Los avances dentro del terreno del armamento láser parecen sacados de una película de ciencia ficción en la que rayos de energía concentrada deslumbran, perforan y derriban todo tipo de amenazas. En España, las fragatas clase F-110 tienen previsto incorporar algún tipo de solución para defenderse de drones y misiles gracias a un proyecto conjunto entre el Centro de Láseres Pulsados de Salamanca y el Ministerio de Defensa. Pero al otro lado del mundo, en China, acaban de conseguir derribar una de las principales barreras técnicas que impedían que estas armas se extendieran y prosperaran.
Científicos militares bajo las órdenes de Pekín han hecho público el desarrollo de un nuevo sistema de refrigeración que permite que los láseres de alta energía funcionen "infinitamente" sin acumulación de calor. Con la tecnología actual, las altísimas temperaturas que se generan cuando se dispara un láser limitaban el tiempo de pulsación que mantenía el haz de luz. En el mejor de los escenarios durante unos pocos segundos y, en el peor, tan sólo unas milésimas.
"Este es un gran avance en la mejora del rendimiento de los sistema láser de alta energía", dijo el equipo encargado del proyecto, dirigido por el científico de armas láser Yuan Shengfu. El artículo se publicó el pasado 4 de agosto en la revista china Acta Optica Sinica. "Permite generar haces de alta calidad no sólo en el primer segundo, sino que se pueden mantener indefinidamente", señalan.
Láser infinito
Tal y como han explicado estos investigadores de la Universidad Nacional de Tecnología de Defensa, en Changsha (Hunan), el nuevo sistema de enfriamiento elimina por completo el calor nocivo que se genera durante el funcionamiento de los láseres militares de este tipo. Según recoge SCMP la solución de este problema permite generar rayos de tanta duración como se requiera, sin ninguna interrupción o degradación en el rendimiento.
La refrigeración utiliza "estructuras avanzadas y un flujo de gas optimizado" que tiene como fin eliminar el calor residual generado en cada pulsación del láser. Al mismo tiempo, según indican los investigadores, minimiza la turbulencia y la vibración y mejora la limpieza del espejo.
Barco lanzando un rayo láser
La combinación de esos factores incrementa de forma notable las capacidades en el campo de batalla al "extender los tiempos de enfrentamiento, aumentar el alcance y el daño, y reducir la logística y los costes", explican los científicos chinos. Desde la invención del primer láser de rubí en 1960, la gente "ha soñado con rayos láser que se convierten en 'rayos de la muerte' que pueden matar instantáneamente a cualquier objetivo".
Pero, realmente, los avances tecnológicos han ido muy lentos y una parte muy importante de las propuestas, proyectos y programas han ido dejándose a un lado a medida que se topaban con todo tipo de problemas. El más habitual es el miedo a los efectos que la propia alta temperatura puede tener en los componentes internos del arma.
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Por su propia naturaleza física, la creación de láseres de alta energía genera grandes cantidades de calor residual. El haz se genera excitando átomos o moléculas que se encuentran en un medio controlado como puede ser un cristal o un gas, pasando a un estado mayor de energía.
Cuando esos átomos o moléculas regresan a su estado fundamental, emiten fotones que luego se concentran, amplifican y emiten de forma controlada empleando una solución a partir de de lentes y espejos. El sistema debe ser altamente preciso y estable, dos características que chocan de lleno con el propio gas que el láser va calentando a su paso. Esto provoca que se cree un flujo turbulento en el interior del sistema, que se puede traducir en una bajada de rendimiento o incluso en el daño irreparable de algunos componentes.
Funcionamiento del sistema IFPC-Hel de Lockheed Martin
El esquema ideado por los científicos chinos emplea una fuente de aire que proporciona aire limpio y seco al sistema, que luego pasa a través de un intercambiador de calor para enfriarlo hasta la temperatura deseada. Los detalles técnicos y más específicos no se han revelado al tratarse de un programa militar, aunque sí se sabe que ya han integrado este sistema en algunos desarrollos de armas láser del país.
Rivalidad con EEUU
Además de China, Estados Unidos se ha consolidado como uno de los máximos exponentes del mundo en este tipo de armas. Algunas de ellas han conseguido demostrar su rendimiento derribando misiles y drones, aunque con algunos borrones importantes en su historial.
Proyectos como el NACL, MIRACL, THEL, SBL o ABL —provenientes de los diferentes ejércitos del país norteamericano— se fueron cancelando uno detrás de otro. Según los científicos chinos, la excusa que se ha dado al público general tiene que ver con el excesivo tamaño y peso de estos sistemas. Sin embargo, para la potencia asiática "la verdadera razón de la cancelación fue que su poder destructivo no cmplió con las espectativas".
Uno de los puntos flacos de los desarrollos estadounidenses, siempre según el equipo de Yuan, es el escaso alcance de tan solo unos pocos kilómetros, probablemente fruto de la corta pulsación de los rayos disparados. "Se necesitan tiempos de operación continuos más prolongados" para conseguir llegar más lejos. Y ahí es donde el sistema de refrigeración chino entra en juego.
Caza lanzando un rayo láser
Precisamente, hace un par de semanas, el contratista de defensa estadounidense Lockheed Martin junto con el Departamento de Defensa del mismo país presentaron un láser de 500 kW. Se trata del arma de este tipo más potente de las presentadas hasta la fecha, y uno de los programas más prometedores de cuantos se llevan a cabo en el país americano.
El láser de 500 kW recién presentado se configurará para ejecutar misiones tanto de ataque como de defensa y utilizará la arquitectura desarrollada por Lockheed Martin para poder equiparse en diversas plataformas militares. "Incorporará los estándares del sistema abierto modular del Departamento de Defensa [de Estados Unidos] para garantizar la interoperabilidad de los sistemas y la integración de múltiples misiones", según explicaron en un comunicado.
Más allá de la potencia máxima del propio láser, los datos sobre su alcance, el mantenimiento en el tiempo del haz y la cadencia no se han revelado. Unas características que serían claves para poder compararlas con los datos de los misiles. Se espera que este tipo de armamento entre finalmente en servicio en 2024.