Así funcionan las armas láser de alta energía

Cada vez más ejércitos del planeta están utilizando y desarrollando armas láser de alta energía para misiones en tierra, mar, en aire y hasta en el espacio. Sin duda la visión de enjambres de drones pequeños y económicos que llenan los cielos o se deslizan sobre las olas son una buena razón para usar este tipo de armas defensivas, sobre todo por su relación coste beneficio. Pero ¿cómo funcionan? ¿Cuáles son sus ventajas y desventajas?

Básicamente, un láser utiliza electricidad para generar fotones o partículas de luz. Los fotones pasan a través de un medio o material que crea una cascada de fotones adicionales, lo que aumenta rápidamente el número de fotones. El siguiente paso es enfocar todos estos fotones en un haz de luz estrecho que los condensa y les da más potencia.

Desde que se presentó el primer láser en 1960, los ingenieros han desarrollado una variedad de láseres que generan fotones en diferentes longitudes de onda en el espectro electromagnético, desde el infrarrojo hasta el ultravioleta. En este sentido, los sistemas láser de alta energía que se están desarrollando con objetivos militares, se basan en láseres de estado sólido que utilizan cristales especiales para convertir la energía eléctrica en fotones. Un aspecto clave de los láseres de estado sólido de alta potencia es que los fotones se crean en la porción infrarroja del espectro electromagnético y, por lo tanto, el ojo humano no puede verlos.

Los láseres de baja potencia que generan fotones en la parte visible del espectro son útiles como fuentes de luz para punteros y espectáculos de luces en eventos públicos. Estos rayos tienen una potencia tan baja que simplemente se reflejan en una superficie sin dañarla. Los de mayor potencia, por su parte, se utilizan para cortar tejido biológico en procedimientos médicos. Finalmente, están los láseres de mayor potencia, capaces de calentar, vaporizar, fundir y quemar muchos materiales diferentes y se utilizan en procesos industriales para soldar y cortar.

Una ventaja clave de las armas láser de alta energía es que proporcionan un "cargador infinito" – explica Ian Boyd, director del Centro de Iniciativas de Seguridad Nacional en un artículo -. A diferencia de las armas tradicionales, que tienen una cantidad finita de munición, un láser de alta energía puede seguir disparando mientras tenga energía eléctrica”.

Están aquellos que se pueden montar en un carro de combate, los que se despliegan a bordo de un barco para defenderse de embarcaciones pequeñas y de rápido movimiento en la superficie del océano, así como de misiles y drones. Y finalmente aquellos que irán en aviones y hasta satélites, como los que estaría desarrollando Rusia.

“Un desafío clave para los militares que utilizan láseres de alta energía son los altos niveles de potencia necesarios para crear efectos útiles desde lejos – añade Boyd -. A diferencia de un láser industrial que puede estar a solo unos centímetros de su objetivo, las operaciones militares implican distancias significativamente mayores. Para defenderse de una amenaza entrante, como un proyectil de mortero o una embarcación pequeña, las armas láser deben atacar a sus objetivos antes de que puedan infligir daño”.

Y aquí es cuando se presenta el problema. Para provocar daños en un blanco a distancias seguras, se necesitan entre decenas y cientos de kilovatios de potencia. El prototipo de arma láser más pequeño, por ejemplo, consume 10 kilovatios de potencia, aproximadamente el equivalente a un coche eléctrico. En el otro extremo está el arma láser de alta energía más potente que se está desarrollando: consume 300 kilovatios de potencia, suficiente para abastecer a 30 hogares. Y como los láseres de alta energía tienen, en el mejor de los casos, solo un 50% de eficiencia, generan una enorme cantidad de calor residual que debe gestionarse. Una forma de resolver esto sería aprovechar el calor residual para generar más energía. No sería mucho, pero sí suficiente para extender un poco más la “vida útil” del arma.

“Otra limitación importante para las armas láser de alta energía – concluye Boyd - se relaciona con el concepto de cargador infinito. Dado que el camión, barco o avión debe llevar la fuente de energía para el láser, eso limitará la capacidad de la fuente de energía, los láseres solo se pueden usar durante un período de tiempo limitado antes de que necesiten recargar sus baterías”.