سلاح های لیزری و پلاسمایی چه طور اختراع شدند؟

روزياتو/ ۲۵ سال پيش، در يک مرکز تحقيقات نظامي سري در آزمايشگاه ملي لوس آلاموس، محققان نوع جديدي از ليزر را آزمايش کردند. هدف تکه اي خيس شده از پوست بدن بز کوهي بود که پوست انسان را شبيه سازي مي کرد. اين موج قدرتمند ليزر تنها چند ميلي ثانيه به طول انجاميد اما نوري خيره کننده و صدايي بسيار بلند توليد کرد، انگار که تکه پوست با يک گلوله انفجاري بسيار قوي هدف قرار گرفته شده باشد. اين آزمايشات ليزري اوليه در سال هاي دهه ۱۹۹۰ بخشي از برنامه پنتاگون براي توسعه روشي موثر و غيرکشنده براي درگيري با اهداف بود، حوزه اي که در آن کمبودهاي زيادي حس شده بود. براي مثال، در سال ۲۰۰۸، ارتش ايالات متحده با عجله تفنگ هاي پينت بال مدل FN303 را براي حفظ نظم در کمپ هاي بازداشت به خدمت گرفت، هر چند گلوله هاي اين سلاح ها در مقابل شهروندان خشمگين بسيار ضعيف بودند. نکته ديگر اين که سلاح هاي اصطلاحاً «غير کشنده» مي توانند باعث مرگ افراد شوند، همان اتفاق تراژيکي که در سال ۲۰۰۴ در بوستون رخ داد. ليزر هليومي-نئوني، اولين نمونه ليزرهاي توليد شده اکنون بعد از حدود يک ربع قرن تحقيق و آزمايش همراه با شکست سلاح هاي عجيب و غريب که مي توان با آن ها يک موزه را پر کرد، پنتاگون از اين همه شکست براي ساخت يک سيستم جنگ افزاري غيرکشنده جديد به نام «SCUPLS» استفاده کرده که مخفف عبارت «سيستم ليزري پالس بسيار کوتاه قابل درجه بندي» (Scalable Compact Ultra-Short Pulse Laser System) است. اين سيستم غير کشنده شباهت زيادي به سلاح به نمايش درآمده در مجموعه فيلم هاي «پيشتازان فضا» با عنوان phaser است و با توجه به تغيير تنظيمات مي تواند براي اخطار دادن، ناتوان کردن موقتي افراد با نور خيره کننده، کر کردن، گيج کردن و يا سوزاندن هدف مورد استفاده قرار گيرد. ساخت اين سلاح نقطه اي اميدوار کننده براي نيروهاي ارتش ايالات متحده است که مي خواهند سلاحي موثر اما غير کشنده در اختيار داشته باشند و البته مايه نگراني است براي کساني که آن را داراي پتانسيل تبديل شدن به يک وسيله شکنجه ديگر مي بينند. ليزرهاي ۱۰۱ به محض اين که تکنولوژي ليزري در دهه ۱۹۵۰ توليد شد، ارتش ايالات متحده شروع به تغيير آن ها در مسير نظامي شدن کرد، تغييري که قرار بود تکنولوژي ليزري را به سلاح هايي جديد و قوي تبديل کند. اما از همان ابتدا يک مشکل مهندسي همه چيز را خراب کرد و آن هم رسيدن به قدرت کافي بود. اگر چه ليزرها خيلي زود به عنوان يک سلاح علمي تخيلي مورد توجه قرار گرفت اما چنين سلاح هاي ليزري در دنياي واقعي به حقيقت بدل نشدند. ۳۰ سال به سرعت گذشت و محققان در نهايت راه حلي براي رفع اين مشکل پيدا کردند. به جاي شليک اشعه ليزر به طور متوالي، سلاح هاي ليزري پالس هايي کوتاه اما قدرتمند را شليک مي کردند که قدرت کافي براي بخار کردن لايه بيروني هدف را داشتند. محققان اميدوار بودند که اين روش فرسايش سطح خارجي بتواند باعث سوراخ شدن کامل سطح هدف شود. اما بار ديگر تکنولوژي ليزري با مشکلي جديد مواجه شد. در حالي که شليک ابتدايي پالس ليزري پر قدرت لايه بيروني ماده هدف را بخار مي کرد، اما بعد از آن گلوله اي از گاز بسيار داغ به نام پلاسما توليد مي شد. اين پلاسما تمامي انرژي که بعدها توسط سلاح ليزري در نتيجه شليک توليد مي شد را به خود جذب مي کرد و با تشکيل شدن يک سپر، ديگر پالس هاي شليک شده هيچگاه به هدف برخورد نمي کردند. طراحان اسلحه بعدها روشي براي استفاده بهينه از اين پلاسما اختراع کردند. آن ها سيستم جديدي را طرح ريزي کردند که در نتيجه استفاده از پالس ليزري باعث گرم شدن پلاسما و در نهايت منفجر شدن آن مي شد. به جاي ايجاد کردن يک سوراخ در سطح هدف، اين نوع ليزر مي توانست انفجار پلاسمايي با اندازه اي متغيير و بدون محدوديت ايجاد کند و اين کار تنها با تغيير قدرت ليزر امکان پذير بود. سلاح جديد دقت بسيار قابل توجهي در شليک هاي برد بلند نيز داشت و قدرت آتش آن نيز بسيار بالا بود. ويژگي مهم اين سلاح ليزري جديد اين بود که تاثيرات آن قابل درجه بندي بود، بدين معنا که مي توانست بسيار ضعيف و بي آزار باشد يا آنقدر قدرت داشته باشد که بتواند شخصي را از روي زمين بلند کرده و به زمين بيندازد. ليزرهاي کشنده پالسي سازندگان اين سلاح جديد کنترل کننده پلاسما را «ليزر کشنده ضربه اي پالسي» (Pulsed Impulsive Kill Laser) يا به اختصار PIKL ناميدند. در سال ۱۹۸۸ اين سلاح اوليه الکتروني، بزرگ، سنگين و شکننده اي که براي توليد اولين موج ليزري مورد استفاده قرار مي گرفت با يک سخت افزار قدرتمند براي توليد ليزر شيميايي پالسي (Pulsed Chemical Lase) يا به اختصار PCL جايگزين شد. همانند PIKL، اين سلاح نيز يک سلاح ليزري شيميايي بود که از طريق احتراق در دماي بالاي دتوريوم با فلورين بسيار خورنده توليد اشعه مي کرد. اما حتي اين سلاح ليزري جديد نيز قدرت بالايي نداشت و روزآمدسازي هاي ديگري نيز در سال ۲۰۰۰ انجام شد که به ساخت «گلوله انرژي پالسي» (Pulsed Energy Projectile) يا PEP منجر گرديد. پس از تقريباً يک دهه توسعه، به نظر مي رسيد که ايده ساخت يک سلاح ليزري غيرکشنده در حال بدل شدن به واقعيت است. ارتش ايالات متحده مي خواست که سلاح ليزري PEP را روي يک خودرو زرهي هامر نصب کرده و از فاصله دو کيلومتري اهدافي را مورد اصابت قرار دهد. اما آزمايش هاي عملي نشان داد که اگر چه اين اشعه هاي پر صدا ظاهراً خوب و موثر به نظر مي رسند اما براي تبديل شدن به يک سلاح موثر به قدرتي صدها برابر قدرت کنوني نياز داشتند، از اين رو اولين سلاح هاي ليزري که به سلاح هاي ليزري به کار رفته در فيلم هاي علمي تخيلي نزديک بودند، چندان نيز راضي کننده از آب در نيامدند. اما سلاح ليزري PEP نيازي به وارد کردن ضربه اي سخت به هدف براي موثر بودن نداشت. آزمايش اين سلاح روي حيوانات نشان داد که انفجار پلاسما باعث ايجاد درد و فلج موقتي در حيوانات مي شود. محققان دريافتند که آسيب به اعصاب نتيجه شوک ناشي از موج ليزر يا گرماي آن نيست بلکه در نتيجه پالس الکترومغناطيسي توليد شده در اثر انبساط توپ آتشين پلاسمايي ايجاد مي شود. اين پالس الکترومغناطيسي به طور مستقيم بر سيستم عصبي هدف تاثير مي گذاشت، درست مانند تاثير مخربي که اختلالات الکترونيکي بر سيستم هاي بي سيم مي گذارد. اين کشف غير منتظره منجر به تنظيم دقيق تاثيرات سيستم عصبي ليزرهاي PEP شد. سلول هاي عصبي که درد را انتقال مي دهند با نام «نوسي سپتور» (nociceptor) شناخته مي شوند و باور محققان اين بود که پالس الکترومغناطيسي باعث مي شود اين گيرنده هاي عصبي تا نهايت حد ممکن فعال شوند که احساس دردي شديد بدون صدمه واقعي را در پي دارد. اين سلاح به شدت بي آزار و داراي قدرت بازدارندگي بسيار بالا بود. علاوه بر درد، انفجار پلاسما باعث اثرات حرکتي بر روي شخص يا همان فلج شدگي موقتي مي شد. اما حتي با اين قابليت هاي جالب نيز در نهايت تيم تحقيقات نظامي به اين نتيجه رسيد که PEP توانايي ايجاد موج مورد انتظار را ندارد که اين موضوع با آسودگي خيال کساني که ترس داشتند از اين تکنولوژي براي شکنجه افراد استفاده شود همراه بود. اما اين پايان سلاح هاي پلاسمايي نبود زيرا خيلي زود اين سلاح ها شکلي ديگر به خود گرفتند. تجهيزات اشعه پرتاب پلاسمايي قدرت کافي براي تبديل شدن به سلاحي موثر را نداشتند، از اين رو محققان بر روي استفاده از خروجي نور اين وسايل براي کنترل بصري متمرکز شدند و بدين ترتيب بود که در سال ۲۰۱۳ سيستم سپري آکوستيک پلاسمايي (Plasma Acoustic Shield System) يا به اختصار PASS ساخته شد. اين بار هدف متمرکز کردن ليزر در آسمان و توليد يک ضربه موجي پلاسمايي با توالي سريع شبيه تجهيزات آتش بازي بود. اين سيستم جديد از يک الگوي برنامه ريزي شده از شليک پلاسمايي سريع براي تشکيل نوعي ديوار از نورهاي خيره کننده بر روي حوزه پوشش خود استفاده مي کرد. به جاي يک سلاح ليزري شيميايي، PASS از يک ليزر جامد با سوخت الکتريکي استفاده مي کرد. اما بار ديگر، حتي با تکنولوژي جديد نيز اين ليزرهاي اشعه اي قدرت کافي براي ترساندن يا ناتوان کردن اهداف را نداشتند. به جاي آن، يک ديوار گيج کننده از نورهاي مختلف سپري را براي نظاميان خودي ايجاد مي کرد که نيروهاي دشمن را از نشانه گرفتن سلاح به سمت آنان باز مي داشت. اما مانند ديگر تلاش هاي صورت گرفته قبل از آن، PASS نيز شکست خورده و پروژه توسط پيمانکار رها شد. اما تيم تحقيقات نظامي سلاح هاي غير کشنده گزينه اي ديگر براي سلاح هاي با پالس کوتاه داشت. اين سلاح جديد شيشه جلويي خودروها را نشانه گرفته و رانندگان را از نزديک شدن به ايستگاه هاي نظامي باز مي داشت. انفجار پلاسمايي باعث خرد شدن شيشه شده و با ايجاد نوري خيره کننده، نزديک شدن بيشتر را براي راننده غير ممکن مي ساخت. اين سلاح جديد بر محدوديت هاي اصلي سلاح هاي گيج کننده ليزري استفاده شده در عراق فائق مي آمد. محدوديت اين سلاح هاي اين بود که در مسافت هاي طولاني بسيار کم اثر بودند و در مسافت هاي کوتاه نيز چنان قدرت اشعه آن ها زياد بود که مي توانست به چشم هدف آسيب جدي وارد کند. اما سلاح ليزير جديد در هر مسافتي تاثيري مشابه داشت زيرا انفجار پلاسما در همه حال فاصله اي يکسان از چشم هاي راننده داشت. اما همين سلاح ليزري بدون نياز به دخالت انساني نيز خيلي زود فراموش شد اما کار بر روي ليزرهاي با پالس کوتاه ادامه يافت. پلاسما چه طور خاصيت نابودکنندگي پيدا مي کند؟ در اوايل سال ۲۰۱۸، گروه تحقيقات نظامي سلاح هاي ليزري غير کشنده از يک ليزر جديد به نام «تاثير پلاسمايي تحريک شده با ليزر» (Laser Induced Plasma Effect (LIPE)) رونمايي کرد که شليک هايي سريع از پالس هاي پلاسمايي ايجاد مي کرد، با شباهتي بسيار به آن کاري که سيستم PIKL در سال ۱۹۹۸ مي کرد اما داراي قدرت ماژولار براي حمل کردن سيگنال. رونمايي از اين اين سيستم ليزري عجيب و غريب نشان داد که يک سيستم دقيق شده مي تواند دستوراتي را به اشخاصي در فاصله يک کيلومتري منتقل کند بدون اين که باعث شود کسي در فاصله نزديک دچار کر شدگي موقتي گردد. در سپتامبر ۲۰۱۸، يک پروژه سه ساله توسط تيم تحقيقاتي مذکور شروع شد که هدف آن توليد نهايي يک سلاح پلاسمايي ليزري غير کشنده واقعي و کاربردي عنوان شد. سيستم ليزري جديد SCUPLS کاربردي سه گانه دارد: انتقال پيام هاي صوتي در مسافت هاي طولاني، توليد امواج کر کننده چه در هوا و چه به سمت هدف و فرسايش گرمايي براي ايجاد درد. در سطح هاي پايين تر انرژي، اين سلاح قادر به توليد هزاران انفجار در کسري از ثانيه خواهد بود. اين سلاح جديد نيز مانند PEP، آن قدر کوچک هست که بتوان آن را روي يک خودرو تاکتيکي سبک نصب نمود اما بايد قدرت آن بسيار بيشتر از نمونه هاي قبلي باشد. قدرت بيشتر به SCUPLS امکان خواهد داد که بتواند پيام هاي صوتي معني دار و قابل درک را به يک کيلومتر آن طرف تر منتقل کند و بخش نوري-صدايي آن ها نيز صدايي با فرکانس بيش از ۱۶۵ دسي بل توليد خواهد کرد که با سروصداي توليد شده در درون يک موتور جت يکسان است. همچنين اين سلاح، امواجي ساطع مي کند که براي شبکيه چشم بي ضرر بوده و توس چشم جذب نمي شوند که خطر انفجار حدقه چشم را به صفر مي رسانند. اکنون، پديده ليزرهاي پالس کوتاه بسيار بهتر و بيشتر از گذشته درک شده و ليزرهاي جديد جامد نيز بسيار ارزان تر، قابل اطمينان تر و قدرتمندتر از ليزرهاي شيميايي قديمي هستند. اگر چه سيستم ليزري چند منظوره SCUPLS با قدرت ليزري متنوع و غير کشنده خود بيشتر به سلاحي بيرون آمده از فيلم هاي علمي تخيلي شبيه است اما اين بار امکان تبديل شدن آن به يک سلاح واقعي بيشتر از هر زمان ديگري است. ما را در کانال «آخرين خبر» دنبال کنيد