Beijing | EGINDO.co – Ilmuwan militer China telah mengumumkan terobosan besar dalam teknologi senjata laser, mengklaim bahwa mereka telah mengembangkan sistem pendingin baru yang memungkinkan laser berenergi tinggi untuk beroperasi “tanpa batas” tanpa penumpukan limbah panas.
Menurut para ilmuwan di National University of Defense Technology di Changsha, provinsi Hunan, sistem pendingin baru benar-benar menghilangkan panas berbahaya yang dihasilkan selama pengoperasian laser berenergi tinggi. Masalahnya telah menjadi tantangan teknis utama untuk pengembangan senjata laser.
Dengan teknologi baru, senjata sekarang dapat menghasilkan sinar laser selama yang diinginkan, tanpa gangguan atau penurunan kinerja.
“Ini adalah terobosan besar dalam meningkatkan kinerja sistem laser berenergi tinggi,” kata tim yang dipimpin oleh ilmuwan senjata laser Yuan Shengfu dalam sebuah makalah yang diterbitkan pada 4 Agustus di Acta Optica Sinica, sebuah jurnal peer-review berbahasa Cina.
“Sinar berkualitas tinggi dapat diproduksi tidak hanya pada detik pertama, tetapi juga dipertahankan tanpa batas waktu,” kata mereka.
Sistem pendingin baru menggunakan struktur canggih dan aliran gas yang dioptimalkan untuk menghilangkan panas dari dalam senjata laser, sambil meminimalkan turbulensi dan getaran serta meningkatkan kebersihan cermin.
Ini memiliki potensi untuk mengubah wajah pertempuran secara signifikan dengan memperpanjang waktu keterlibatan, meningkatkan jangkauan dan kerusakan, serta mengurangi logistik dan biaya, menurut para peneliti.
“Sejak penemuan laser ruby pertama pada tahun 1960, orang-orang sangat antusias untuk beralih dari energi kinetik ke energi laser untuk proyeksi cepat energi dengan kecepatan cahaya, memimpikan sinar laser menjadi ‘sinar kematian’ yang dapat langsung membunuh. target,” kata Yuan dan rekan-rekannya.
“Sayangnya, 60 tahun telah berlalu dan sementara berbagai jenis laser telah dikembangkan, penerapan sistem laser berenergi tinggi belum berhasil.”
Di Amerika Serikat, beberapa proyek paling terkenal selama bertahun-tahun termasuk Navy Advanced Chemical Laser (NACL) yang menggunakan deuterium fluoride sebagai sumber laser, Middle Infrared Advanced Chemical Laser (MIRACL) yang menggunakan laser kimia infra merah menengah lanjutan, Laser Energi Tinggi Taktis (THEL), Laser Berbasis Ruang Angkasa (SBL) yang menggunakan hidrogen fluorida sebagai sumber laser, dan Laser Udara (ABL) yang menggunakan laser yodium oksigen kimiawi.
Ini semua telah didemonstrasikan di lapangan uji, dengan MIRACL telah menembak jatuh rudal supersonik, THEL telah menembak jatuh 48 target terbang dan ABL berhasil mencegat rudal bahan bakar cair, menurut tim Yuan.
Tetapi semua proyek dibatalkan, dengan alasan yang diberikan kepada publik adalah ukuran dan berat laser yang besar.
“Alasan sebenarnya dari pembatalan proyek-proyek ini adalah karena kekuatan penghancurnya tidak memenuhi harapan,” kata para ilmuwan.
Jangkauan efektif maksimum dari senjata ini hanya beberapa kilometer. Tim Yuan mengatakan untuk meningkatkan kekuatan penghancur sinar, “diperlukan waktu operasi berkelanjutan yang lebih lama”.
Di dalam senjata laser, sinar berenergi tinggi dihasilkan melalui proses yang disebut emisi terstimulasi. Ini melibatkan atom atau molekul yang menarik dalam media penguatan, seperti kristal atau gas, ke keadaan energi yang lebih tinggi.
Ketika atom atau molekul yang bersemangat ini kembali ke keadaan dasarnya, mereka memancarkan foton, yang kemudian diperkuat melalui proses umpan balik optik untuk menciptakan sinar laser berenergi tinggi.
Sistem kontrol sinar bertanggung jawab untuk mengarahkan dan mengendalikan sinar laser, biasanya melalui penggunaan cermin dan lensa. Sistem ini harus sangat presisi dan stabil, karena penyimpangan atau getaran kecil sekalipun dapat menyebabkan sinar kehilangan arah yang ditentukan.
Tapi saat sinar laser melewati udara, itu memanaskan gas di jalurnya, menyebabkannya mengembang dan menciptakan aliran turbulen.
Turbulensi ini dapat menyebabkan sinar menyebar dan terdistorsi, mengurangi efektivitas dan akurasinya.
Selain itu, gas yang dipanaskan dapat menyebabkan kaca spion dan lensa dalam sistem terkontaminasi, menyebabkan penurunan kinerja dan umur yang lebih pendek.
Dalam beberapa kasus, partikel polutan yang lebih besar yang terbakar di cermin bahkan dapat menyebabkannya retak atau rusak, sangat mengurangi kepraktisan dan keandalan senjata laser berenergi tinggi, menurut para peneliti.
Tim Yuan telah mengembangkan internal beam path conditioner – sebuah sistem yang meniupkan gas melalui senjata untuk menghilangkan limbah panas dan meningkatkan kebersihan gas.
Ini dirancang agar ringkas dan efisien, dengan fokus pada pengoptimalan aliran gas dan meminimalkan ukuran dan berat.
Ini memiliki beberapa komponen utama, termasuk sumber udara, penukar panas, sistem kontrol aliran gas dan sistem injeksi/hisap gas.
Sumber udara menyediakan suplai udara bersih dan kering ke sistem, yang kemudian dialirkan melalui penukar panas untuk mendinginkannya ke suhu yang diinginkan.
Sistem kontrol aliran gas mengatur aliran gas, memastikannya dikirim pada suhu dan waktu tinggal yang tepat untuk mencapai penyimpangan kecil kuasi-statis.
Sistem injeksi/hisap gas bertanggung jawab untuk menyuntikkan gas ke jalur pancaran internal sistem laser dan mengeluarkannya setelah melewatinya.
Tim Yuan harus memperhatikan sejumlah poin teknis dan praktis saat membangun dan mengoperasikan internal beam path conditioner.
Salah satu tantangan utama adalah memastikan aliran gas mencapai efek pendinginan dan pembersihan yang diinginkan. Hal ini memerlukan desain dan pengujian yang hati-hati dari sistem kontrol aliran gas, serta sistem injeksi/hisap yang mengalirkan gas ke jalur pancaran internal.
Tantangan lainnya adalah membuatnya ringkas dan cukup efisien agar praktis untuk digunakan dalam aplikasi dunia nyata. Diperlukan desain inovatif seperti struktur pneumatik canggih, optimalisasi aliran setiap jalur, integrasi injektor/hisap dengan penampang balok, dan perpipaan yang disederhanakan.
Sistem pendingin dapat menimbulkan masalah baru seperti turbulensi dan getaran yang dapat memengaruhi kualitas sinar jika tidak dibangun dengan benar, menurut para peneliti. Misalnya, hembusan gas melalui jalur pancaran internal dapat menciptakan turbulensi dan getaran yang dapat memengaruhi stabilitas dan kualitas pancaran laser.
Tim Yuan melakukan pengujian teknologi yang ekstensif untuk memastikannya memenuhi spesifikasi kinerja yang dibutuhkan oleh militer. Perangkat tersebut telah digunakan di sejumlah senjata laser yang sedang dikembangkan.
“Sejauh ini, banyak desain canggih dan kemajuan penelitian tentang manajemen termal hembusan udara dinamis di China belum dilaporkan. Ini adalah pertama kalinya beberapa desain dan hasil pengujian [telah] dipublikasikan, ”kata para ilmuwan.
China telah mengembangkan senjata laser berenergi tinggi untuk menghancurkan atau menonaktifkan target seperti drone, rudal, dan pesawat terbang. Senjata-senjata ini memiliki keunggulan karena dapat menyerang target dengan kecepatan cahaya, menjadikannya sangat efektif melawan target yang bergerak cepat.
Mereka juga berpotensi lebih hemat biaya daripada sistem berbasis rudal tradisional karena tidak memerlukan amunisi mahal dan dapat diisi ulang dengan cepat.
Jika perlu, China juga berencana untuk menggunakan senjata laser terhadap satelit seperti Starlink milik SpaceX, menurut beberapa ilmuwan militer.
Senjata-senjata ini dapat mengganggu kemampuan komunikasi, navigasi dan pengawasan musuh, dan dapat digunakan untuk mendapatkan keuntungan strategis dalam konflik berbasis ruang angkasa.
Sumber : CNA/SL