Các nhà phát triển vũ khí Mỹ đang hướng đến việc chế tạo ra tia laser đủ mạnh và bền để hoạt động trong không gian. Ngoài ra yêu cầu thiết nhỏ gọn, có thể tích hợp vào máy bay chiến đấu và con người có thể linh hoạt vận chuyển các thiết bị một cách dễ dàng.
| Vũ khí laser tương lai hướng đến thiết kế nhỏ gọn, thuận tiện tích hợp trên các tiêm kích. (Nguồn: National Interest) |
Bước đột phá kỹ thuật về laser
Cơ quan Phòng thủ Tên lửa Mỹ (MDA) đang mở rộng quy mô ứng dụng sức mạnh công nghệ laser vào mục đích phòng thủ tên lửa. Bên cạnh đó, Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Không quân (AFRL) của nước này cũng đang thiết kế lại hệ thống vũ khí laser nhỏ gọn hơn để tích hợp lên máy bay chiến đấu, đạt bước đột phá kỹ thuật trong việc chế tạo vũ khí laser hoạt động bền bỉ ở tầm xa.
Bước đột phá chính là việc tạo ra một cấu trúc mạng tinh thể quang tử 3D đối xứng có khả năng chứa đựng và sắp xếp các luồng ánh sáng laser phát ra ở hiệu năng mạnh nhất. Công nghệ có thể quản lý mức độ hiệu năng ánh sáng và ngăn chặn một lượng nhỏ năng lượng ánh sáng rò rỉ ra khỏi chùm tia chính.
Các nhà khoa học đã lắp ráp các hạt phân tử proton để tạo thành mạng lưới tinh thể kết dính 3D có cấu trúc giống kim cương, giúp tăng cường hiệu quả các chùm ánh sáng, Bởi vật liệu thiết kế tinh thể quang tử tương tác với ánh sáng,vậy nên việc thiết kế chúng đúng cách cho phép tinh thể quang tử 3D điều chỉnh và kiểm soát ánh sáng ở mức độ chính xác rất cao và khoanh vùng mục tiêu theo ý muốn.
Hệ thống bảo vệ và chủ động phòng thủ đa tầng (SHIELD)
Trước hết, chức năng của hệ thống này nhằm mục đích tiêu diệt hoặc làm gián đoạn các tên lửa đất đối không và không đối đất đang bay tới. Chương trình SHIELD trị giá 155 triệu USD được phân chia cho các đơn vị phụ trách như: Laser LANCE được phát triển bởi Lockheed và Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Không quân, công ty Northrop-Grumman phụ trách hệ thống điều khiển STRAFE và thùng chứa nhiên liệu Laser Pod Research & Development (LPRD) do Tập đoàn Boeing đảm nhận thiết kế.
Thay vì sử dụng các chất hóa học dễ bay hơi như các loại laser trước đây, laser LANCE sử dụng cáp quang để kết hợp các chùm ánh sáng lại với nhau để tạo ra chùm công suất lên đến hàng chục KW. Bằng cách loại bỏ hoặc thêm module thiết kế của nó cho phép thu nhỏ mức công suất, giảm hao hụt và đạt tỉ lệ chuyển đổi năng lượng đầu ra hơn 40%.
Dựa theo kết quả ghi nhận từ cuộc thử nghiệm vào năm ngoái, AFRL cho biết, laser đã bắn hạ thành công nhiều tên lửa phóng từ trên không từ tiêm kích hạng nặng. LANCE vẫn cần phát triển chắc chắn hơn để có thể hoạt động độ cao và vận tốc lớn, đồng thời được điều chỉnh kích thước phù hợp nhằm ngăn tích tụ nhiệt khi máy bay hoạt động và quản lý tải điện. Trên thực tế, chương trình nâng cấp các động cơ mới trên F-35 cho phép tích hợp năng lượng trực tiếp cho hệ thống laser.
Không quân sẽ có kế hoạch phát triển hệ thống SHIELD có thể tích hợp trên máy bay chiến đấu F-15, F-16 và F-35 trong tương lai. Theo một số nguồn tin không chính thức, chương trình quân sự này đã thử nghiệm trên máy bay chở hàng C-17 hoặc C-130 vào cuối năm 2019.
Dự án Laser năng lượng cao nhỏ gọn
Theo một nguồn tin thu thập từ năm 2017 cho thấy, Lực lượng Không quân Mỹ (USAF) muốn lắp một giá treo laser ôm sát khung máy bay mà không ảnh hưởng đến các đặc điểm khí động học và tàng hình của thế hệ máy bay chiến đấu thứ sáu sắp tới. Công nghệ mới này quản lý năng lượng để hỗ trợ tấn công ở công suất hơn 100 KW, có thể tiêu diệt cả các mục tiêu phòng không và mặt đất.
Vào đầu năm 2019, AFRL công bố một nghiên cứu kéo dài nửa năm mang tên Hệ thống Laser năng lượng cao nhỏ gọn (CHELSEA) và hứa hẹn công nghệ mới này mạnh hơn, có thể thay thế SHIELD và sẽ phù hợp hơn vào mục đích tấn công trên không.
Các nhà nghiên cứu của USAF cho biết, họ sẽ sử dụng CHELSEA để giúp thiết kế và phát triển mẫu laser năng lượng cao, nhỏ gọn, chắc chắn, phù hợp cho máy bay chiến thuật bay gần bằng tốc độ âm thanh.
Dự án CHELSEA được xem là bước đà đưa chương trình SHIELD - LANCE lên một tầm cao mới. Thực chất, chương trình này định hướng mở rộng quy mô công suất laser và thay thế hệ thống laser LANCE trong tương lai gần.
Những tiềm năng của CHELSEA cũng ảnh hưởng đến những quyết định đầu tư vào công nghệ của chính phủ Mỹ sau năm 2024. Trong đó, Bộ Chỉ huy Phòng thủ Tên lửa và Không gian phụ trách phát triển các khái niệm vũ khí thuộc chương trình CHELSEA và đánh giá tính khả thi của chúng trong môi trường quân sự. Cuối cùng, các cấp cao hơn sẽ quyết định xem công nghệ có đủ tốt hay không và quân đội cần chuẩn bị điều gì để triển khai trên thực địa.