إذا تمكنت الحكومة الروسية من بناء الليزر، فستكون قادرة على حماية جزء كبير من البلاد من المراقبة بواسطة الأقمار الصناعية المزودة بأجهزة استشعار بصرية. كما تمهد هذه التكنولوجيا الطريق أمام الاحتمال الأكثر خطورة المتمثل في أسلحة الليزر التي يمكنها تعطيل الأقمار الصناعية بشكل دائم
بقلم إيان بويد أستاذ علوم هندسة الطيران والفضاء بجامعة كولورادو بولدر
تقوم روسيا ببناء منشأة ليزر أرضية جديدة للتداخل مع الأقمار الصناعية التي تحلق فوقها، وفقا لتقرير نشر مؤخرا فيمراجعة الفضاء. ستكون الفكرة الأساسية هي إبهار أجهزة الاستشعار البصرية لأقمار التجسس التابعة للبلدان الأخرى عن طريق إغراقها بضوء الليزر.
لقد تقدمت تكنولوجيا الليزر إلى درجة أنه أصبح من الممكن تصور هذا النوع من الدفاع ضد الأقمار الصناعية، على الرغم من وجود أدلة محدودة على أن البلدان تمكنت من اختبار مثل هذا الليزر بنجاح.
إذا تمكنت الحكومة الروسية من بناء الليزر، فستكون قادرة على حماية جزء كبير من البلاد من المراقبة بواسطة الأقمار الصناعية المزودة بأجهزة استشعار بصرية. كما تمهد هذه التكنولوجيا الطريق أمام الاحتمال الأكثر خطورة المتمثل في أسلحة الليزر التي يمكنها تعطيل الأقمار الصناعية بشكل دائم.
كيف يعمل الليزر
الليزر هو جهاز لإنشاء شعاع ضيق من الطاقة الموجهة. تم تطوير أول ليزر في عام 1960، ومنذ ذلك الحين تم إنشاء عدة أنواع تستخدم آليات فيزيائية مختلفة لإنشاء الفوتونات، أو جسيمات الضوء.
توفر أشعة الليزر الغازية كميات كبيرة من الطاقة لجزيئات معينة مثل ثاني أكسيد الكربون. يتم تشغيل الليزر الكيميائي بواسطة تفاعلات كيميائية محددة تطلق الطاقة. تستخدم ليزرات الحالة الصلبة مواد بلورية تم تكييفها خصيصًا لتحويل الطاقة الكهربائية إلى فوتونات. في جميع أنواع الليزر، يتم تضخيم الفوتونات بعد ذلك عن طريق تمريرها عبر نوع خاص من المواد يسمى وسط الكسب ثم يتم تركيزها في شعاع متماسك بواسطة موجه الشعاع.
اعتمادًا على شدة الفوتون التي يحددها الطول الموجي، يمكن لشعاع الطاقة الموجه الناتج عن الليزر أن يخلق مجموعة من التأثيرات على هدفه. على سبيل المثال، إذا كانت الفوتونات موجودة في الجزء المرئي من الطيف، فيمكن لليزر أن يوجه الضوء نحو هدفه.
نظرًا لتدفق عالي بما فيه الكفاية من الفوتونات عالية الطاقة، يمكن لليزر تسخين وتبخير وإذابة وحتى حرق المادة المستهدفة. يتم تحديد القدرة على توفير هذه التأثيرات من خلال مستوى طاقة الليزر، والمسافة بين الليزر وهدفه والقدرة على تركيز الشعاع على الهدف.
تطبيقات الليزر
تجد التأثيرات المختلفة التي يخلقها الليزر تطبيقات واسعة النطاق في الحياة اليومية، بما في ذلك مؤشرات الليزر والطابعات ومشغلات أقراص DVD وجراحة الشبكية وغيرها من الإجراءات الطبية وعمليات التصنيع الصناعية مثل اللحام والقطع بالليزر. يقوم الباحثون بتطوير الليزر كبديل لتقنية الموجات الراديوية لزيادة الاتصال بين المركبة الفضائية والأرض.
كما يستخدم الليزر على نطاق واسع في العمليات العسكرية. أحد أشهرها هو الليزر المحمول جواً (ABL)، والذي كان الجيش الأمريكي يعتزم استخدامه لاعتراض الصواريخ الباليستية. يتضمن نظام ABL استخدام ليزر كبير جدًا وعالي الطاقة تم تركيبه على طائرة بوينج 747. تم التخلي عن البرنامج في النهاية بسبب التحديات المرتبطة بالإدارة الحرارية وصيانة الليزر الكيميائي الخاص بها.
التطبيق العسكري الأكثر نجاحًا هو نظام التدابير المضادة للأشعة تحت الحمراء للطائرات الكبيرة (LAIRCM)، والذي يستخدم لحماية الطائرات من الصواريخ المضادة للطائرات الباحثة عن الحرارة. يقوم LAIRCM بتسليط الضوء من ليزر الحالة الصلبة على مستشعر الصاروخ عند اقترابه من الطائرة، مما يتسبب في إبهار السلاح وفقدان القدرة على تتبع هدفه.
أدى الأداء المتطور لأشعة الليزر ذات الحالة الصلبة إلى انتشار التطبيقات العسكرية الجديدة. يقوم الجيش الأمريكي بتثبيت أشعة الليزر على شاحنات الجيش والسفن البحرية للدفاع ضد أهداف صغيرة مثل الطائرات بدون طيار وقذائف الهاون وغيرها من التهديدات. تحقق القوات الجوية في استخدام الليزر في الطائرات لأغراض دفاعية وهجومية.
الليزر الروسي
منشأة الليزر الروسية الجديدة تسمى كالينا. وهو مصمم لإبهار أجهزة الاستشعار البصرية للأقمار الصناعية التي تجمع المعلومات من الأعلى، وبالتالي تعميها مؤقتًا. وكما هو الحال مع LAIRCM الأمريكية، فإن التعمية تتضمن تشبع المستشعرات بضوء قوي لمنعها من العمل. يتطلب تحقيق هذا الهدف نقلًا دقيقًا لكمية كافية من الضوء إلى مستشعر القمر الصناعي. وهذا ليس بالأمر السهل بالنظر إلى المسافات الكبيرة جدًا وحقيقة أن شعاع الليزر يجب أن يمر أولاً عبر الغلاف الجوي للأرض.
إن التوجيه الدقيق لأشعة الليزر لمسافات طويلة في الفضاء ليس بالأمر الجديد. على سبيل المثال، وضعت مهمة أبولو 15 التابعة لناسا في عام 1971 عاكسات بحجم متر على القمر، حيث يتم توجيه أشعة الليزر الموجودة على الأرض لتوفير معلومات عن موقعه الدقيق وبالتالي أيضًا عن معدل حركة القمر بعيدًا عن الأرض. ينعكس توفير ما يكفي من الفوتونات عبر مسافات كبيرة في قوة الليزر ونظامه البصري.
ووفقا للتقارير، فإن جهاز ليزر كالينا يعمل في وضع نبض الأشعة تحت الحمراء وينتج ما يقرب من 1,000 جول لكل سنتيمتر مربع. وعلى سبيل المقارنة، تبلغ قوة الليزر النبضي المستخدم في جراحة الشبكية حوالي 1/10,000 فقط. وتقوم كالينا بإيصال جزء كبير من الفوتونات التي تنتجها إلى مسافات كبيرة حيث تدور حولها الأقمار الصناعية. وهي قادرة على القيام بذلك لأن أشعة الليزر تخلق حزمًا موازية للغاية، مما يعني أن الفوتونات تنتقل بالتوازي بحيث لا ينتشر الشعاع. تركز كالينا شعاعها باستخدام تلسكوب يبلغ قطره عدة أمتار.
تميل أقمار التجسس التي تستخدم أجهزة استشعار بصرية إلى العمل في مدار أرضي منخفض على ارتفاع عدة مئات من الكيلومترات. تستغرق هذه الأقمار الصناعية عادةً بضع دقائق للمرور فوق أي نقطة محددة على الأرض. وهذا يتطلب أن تكون الخلية قادرة على العمل بشكل مستمر لفترة طويلة مع الحفاظ على مسار ثابت أمام المستشعر البصري. يتم تنفيذ هذه الوظائف بواسطة نظام التلسكوب.
واستنادا إلى تفاصيل التلسكوب المبلغ عنها، سيكون كالينا قادرا على تعمية الأقمار الصناعية على بعد مئات الكيلومترات من مداراتها. وهذا من شأنه أن يجعل من الممكن حماية منطقة كبيرة للغاية - في حدود 40,000 ألف ميل مربع (حوالي 100,000 ألف كيلومتر مربع) - من جمع المعلومات الاستخبارية بواسطة أجهزة الاستشعار البصرية على الأقمار الصناعية. أربعون ألف ميل مربع تعادل مساحة ولاية كنتاكي.
تدعي روسيا أنها قامت في عام 2019 بنشر نظام إبهار ليزر أقل قدرة على شاحنة تسمى Peresvet. ومع ذلك، لا يوجد تأكيد على أنه تم استخدامه بنجاح.
ومن المحتمل أن تستمر مستويات طاقة الليزر في الارتفاع، مما يسمح للتأثير العابر للتعمية بأن يتجاوز الضرر الدائم لشدة تصوير المستشعرات. وبينما يسير تطور تكنولوجيا الليزر في هذا الاتجاه، هناك اعتبارات سياسية مهمة مرتبطة باستخدام الليزر بهذه الطريقة. ويمكن اعتبار التدمير الدائم لجهاز استشعار في الفضاء من قبل أي دولة عملاً عدوانيًا، مما يؤدي إلى تصعيد سريع للتوترات.
الليزر في الفضاء
والأمر الأكثر إثارة للقلق هو احتمال نشر أسلحة الليزر في الفضاء. ستكون مثل هذه الأنظمة فعالة للغاية لأنه من المتوقع أن تقل المسافات إلى الأهداف بشكل كبير، ولا يوجد غلاف جوي لإضعاف الشعاع. مستويات الطاقة اللازمة لليزر الفضائي لإحداث ضرر كبير للمركبات الفضائية أقل بكثير مقارنة بالأنظمة الأرضية.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام أشعة الليزر في الفضاء لمهاجمة أي قمر صناعي من خلال توجيه أشعة الليزر نحو خزانات الدفع وأنظمة الطاقة، والتي، في حالة ضربها، ستؤدي إلى تعطيل المركبة الفضائية تمامًا.
ومع تقدم التكنولوجيا، أصبح استخدام أسلحة الليزر في الفضاء أكثر جدوى. ثم يطرح السؤال: ما هي العواقب؟
ملاحظة المحرر: في هذا السياق يجب بالطبع أن نذكر نظام الليزر Magen Or الذي يجب تركيبه على أنظمة القبة الحديدية واستكماله. هذا النظام هو تجسيد لنظام نوتيلوس من العقد الأول من القرن العشرين التي تنافست في تلك الأيام مع نظام القبة الحديدية الصاروخي.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
تعليقات 8
سوف يضرب الليزر عدسة الكاميرا ويطلق النار على الكاميرا
سيكون نجاحهم مثل احتياجات الطيران لدباباتهم!
في زمن الغزو الأميركي للعراق، كان العراق يمتلك أنظمة ليزر لتعمية الأقمار الصناعية روسية الصنع، بالإضافة إلى أنظمة تشويش GPS، فلماذا ينشر المقال اليوم بينما كان ذا صلة قبل 20 عاماً أو نحو ذلك؟
يظهر لي أنك تقصد "من العقد الأول من القرن الحادي والعشرين"، وليس القرن العشرين
شعاع الليزر إلى القمر. يصل قطرها إلى 2 متر. استمتع على الإطلاق.
اكتشف
ربما لن يعمل البليندر
يسأل بايدن،،،، كم عدد أجهزة الليزر التي قام بها أفضل ليزر في العالم أظهره بينيت
وجعله عرضا للهدف!
Magen Or ليس "تناسخًا" لـ Nautilus. التكنولوجيا، أي نوع الليزر وكيفية عمله مختلفان تمامًا. لم يكن لدى نوتيلوس أي فرصة للعمل. درع ضوئي فعال.
بضع كلمات عن النوتيلوس لمن لا يعرفه: هذا الليزر يستخدم ليزر مستمر، مما يعني أنه يضاء بشكل مستمر لعدة دقائق ويسخن الهدف. في الفيلم الذي شاهدته عن اختبار إطلاق نوتيلوس، كان الصاروخ المستهدف مطليًا باللون الأسود. وبالفعل قام النوتيلوس بتسخين الصاروخ حتى انفجر. لكن طلاء الصاروخ باللون الأبيض كان سيتطلب استخدام ليزر أقوى 100 مرة لتدمير الصاروخ، لأن 99% من الضوء ينعكس بواسطة الطلاء الأبيض. ومن حسن الحظ أنهم لم ينجحوا في خداع سكان مابات: فقد قاموا بتركيب عدد قليل من السفن البحرية مقابل مبالغ ضخمة، وعندها كانت حماس/الجهاد/حزب الله ستتذكر مكان مستودع الطلاء وانفجرت ضاحكة. واليوم أقيمت عشرات الجنازات لضحايا "الفجر".
يرسل ليزر Magen Or وميضًا من الضوء لمدة جزء من المليار من الثانية. تكون الشدة في ذروة الوميض كبيرة جدًا لدرجة أن مادة قذيفة الصاروخ تنفجر ولا يهم اللون المطلي بالقذيفة. وتستخدم هذه التقنية لحفر ثقوب في الألماس، على الرغم من أن الألماس شفاف تماماً ولا يمتص الضوء.
القسم في المقال الذي يصف "كيفية عمل الليزر". ليس فقط أنه لم يشرح كيفية عمل الليزر ولكنه أيضًا غير صحيح من الناحية الفنية. إما أن كاتب المقال لا يعرف كيف يعمل الليزر، ويستخدم الكلمات فقط، أو أن الترجمة عبثية للغاية. وبشكل عام هذه المقالة برمتها هي نوع من "العلم للجماهير" (أو للأطفال) وليست بروح المقالات الأخرى التي تظهر في هذا الموقع بشكل عام