Después de leer mucho sobre la guerra espacial en Atomic Rockets , ToughSF y otros sitios web, casi me convencí del dominio del láser. Claro, un láser de onda continua podría contrarrestarse enfriando el casco y obstruyéndose con el plasma que crea al penetrar profundamente, pero los láseres pulsados evitan estos problemas perfectamente.
Sin embargo, luego me encontré con Children Of A Dead Earth , que es una simulación física del combate espacial. Kerbol Space Programm , excepto que Jebediah Kerbin ya no intenta que lo maten, sino que mata a otros con cañones de riel de alto rendimiento. En CoadE, los láseres solo son viables a distancias realmente cortas porque aparentemente el factor de calidad del haz, M2, es horrible para los láseres de alta potencia.
M2 es el factor de calidad del haz, que puede considerarse un multiplicador de la cintura del haz. Entonces, un M2 de 5 significa que la cintura del haz es 5 veces mayor que la de un haz con difracción limitada. En términos de área, esto significa que el haz es 25 (52) veces el área de un haz limitado por difracción, o 25 veces más débil. Como puede ver, tener un M2 incluso en los dígitos altos producirá haces muy lejos de los haces limitados por difracción "perfectos". En la práctica, no es la eficiencia de bombeo, ni la fuente de alimentación, ni la difracción, lo que finalmente limita los láseres. Es el factor de calidad del haz. Al final, M2 termina siendo el límite número uno en daño láser en combate. En láseres pequeños, M2 cercano a 1 se logra fácilmente sin problemas, pero en láseres de alta potencia, M2 puede llegar fácilmente a millones si no se tiene en cuenta. Esto se debe a que, en general, M2 escala linealmente con la potencia del láser. Cada componente óptico de un láser afecta al M2. En particular, el uso de un espejo deformable para enfocar un láser en rangos arbitrariamente largos (como de 1 km a 100 km) se mide en la reducción de M2 a entre 1,5 y 3. Problemático, pero no exactamente debilitante. Pero el problema principal es la lente térmica (tenga en cuenta que esto es diferente de la floración térmica, que solo ocurre fuera del láser en presencia de una atmósfera). El calentamiento de un medio de ganancia láser genera una lente térmica que desenfoca el haz, lo que finalmente ensancha la cintura del haz y evita que el haz se enfoque correctamente. También tenga en cuenta que la lente térmica en realidad ocurre en cada componente óptico del láser, aunque es más fuerte en el medio láser. La lente térmica aumenta M2 aproximadamente de forma lineal con la potencia de entrada. Esto significa que si tiene un láser de 1 kW con un M2 de 1.
Otras fuentes solo discuten el límite de difracción, lo que significa un láser perfecto y luego lo llaman un día. M2 en realidad parece significar que un láser más potente funcionará peor que uno menos potente.
Aparentemente, M2 puede combatirse enfriando el láser (lo que significa aún más radiadores) o haciéndolo físicamente más grande (más masa). Ninguna de estas soluciones es genial.
¿Esto realmente arruina el rayo de la muerte de largo alcance, la onda continua o el haz pulsado?
CoaDE se hizo con muchas suposiciones bastante pesimistas sobre la tecnología láser. Eso resultó en una interesante simulación de combate espacial. Las suposiciones que han hecho no son incorrectas , per se, pero para que también estén presentes en su futuro ficticio, debe asumir que la tecnología láser apenas ha progresado desde el presente.
Ahora, no soy un científico láser, pero...
escala linealmente con potencia debido a los efectos térmicos dentro de un solo láser . A medida que enciende ese láser, incluso con una eficiencia alta y fija, una parte de la potencia que está desarrollando se convertirá en calor, y el calor afectará a ese láser de alguna manera. Más potencia, más calor, más mal. Corte bastante claro.
Sin embargo
Esto es solo un problema si su cañón láser es impulsado por un solo láser masivo . Hay dos soluciones obvias para esto.
No voy a entrar en la opción 2 aquí, pero tenga en cuenta que es una solución potencialmente práctica para este problema.
CoaDE solo tiene una combinación de haces incoherente, y el creador observa con sensatez que no es muy útil, lo que hace que la opción 1 sea básicamente poco interesante dentro del juego. Sin embargo, ese no es el caso en el mundo real.
Las "armas" láser de última generación actuales utilizan láseres de fibra . La potencia máxima de un láser de fibra individual está limitada de varias maneras, y una de ellas es que desea mantener la potencia baja para detener estos molestos efectos térmicos que ha mencionado. Para uso militar, claramente necesita All The Power. Esto se resolvió disparando una carga completa de láseres de fibra en la misma óptica, arrojando un solo haz de alta potencia. Los primeros diseños usaban una combinación de haces incoherente y tenían una calidad de haz terrible (muchos haces desfasados que interfieren hacen eso). Los diseños de noticias utilizan la combinación de haces espectrales. Esto utiliza múltiples frecuencias de láseres, lo que presenta sus propios problemas (requiere una óptica más compleja, por ejemplo), pero ha mejorado significativamente la calidad del haz al tiempo que aumenta la potencia. Hay otra opción que realiza la combinación de haces coherentes en varios haces de la misma frecuencia. Esto es bastante difícil, y la técnica aún no se usa en entornos industriales o militares .
En el futuro, tener un montón de láseres de bloqueo de fase que se puedan combinar limpiamente en un solo haz de alta potencia y alta calidad es claramente el camino a seguir. Podrían utilizarse ópticas de corrección de fase u otras técnicas para sincronizarlos. Los emisores individuales pueden ser diodos o láseres de fibra o cualquier otra cosa que forme una matriz en fase óptica súper futurista de alta potencia, pero nada de esto es ciencia ficción . Este material es en gran medida un área de investigación activa, y llegará a su debido tiempo. Solo cuando lo hacemos vale la pena quitar las comillas de miedo de las "armas" láser.
ricardo smith