Los militares siempre han visto la física como una forma de lograr la victoria sobre el enemigo. La balística, basada en leyes matemáticas y físicas, se ha convertido en un "dios de la guerra" desde las guerras napoleónicas. En el siglo pasado, la física atómica proporcionó a los militares armas nucleares y termonucleares. Pero el potencial de los físicos aún no se ha agotado. Según los expertos, los siguientes son nuevos tipos de armas y medios de guerra. Hasta dónde han avanzado los científicos, cumpliendo los deseos de los militares y en qué principios se basa su desarrollo, lo veremos hoy.
De láser a grazer
Las películas de ciencia ficción en las que los héroes usan armas láser aparecieron hace tanto tiempo que incluso la palabra "blaster", que significa pistola láser, ya parece algo completamente anticuado. Sin embargo, las armas láser nunca se utilizan en este lado de la pantalla de cine. ¿Lo has olvidado? No. Aquí hay dos implementaciones prácticas de la tecnología láser para empezar.
A-60 es un laboratorio de vuelo equipado con una instalación láser de megavatios, creado sobre la base del avión de transporte militar Il-76MD. El propósito de este complejo láser de aviación ruso es contrarrestar los medios ópticos-electrónicos del enemigo. En pocas palabras, destruirá la óptica de los satélites de reconocimiento con un rayo láser en el rango infrarrojo. En este caso, atacar objetivos en el espacio es mucho más efectivo que los objetivos terrestres. Las capas superiores de la atmósfera son menos densas y, por lo tanto, menos dispersión del rayo láser. Ya tenemos experiencia en disparar a objetivos espaciales. En 2009, el A-60 "disparó" contra el satélite geofísico japonés Ajisal, que volaba a una altitud de 1500 km. Es cierto que esto no dañó el satélite, completamente cubierto con elementos reflectantes. Fue lanzado al espacio para reflejar rayos láser,cierto no como objetivo de entrenamiento, sino para determinar su ubicación con fines científicos. Debe decirse que el A-60 está equipado con un láser, que originalmente se suponía que estaba ubicado en la plataforma orbital Skif. Probablemente, en el futuro, el láser todavía puede estar en órbita. En septiembre de este año, apareció información de que se estaba trabajando en nuestro país para crear un avión con un láser de combate de nueva generación. El láser en sí está listo. Solo queda adaptarlo a la aeronave.que en nuestro país se está trabajando para crear un avión con láser de combate de nueva generación. El láser en sí está listo. Solo queda adaptarlo a la aeronave.que en nuestro país se está trabajando para crear un avión con láser de combate de nueva generación. El láser en sí está listo. Solo queda adaptarlo a la aeronave.
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A-60
russianplanes.net
El trabajo en la creación de un láser para aviones se llevó a cabo en los Estados Unidos. Ahora están detenidos. El Boeing YAL-1, equipado con un potente láser a bordo, fue diseñado para interceptar misiles balísticos y de crucero. A pesar de las pruebas exitosas (en 2010, dos misiles de entrenamiento fueron destruidos por un láser), en 2011 se cerró el proyecto. Incluso teniendo en cuenta el hecho de que la potencia del láser de oxígeno-yodo se redujo a un megavatio, en condiciones reales de combate seguirá siendo de poca utilidad. El poder del rayo láser es suficiente solo para calentar la piel del cohete a una temperatura crítica, y luego ocurre su destrucción independiente. Pero si el cohete gira en vuelo o está cubierto con una capa protectora contra el calor, entonces el láser ya será inútil. E incluso si el objetivo es alcanzado, no se esperan explosiones espectaculares al estilo de "Star Wars".
Video promocional:
Boeing YAL-1
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Sin embargo, en el ejército estadounidense, las armas láser pueden aparecer ya en 2025. El camión de prueba móvil láser de alta energía de 10 kilovatios (HELMTT), que se puede montar en camiones blindados del ejército, se probó en los Estados Unidos esta primavera en la base militar de Fort Sill ubicada en Oklahoma. Según los expertos, su láser es lo suficientemente potente como para derribar drones y destruir minas. Para 2020, está previsto aumentar su capacidad a 100 kilovatios. Se están desarrollando y planificando la instalación de láseres de 2 kilovatios menos potentes en los vehículos blindados ligeros de transporte de personal Stryker. Hay planes serios para usar láseres en la Marina de los Estados Unidos. A finales de 2015, la Marina de los EE. UU. Firmó un contrato con Northrop Grumman para desarrollar un láser de 150 kilovatios. El cañón láser, cuyo modelo experimental se está probando actualmente,Tiene una capacidad de solo 30 kilovatios.
HELMTT
whoswhos.org
Hay que decir que la base física del funcionamiento de cualquier láser es la existencia del fenómeno de emisión estimulada. Como resultado de este fenómeno, la luz se amplifica y por tanto aparecen nuevas posibilidades de uso, desde los punteros láser hasta la soldadura industrial. La luz, como sabemos por la física, es una radiación electromagnética que percibe el ojo humano. Pero el espectro de la radiación electromagnética no se limita a la luz, a la que óptica también se refiere a la radiación ultravioleta e infrarroja. Ir más allá del rango óptico, o más bien, en un rango de longitud de onda más corto, teóricamente permitirá crear láseres más potentes con poder destructivo. Debe decirse aquí que el primer "láser" en el sentido habitual de la palabra fue un maser, un dispositivo en el que se amplificaban las microondas mediante radiación estimulada.que se encuentra en el espectro detrás de la radiación infrarroja. Fue creado en 1954. Seis años después, apareció el primer láser óptico. Se llevan a cabo más trabajos en la dirección de los rayos X y la radiación gamma.
Los intentos de crear un láser de rayos X de combate (Razer) se realizaron en los Estados Unidos durante la Guerra Fría. El proyecto de la espada de rayos X se llamó Excalibur.
Pero solo un láser así requiere una energía verdaderamente fantástica. Y solo podría obtenerse de una explosión nuclear. Las pruebas de un láser de rayos X de bombeo nuclear se llevaron a cabo en marzo de 1983 en un sitio de pruebas en Nevada. Según algunos informes, se llevaron a cabo estudios similares en la Unión Soviética. Pero los resultados no fueron satisfactorios. En nuestro tiempo, el láser de rayos X está tratando de crear sobre la base de una tecnología diferente. Este es el llamado láser de electrones libres de rayos X. Pero está previsto que se utilice únicamente con fines civiles. Por ahora, de todos modos. Los láseres gamma, o "grasers" (de la amplificación de rayos gamma por emisión estimulada de radiación), ya son un arma superpoderosa potencial en el rango gamma. Los investigadores que estaban desarrollando la posibilidad de crear láseres gamma creenque con su ayuda es posible proteger la Tierra de posibles amenazas desde el espacio, por ejemplo, de los asteroides que se mueven hacia nuestro planeta. La energía de un láser de este tipo será de 100 a 10.000 veces mayor que la de los láseres ópticos.
Arma infrasónica
Golpear al enemigo con ondas sonoras, incapacitar a miles de soldados sin una sola bala, o simplemente hacerlos huir presas del pánico del campo de batalla es el sueño de los militares de todo el mundo. El uso de armas acústicas ahorrará municiones y mostrará una humanidad ostentosa.
Así como no vemos la mayor parte del espectro de radiación electromagnética, tampoco escuchamos una parte significativa de las vibraciones sonoras. Como regla general, el oído humano puede percibir vibraciones de sonido en el rango de frecuencia de 16 a 20 Hz a 15 a 20 kHz. El sonido por debajo de este rango se llama infrasonido y por encima de él se llama ultrasonido. El hecho de que nuestro oído no pueda escuchar infrasonidos no significa en absoluto que los diferentes órganos de nuestro cuerpo no lo “escuchen”. Las frecuencias de oscilación de muchos procesos en nuestro cuerpo están en el mismo rango de frecuencia que el infrasonido. Cuando coinciden, por ejemplo, en el caso de una influencia externa deliberada, se produce un fuerte aumento en la amplitud de las oscilaciones forzadas. Esto puede provocar un mal funcionamiento de los órganos internos o incluso su ruptura. En el caso del corazón, el resultado puede ser la muerte. Todo esto proporciona una base teórica para la creación de armas infrasónicas.
Pero, por regla general, los principales avances apuntan a las armas ilegales. La exposición a una persona con un infrasonido suficientemente fuerte puede causar en un caso ansiedad, miedo y pánico, en el otro: náuseas, zumbidos en los oídos, dolor. En cualquier caso, esto obliga a la persona a abandonar el lugar donde se utilizó el arma. Parecería que aquí es donde vale la pena dar ejemplos de armas infrasónicas puestas en servicio o hablar de pruebas. Pero la información sobre esto probablemente sea un secreto sellado con siete sellos. Hablan de ello, pero no muestran nada. Quizás el único ejemplo real del uso de tal arma es la "bomba acústica" que fue utilizada por la OTAN durante la operación en Yugoslavia. Las fluctuaciones de frecuencia muy bajas causadas por él llevaron al pánico, pero solo por un corto período.
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Los informes frecuentes de los medios sobre el uso de armas infrasónicas se refieren de hecho a otros tipos de armas acústicas. Por ejemplo, esto se utiliza con éxito para disolver manifestaciones o contra piratas somalíes. Un sonido fuerte con una frecuencia de 2-3 kHz es un irritante muy fuerte y es capaz de desorganizar y sacar al enemigo del equilibrio mental. Pero, a diferencia del infrasonido, está en el rango de ondas audibles.
No olvide que la llamada "ola natural de miedo" está en el rango de 7-13 Hz. El infrasonido tiene un índice de absorción mucho más bajo en varios medios que otras vibraciones sonoras, como resultado de lo cual las ondas infrasónicas se propagan a largas distancias. Es el infrasonido el primer presagio de desastres naturales: terremotos, tifones, erupciones volcánicas. Entonces, durante los terremotos, el infrasonido es generado por la corteza terrestre, lo que permite que muchos animales lo sientan con anticipación y abandonen los lugares del desastre esperado o muestren una ansiedad visible si no hay forma de irse. Una persona, por regla general, no le da importancia a un sentimiento inesperado de ansiedad. Sin embargo, este rasgo natural está en el corazón de las armas que inducen al miedo. Por cierto, el infrasonido es una de las posibles pistas sobre el misterio del Triángulo de las Bermudas.
Railgun
El límite teórico para la velocidad inicial de un proyectil de artillería es de unos 2 km / s. Pero en la práctica tampoco se puede lograr. En la nueva era de altas velocidades, el ejército exige más de los científicos. Y, quizás, muy pronto, en lugar de piezas de artillería convencionales, aparecerán cañones electromagnéticos. Un cañón de riel, o cañón de riel como se le llama en los Estados Unidos, es un acelerador de masa electromagnético desde el punto de vista de la física. Otro tipo de acelerador de este tipo es la "pistola Gauss", pero este dispositivo no se considera del todo eficaz en el caso de una implementación práctica.
Las ventajas de los cañones de riel sobre la artillería convencional son, por supuesto, obvias. El objetivo establecido por el ejército estadounidense para los desarrolladores es crear un cañón electromagnético capaz de acelerar un proyectil a una velocidad de 5,8 km / s. Tal arma debería tener la capacidad de alcanzar un objetivo con un diámetro de 5 metros, ubicado a una distancia de 370 kilómetros en seis minutos. Esto es 20 veces más alto que las tasas de disparo de las armas de artillería actualmente en servicio con la Marina de los Estados Unidos. Además, uno debe comprender que tales proyectiles no contienen explosivos, su poder de perforación de blindaje sin precedentes radica solo en la energía cinética de un proyectil disparado a una velocidad ultra alta. Los barcos en los que se planea colocar tales armas serán más seguros debido a la menor cantidad de explosivos en ellos.
Pruebas de cañones de riel en EE. UU.
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Cabe decir que el cañón de riel no tiene por qué convertirse en un juguete en manos de los militares. Cuando la velocidad alcanza los 7,9 km / s (la primera velocidad espacial), se puede utilizar para lanzar satélites a una órbita terrestre baja.
También se están desarrollando cañones de riel en Rusia. Las primeras pruebas públicas tuvieron lugar este verano en la sucursal de Shatura del Instituto Conjunto para Altas Temperaturas de la Academia de Ciencias de Rusia. Las pruebas de demostración lograron una velocidad de proyectil de 3,2 km / s. Pero, según el presidente de la Academia de Ciencias de Rusia, Vladimir Fortov, que estuvo presente en las pruebas, el máximo que se extrajo del dispositivo fue de 11 km / s. Es cierto que en nuestro caso, los científicos no hablan sobre el uso militar del cañón de riel. Según Fortov, los científicos de la Academia de Ciencias se enfrentan a tres tareas: obtener un sistema con altas presiones y estudiar el Universo con su ayuda, proteger el planeta de los cuerpos espaciales de alta velocidad y poner satélites en órbita.
El principio de acción de las fuerzas de Lorentz en el cañón de riel.
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Como su nombre lo indica, un cañón de riel (arma electromagnética) utiliza fuerza electromagnética para acelerar un proyectil. El cañón de riel es un par de electrodos paralelos (rieles) conectados a una potente fuente de corriente continua. El proyectil, que forma parte de un circuito eléctrico (conductor), gana aceleración debido a la fuerza de Lorentz, que lo empuja hacia afuera y lo acelera a velocidades ultra altas.
Vladimir Fortov probando un cañón de riel doméstico
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Enlace neutrino
Toda transmisión de información a distancia se basa en uno u otro fenómeno físico. La comunicación por radio utiliza ondas de radio con una longitud de onda de 0,1 milímetros como portadora de señal. Se están realizando experimentos en el campo de la comunicación láser. Será especialmente solicitado para transmitir información en el espacio ultraterrestre. Si algún día descubrimos taquiones (si es posible) y podemos ponerlos a nuestro servicio, entonces la comunicación de taquiones, que transmite información a una velocidad superluminal, se convertirá en la base de la comunicación espacial de ultra largo alcance. Pero este ya es el futuro de Star Wars del próximo siglo. Ahora que los científicos se enfrentan a tareas más prosaicas, deberían ocuparse de los submarinos.
El neutrino es una partícula fundamental neutra que pertenece a la clase de leptones y participa solo en interacciones débiles y gravitacionales. Los leptones incluyen, en particular, un electrón, pero no un protón y un neutrón, estos ya son bariones. La peculiaridad de un neutrino es que interactúa de manera extremadamente débil con la materia. Esta partícula no cuesta nada volar por nuestro planeta, y nada la retrasará. Para la comunicación con los submarinos, que han estado en servicio de combate en las profundidades del océano durante meses, esta conexión es perfecta. El agua salada del mar es un buen bloqueador de señales de radio. Y emerger para aceptarlo significa dejar que el enemigo se descubra a sí mismo. Para la comunicación con submarinos, ahora se utilizan ondas de radio ultralargas, cuya longitud es de más de diez kilómetros. En nuestro país, el 43º centro de comunicaciones de la Armada rusa (estación de radio "Antey") proporciona comunicación con submarinos. Debido a su gigantesco tamaño, la estación de radio fue nombrada "Goliat". Es cierto, no aquí, sino en Alemania, de donde fue sacado después de la guerra como trofeo.
Entonces, los neutrinos pueden superar cualquier distancia y obstáculo. Incluso si necesita enviar una señal a la base lunar en la parte posterior de nuestro satélite, pasará tranquilamente a través de la luna. Es solo esta característica positiva la que aún no permite domesticar completamente esta partícula. Prácticamente al no interactuar con la sustancia, tampoco se presta a "capturar" en su totalidad. Todavía se desconoce cómo se realizará en realidad la conexión de neutrinos. Pero hay algunas propuestas muy interesantes al respecto. Por ejemplo, los investigadores de la Universidad Politécnica de Virginia sugieren establecer una comunicación unidireccional con los submarinos para empezar. El transmisor será un anillo de almacenamiento de muones, que proporcionará un flujo de neutrinos con una intensidad de 1014 partículas por segundo. Pasando por el planetauna parte insignificante de los neutrinos debe reaccionar con la materia (núcleos de átomos en una molécula de agua), como resultado, se forman muones de alta energía que, a su vez, causarán un débil brillo en el agua (radiación de Cherenkov). Esto es lo que registrarán los fotodetectores supersensibles en el submarino.
Transmisor de neutrinos - anillo de muones
newswise.com
La velocidad de transmisión para dicho canal será de 10 bits por segundo. Esto es mucho en comparación con lo que tenemos ahora. Un canal de radio que utiliza miriámetro de muy baja frecuencia (VLF / VLF) (longitud de onda de 10 a 100 km) tiene un ancho de banda de 50 bits por segundo. Pero para recibir tal señal, el submarino debe nadar hasta una profundidad de 20 metros o soltar una boya con una antena en un cable largo. Todo este procedimiento aumenta el riesgo de detección del submarino y limita su maniobrabilidad. Cuando se utilizan ondas decimagámetro (10,000–100,000 km) de frecuencia extremadamente baja (ELF / ELF), es posible que la embarcación no flote, pero la velocidad de transmisión de la señal es de solo 1 bit por minuto.
Sergey Sobol
