تاریخچه سلاح های لیزری و پلاسمایی؛ آیا زمان طلوع اشعه های مرگبار فرا رسیده است؟

۲۵ سال پیش، تو یه مرکز تحقیقات نظامی سری در آزمایشگاه ملی لوس آلاموس، محققان نوع جدیدی از لیزر رو آزمایش کردن. هدف تیکه ای خیس شده از پوست بدن بز کوهی بود که پوست آدم رو مثل سازی می کرد.
این موج قوی لیزر تنها چند میلی ثانیه به طول رسید اما نوری خیره کننده و صدایی بسیار بلند تولید کرد، انگار که تیکه پوست با یه گلوله انفجاری بسیار قوی هدف قرار گرفته شده باشه.

این آزمایشات لیزری اولیه در سالای دهه ۱۹۹۰ بخشی از برنامه پنتاگون واسه پیشرفت روشی موثر و غیرکشنده واسه درگیری با اهداف بود، بخش ای که در اون کمبودهای زیادی حس شده بود. مثلا، در سال ۲۰۰۸، ارتش آمریکا با عجله تفنگای پینت بال مدل رو واسه حفظ نظم در کمپای بازداشت به خدمت گرفت، هر چند گلولهای این سلاحا در مقابل شهروندان عصبانی بسیار ضعیف بودن. نکته دیگه این که سلاحای اصطلاحاً «غیر کشنده» می تونن باعث مرگ افراد شن، همون اتفاق تراژیکی که در سال ۲۰۰۴ در بوستون اتفاق افتاد.

حالا بعد از حدود یه ربع قرن تحقیق و آزمایش همراه با شکست سلاحای عجیب و غریب که میشه با اونا یه موزه رو پر کرد، پنتاگون از این همه شکست واسه ساخت یه سیستم جنگ افزاری غیرکشنده جدید به نام «SCUPLS» استفاده کرده که مخفف عبارت «سیستم لیزری پالس بسیار کوتاه قابل درجه بندی» (Scalable Compact Ultra-Short Pulse Laser System) است.

این سیستم غیر کشنده شباهت زیادی به اسلحه به نمایش درآمده در مجموعه فیلمای «پیشتازان فضا» با عنوان phaser است و با در نظر گرفتن تغییر تنظیمات می تونه واسه اخطار دادن، ضعیف کردن موقتی افراد با نور خیره کننده، کر کردن، گیج کردن و یا سوزوندن هدف استفاده بشه. ساخت این اسلحه نقطه ای امیدوار کننده واسه نیروهای ارتش آمریکا س که میخوان سلاحی موثر اما غیر کشنده در اختیار داشته باشن و البته مایه نگرانیه واسه کسایی که اونو دارای پتانسیل تبدیل شدن به یه وسیله شکنجه دیگه می بینن.

لیزرهای ۱۰۱

به محض این که تکنولوژی لیزری در دهه ۱۹۵۰ تولید شد، ارتش آمریکا شروع به تغییر اونا در راه نظامی شدن کرد، تغییری که قرار بود تکنولوژی لیزری رو به سلاحایی جدید و قوی تبدیل کنه.
اما از همون اول یه مشکل مهندسی همه چیز رو خراب کرد و اونم رسیدن به قدرت کافی بود. هر چند لیزرها خیلی زود به عنوان یه اسلحه علمی تخیلی مورد توجه قرار گرفت اما اینجور سلاحای لیزری در دنیای واقعی به حقیقت بدل نشدن. ۳۰ سال به سرعت گذشت و محققان در آخر راه حلی واسه رفع این مشکل پیدا کردن. به جای شلیک اشعه لیزر پشت سر هم، سلاحای لیزری پالسایی کوتاه اما قوی رو شلیک می کردن که قدرت کافی واسه بخار کردن لایه خارجی هدف رو داشتن.

محققان امیدوار بودن که این روش فرسایش سطح خارجی بتونه باعث سوراخ شدن کامل سطح هدف شه.

اما دوباره تکنولوژی لیزری با مشکلی جدید مواجه شد.

در حالی که شلیک ابتدایی پالس لیزری پر قدرت لایه خارجی ماده هدف رو بخار می کرد، اما بعد از اون گلوله ای از گاز بسیار داغ به نام پلاسما تولید می شد.
این پلاسما همه انرژی که بعدا به وسیله اسلحه لیزری در نتیجه شلیک تولید می شد رو به خود جذب می کرد و با تشکیل شدن یه سپر، دیگه پالسای شلیک شده هیچ وقت به هدف برخورد نمی کردن. طراحان اسلحه بعدا روشی واسه استفاده بهینه از این پلاسما اختراع کردن.

اونا سیستم جدیدی رو طراحی کردن که در نتیجه به کار گیری پالس لیزری باعث گرم شدن پلاسما و در آخر منفجر شدن اون می شد.
به جای ایجاد کردن یه سوراخ در سطح هدف، این نوع لیزر می تونست انفجار پلاسمایی با اندازه ای متغییر و بدون محدودیت بسازه و این کار فقط با تغییر قدرت لیزر ممکن بود. اسلحه جدید دقت بسیار زیادی در شلیکای برد بلند هم داشت و قدرت آتیش اونم بسیار بالا بود. ویژگی مهم این اسلحه لیزری جدید این بود که اثرات اون قابل درجه بندی بود، بدین معنا که می تونست بسیار ضعیف و بی آزار باشه یا اونقدر قدرت داشته باشه که بتونه شخصی رو از روی زمین بلند کرده و به زمین بندازه.

لیزرهای دارای ضربه: PIKL، PCL  و PEP

سازندگان این اسلحه جدید کنترل کننده پلاسما رو «لیزر کشنده ضربه ای پالسی» () یا به طور خلاصه PIKL نامیدند. در سال ۱۹۸۸ این اسلحه اولیه الکترونی، بزرگ، سنگین و شکننده ای که واسه تولید اولین موج لیزری مورد استفاده قرار می گرفت با یه سخت افزار قوی واسه تولید لیزر شیمیایی پالسی (Pulsed Chemical Lase) یا به طور خلاصه PCL جانشین شد.
مثل PIKL، این اسلحه هم یه اسلحه لیزری شیمیایی بود که از راه احتراق در دمای بالای دتوریوم با فلورین بسیار خورنده تولید اشعه می کرد.
اما حتی این اسلحه لیزری جدید هم قدرت بالایی نداشت و روزآمدسازیای دیگری هم در سال ۲۰۰۰ انجام شد که به ساخت «گلوله انرژی پالسی» () یا PEP منجر گردید.

پس از تقریباً یه دهه پیشرفت، به نظر می رسید که ایده ساخت یه اسلحه لیزری غیرکشنده در حال بدل شدن به واقعیته. ارتش آمریکا میخواس که اسلحه لیزری PEP رو روی یه خودرو زرهی هامر نصب کرده و از فاصله دو کیلومتری اهدافی رو مورد اصابت بذاره. اما آزمایشای عملی نشون داد که هر چند این اشعه های پر صدا ً خوب و موثر به نظر می رسن اما واسه تبدیل شدن به یه اسلحه موثر به قدرتی صدها برابر قدرت الان نیاز داشتن، از این رو اولین سلاحای لیزری که به سلاحای لیزری به کار رفته در فیلمای علمی تخیلی نزدیک بودن، خیلی هم راضی کننده از آب در نیومدن. اما اسلحه لیزری PEP  احتیاجی به وارد کردن ضربه ای سخت به هدف واسه موثر بودن نداشت.

آزمایش این اسلحه روی حیوانات نشون داد که انفجار پلاسما باعث ایجاد درد و فلج موقتی در حیوانات می شه.
محققان به این نتیجه رسیدن که آسیب به اعصاب نتیجه شوک به وجود اومده به وسیله موج لیزر یا گرمای اون نیس بلکه در نتیجه پالس الکترومغناطیسی تولید شده در اثر باز شدن توپ آتشین پلاسمایی ایجاد می شه.
این پالس الکترومغناطیسی مستقیما بر سیستم عصبی هدف تاثیر می گذاشت، درست مانند تاثیر داغون کننده ای که مشکلات الکترونیکی بر سیستمای بی سیم میذاره.
این کشف غیر منتظره منتهی به تنظیم دقیق اثرات سیستم عصبی لیزرهای PEP شد.

سلولای عصبی که درد رو انتقال میدن با نام «نوسی سپتور» (nociceptor) شناخته می شن و باور محققان این بود که پالس الکترومغناطیسی باعث می شه این گیرنده های عصبی تا آخر حد ممکن فعال شن که احساس دردی شدید بدون آسیب واقعی رو به دنبال داره.
این اسلحه شدیدا بی آزار و دارای قدرت بازدارندگی بسیار بالا بود. علاوه بر درد، انفجار پلاسما باعث اثرات حرکتی روی شخص یا همون فلج شدگی موقتی می شد.
اما حتی با این قابلیتای باحال هم در آخر تیم تحقیقات نظامی به این نتیجه رسید که PEP توانایی ایجاد موج مورد انتظار رو نداره که این موضوع با آسودگی خیال کسایی که ترس داشتن از این تکنولوژی واسه شکنجه افراد استفاده شه همراه بود. اما این پایان سلاحای پلاسمایی نبود چون خیلی زود این سلاحا شکلی دیگه به خود گرفتن.

عبور ممنوع

لوازم اشعه پرتاب پلاسمایی قدرت کافی واسه تبدیل شدن به سلاحی موثر رو نداشتن، از این رو محققان روی به کار گیری خروجی نور این وسایل واسه کنترل چشمی متمرکز شدن و اینجوری بود که در سال ۲۰۱۳ سیستم سپری آکوستیک پلاسمایی () یا به طور خلاصه PASS ساخته شد.
این بار هدف متمرکز کردن لیزر در آسمون و تولید یه ضربه موجی پلاسمایی با توالی سریع مثل لوازم آتیش بازی بود. این سیستم جدید از یه الگوی برنامه ریزی شده از شلیک پلاسمایی سریع واسه تشکیل یه جور دیوار از نورهای خیره کننده روی بخش پوشش خود استفاده می کرد.
به جای یه اسلحه لیزری شیمیایی، PASS  از یه لیزر جامد با سوخت الکتریکی استفاده می کرد.

اما دوباره، حتی با تکنولوژی جدید هم این لیزرهای اشعه ای قدرت کافی واسه ترسوندن یا ضعیف کردن اهداف رو نداشتن. به جای اون، یه دیوار گیج کننده از نورهای جور واجور سپری رو واسه نظامیان خودی ایجاد می کرد که نیروهای دشمن رو از نشونه گرفتن اسلحه به سمت اونا باز می داشت. اما مانند دیگه تلاشای انجام شده قبل از اون، PASS هم شکست خورده و پروژه به وسیله پیمانکار رها شد.
اما تیم تحقیقات نظامی سلاحای غیر کشنده گزینه ای دیگه واسه سلاحای با پالس کوتاه داشت. این اسلحه جدید شیشه جلویی خودروها رو نشونه گرفته و رانندگان رو از نزدیک شدن به ایستگاه های نظامی باز می داشت. انفجار پلاسمایی باعث خرد شدن شیشه شده و با ایجاد نوری خیره کننده، نزدیک شدن بیشتر رو واسه راننده نشدنی می ساخت.

این اسلحه جدید بر محدودیتای اصلی سلاحای گیج کننده لیزری استفاده شده در عراق فائق می اومد. محدودیت این سلاحای این بود که در مسافتای طولانی خیلی کم اثر بودن و در مسافتای کوتاه هم اونقدر قدرت اشعه اونا زیاد بود که می تونست به چشم هدف آسیب جدی وارد کنه.
اما اسلحه لیزیر جدید در هر مسافتی تاثیری مشابه داشت چون انفجار پلاسما در همه حال فاصله ای برابر از چشمای راننده داشت. اما همین اسلحه لیزری بدون نیاز به دخالت انسانی هم خیلی زود فراموش شد اما کار روی لیزرهای با پالس کوتاه ادامه پیدا کرد.

لیزر وحشت

در اوایل سال ۲۰۱۸، گروه تحقیقات نظامی سلاحای لیزری غیر کشنده از یه لیزر جدید به نام «تاثیر پلاسمایی تحریک شده با لیزر» (Laser Induced Plasma Effect (LIPE)) رونمایی کرد که شلیکایی سریع از پالسای پلاسمایی ایجاد می کرد، با شباهتی بسیار به اون کاری که سیستم PIKL در سال ۱۹۹۸ می کرد اما دارای قدرت ماژولار واسه حمل کردن سیگنال. رونمایی از این این سیستم لیزری عجیب و غریب نشون داد که یه سیستم دقیق شده می تونه دستوراتی رو به اشخاصی در فاصله یه کیلومتری منتقل کنه بدون این که باعث شه کسی در فاصله نزدیک دچار کر شدگی موقتی شه.

در سپتامبر ۲۰۱۸، یه پروژه سه ساله به وسیله تیم تحقیقاتی نامبرده شروع شد که هدف اون تولید پایانی یه اسلحه پلاسمایی لیزری غیر کشنده واقعی و کاربردی عنوان شد.
سیستم لیزری جدید SCUPLS کاربردی سه گانه داره: انتقال پیامای صوتی در مسافتای طولانی، تولید امواج کر کننده چه در هوا و چه به سمت هدف و فرسایش گرمایی واسه ایجاد درد. در سطحای پایین تر انرژی، این اسلحه قادر به تولید هزاران انفجار در کسری از ثانیه میشه. این اسلحه جدید هم مانند PEP، اون قدر کوچیک هست که بشه اونو روی یه خودرو تاکتیکی سبک نصب کرد اما باید قدرت اون بسیار بیشتر از نمونه های قبلی باشه.

قدرت بیشتر به SCUPLS  امکان میده که بتونه پیامای صوتی معنی دار و قابل درک رو به یه کیلومتر اون طرف تر منتقل کنه و بخش نوری-صدایی اونا هم صدایی با فرکانس بیشتر از ۱۶۵ دسی بل تولید می کنه که با سروصدای تولید شده در درون یه موتور جت یه جوره. هم اینکه این اسلحه، امواجی پخش میکنه که واسه شبکیه چشم بی ضرر بوده و توس چشم جذب نمی شن که خطر انفجار حدقه چشم رو به صفر می رسونن.

حالا، پدیده لیزرهای پالس کوتاه بسیار بهتر و بیشتر از گذشته درک شده و لیزرهای جدید جامد هم بسیار ارزون تر، قابل اطمینان تر و قوی تر از لیزرهای شیمیایی قدیمی هستن. هر چند سیستم لیزری چند منظوره SCUPLS با قدرت لیزری جور واجور و غیر کشنده خود بیشتر به سلاحی بیرون اومده از فیلمای علمی تخیلی مثل س اما این بار امکان تبدیل شدن اون به یه اسلحه واقعی بیشتر از هر زمان دیگه ایه.