Denne artikkelen er produsert og finansiert av Forsvarets forskningsinstitutt - les mer.
I nær framtid kan laser brukes til å skyte ned droner og dronesvermer, mener forskerne. Å stoppe missiler med laser er mye vanskeligere, men også det er mulig.(Illustrasjonsfoto: Forsvaret / FFI / AdobeStock)
Hvordan kan Forsvaret bruke laser?
Laservåpen kan løse oppgaver som det i dag ikke finnes gode løsninger på, mener forsker.
Espen Lippert leder laserforskningen ved FFI.(Foto: Espen Wang-Naveen)
Milliardprosjektet som feilet
Det har vært mange snodige og mer eller mindre levedyktige laserprosjekter internasjonalt opp gjennom årene.
Blant annet hadde USA et prosjekt der målet var å skyte ned interkontinentale missiler med såkalt «air-borne laser». Det var rett og slett en Boeing 747 med en kjemisk drevet laser. Det vil si at flyet var fullastet med kjemikalier.
– De brukte fly for å komme nærme nok missilene. Men de fikk aldri gode nok resultater, forteller Espen Lippert ved Forsvarets forskningsinstitutt (FFI).
– Det ble rett og slett for mye logistikk. Det er jo ganske upraktisk å fly rundt med en Boeing full av giftige kjemikalier.
Da prosjektet ble skrinlagt hadde USA brukt fem milliarder dollar på det.
Hva er laser?
Laser er en stråle med konsentrert, forsterket lys. Lys er fotoner – små energipakker som atomer kan sende fra seg. Når atomer sender ut lysfotoner skjer det vanligvis i tilfeldige retninger, som en taklampe som lyser i alle retninger.
I en laser fyrer atomer av lysfotoner samtidig i en stråle. Lyset går altså med samme mengde energi og i samme retning. En slik stråle kan inneholde nok energi til å ødelegge det den treffer. Forkortelsen «laser» står for Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation.
Kilde: forskning.no/FFI
Laser er billigere og mer tilgjengelig
FFI har forsket på laser siden 1960-tallet. I starten var målet først og fremst å forstå teknologien.
Etter hvert som årene har gått, er teknologien med el-lasere blitt bedre, billigere og mer tilgjengelig. Mange industribedrifter og fabrikker har nå en slik laser for å kutte metallplater og liknende, forklarer Lippert.
Dermed er det også blitt mer oppmerksomhet rundt praktisk anvendelse i Forsvaret.
– På 1980-tallet var det bare USA som jobbet med operativ bruk. I dag har både European Defence Agency og de fleste Nato-land egne programmer for laser, opplyser Lippert.
Når det er snakk om våpenbruk, er det først og fremst to utfordringer: få strålen til å treffe målet med stor nok energi lenge nok til at det går i stykker.
Laser mot droner
Lippert mener laser blant annet egner seg til å skyte ned droner.
– Hvis du skal skyte ned en drone til tusen kroner med tradisjonelle granater, blir det fort dyrt. Da er det bedre å bruke laser. Hvis det kommer en sverm droner, kan du skyte ned mange av dem uten å gå tom for ammunisjon. Du trenger bare en laserkanon med et eget dieselaggregat, sier Lippert.
Og så må du selvfølgelig ha maskinvare og sensorer for å oppdage og følge dronene med kanonen. Men dette jobbes det med både ved FFI og andre steder.
Annonse
Granater er vanskeligere å skyte ned, fordi du må trenge gjennom metallet. Og de beveger seg fortere, så du har kortere tid til å skyte dem ned. Men det holder å treffe dem i noen sekunder, forklarer Lippert.
Vil skyte ned kryssermissiler
Det langsiktige målet for blant andre amerikanske våpenprodusenter er stoppe kryssermissiler med laser. Kryssermissiler er styrbare missiler med jetmotor som kan fly lavt og har en rekkevidde på mange hundre kilometer.
– Da har du enda kortere tid på deg og du trenger enda mer effekt. Det er mulig å få til, men det trengs nok minst et tiår med utvikling før vi ser slike systemer i bruk, mener Lippert.
Noen land har ambisjoner eller planer om å utvikle laservåpen på fly.
– Det vil være det ultimate motmiddelet mot innkommende bakke til luft eller luft til luft missiler. Da trenger ikke flyet lure eller gjemme seg for missilet. Man kan bare skyte det ned. For å få til det trenger vi lasere med mer effekt per kilo vekt enn de har i dag. Det er som kjent begrenset plass på fly.
En fiberoptisk laserforsterker i FFIs egen laserlab. Laserlyset forsterkes i tre trinn inne i den optiske glasfiberen, fra ~1 mW i til 1 kW. Lyset vi ser lekker ut fra fibrene er usynlig for øyet, men kameraet ser det. Det gir en feil, men fin farge. Oppe i høyre hjørne ser vi så vidt selve laserstrålen som treffer et effektmeter.(Foto: FFI)
Problemer som må løses
En kraftig laserstråle må settes sammen av lys fra flere kilder. Det er krevende å fase strålene sammen i en frekvens. Er strålene i utakt, klarer man ikke å generere nok intensitet til å skade målet.
Normale lasere har en rekkevidde på to til tre kilometer, avhengig av effekten. Et praktisk problem er at laser er avhengig av fri sikt for å treffe målet. Det holder ikke bare å øke på med styrke.
På store avstander er turbulens et stort problem. Turbulensen gir temperaturforskjeller og tetthetsvariasjoner i luften som strålen møter underveis. Dette kan splitte den opp og gjøre den ufokusert.
– Det kan vi kompensere for ved å sende ut strålen på en annen måte, slik at den blir fokusert underveis. Vi kaller det adaptiv optikk – du måler turbulensen på forhånd og prekondisjonerer strålen. Det blir det samme som å bruke turbulensen som en linse, slik at strålen er kraftig nok på den avstanden målet befinner seg, forklarer Lippert.
– Moderne teleskoper gjør nettopp dette. De finner en stjerne, sensorer måler bølgeforvrengning, så bruker man dette til å få skarpe bilder. Problemet med laser er at det er vanskelig å kontrollmåle turbulensforvrengingene både på en riktig måte og gjøre det raskt nok til å henge med på de hurtige variasjonene i den dynamiske turbulensen, sier Lippert.
Annonse
Norsk nisjekompetanse
Ett av målene med FFIs prosjekt er å utvikle egne teknologikomponenter og finne egen norsk nisjekompetanse.
Forskerne jobber blant annet med fiberlaserteknikk og laserforsterkere. De ser også på temperatur og kjøling der laserstrålen lages, og hvordan mannskapet som jobber med laser, kan beskytte seg.
– Vi er avhengig av å samarbeide internasjonalt for å utvikle denne teknologien. Da må vi finne vår nisje og komme oss til forskningsfronten der for å bli med i samarbeidet. Det finnes aktuelle prosjekter både i Nato og EU, sier Lippert.
I fjor bevilget Forsvarsdepartementet midler til et nytt laserprosjekt. FFI og det norske konsernet Nammo skal sammen studere hvordan laservåpen kan brukes, og hvordan vi kan beskytte norske styrker og norsk infrastruktur mot dem.
Ett av målene med Nammo-samarbeidet er å se om vi kan gjøre deres ammunisjon mer motstandsdyktig mot laser. De skal også vurdere hvilke typer ammunisjon som kan erstattes av laser.
