โรงเรียนบ้านหนองนกกะเรียน สำนักงานเขตพื้นที่การศึกษาประถมศึกษาราชบุรี เขต 1 จังหวัดราชบุรี
วันที่ 26 มิถุนายน 2024 5:26 AM
b-school04
logo-cโรงเรียนบ้านหนองนกกะเรียน
หน้าหลัก » นานาสาระ » เลเซอร์ อธิบายและให้ความรู้เกี่ยวกับการทำงานของเครื่องบินที่ยิงเลเซอร์

เลเซอร์ อธิบายและให้ความรู้เกี่ยวกับการทำงานของเครื่องบินที่ยิงเลเซอร์

อัพเดทวันที่ 4 พฤษภาคม 2023 เข้าดู 157 ครั้ง

เลเซอร์ อาวุธเลเซอร์ได้ทำให้จินตนาการถึงนิยายวิทยาศาสตร์ แม้ว่าคุณจะไม่ได้ยินเสียงแสงเลเซอร์ การระเบิดของดาวเคราะห์มรณะ หรือเสียงอื่นใดในสุญญากาศของอวกาศแต่ก็มีบางสิ่งที่ยอดเยี่ยมอย่างไม่อาจปฏิเสธได้ เกี่ยวกับการทำให้เป้าหมายถูกลืม ด้วยการระเบิดพลังงานที่มีความเข้มข้นสูง อาวุธธรรมดานั้นทรงพลัง การทิ้งระเบิดจากเครื่องบินเป็นวิธีที่ดีในการปรับระดับโรงงานยุทโธปกรณ์ทั้งหมด หรือสร้างสะพานยุทธศาสตร์

แต่การทำสงครามในศตวรรษที่ 21 ซึ่งถูกทำเครื่องหมายด้วยกลุ่มผู้ก่อการร้าย และการโจมตีด้วยโดรนแบบไร้คนขับนั้น ต้องการความแม่นยำมากขึ้นจากอาวุธยุทโธปกรณ์ทางทหาร และไม่มีอะไรแม่นยำกว่าเลเซอร์อีกแล้ว ผู้ผลิตอาวุธรายใหญ่ของอเมริกาทุกราย เช่น โบอิ้ง ล็อกฮีด มาร์ตินและนอร์ทธรอป กรัมแมนอยู่ภายใต้สัญญากับกองทัพบก กองทัพเรือและกองทัพอากาศสหรัฐ เพื่อพัฒนาระบบเลเซอร์ที่ทรงพลังและกะทัดรัดมากขึ้น

ซึ่งสามารถนำไปใช้กับเรือรบ รถถังหรือแม้แต่เครื่องบินได้ เลเซอร์ เกรดทางการทหารถูกทิ้งร้างมานานหลายทศวรรษ ในฐานะความฝันในนิยายวิทยาศาสตร์ กลับมาอีกครั้งในพาดหัวข่าวและเลวร้ายยิ่งกว่าที่เคย ในช่วงปลายปี 2014 General Atomics ได้โพสต์วิดีโอสาธิตการระเบิดของระบบอาวุธเลเซอร์ LaWS ซึ่งเป็นเลเซอร์ขนาดรถบรรทุกที่ดูเหมือนกล้องโทรทรรศน์ระดับสูง ติดตั้งบนเรือรบ USS Ponce ซึ่งเป็นเรือรบของกองทัพเรือ อาวุธที่หมุนได้ยิงเป้าหมายอย่างเงียบๆ

เลเซอร์

ซึ่งผูกติดกับด้านหลังของเรือเร็วที่กำลังเคลื่อนที่ จากนั้นนำโดรนไร้คนขับออกมาเพื่อตอนจบที่ยิ่งใหญ่ ในเดือนมีนาคม 2015 ล็อกฮีด มาร์ตินข่าวพาดหัวเมื่อใช้เลเซอร์ขนาด 30 กิโลวัตต์ที่เรียกว่าการทดสอบสินทรัพย์พลังงานสูงขั้นสูง ATHENA เพื่อเจาะรูร้อนแดงในท่อร่วมของรถกระบะจากระยะทาง 1 ไมล์ประมาณ 1.6 กิโลเมตร ที่งาน Lab Day ของกระทรวงกลาโหมในเดือนพฤษภาคม 2558 หัวหน้าห้องปฏิบัติการวิจัยกองทัพอากาศ

ซึ่งได้ประกาศต่อสาธารณะว่าเป้าหมาย ของกองทัพสหรัฐในการรัดเลเซอร์ขนาด 100 กิโลวัตต์เข้ากับเครื่องบินรบภายในปี 2565 นั่นคือสิ่งที่ใกล้เคียงที่สุดกับเครื่องบินรบเอ็กซ์วิงตัวจริงของทาทูอิน มีความก้าวหน้าอย่างไม่น่าเชื่อในเทคโนโลยีเลเซอร์ แต่เราจะบรรลุเป้าหมายในปี 2565 ในการติดตั้งเด็กเลวเหล่านี้บนเครื่องบินหรือไม่ พื้นฐานของเลเซอร์ เลเซอร์คือเครื่องจักรที่สามารถสร้างลำแสงที่มีความเข้มข้นสูง และด้วยกำลังที่เพียงพอทำให้เกิดความร้อนสูง

คำว่า LASER เป็นคำย่อของการขยายแสงโดยการกระตุ้นการปล่อยรังสี เลเซอร์ที่ทรงพลังที่สุดสามารถเผาไหม้ผ่านเหล็กได้ภายในไม่กี่วินาทีแม้จากระยะไกล ในบทความปี 1917 ของเขาเกี่ยวกับทฤษฎีควอนตัมของการแผ่รังสี อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์เป็นคนแรกที่วางหลักการทางทฤษฎีเบื้องหลังเลเซอร์ แม้ว่าจะไม่มีชื่อนี้จนกระทั่งปี 1960 เมื่ออะตอมถูกกระตุ้นเข้าสู่สถานะตื่นตัว อิเล็กตรอนตัวใดตัวหนึ่งของอะตอมจะเพิ่มระดับพลังงานที่สูงขึ้นชั่วคราว

เมื่ออิเล็กตรอนกลับสู่สภาพเดิม โฟตอนของพลังงาน อนุภาคของแสงจะถูกปล่อยออกมาซึ่งสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงพลังงานนั้น โดยปกติแล้วโฟตอนของพลังงานจะยิงออกไปในทิศทางสุ่ม ที่ความยาวคลื่นแบบสุ่มแต่ไม่เป็นเช่นนั้นกับเลเซอร์ ในเลเซอร์การปล่อยโฟตอนจะถูกควบคุมอย่างมาก การใช้ปฏิกิริยาเคมี ก๊าซหรือผลึกของแข็ง อะตอมจะถูกสูบเข้าสู่สภาวะตื่นเต้นภายในห้องกระจก เมื่ออิเล็กตรอนในอะตอมกลับสู่สภาพปกติ

ซึ่งมันจะปล่อยโฟตอนของแสงออกไปทุกทิศทาง อย่างไรก็ตาม โฟตอนเหล่านั้นบางส่วนจะสะท้อนตรงจากพื้นผิว ที่เป็นกระจกที่ปลายทั้ง 2 ด้านของห้อง โฟตอนที่กระดอนเหล่านั้นกระตุ้นให้อะตอมจำนวนมากขึ้นในห้อง เพื่อปล่อยโฟตอนที่ไปในทิศทางเดียวกัน หลังจากเกิดปฏิกิริยาหลายพันล้านครั้ง ผลที่ได้คือคอลัมน์ของแสงที่สั่นด้วย ความยาวคลื่นเดียวกันสีเดียว ในทิศทางเดียวกันซึ่งเรียกว่าแสงที่เชื่อมโยงกันหรือแสงเลเซอร์

หลังจากนักฟิสิกส์ ทีโอดอร์ ไมแมนสาธิตเลเซอร์ตัวแรกในปี 1960 เลเซอร์ก็เข้าสู่กระแสหลักทางวิทยาศาสตร์และวัฒนธรรมอย่างรวดเร็ว ทุกวันนี้เลเซอร์พลังงานต่ำถูกใช้เพื่ออ่านซีดีและบาร์โค้ดที่ร้านขายของชำ ในขณะที่เลเซอร์พลังงานสูงกว่านั้นถูกฉายแสงจากหอดูดาว เพื่อวัดระยะทางที่แม่นยำของดาวเคราะห์ การแข่งขันเพื่อสร้างอาวุธเลเซอร์มีมานานหลายทศวรรษ ความท้าทายมาโดยตลอดคือการสร้างเลเซอร์ที่ทรงพลัง จะสร้างความร้อนมหาศาลในระยะทางไกล

แต่มีขนาดเล็กและเสถียรพอที่จะติดตั้งบนเรือหรือแม้แต่เครื่องบิน ความพยายามครั้งแรกกับเครื่องบินเจ็ตยิงด้วยเลเซอร์ ในคำปราศรัยทางโทรทัศน์ทั่วประเทศเมื่อวันที่ 23 มีนาคม พ.ศ. 2526 ประธานาธิบดีโรนัลด์ เรแกน เสนอให้สร้างเทคโนโลยีการป้องกันในอวกาศ ที่จะยิงหัวรบนิวเคลียร์ของรัสเซียจากท้องฟ้าด้วยดาวเทียมยิงเลเซอร์ สื่อขนานนามว่าสตาร์ วอร์ส การริเริ่มการป้องกันเชิงกลยุทธ์ SDI ให้ความสนใจอย่างจริงจังเป็นครั้งแรกในการพัฒนาเลเซอร์ร้ายแรง

แต่โครงการสูญเสียเงินทุนเมื่อสงครามเย็นละลายในปี 1991 แม้ว่าสตาร์ วอร์สจะแผ่วไปบ้าง แต่นักเทคโนโลยีการทหารก็ยังไม่หมดศรัทธาในเลเซอร์ในฐานะแอปนักฆ่า ในช่วง 30 ปีที่ผ่านมากองทัพสหรัฐฯ และผู้ผลิตอาวุธของสหรัฐฯ ได้ลงทุนหลายพันล้านเพื่อพัฒนาเลเซอร์ร้ายแรง ที่สามารถยิงได้จากเครื่องบินทหาร เลเซอร์ทางยุทธวิธีขั้นสูงของโบอิ้ง ATL ซึ่งเปิดตัวในปี 2551 เป็นหนึ่งในการทดสอบหลักครั้งแรกของเลเซอร์ ระดับทางการทหารในเรือรบที่บินได้

เลเซอร์เคมีหนัก 40,000 ปอนด์ประมาณ 18,144 กิโลกรัมแทบจะไม่เบาเลย ซึ่งใหญ่เกินไปที่จะติดตั้งบนเครื่องบินขับไล่ ดังนั้น กองทัพอากาศจึงยัดมันไว้ในท้องของเครื่องบินขนส่ง C-130 ยุคปี 1950 ATL มูลค่า 200 ล้านดอลลาร์สามารถสร้างลำแสงเลเซอร์กว้าง 3 นิ้วประมาณ 10 เซนติเมตร ซึ่งขับเคลื่อนโดยปฏิกิริยาระหว่างก๊าซคลอรีน และไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดสำหรับวิศวกรของโบอิ้ง คือการออกแบบระบบติดตามและเล็งเป้าหมาย

ซึ่งสามารถปรับให้เข้ากับการสั่นสะเทือนที่คงที่ และการเลื่อนพิกัดของการบินได้โดยอัตโนมัติ ระหว่างการบินทดสอบเหนือนิวเม็กซิโก ATL ประสบความสำเร็จในการยิงเป้าหมายภาคพื้นดินที่หยุดนิ่งและเผาเป็นรูเล็กๆ บนรถกระบะที่กำลังเคลื่อนที่ เนื่องจากระบบ ATL ขนาดใหญ่ต้องอาศัยการจัดเก็บสารเคมีบนเรือ จึงสามารถยิงได้อย่างน่าเชื่อถือเพียงหกครั้งโดยไม่ต้องโหลดซ้ำ ในปี 2010 เลเซอร์ยิงด้วยไอพ่นได้รับการอัปเกรดด้วยการเปิดตัวเตียงทดสอบเลเซอร์ในอากาศ

ซึ่ง ALTB คือเลเซอร์เคมีตัวย่อคือ COIL เคมีออกซิเจนไอโอดีนเลเซอร์ ซึ่งจะอยู่ตรงจมูกของโบอิ้ง 747 ALTB ออกแบบมาโดยเฉพาะให้เป็นเลเซอร์อากาศสู่อากาศ ที่สามารถยิงขีปนาวุธของศัตรูจากท้องฟ้าได้ ระหว่างภารกิจทดสอบมากกว่า 200 ครั้ง ALTB ประสบความสำเร็จในการเข้าปะทะ และทำลายขีปนาวุธระยะสั้น 2 ลูก แต่นั่นยังไม่เพียงพอที่จะทำให้โปรแกรมได้รับทุนสนับสนุน

ฝูงบินที่ติดตั้งเครื่องบินเลเซอร์ 10 ถึง 20 ลำจะมีราคา 1.5 พันล้านดอลลาร์ต่อลำ ซึ่งเกินกว่าที่กองทัพจะยอมจ่ายเพื่อซื้ออาวุธพลังงานต่ำ ALTB ถูกทิ้งอย่างเป็นทางการในปี 2555 และถอดชิ้นส่วน ไม่ต้องกังวลแม้ว่าความฝันของเครื่องบินไอพ่นที่ยิงด้วยเลเซอร์นั้นยังห่างไกล การพัฒนาล่าสุดในเครื่องบินเจ็ตยิงด้วยเลเซอร์ แม้จะมีช่องว่างด้านเงินทุนสำหรับเครื่องบินไอพ่นยิงเลเซอร์ แต่ผู้นำสูงสุดในกองทัพอากาศสหรัฐยังคงเชื่อว่าเลเซอร์ระดับสูงมีประโยชน์ทางยุทธวิธีอย่าง

แม้ว่าเลเซอร์บนภาคพื้นดินจะมีข้อดีตรงที่ใหญ่กว่าและหนักกว่า แต่ลำแสงของพวกมันสามารถบิดเบี้ยวได้ ในขณะที่มันผ่านชั้นบรรยากาศ เลเซอร์ที่ติดตั้งกับเครื่องบินไอพ่นระดับสูงสามารถกำจัดยานและขีปนาวุธของข้าศึกได้แม่นยำยิ่งขึ้น และในระยะทางที่ไกลขึ้นผ่านอากาศที่เบาบางกว่า

บทความที่น่าสนใจ : นักดาราศาสตร์ อธิบายกับประวัตินักดาราศาสตร์หญิงที่มีการชอบดาวฤกษ์

นานาสาระ ล่าสุด