Dragonfire lasersysteem testvuur. UK Ministerie van Defensie/wikipedia, CC BY-SA
Een enkele uitbarsting van licht wordt precies gericht op een kleine drone die met een razende snelheid ver in de verte vliegt. Even later stort de gedeactiveerde drone neer in zee. Geen geluid, geen menselijke slachtoffers, geen rommelige explosies. Een dodelijke drone van miljoenen dollars is uitgeschakeld met een schot dat minder kost dan een goede fles wijn.
Als je denkt dat dit een scène uit een sciencefictionfilm is, denk dan nog maar eens na. Nog maar een paar dagen geleden heeft een team van Britse wetenschappers en ingenieurs met succes aangetoond dat dit levensvatbare technologie is die in de komende vijf tot tien jaar zijn weg naar het slagveld zou kunnen vinden.
DragonFire, een technologieprogramma van 30 miljoen pond dat in 2017 werd gelanceerd en waarbij het Britse overheidsagentschap Defence Science and Technology Laboratory, rakettenfabrikant MBDA, lucht- en ruimtevaartbedrijf Leonardo UK en defensietechnologiebedrijf QinetiQ betrokken zijn, heeft zijn eerste veldtest doorstaan door verschillende drones voor de kust van Schotland neer te schieten met behulp van laserstralen.
Drones zijn onbemande en semi-automatische vliegtuigen die in staat zijn om dodelijke schade toe te brengen met uiterste precisie. Ze spelen een belangrijke rol op moderne slagvelden, waaronder de Oekraïense oorlog en de commerciële zeeroutes in de Rode Zee.
Ze neerschieten is niet eenvoudig en vereist meestal het afvuren van raketten die tot 1 miljoen pond per stuk kosten. Hoewel ze meestal effectief zijn, zijn dit soort verdedigingssystemen duur en brengen ze een aanzienlijk risico op nevenschade met zich mee; als een raket zijn doel mist, zal hij uiteindelijk ergens landen en alsnog ontploffen.
Je hoeft echter geen spectaculaire explosie te veroorzaken om een drone uit te schakelen; het verstoren van de besturings- en navigatiesystemen is meer dan genoeg. Dit is een klus die een laserstraal kan klaren. Lasers zijn niets anders dan bijzonder heldere en gerichte lichtstralen – een bepaald soort elektromagnetische straling. Een voldoende krachtige laser kan elk elektronisch apparaat verstoren, waardoor het defect raakt.
Vergeleken met standaardraketten heeft een krachtig lasersysteem een aantal strategische voordelen. Het is verrassend goedkoop in gebruik. DragonFire tien seconden laten werken kost hetzelfde als een verwarming een uur lang gebruiken (minder dan £10 per schot).
DragonFire-lasersysteem.
MDBA, CC BY-SA
Lasers zijn ook vrij van het risico op nevenschade. Zelfs als een laser zijn doel mist, zal hij zich naar boven blijven voortplanten en uiteindelijk worden geabsorbeerd en verstrooid in de atmosfeer. Een laser is een lichtstraal en plant zich dus alleen voort in rechte lijnen, onafhankelijk van de zwaartekracht. Bovendien bestrijken ze meestal een klein gebied in de orde van een paar millimeter – ze lijken op een chirurgische ingreep.
Lasers zijn daarom het defensieve wapen bij uitstek; ze kunnen alleen worden gebruikt om inkomende dreigingen tegen te houden, niet om significante schade toe te brengen. Lasers zijn ook veel minder gevoelig voor tegenmaatregelen. Omdat lasers een lichtstraal zijn, reizen ze met de snelst mogelijke snelheid: de lichtsnelheid. Als een laserstraal eenmaal is afgevuurd, is er niets anders in de natuur dat hem kan inhalen en neutraliseren.
Laserstralen worden al geruime tijd gebruikt op het slagveld. Ze worden voornamelijk gebruikt voor het volgen van doelen, remote sensing en precisie richten. Dit is echter de eerste keer dat dit type technologie effectief is gebleken in een ontwrichtende toepassing.
Uitdagingen blijven
De reden dat het zo lang heeft geduurd om dit wapen te ontwikkelen is dat je een laserstraal met een aanzienlijke intensiteit nodig hebt om een drone uit te schakelen.
Als de laserstraal echter te krachtig is, kan deze een sterke wisselwerking aangaan met de lucht in de atmosfeer, waardoor deze wordt geabsorbeerd of verstrooid. Je moet de perfecte balans vinden tussen de parameters van de straal, zoals de golflengte, het vermogen en de vorm, om ervoor te zorgen dat de straal zich over lange afstanden kan voortplanten zonder significante degradatie.
Een laserstraal is ook bijzonder gevoelig voor atmosferische omstandigheden. De aanwezigheid van mist, regen of wolken kan de prestaties aanzienlijk beïnvloeden.
Vanwege de toenemende dreiging van drones en subsonische raketten op wereldwijde schaal, versnelt het Britse ministerie van Defensie nu de ontwikkeling van deze technologie, met de verwachting dat deze in de komende vijf tot tien jaar op oorlogsschepen zal worden gebruikt.
Er moeten nog verschillende technische en wetenschappelijke problemen worden opgelost. Het is bijvoorbeeld niet eenvoudig om de laser stabiel te richten op een bewegend platform (zoals een kruiser in woelig water). Het is alsof je de roos op een dartbord probeert te raken terwijl je op een evenwichtsbord staat. Dit heeft echter alleen invloed op de nauwkeurigheid van het wapen, zonder het risico op nevenschade te vergroten.
Het zal ook nodig zijn om de prestaties van het lasersysteem los te koppelen van de weersomstandigheden. Waterdruppels en luchtstromen kunnen de laser verstrooien of absorberen, waardoor het effect vermindert. Men zou precies rekening moeten houden met variabele weersomstandigheden bij de voorbereiding van de af te vuren straal. Hoewel dit geen onmogelijke taak is, is het technisch wel moeilijk.
Er moet ook een gestructureerd trainingsprogramma komen om ervoor te zorgen dat soldaten zo’n hightech systeem efficiënt kunnen bedienen.
Desalniettemin tonen deze eerste tests de levensvatbaarheid en doeltreffendheid aan van dit wapen, dat een revolutie belooft teweeg te brengen in de moderne oorlogsvoering van de komende jaren.
Gianluca Sarri ontvangt financiering van de Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC), InnovateUK en het Defence Science and Technology Laboratory (DSTL).
