Et rettet energivåpen (EDA engelsk rettet energi-våpen , DEW) avgir energien i ønsket retning uten behov for prosjektil . Den overfører energi til et mål for ønsket effekt. De ønskede effektene på mennesker kan være dødelige. I tillegg til bruk på mennesker eller som et potensielt rakettforsvar, har styrt energiteknologi også vist seg å stoppe eller deaktivere bevegelige biler, droner, vannscooter og elektroniske enheter som mobiltelefoner. Energi kan komme i forskjellige former:
Direkte energivåpen kan brukes diskret siden strålingen bruker områder som RF (radiofrekvens = 3 kHz til 300 GHz ), usynlig og uhørbar.
Direkte energivåpen har en tendens til å bli klassifisert i henhold til hvor ofte de fungerer som RF (for radiofrekvens) og Laser, eller hvordan de opererer.
Selv om noen enheter er merket som mikrobølgevåpen; mikrobølgeovnens område er ofte definert som mellom 300 MHz og 300 Ghz, området for radiobølger. Her er noen eksempler på våpen som er blitt offentliggjort av militæret:
Lasere brukes ofte av rifler for observasjon, fange og målrette; i disse tilfellene er ikke laserstrålen kilden til våpenets ildkraft. Laservåpen produserer vanligvis korte, høyenergiske pulser. En megajoule pulserende laser leverer omtrent den samme energien som 200 gram høysprengstoff og gir den samme primære effekten på et mål. Hovedskademekanismen er mekanisk skjæring forårsaket av en reaksjon når overflaten på målet eksplosivt fordamper. De fleste av de eksisterende laservåpnene er gassdynamiske lasere. Et drivstoff, eller en kraftig turbin , skyver laserutslippene fra mediet gjennom en krets eller en serie åpninger. Høyt trykk og varme får mediet til å danne plasma og laser. En av hovedproblemene med disse systemene er å bevare speilene med høy presisjon og vinduene i resonanshulen i laseren. De fleste systemer bruker en "oscillator" laser med lav effekt for å generere en sammenhengende bølge og deretter forsterke den. Noen eksperimentelle laserforsterkere bruker ikke vinduer eller speil, men de har åpne åpninger som ikke kan ødelegges av høy energi. Noen lasere brukes som ikke-dødelige våpen , for eksempel blendere som er designet for midlertidig å blinde eller unngå oppmerksomhet fra mennesker eller sensorer.
BlendereDazzlers er enheter som brukes til midlertidig å blinde eller desorisere en angriper, eller stoppe en sjåfør i et kjøretøy i bevegelse. Mål kan også være mekaniske sensorer eller et fly. Dazzlers sender ut infrarødt eller usynlig lys mot forskjellige elektroniske sensorer og synlig lys mot mennesker når de er ment å forårsake ingen langsiktig skade på øynene . Senderne er vanligvis lasere , for det som kalles en laserblender. De fleste nåværende systemer er bærbare og fungerer enten i de røde ( via en diodelaser ) eller grønne ( via en diodepumpet solid laser, DPSS) -regioner i det elektromagnetiske spekteret .
En elektrolaser lar (gjennom laseren) blomstre oppstå (danner en ledende ionisert luftkanal / -bane ), og sender deretter en kraftig elektrisk strøm gjennom den dannede plasmakanalen / banen mot målet, omtrent som lynet . Det fungerer som en gigantisk versjon av Taser eller en elektrisk energipulspistol med høy energi over lang avstand.
Pulsed Energy Projectile eller PEP-systemer avgir infrarøde laserpulser som raskt skaper et ekspanderende plasma mot målet. Den resulterende lyden, støt og elektromagnetiske bølger bedøver målet og forårsaker smerte og midlertidig lammelse. Våpenet er under utvikling og er ment som et ikke-dødelig våpen for mengdekontroll.
Laservåpen kan ha flere viktige fordeler i forhold til konvensjonelle våpen:
Moderne ballistiske våpen har generelt systemer for å motvirke de fleste av de uønskede bivirkningene som er oppført ovenfor. Derfor kan fordelen med laservåpen fremfor ballistikk være på eleganse og pris.
De eksisterende metodene for lagring, ledningsevne, transformasjon og styrt energi tillater ikke produksjon av et praktisk bærbart våpen. Eksisterende lasere mister mye energi i form av varme, som krever fortsatt tungvint kjøleutstyr for å forhindre skader fra overoppheting. Luftkjøling gir ikke en akseptabel forsinkelse mellom skuddene. Disse problemene, som sterkt hindrer muligheten for laservåpenrealisering på dette tidspunktet, kan kompenseres av:
Kjemiske lasere bruker som energikilde til en tilpasset kjemisk reaksjon og ikke elektrisitet. Oksygenjodid kjemisk laser ( hydrogenperoksid som reagerer med jod ) og hydrogenfluoridlaser ( fluoratomet som reagerer med deuterium ) er to typer laser som er i stand til å produsere en kontinuerlig stråle med en effekt i størrelsesorden megawatt. Håndteringen av kjemiske reagenser presenterer sine egne utfordringer og spørsmål om generell ineffektivitet og det som er relatert til kjøling gjenstår. Disse problemene kunne lindres hvis våpenet ble montert enten i en forsvarsposisjon nær et kraftstasjon, eller om bord på et stort fartøy, muligens kjernefysisk drevet , navigerende, fordi det ville ha fortjenesten å ha vann i rikelig for kjøling.
Laserstrålene får først plasmatilstanden til å bryte ned i atmosfæren ved energitettheter nær en megajoule per kubikkcentimeter. Denne effekten, kalt "blomstrende", uskarpe laseren og spre energien i den omgivende luften. Blomstring kan være størst hvis det er tåke , røyk eller støv i luften. Teknikker som kan redusere disse effektene inkluderer:
Et annet problem med laservåpen er at materialet som fordamper fra målets overflate begynner å danne en skygge. Det er flere tilnærminger til dette problemet:
En laserstråle eller partikkelstråle i luften kan absorberes eller spres av regn, snø, støv, tåke, røyk eller lignende visuell hindring når en kule lett ville ha passert gjennom den. Denne effekten blir lagt til de blomstrende problemene som gjør energispredningen i atmosfæren enda viktigere. Den bortkastede energien kan forstyrre skyens utvikling til sjokkbølgen skaper en "tunneleffekt". Ingeniører fra MIT og den amerikanske hæren studerer bruken av denne effekten for hydrometeorstyring .
Indirekte brann, brukt av artilleri, lar deg treffe et mål bak en bakke, men er ikke mulig med synsfelt fra rettet energivåpen. De mulige alternativene er å montere lasere (eller kanskje bare reflektorer) på luftbårne eller romplattformer.
En maser er en enhet som produserer sammenhengende elektromagnetisk stråling . Historisk sett kommer "maser" fra det opprinnelige akronymet i store bokstaver, MASER , som betyr " M icrowave A mplification by S timulated E assignment of R adiation " ( Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation ). Bruken av små bokstaver har sitt utspring i den teknologiske utviklingen som gjorde den opprinnelige notasjonen upresise, som moderne masere sende ut elektromagnetiske bølger ( mikrobølge og radiofrekvenser ) over et bredt bånd av det elektromagnetiske spektrum ; dermed foreslo fysikeren Charles Townes bruk av " m oléculaire" for å erstatte "mikrobølgeovn" for en moderne språklig presisjon. I 1957, da den sammenhengende optiske oscillatoren ble utviklet, ble den kalt optisk maser, mer generelt kalt laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) , akronymet som Gordon Gould opprettet i 1957.
Den sjeldne doble gassen til et lasermedium er apolar.
Partikkelstrålevåpen kan bruke ladede eller nøytrale partikler og kan enten være endo-atmosfæriske eller ekso-atmosfæriske. Partikkelbjelker er teoretisk mulig, men i praksis er utformingen av slike våpen vanskelig og vil kreve betydelige teknologiske fremskritt i fremtiden. Visse typer partikkelbjelker har fordelen av å fokusere automatisk i atmosfæren. Blomstring er også et problem for våpen med partikkelstråler. Energi som ellers ville være konsentrert om målet forsvinner; bjelken blir mindre effektiv:
Plasmavåpen, ofte oppstått i science fiction-verk, genererer en tett strøm av plasma , materie i den begeistrede tilstanden ( tilstand av materie ) med høy energi. MARAUDER-programmet (Magnetically Accelerated Ring to Achreach Ultra-High Directed-Energy and Radiation) brukte Shiva Star-prosjektet (en bank med høyenergikondensatorer som ga midler til å teste våpen og andre enheter som krever svært store og korte mengder energi). å akselerere en plasma torus til en betydelig prosentandel av lysets hastighet.
I et vakuum (f.eks. I rommet ) kan en elektronstråle bevege seg en potensielt ubegrenset avstand med en hastighet litt langsommere enn lysets hastighet. Dette er fordi det ikke er noen signifikant elektrisk motstand mot gjennomføring av elektrisk strøm i et vakuum. Dette ville gjøre disse enhetene nyttige for å ødelegge de elektriske og elektroniske delene av satellitter og romfartøy .
Energivåpenets hastighet bestemmes av bjelkens tetthet. Hvis den er veldig tett, er den veldig kraftig, men en partikkelstråle beveger seg mye langsommere enn lysets hastighet . Dens hastighet er en funksjon av masse, kraft, tetthet eller partikkel / energitetthet.
Akustisk kavitasjon, som påvirker gassbobler i menneskelig vev, og oppvarming kan skyldes eksponering for ultralyd og kan skade vev og organer. Studier viser at eksponering for ultralyd med høy intensitet ved frekvenser fra 700 kHz til 3,6 MHz kan forårsake lunge- og tarmskader hos mus. I 2017 ble et angrep på amerikanske diplomater stasjonert på Cuba først tilskrevet et lydvåpen.
Ifølge legenden begynte begrepet "brennende speil" eller dødsstråle med Archimedes som skapte et speil med justerbar brennvidde (eller, mer sannsynlig, en serie speil orientert på samme punkt) for å fokusere sollyset på det. skip av den romerske flåten , da de invaderte Syracuse og satte dem i brann. Historikere påpekte at de tidligste beretningene om slaget ikke nevnte et "brennende speil", men bare antydet at Archimedes-oppfinnsomhet kombinert med en måte å projisere ild var nyttig i seier. Noen få forsøk på å replikere denne bragden har hatt suksess (men ingen av de tre forsøkene på MythBusters TV-show ). Spesielt viste et eksperiment utført av studenter ved MIT at et våpen som hvilte på et speil var mulig, selv om det ikke nødvendigvis var mulig.
I 1935 spurte det britiske luftfartsdepartementet Robert Watson-Watt fra Radio Research Station om en " dødsstråle " var mulig. Han og hans kollega Arnold Wilkins konkluderte raskt med at dette ikke var mulig, men foreslo som en konsekvens bruk av radio for deteksjon av fly, og så begynte utviklingen av radar i Storbritannia. Se: Radarens historie .
Nikola Tesla (1856–1943), en kjent oppfinner, forsker og elektroingeniør, utviklet de første høyfrekvente teknologiene. Tesla jobbet med tegningene for et styrt energivåpen fra begynnelsen av 1900-tallet til sin død. I 1943 skrev Tesla en avhandling med tittelen Kunsten å projisere konsentrert ikke-spredende energi gjennom naturlige medier på ladede partikkelbjelker.
På begynnelsen av 1940-tallet utviklet Axis- ingeniører en lydkanon som bokstavelig talt kunne riste en person inn i seg selv. En metangassen forbrenningskammeret fører en pulset detoneringsbølge fra omtrent 44 Hz til to parabler . Denne infralyden , forsterket av de parabolske reflektorene, forårsaket svimmelhet og kvalme i 200 - 400 meter, vibrerte beinene i mellomøret og ristet cochleavæsken i det indre øret . Over en avstand på 50–200 meter kunne lydbølger virke på kroppsvev og væsker med gjentatte kompresjoner og frigjøre kompresjonsresistente organer som nyrer , milt og lever (dette hadde liten påvisbar effekt). På formbare organer som hjertet , mage og tarm ). Den lungevevet ble påvirket bare på sin del som ligger nærmest atmosfærisk luft , så langt det var sterkt supplert, bare den blod-rike alveoler motstå kompresjon. I praksis var våpensystemer veldig sårbare for fiendens brann. Den skudd pistolen til bazooka og mørtel lett deformeres parabolske reflektorer, slik at forsterkning av bølgen ineffektiv. I de senere stadiene av 2. verdenskrig plasserte Det tredje riket i økende grad alle sine håp på jakten på revolusjonerende hemmelig våpenteknologi, Wunderwaffen .
Blant de styrte energivåpen som ble studert av nazistene var røntgenvåpnene utviklet under ledelse av Heinz Schmellenmeier, Richard Gans og Fritz Houtermans. De bygget et elektron akselerator kalt Rheotron (oppfunnet av Max Steenbeck for Siemens-Schuckert i 1930, som senere ble kalt betatronen av amerikanerne) til å produsere hardt x-ray synkrotron stråling for Reichsluftfahrtministerium (RLM). Målet var å preionisere antenningen av flymotorer og dermed tjene som et rettet luftvernvåpen og skyte ned fly innen rekkevidden til Flak. Rheotronen ble beslaglagt av amerikanerne i Burggrub 14. april 1945. En annen tilnærming var Ernst Schiebolds "Röntgen gun", utviklet fra 1943 i Großostheim nær Aschaffenburg . Richert Seifert & Co fra Hamburg leverte delene. Det tredje riket videreutviklet lydvåpen ved hjelp av parabolske reflektorer for å projisere lydbølgenes ødeleggende kraft. Mikrobølgeovner ble studert med japanerne.
På 1980-tallet foreslo USAs president Ronald Reagan programmet Strategic Defense Initiative (SDI) kalt Star Wars. Han foreslo at romlasere, kanskje røntgenlasere, kunne ødelegge interkontinentale ballistiske missiler under flukt. Selv om konseptet med strategisk rakettforsvar fortsetter den dag i dag med Missile Defense Agency, er de fleste av de rettet energivåpenkonseptene klassifisert. Imidlertid har Boeing hatt en viss suksess med Boeing YAL-1 og Boeing NC-135, den tidligere ødelegger to missiler i februar 2010. Finansieringen har blitt kuttet i likhet med programmer.
Under Irak-krigen ble elektromagnetiske våpen, inkludert kraftige mikrobølgeovner, brukt av det amerikanske militæret for å forstyrre og ødelegge irakiske elektroniske systemer og kan ha kontrollert folkemengdene. Arten og omfanget av eksponering for elektromagnetiske felt er ukjent.
Sovjet startet sin innsats i utviklingen av rubinlaser og karbondioksidlaser som et anti-ballistisk missilsystem. Det er rapporter om at det komplekse Terra 3 fra Sary Shagan ble brukt ved flere anledninger for å "blinde" midlertidige amerikanske spioneringssatellitter i det infrarøde. Russland sies å ha benyttet seg av lasere på Terra-3-stedet rettet mot Challenger- romfergen i 1984. På den tiden var sovjettene bekymret for at skyssen kunne brukes som romferge . På sitt sjette oppdrag ( STS-41-G ), 10. oktober 1984, ble det hevdet at Terra-3s sporingslaser rettet mot Challenger da den fløy over komplekset. Tidlige rapporter hevdet at han var ansvarlig for å forårsake "feil i romfergen og mannskapets nød." USA arkiverte en diplomatisk protest over hendelsen. Imidlertid blir denne historien fullstendig nektet av medlemmer av STS-41-G- mannskapet og relevante medlemmer av amerikansk etterretning.
Foreløpig vurderes teknologien for ikke-militær bruk for å beskytte jorden mot asteroider .
1997 Corps Training and Education Command (TECOM) Technology Symposium konkluderte med ikke-dødelige våpen, "å bestemme virkningene på personell er den største utfordringen for testmiljøet", først og fremst fordi "potensielle skader og potensielle dødsfall sterkt begrenser menneskelige studier". I tillegg kan styrte energivåpen som er rettet mot sentralnervesystemet og forårsaker nevrofysiologisk svekkelse, bryte med 1980-konvensjonen om visse konvensjonelle våpen. Våpen som overgår ikke-dødelige intensjoner og forårsaker "unødvendig skade eller unødvendig lidelse" kan også bryte protokoll I i Genève Konvensjoner fra 1977. Noen biologiske effekter som er vanlige for ikke-dødelige elektromagnetiske våpen inkluderer:
Forstyrrelser i pusten gir de viktigste, potensielt dødelige resultatene. Lette og repeterende visuelle signaler kan forårsake kramper eller epilepsi . Vection og reisesyke kan også forekomme. Det er kjent at cruiseskipene bruker soniske våpen (som LRAD ) for å avvise pirater .