דף בית > כתבות ומאמרים > אגדת הלייזר המוצק (SSL)    
     
אגדת הלייזר המוצק (SSL)

מאת: ד''ר עודד עמיחי, אומדיה – סדר היום הביטחוני, 16.1.2007

ד"ר עודד עמיחי, בכיר לשעבר ברפא"ל, שב ומסביר מדוע מוטב להשתמש כבר היום במערכת יירוט הרקטות בלייזר, "סקיי גארד", ולא להמתין לפיתוחים עתידיים בתחום הלייזר

ד"ר עודד עמיחי הוא פיזיקאי, מומחה למערכות לייזר ואלקטרו-אופטיקה. שימש כראש המחלקה למערכות פיזיקליות ברפא"ל, והיה מהנדס ראשי במרכז לפיתוח מתקדם (אלרון). מייסד, מנכ"ל ונשיא של "אופטומיק", חברה לתקשורת לוויינים ולייזרים תעשייתיים. היה מיוזמי פרויקט "נאוטילוס" ומלווה אותו בהתנדבות מראשית דרכו ועד היום.

אחת העילות נגד השימוש במערכת הסקיי-גארד ליירוט הקסאמים והרקטות לטווח קצר ובינוני המשוגרות מרצועת עזה ומדרום לבנון, היא ציפייה ללייזר חדש, יעיל יותר לכאורה - לייזר מוצק (Solid State Laser - SSL) בהספק של 100-150 קילו-וואט. הכוונה היא ללייזרי לוחיות: (Solid State Nd:Yag and Nd:Glass Slab Lasers) וללייזרי סיבים.

מדובר בציפיית שווא. זאת, בגלל שבע הסיבות שלהלן:

1. מערכת - הלייזר הוא רק חלק קטן ממערכת הנשק כולה, הכוללת זיהוי המטרה, רכישה, עקיבה, נעילה וכו'. אם וכאשר יפותח לייזר יעיל יותר, שלא יהיה בהכרח לייזר מוצק, אפשר יהיה לשלבו בקלות במערכת הנשק סקיי-גארד, במקום הלייזר הכימי הקיים.

נורתרופ-גרומן, החברה שפיתחה את הסקיי-גארד היא גם המובילה בעולם בפיתוח לייזרים מוצקים, תוך הצגת ההספק הגבוה ביותר שהושג בלייזרים אלה (25 קילו-וואט) עם טיב קרן גבוה וזמני הפעלה ארוכים. היא הצהירה שמערכת נשק המבוססת על לייזר מוצק לא תהיה זמינה בעשור הקרוב. מדוע להמתין ללייזר טוב יותר, כאשר מערכת נשק מבצעית יעילה וטובה, הסקיי-גארד, כבר קיימת?

2. פערי ידע: ההספק המכסימלי שהושג בלייזרים מוצקים המבוססים על לוחיות עם טיב קרן גבוה וזמני הפעלה ארוכים הוא 25 קילו-וואט. בנורתרופ-גרומן מתכננים הגדלה מודולרית להספק של 100 קילו-וואט, כאשר דגם מעבדתי צפוי לפעול תוך שנתיים. אפילו זה עלול לא להספיק להגנת אזורים מאוכלסים ומטרות איכות בגלל טווח הפעולה הקטן מדי להגנה מפני רקטות שונות.

לייזרי סיבים הם עוד פחות בשלים, כאשר ההספק המכסימלי שהושג בסיב בודד בטיב אופטי גבוה הוא 2 קילו-וואט. ההספקים המצוטטים הגבוהים יותר של עשרות קילוואטים הושגו באמצעות איגוד של סיבים שהניבו טיב קרן גרוע, שאינו מתאים להגנת מטרות גדולות מפני רקטות, בגלל ההספק הנמוך של הלייזר וטיב הקרן הירוד.

3. מקור אנרגיה: הלייזרים המוצקים המתקדמים ביותר, הן של לוחיות והן של סיבים, מעוררים באמצעות דיודות לייזר (laser diodes pumped) בנצילות מסדר גודל של כ- 10%, אשר טרם הודגמה בהספקים הגבוהים הנדרשים. לפיכך, לייזר של 100 קילו-וואט ידרוש ספק כוח חשמלי מסדר גודל של 1 מגה-וואט, שהינו מסורבל ולא קל ליישום מבצעי .

4. סילוק חום: 90% מהאנרגיה החשמלית שלא נהפכה לאנרגיית לייזר מופיעה כחום שיש לסלקו בזמן אמיתי, כאשר הלייזר פועל, כדי לאפשר את המשך הלזירה. אין כיום שום מערכות יעילות וקטנות לסילוק חום בתחום של 1 מגה-וואט.

5. טיב קרן: קרן בטיב גבוה הושגה בלייזרים מוצקים המבוססים על לוחיות רק בהספקים נמוכים מ- 25 קילו-וואט ואילו בלייזרי סיבים הושגה קרן בטיב גבוה רק בהספקים נמוכים מ- 2 קילוואט. הדבר נובע בעיקר מבעיה בסיסית של סילוק החום מלייזרי לוחיות ומאידך מהצורך לאגוד מספר רב של לייזרי סיבים בהספקים נמוכים יחסית לקבלת הספק גבוה. במספר ניסויים בלייזרי לוחיות הושג טיב אופטי גבוה גם בהספקים גבוהים, אבל זה היה ללא קירור (Heat Sink) והלייזר הופעל לזמן קצר עד שטיב הקרן נפגע. זה טוב להדגמות אבל לא למערכת נשק מבצעית.

6. מעבר אטמוספרי: מכיוון שלייזרים מוצקים פועלים באורך גל קצר יותר (1 מיקרון בלייזרים מוצקים לעומת 3.8 מיקרון בלייזרים כימיים, DF), אלומת לייזרים מוצקים תונחת על ידי האטמוספרה הרבה יותר מאשר אלומת לייזרי DF והיא תהיה יותר רגישה לתנאי מזג האוויר. טורבולנסיה (מערבולות) וחלקיקים אטמוספריים (אבק וערפל) יגרמו לפיזור גדול יותר שיקטין את עוצמת הלייזר המוצק על המטרה. למעשה, כדי שלייזרים מוצקים יהיו אפקטיביים דרושות שיטות תיקונים אטמוספריים מתקדמים, כמו אופטיקה אדפטיבית, שטרם פותחו.

7. בטיחות: לייזרים מוצקים פועלים באורך גל של 1 מיקרון שאינו בטיחותי (eye safe). הבעיה היא לא רק מקרינה ישירה אלא גם ובעיקר מאור מפוזר, שעלול לעוור אנשים באזורים מיושבים, עליהם הלייזר אמור להגן. לייזר מוצק בטיחותי (eye safe) בהספקים המתאימים עדיין אינו בתכנון.

לסיכום - הטכנולוגיה של לייזרים מוצקים בהספקים גבוהים עדיין אינה מוכחת. אין שום ביטחון שאחת הטכנולוגיות תיושם, ואם כן באיזו מידה היא תהיה זמינה, יעילה, אמינה ואפקטיבית. זאת בניגוד למערכת הסקיי-גארד, המבוססת על טכנולוגיה מוכחת בת 30 שנה של לייזר כימי שפתרה באופן טבעי את מרבית הקשיים הקיימים בלייזרים מוצקים:

א. מקור האנרגיה הוא משריפת דלק, ללא צורך בספקי כוח חשמליים.

ב. רוב החום מסולק עם הזרימה המהירה של גזי הפליטה.

ג. הושג טיב אופטי גבוה בהספקים הגבוהים הרלוונטיים.

ד. חוקי השדרוג מוכרים וברורים, ומאפשרים קבלת כמעט כל הספק נדרש.

ה. אורך הגל הינו אידיאלי למעבר אטמוספירי, ולבסוף:

ו. הקרינה הינה בטיחותית (eye-safe).

הסקיי-גארד הינו זמין, יעיל, זול להפעלה, בטיחותי, אינו מסוכן לסביבה והוא בעל ניסיון מצטבר של עשרות יירוטים מוצלחים של רקטות שונות באפקטיביות של 100%. הלייזרים המוצקים הקיימים אינם מהווים לו אתגר ממשי. דומה הדבר להשוואה בין אקדח קפצונים לתת מקלע. אם וכאשר יהיו לייזרים יעילים יותר, ניתן יהיה לשלבם במקום הלייזר הכימי, כרכיב במערכת הנשק, סקיי-גארד.

ד''ר עודד עמיחי (16/1/2007)

     
     

פרטי התקשרות עם העמותה:
ד”ר עודד עמיחי: 054-7917060
תא"ל (מיל') צבי שור: 054-466-3452


 ע.ר. 5-80503670

ד"ר נתן פרבר: 052-889-9492
יעל ארצי: 052-232-8382

דוא"ל: magenlaoref@gmail.com

 

 

האתר נבנה ע"י: סטודיו פייג'רס-דיזיין