, didelės energijos lazeriai atneš ir naudos, ir sukels naujų pavojų. Į taikinius nukreipti lazerių spinduliai žalos aplinkai ir žmonėms turėtų daryti daug mažiau negu bombos. Tačiau kai kurie kaimynystėje atsidūrę žmonės galėtų išsigelbėti tik pablogėjusio regėjimo sąskaita.