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《大英雄天團-雷射武器》

Photo by Disney

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《大英雄天團》中最守規矩的「芥末」,手上拿的雷射武器非常具殺傷力,而在現實生活中,雷射技術在軍事上的應用是否已到達同樣境界了呢?

美國海軍宣布,其安裝在軍艦龐賽號(USS Ponce)的雷射武器系統(Laser Weapon System, LaWS)已經準備好,能夠擊落敵軍的無人戰機和小型船隻。但目前船員還未用它攻擊過真實的敵軍,只有必要的時候才會開火。


當敵軍的船艦或飛行器太靠近美軍軍艦時,雷射武器僅會發出眩目強光以示警告;要是敵軍繼續靠近甚至無視警告時,雷射光束才會慢慢增強,先是破壞無人飛行器(Drones)或船艦的偵查和控制系統,最後才會增強至完全破壞對方。

任何武器破壞目標物的方式不外乎兩種,一種是動量(momentum)傳遞-想像一把飛刀或一顆子彈呼嘯而過,另一種則是動能(kinetic energy)傳遞。所以如果想讓人民的稅金換來最大的爆炸威力,應盡可能讓武器又重又快。

現在有個問題,雷射是一道受激發原子產生的強光束或是一道電子束,其成份「光子」的重量為零,那就只能以動能傳遞的方式搞破壞,而且需要非常高的能量。戰略性武器的能量可以儲存在飛機、船艦或軍用汽車上,但若想要有「手持式」雷射武器,除非發明出超級能源供應器,否則想都別想。

不過開發者還是對雷射武器很有興趣,因為雷射光發射和傳遞能量的速度比任何拋射武器都快(根本光速),也能完全準確傳至目標,而且彈藥應該永遠用不完,唯一的限制是光束所承載的能量不能大到像丟下一顆炸彈。

海上雷射武器想像圖
當然,發展雷射武器除了速度和精確度的誘因,還有經濟考量。比起一顆就要好幾百萬美金的飛彈,雷射武器只需要電路板運作的花費與驅動裝甲載具的引擎燃料,甚至「每一發」的成本都不到一塊美金。

除了海上防禦,雷射武器在陸上防禦更具機動性。在鎖定目標物之前,必須由坐在裝甲車中的人員使用電動遊戲操控器做追蹤,然後發射出切面小於2.5公分的光束,幾秒之內,目標物中的火藥就會因高溫而爆炸。從方圓數公里之外來犯的飛彈、裝甲車或其他拋射武器都可被鎖定,若戰略佈署得當,三台行動雷射武器就足以保護整個營隊免受砲擊。示範短片Link

研究人員在2014年年底用10千瓦(kilowatt)雷射完成整個系統的測試,並計劃最終會換成威力更強的30千瓦雷射,在2016年準備好做陸上測試。

理論上,蓄電的技術進步,終究會使雷射武器實現,但就算實現了,像是芥末手上的綠色刀光、或者《星際大戰》中的紅色劍影也不會出現。大部分對於雷射武器的 研究,使用非可見光,因為可見光容易被大氣散射;通常當我們能看到光束,表示「光子」被大氣中的粒子散射而傳至我們的眼睛,也意味著傳至攻擊目標處的能量 變少了。類似的道理,在海上做長距離射擊其實非常困難,因為船隻不停移動之外,充滿水蒸氣的環境尤其會使同調光(雷射光)散開。

參考資料:

關於作者

張鳳茹

PanSci 實習編輯 | 主修大氣科學。喜歡弄文字、玩音樂。傾向自然,不管是拿來讀的那種,渾身散發出來的那種,還是可以去野餐的那種。