Kan man reflektere en laser - og undgå militært angreb?

Laservåben findes ikke kun i Star Wars-universet. Flere lande har i de seneste år taget den kendte science fiction-teknologi til sig.

Og selvom det foreløbig er uklart, om lasersystemer kommer til at spille en afgørende rolle i fremtidens krigsførelse, har vi oplevet flere eksempler på, at 'the force is strong with it', som man siger det på Star Wars-sprog.

Amerikanerne har således offentliggjort en række optagelser, hvor de skyder fly og missiler ned med laservåben fra jorden, vandet og luften.

Også kinesiske militærforskere arbejder med den slags forsøg. For et par måneder siden afslørede de resultatet af deres arbejde: Et laservåben, der ifølge deres oplysninger ødelagde 30 ud af 30 lavtflyvende droner.

Og i Israel er man nu så langt i laservåbenudviklingen, at landets forsvar er ved at gøre klar til at lancere Iron Beam, et komplet missilskjoldsystem baseret på laserteknologi.

De mange nyheder om brug af laser til militære formål har fået Peer Pedersen til tasterne.

»Jeg vil gerne vide, om det eventuelt kan lade sig gøre at afværge laserstråler og beskytte mål ved at påføre en spejlblank yderbelægning - for eksempel ved hjælp af vakuum-aluminisering. Findes der forskning, er spørgsmålet kontroversielt rent militært, eller er det helt enkelt uinteressant?« spørger Peer Pedersen, der tilføjer, at han er en trofast læser af Videnskab.dk.

Aluminium er god til at reflektere

For at finde svar på Peer Pedersens spørgsmål har vi ringet til Henning Heiselberg, seniorforsker ved Forsvarets Materiel- og Indkøbsstyrelse, og professor Søren Rud Keiding fra Institut for Kemi ved Aarhus Universitet.

Henning Heiselberg skyder på, at de kloge hoveder fra militærbranchen 'garanteret' har overvejet Peer Pedersens idé med en reflekterende overflade.

Men der er flere problemer med idéens implementering, mener Henning Heiselberg, der til at starte med kommer ind på, at lasere bruger forskellige bølgelængder - ikke kun i det synlige spektrum, men også i det infrarøde spektrum og det ultraviolette spektrum.

Infrarød stråling har længere bølgelængde og lavere frekvens end synligt lys, mens ultraviolet stråling har kortere bølgelængde og højere frekvens end synligt lys.

Her er Peer Pedersen og vi andre dog så heldige, at aluminium faktisk har en endnu større reflekterende evne i det infrarøde spektrum end i det synlige spektrum. Aluminium er også god til at reflektere i det område af det ultraviolette spektrum, hvor krigslasere opererer.

Missilet skal reflektere 100 - ikke 'bare' 99 - procent

Spørgsmålet er dog, om man kan opnå en refleksion, der er tilstrækkelig høj til, at den energi, som alligevel bliver transmitteret, ikke er dødbringende for missilet.

Ifølge Søren Rud Keiding fra Institut for Kemi ved Aarhus Universitet er det meget vigtigt, at missilets overflade reflekterer 100 procent eller meget, meget tæt på 100 procent af laserstrålingen - og ikke bare »99 procent komma et eller andet«.

»Selv den lille bitte smule lys, som ikke bliver reflekteret, kan ødelægge det spejlagtige materiale, og så bliver selve missilet eller satellitten ødelagt straks efter,« fastslår Søren Rud Keiding.

Varmesøgende missiler er for risikable

Derudover er det sådan, at når man bruger laser til at skyde missiler ned, så drejer det sig typisk om de forholdsvis små missiler, der går under navnet Man Portable Air Defense Systems (MANPADS). En enkelt person eller en gruppe personer kan affyre sådan et missil uden at bruge de helt store krigsmaskiner.

»Men MANPADS er varmesøgende og har derfor optik i næsen, som man ikke kan aluminisere, da den nødvendigvis skal være gennemsigtig i det infrarøde spektrum, så det infrarøde lys kan komme ind i søgeren. Og så kan laseren også skinne igennem ind i søgeren,« forklarer Henning Heiselberg fra Forsvarets Materiel- og Indkøbsstyrelse.

Man kunne muligvis forsøge at løse problemet med et filter, der kun lod et bestemt område af det infrarøde lys passere, mens (laser)lyset ved de andre frekvenser blev reflekteret.

Men så er vi ude i en meget vanskelig opgave, og selv hvis det lykkes, vil laserforsvarschefen kunne finde et modtræk, når han/hun finder ud af, hvilket område, der får lov til at passere gennem filtret.

I modsætning til de små MANPADS er de interkontinentale ballistiske missiler, de strategiske masseødelæggelsesvåben med en rækkevidde på cirka 12.000 kilometer, ikke varmesøgende. Derfor burde det umiddelbart være lidt nemmere at forsvare dem fra laserskud.

Der er ikke nok smæk på en laser

Henning Heiselberg hæfter sig dog ved, at det næppe er relevant at tænke i de baner. Godt nok har USA haft ambitioner om at montere stærke laserkanoner på de store Boeing-flyvemaskiner, som skulle være i stand til netop at ødelægge de ballistiske missiler.

Men selvom der blev udført en del vellykkede tests, fandt man i sidste ende frem til, at forsvarssystemet var ved at blive for dyrt, for kompliceret og for usikkert, og programmet er blevet skrottet.

»Selv MANPADS kræver en kraftig laser, hvis den skal kunne ødelægge missilet. Det er nemmere at narre missilet ved at jamme (forstyrre med støjsender, red.) det,« forklarer Henning Heiselberg, der slår fast, at vi endnu ikke er på vej i Star Wars-lignende tilstande:

»Det grundlæggende problem med lasere er, at der ikke er meget impuls i. Du varmer objektet op, men det er ikke, som når du skyder en kugle, hvor der er smæk på. De lasere, der er stærke nok til at ødelægge missiler og fly, er typisk store og tunge.«

Og de store og tunge lasere er både dyre at producere og svære at transportere.

Laserstråler er ikke missilproducenternes største problem

Ligesom Henning Heiselberg peger professor Søren Rud Keiding fra Aarhus Universitet også på, at de ødelæggende laserstråler endnu ikke er i nærheden af at være missilproducenternes største problem.

»Man arbejder aktivt for at udvikle forsvarssystemer - også mod missiler, flyvemaskiner og satellitter, der flyver rundt oppe i rummet. Og når man forsvarer sig mod for eksempel varmesøgende missiler, så prøver man især at forstyrre deres sigtemekanisme. Flyvemaskiner kan for eksempel gøre det ved at udkaste store kasser med sølvpapirstrimler,« siger Søren Rud Keiding, der skal være med til at lede Danmarks kommende nationale lasercenter, Danish National Laser Center (DANLASE).

Et andet udbredt forsvarsprincip går simpelthen ud på at skyde missilet ned med sit eget missil.

Princippet bliver blandt andet brugt i Iron Dome, Israels effektive missilforsvarssystem, der plejer at destruere omkring 80 procent af de raketter, som Hamas og andre militante palæstinensere affyrer mod Israel.

Det er dog planen, at lasersystemet Iron Beam skal være klar til at supplere Iron Dome i løbet af 2015.

Militærforskere fra hele verden vil uden tvivl holde øje med Iron Beams succesrate.

Lyset er ikke slukket

Det har været spændende at diskutere udfordringerne og mulighederne, men nu er tiden kommet til, at seniorforsker Henning Heiselberg fra Forsvarets Materiel- og Indkøbsstyrelse skal hjælpe os med at give et konkluderende svar på Peer Pedersens spørgsmål.

Henning Heiselberg vil ikke være lyseslukker og afvise helt, at det kunne være muligt at forsvare sig fra laserstråler ved hjælp af en reflekterende overflade. Men der er virkelig mange usikkerhedsmomenter.

Er overfladen i stand til at reflektere så meget af strålingen, at den smule stråling, der alligevel bliver transmitteret, ikke ødelægger materialet?

Er det reflekterende materiale robust nok til at klare opvarmningen i luften, uden at det går ud over reflekteringsevnen?

Kan det overhovedet lade sig gøre at finde en reflekterende filterløsning for de varmesøgende missiler?

Svarene på disse spørgsmål vil formentlig først blive fundet, hvis laserforsvarssystemer får så stort et gennembrud, at missilproducenterne simpelthen bliver nødt til at prøve at finde et modtræk.

En T-shirt til Sverige

Vi håber, at Peer Pedersen er tilfreds med det svar, vi kan give på hans spændende spørgsmål, som vi præmierer med en 'Spørg Videnskaben'-T-shirt, der skal på en udenlandsrejse til Sverige, hvor Peer Pedersen bor.

Går du rundt og tænker over noget, du ikke har kunnet finde svar på, er du mere end velkommen til at sende dit spørgsmål til Spørg Videnskaben på sv@videnskab.dkhttp://sv@videnskab.dk.

Hvis du ikke lige går og undrer dig men gerne vil have fingrene i en Spørg Videnskaben T-shirt, så kan den også købes her.