Science Fiction Eller Fakta: Vil Rumbaser Blive Kæmpet Med Laser Våben?

{h1}

Hvad ville science fiction være uden laserstråler? Fra håndholdte strålepistoler til rumskibsmonterede turbolasere er det futuristiske våben efter eget valg absolut lyse, farverige energiblokker. Men vil ægte teknologi nogensinde indhente?

I denne ugentlige serie udforsker Life's Little Mysteries plausibiliteten af ​​populære science fiction koncepter.

Hvad ville science fiction være uden laserstråler? Fra håndholdte strålepistoler til rumskibsmonterede turbolasere involverer det futuristiske våben, der vælges, helt klart lyse, farverige energistråler.

I begyndelsen af ​​21st århundrede forbliver projektiler stadig det normale middel til at påføre skade fra en afstand. Men fortsat forskning om "styret energi" våben fra USA's militære, kan en dag bringe lasere til en slagmark i nærheden af ​​dig.

Lasere er allerede brugt til vejledning, målretning og kommunikationsapplikationer, men betydelige teknologiske hindringer står foran, at de bliver til våben alene. For visse niche scenarier kan lasere vise sig at være ideelle. Det forekommer imidlertid usandsynligt, at de altid vil erstatte missiler og kugler, som de gør i så meget sci-fi warfare.

"Intet konventionelt våben er et universalmiddel," sagde Douglas Beason, tidligere associeret labdirektør på Los Alamos National Laboratory. "Hvorfor ville vi forvente, at der skulle være forskelligartede våben?"

Hvorfor lasere?

Lasere er stramme stråler af fotoner frembragt ved excitation af atomer i en væske, gas eller faststof; eller elektroner i en stråle. Våbenproducenter tiltrækkes af lasere, fordi de kan skyde hurtigere end ethvert projektil. "Du kan levere energi ved lysets hastighed," sagde Beason.

De kan også nå mål med absolut præcision, mens de muligvis aldrig løber tør for ammunition. "De kalder det ubegrænsede magasiner," sagde Beason. "I stedet for at kunne slippe en bombe, er du kun begrænset af mængden af ​​energi, du kan bære."

Sluk lyset

Så længe, ​​at væbnede styrker har længe interesseret sig for fotoniske våben. Men fremskridt har næppe gået i lyshastighed.

Ronald Reagans strategiske forsvarsinitiativ, som påtænkte satellitbårne lasere, der zappede nukleare missiler ud af himlen, blev tømt som "Star Wars" og annulleret i slutningen af ​​1980'erne. To andre fremtrædende indsatser, Air Force Airborne Laser og Navy's Free Electron Laser - fly og bådbaseret - begge fik øsen sidste år efter mere end et årti med udvikling. [10 opfindelser, der ændrede verden]

Budgetproblemer og tekniske problemer dømte disse projekter, men andre programmer pågår. En vigtig hindring har tromlet op tilstrækkelig energi til at øge strømmen til det 100 kilowatt-område, der anses for nødvendigt for militær effektivitet. "For strategiske våben er magten den store bugaboo," sagde Beason.

Som Beason forklarede, forårsager våben "skade på et mål på to forskellige måder." Den ene er overførslen af ​​momentum - billede kraften af ​​en svingende kniv eller en lynkugle - og den anden er overførslen af ​​kinetisk energi.

Derfor, for det største bang for din buck, vil du have dit våben til at være både massive og flytte hurtigt.

"Projektiler er meget, meget effektive, fordi de har masser af masse," sagde Beason. Men fotoner, laserens bestanddele, har ingen masse. For at opnå skade på kinetisk energitype med lasere sagde Beason, "du skal have energien himmelhøje, og du skal lagre en masse af det."

Zap - ouch!

Med tilstrækkelig finansiering er et sådant våbenniveau opnåeligt i måske 10 år, mener Beason. Fremtidige operationelle teatre kan godt have lasere stegning fjendtlige ubemandede luftfartøjer, missiler og skibe.

Før da kunne lavpower-lasere - et parallelt forskningsområde - registrere deres første zap-in-the-field. Et eksempel er Humvee-monteret Active Denial System (ADS). Denne taktiske enhed er beregnet til brug mod kød, ikke metal.

ADS stråler infrarødt lys, der får sine mål til at føle en smertefuld brændende fornemmelse - potentielt hjælpsomme til at afskrække ville være ambassadørkampe eller opsige fængselsbekæmpelse, to af de mange påtænkte applikationer.

Giv mig en blaster

Monterede energi med direkte energi er kun et spørgsmål om tid. Fremtidsudsigterne for små håndholdt laserarmaturer er næsten ikke så lovende.

"For strategiske og taktiske våben kan du gemme energi på fly, både eller Humvees," sagde Beason, "men medmindre en superkilde af energi er opfundet, kan du aldrig gøre det med håndholdte våben."

I teorien kan fremskridt inden for batteriteknologi i sidste ende gøre sådanne våben mulige. Men selvom de gør det, kan våbenene ikke fyre de lyse grønne eller røde bjælker, som sci-fi-fans måske ville forvente.

Usynlige stråler

Den største undersøgelse af laservåben, der er beregnet til at scorch-mål, gør brug af ikke-synlige bølgelængder af lys. Disse bølgelængder former sig gennem atmosfæren meget mere effektivt end synligt lys gør.

Årsagen til, at en synlig lysstråle dukker op, er, at partikler langs sin vej spred fotoner i øjnene af en observatør. (Tænk på en lommelygte i tåge mod den samme stråle på en klar aften.) "Når som helst du kan se en stråle, betyder det, at lyset bliver spredt på en eller anden måde," sagde Beason. Det betyder igen, at mindre energi når målet.

Synligt lys kan også stimulere gasser i atmosfæren til at danne plasmaer, yderligere reducere transmissionseffektiviteten og gøre chancerne for farverige brandbekæmpelse mellem rummariner og fremmede horder endnu mere usandsynlige.

En anden bummer for et segment af sci-fi fans: De forskellige barer af laser energi, der skyder som kugler i "Star Wars"? De er umulige, sagde Beason. En udbrud af laserlys bevæger sig for hurtigt fra sin kilde til vores øjne at spore som en enhed. Mange lasere består faktisk af pulserende lys, men pulserne blinker så hurtigt, at øjet gør dem til en kontinuerlig stråle.

Nu, for at løse et par spil: "Star Trek" phaser trumler "Star Wars" -laseren for videnskabelig nøjagtighed. For nu er begge enheder dog "komplette science fiction", sagde Beason.

Plausibility Score: Store våbenstyrede våben ombord på køretøjer ser uundgåeligt ud, men forsøger at udvikle håndholdte lasere, der brænder ting og folk sci-fi-stil, vil give fysikere og ingeniører en rigtig træning. Laser kanoner virker helt mulige, tjener dem tre ud af en mulig fire Rocketboys.

Denne historie blev leveret af Life's Little Mysteries, et søsters websted til WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com