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Com’e azionare il potente laser anti-drone di Raytheon

Prima di poter bloccare il mirino dell’arma laser sul drone DJI Phantom, dovevo assicurarmi che fosse nella giusta posizione. Con il drone contro un cielo blu senza nuvole, i sensori dell’arma potevano vederlo e seguirlo chiaramente, ma le regole di ingaggio codificate impedivano all’arma di sparare fino a quando il bersaglio non aveva uno sfondo di terra. La luce viaggia lontano, e non vogliamo fulminare accidentalmente la cosa sbagliata che e lontana.

Il pilota del drone bersaglio ha diretto il Fantasma al di sotto della linea dell’orizzonte, con un po’ di terraferma dietro di esso. Sul laptop di fronte a me, ho posizionato un tracker marker proprio sul lato del drone, una spinta del joystick sinistro di un controller Xbox che fissa il tracker al bersaglio. Con una leggera spinta del joystick destro, ho spostato il mirino su uno dei rotori del quadricottero, quindi ho tenuto premuto il grilletto. Il Phantom si illumino nella vista a infrarossi e 15 secondi dopo si schianto, la plastica fusa del braccio del rotore si piego all’impatto.

Ho abbassato il controller e un ingegnere ha spostato l’interruttore “armato” sulla posizione off. Era la prima volta che sparavo con un’arma laser.

Il laser da 10 kilowatt in questione era un sistema di armi laser ad alta energia costruito da Raytheon e sono stato invitato dall’azienda a osservarlo in funzione presso l’Energy Materials Research and Testing Center, parte della New Mexico Tech, a Socorro, New York. Messico. 

Per raggiungere la gamma, abbiamo dovuto portare un veicolo a quattro ruote motrici sulle strade sterrate, a circa sei miglia dietro Socorro Peak. Sebbene la New Mexico Tech abbia la sua origine nell’estrazione mineraria, la sua vicinanza al White Sands Missile Range (e la disponibilita dello stesso EMRTC) ha mantenuto altri appaltatori della difesa, come Northrop Grumman e Aerojet Rocketdyne, come tenant del raggio d’azione.

Alcuni di cio che viene testato al poligono sono esplosivi. La forma, la composizione e l’aerodinamica dell’artiglieria possono essere studiate attraverso il fuoco vivo. Dall’altra parte della cresta da dove Raytheon ha allestito la sua postazione di lavoro proveniva l’inconfondibile tuono dell’artiglieria. Intorno all’area di prova c’erano diversi obici M110, pezzi di artiglieria su gradini che gli Stati Uniti ritirarono nel 1994. 

Questa vecchia artiglieria, giustapposta a una dimostrazione sul campo di laser che disabilitano i droni, illustrava una delle realta della guerra moderna. L’artiglieria puo rimanere efficace per decenni dopo essere entrata in servizio, ma i droni scout stanno cambiando il modo in cui gli eserciti si muovono e combattono e anche il modo in cui gli eserciti dirigono il fuoco dell’artiglieria. I laser sono una reazione a quei droni e un tentativo di rendere la distruzione dei droni semplice, efficace e, a lungo termine, conveniente.

Quando siamo arrivati ​​sul posto, oltre i cannoni alterati, sono sbarcato dal SUV e ho visto una zona di lancio di circa una decina di DJI Phantom 4. A seconda del modello, questi droni possono costare fino a $ 3.500 ciascuno. Questa e la fascia piu alta delle offerte commerciali di DJI, ma un ordine di grandezza in meno rispetto ai droni piu semplici progettati per uso militare. Al poligono, questi Fantasmi erano allineati come piccioni di argilla, aspettando il loro turno in cielo prima di essere abbattuti. 

Friggere questi droni sarebbe una coppia di sistemi di armi laser ad alta energia (HELWS), realizzati da Raytheon. Uno era montato sul retro di un Polaris MRZR, un dune buggy di livello militare. L’MRZR aveva ancora i due sedili anteriori e nella parte posteriore si trovavano l’alimentazione e il sistema di puntamento per l’HELWS. Accanto all’arma laser montata sul buggy c’era un sistema identico, solo questo era sul pianale di un grosso camion. Sul campo, HELWS e progettato per essere alimentato a batteria, ma per oggi ognuno di loro funzionava con un generatore portatile, bruciando benzina.

Confronto dei costi

Una quantita relativamente piccola di carburante alimenterebbe i due laser in uso quel giorno per l’insieme delle loro operazioni. Entro la fine della giornata, 10 DJI Phantom 4 giacevano, raccolti, in vari stati di distruzione. A circa $ 3.000 ciascuno, a seconda del modello, sono $ 30.000 in droni distrutti per piu o meno quello che serve per fare il pieno di una piccola macchina.

Questa disparita di costi, tra droni economici e abbattimenti laser ancora piu economici, e una ragione esplicita per lo sviluppo di armi laser. Gli attuali mezzi per distruggere i droni sul campo possono rischiare di essere sovraccaricati e presentano vari inconvenienti.

“Deve essere una soluzione conveniente per i soldati per poterla utilizzare”, ha affermato Annabel Flores, direttore operativo di Global Spectrum Dominance presso Raytheon Intelligence and Space. “Non ha senso sparare qualcosa che e centinaia di migliaia di dollari o un missile da un milione di dollari in qualcosa che e mille dollari.”

Nel 2017, secondo quanto riferito, un alleato degli Stati Uniti ha lanciato un missile antiaereo Patriot contro un quadrirotore hobbista. I missili Patriot sono progettati per intercettare missili da crociera e aeroplani e costano circa 3 milioni di dollari ciascuno. I patrioti sono realizzati anche da Lockheed Martin e Raytheon e, sebbene il missile sia stato efficace contro il drone, la differenza di costo e cosi grande che nel migliore dei casi e stata una vittoria di Pirro. E come uccidere una zanzara usando una granata.

“Questo e solo il lato sbagliato dell’equazione dei costi su cui vuoi stare”, ha detto Flores. “Cio che fondamentalmente ci ha spinto su questa strada e che questa e una vera esigenza e una vera soluzione”.

Il costo di ciascuna attivazione laser e solo una parte dell’equazione. Raytheon ha ricevuto almeno 52,4 milioni di dollari per sviluppare e fornire sistemi HELWS al Dipartimento della Difesa. Questi prototipi e modelli sono stati messi alla prova, con implementazioni al di fuori degli Stati Uniti e 25.000 ore di funzionamento. 

“Il prossimo passo per noi e davvero essere preparati in modo che non sia solo un fantastico dimostratore, un fantastico prototipo, ma questi siano sistemi producibili che i tecnici di assemblaggio stanno mettendo insieme oggi”, ha affermato Flores. “Inizialmente i fisici erano quelli che lavoravano con i laser, poi sono diventati ingegneri mentre stavamo facendo queste prove. Ora sono i tecnici di assemblaggio a mettere insieme questi sistemi”.

Quello che ho visto sul monitor davanti a me

Durante il viaggio verso il poligono, i miei ospiti mi hanno chiesto se gioco ai videogiochi. E passato un decennio da quando ho davvero trascorso del tempo in uno sparatutto in prima persona, ma c’e una memoria muscolare nei controller di videogiochi che persiste. I controlli per il laser sono stati installati all’interno di un rimorchio vicino con pareti di compensato, ma potevano stare facilmente in uno zaino. L’accensione del laser HELWS avviene tramite un programma in esecuzione su un laptop, che riceve informazioni tramite cavo ethernet o fibra ottica. Nella mia mano, a controllare la torretta e il laser, c’era il controller Xbox plug-in.

Lo schermo del laptop era diviso in quadranti di diverse dimensioni. In alto a sinistra, c’e un’ampia visuale dalla telecamera elettro-ottica, che mostra una fetta del terreno circostante. In una finestra piu piccola in alto a destra c’e una vista piu ristretta, guardando in basso la “linea di vista” del laser. (Ne parleremo tra poco.) Sotto la visuale ridotta c’e una bussola su una mappa, che mostra la direzione in cui e rivolto il veicolo, l’orientamento del laser e, quando designato, tutti i bersagli in vista. Quel quadrante ha anche colonne per “segnali” su cui la fotocamera puo ruotare rapidamente, che potrebbero essere punti predeterminati su cui concentrarsi o potrebbero essere nuovi droni aggiunti al sistema da sensori. 

Nella parte inferiore sinistra dello schermo c’era un panorama fotografico orientato al paesaggio dell’area circostante il laser. Questa immagine e stata catturata dal pod della fotocamera e ha dati sovrapposti in cima. Una linea rossa brillante traccia l’orizzonte, codificando un confine che, per questa distanza in questa ripresa, il laser non puo sparare sopra. In un gruppo, sotto un alto pendio, si trovano diversi rettangoli verdi, che indicano i campi visivi e le zone di fuoco. All’interno di queste impostazioni, le torrette laser possono tracciare e quindi sparare e fondere i droni, ma sopra la linea dell’orizzonte o fuori dagli schemi, la pressione del grilletto sul laser non funzionera. 

Questa capacita, che e stata impostata da altri menu, e utile sul campo di allenamento e ha applicazioni sul campo. Un laser utilizzato per proteggere una centrale elettrica, ad esempio, potrebbe voler essere codificato con determinate aree come off-limit, per essere assolutamente sicuro che il laser non colpisca l’infrastruttura per caso. 

Armare il laser

Prima di sparare il laser, deve essere armato. Una scatola di interblocco di sicurezza con due levette consente agli utenti di accendere l’arma laser e di accendere un illuminatore laser, che e distinto dall’arma laser. L’illuminatore viene utilizzato per mirare, ma puo anche causare danni e disorientamento se puntato negli occhi di una persona. Per garantire che il laser non possa essere impostato senza l’autorizzazione del comando, gli interruttori possono essere bloccati da una chiave, portata da un comandante.

Con il controller in mano, prendere di mira il laser e come giocare a un videogioco, anche se la difficolta di mirare a infrarossi e difficile da ignorare, piuttosto che attenuata per motivi di giocabilita. Una volta che un oggetto e stato designato come bersaglio, la torretta puo seguirlo bene, ma zoomare intorno per trovare l’oggetto puo essere complicato, specialmente contro le colline macchiate di ginepro dell’alto deserto.

Sul campo e ad altre distanze, l’identificazione ottica puo essere aiutata dai dati radar, che possono eseguire il ping e tracciare i nuovi droni che arrivano entro la portata. Con questo, un mitragliere laser puo “Slew to Cue” o passare da un oggetto tracciato all’altro come un telecomando scorre tra i canali preferiti.

Sparare il laser

Il laser dell’HELWS e alloggiato nel corpo sotto la torretta e punta verso l’alto verso una lente che lo focalizza. Questo orientamento consente anche a una telecamera di puntare nella stessa direzione, dando al feed video una prospettiva equivalente a guardare in basso la canna di una pistola, sebbene il laser non abbia canna e non sia una pistola. 

Il laser HELWS e integrato in una telecamera Raytheon esistente e in una capsula di designazione laser. Rimuovi l’arma laser e le telecamere a infrarossi ed elettro-ottica del pod, nonche l’illuminatore laser, possono essere trovati su veicoli come droni Predator e aerei C-130. L’illuminatore puo sembrare ridondante, ma in azione puo uniformare l’immagine sulla fotocamera mentre l’arma laser stessa e accesa. Nella vista a infrarossi, il calore del laser distorce il bersaglio, un punto luminoso e luminoso su quelle che un tempo erano chiaramente le caratteristiche dei droni. Con l’illuminatore, il calore appare sbiadito e il laser sul bersaglio puo essere visto chiaramente. 

Il laser ha una portata effettiva di 3 chilometri, o poco piu di 1,8 miglia. La velocita con cui il laser puo bruciare un bersaglio dipende da una serie di fattori, non ultimo dei quali e l’aria stessa. Se la giornata fosse stata piovosa, o ventosa e polverosa, la visita sarebbe stata riprogrammata, poiche le particelle nell’aria possono ostacolarne la funzione. Il tempo del laser per distruggere un bersaglio e determinato anche dalla stabilita della sua messa a fuoco, dalla potenza dell’arma e dal materiale contro cui stava sparando.

Per avere un’idea del laser prima di spararlo ai droni, alcuni bersagli sono stati posizionati su una tavola, con un’altra tavola su un supporto dietro di essa. Questi includevano proiettili inerti da 20 mm con punte di gomma, finte granate, lattine di bevande energetiche e bibite e, successivamente, una scatola di munizioni. Uno dei proiettili da 20 mm si e acceso come una candela sotto il fuoco del laser, mentre il calore del metallo si spostava verso l’alto per bruciare parte della punta di gomma. Le lattine di bibite sono scoppiate e drenate, il metallo sottile si e riscaldato rapidamente ed e esploso verso l’esterno. La scatola delle munizioni vuota si e aperta in pochi secondi. Le granate sono state senza incidenti. Il supporto di cemento della tavola dietro gli oggetti si e sciolto, cemento e fibra sembravano vitrei, cristallini all’esame successivo.

Contro i droni, il fattore chiave per quanto tempo e durato un takedown e stato quale parte del drone e stata colpita. Gli involucri della batteria hanno impiegato piu tempo. Un colpo pulito nello scafo e nell’elettronica potrebbe abbattere un drone in 8-10 secondi. Il mio tiro lungo sul rotore, che ha sciolto parte di un braccio, e stato il piu lento della giornata, a 15 secondi.

Armi moderne per moderni campi di battaglia

In definitiva, sono i droni hobbisti usati come telecamere che hanno sostenuto l’interesse del Pentagono per l’HELWS e armi simili. Prima dei droni, la sorveglianza aerea era costosa, richiedeva aerei o elicotteri e poteva essere neutralizzata con armi costose. Ora i droni con fotocamera, anche quelli abbastanza economici da poter essere acquistati in un negozio, sono abbastanza utili che le forze che combattono da entrambe le parti in Ucraina li considerano essenziali. I droni possono esplorare, a volte persino attaccare e guidare il fuoco dell’artiglieria. In tempo reale, i soldati che utilizzano armi a lungo raggio possono vedere non solo dove sparare, ma anche l’impatto di un colpo dopo che la polvere si e depositata. I laser, montati su camion e buggy, sono un modo per prevenirlo, per inabilitare i droni e lasciare i nemici senza tali informazioni sul campo.

Per tutto il giorno, il boom dell’artiglieria interrompeva occasionalmente la conversazione, aggiungendo ulteriore atmosfera. L’impianto di test laser era, in definitiva, un rimorchio e alcuni veicoli a quattro ruote motrici, parcheggiati su una collina con alcuni vasini e scarsi bunker. Il paesaggio era bellissimo, soprattutto a distanza. Metallo consumato e arrugginito raccolto in alcuni punti e piante resistenti con semi appiccicosi scavate in ogni cosa.

Ci siamo allontanati dal sito intorno alle 4 in punto. Dietro, nella terra che aspettava di essere portata fuori, c’erano i gusci fusi di diversi robot volanti un tempo utili.

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