Tương lai nào dành cho vũ khí chùm tia năng lượng?

Vũ khí chùm tia năng lượng có từ thời thượng cổ
 
Ý tưởng sử dụng năng lượng làm vũ khí đã có từ thời Hy Lạp cổ đại. Nhà khoa học thiên tài Archimedes đã tìm cách sử dụng "tia nhiệt", tập trung tia nắng mặt trời qua hệ thống gương, để đốt cháy tàu địch trong khi thành phố Syracuse bị bao vây hồi thế kỷ thứ 3 trước Công nguyên.

Gần đây, hồi giữa những năm 1930, các nhà khoa học Anh tìm cách chế tạo “tia tử thần”, sử dụng sóng vô tuyến để tiêu diệt máy bay địch. Tuy không tiêu diệt được máy bay đối phương, nhưng họ lại tạo ra “mắt thần” radar, góp phần đảo ngược cục diện Chiến tranh thế giới thứ II.

Nhà khoa học Hy Lạp cổ đại Archimedes đã tìm cách sử dụng "tia nhiệt" để đốt cháy tàu địch. Ảnh: andrewgough.co.uk

Hồi cuối những năm 1970 và đầu những năm 1980, các nhà chiến lược Mỹ đã bắt đầu suy nghĩ một cách nghiêm túc về công nghệ bắn hạ các tên lửa đạn đạo có vũ khí hạt nhân.

Trong số đó có ý tưởng Strategic Defence Initiative (SDI  hay “Chiến tranh giữa các vì sao”) của cố Tổng thống Ronald Reagan, sử dụng laser X-ray với nguồn cung năng lượng là phản ứng hạt nhân.

Sự hấp dẫn của việc sử dụng vũ khí chùm tia năng lượng để bắn hạ các vật thể bay là do tia laser có tốc độ của ánh sáng và có thể bắn trúng bất cứ mục tiêu di động nào.

Việc bắn hạ một tên lửa đến hoặc đầu đạn hạt nhân đang đến gần bằng tên lửa khó khăn hơn nhiều. Thách thức của việc "dùng tên lửa bắn hạ tên lửa” là vô cùng to lớn và chỉ dần dần được giải quyết bằng cách sử dụng hệ thống radar-tên lửa vô cùng phức tạp, đắt tiền.

Một ưu điểm thứ hai của vũ khí laser và chùm tia năng lượng là không “bao giờ hết đạn” chừng nào chúng còn được nối với nguồn cung cấp điện. Chi phí ban đầu có thể khá cao, nhưng mỗi “phát đạn” được bắn ra sau đó chỉ tiêu tốn có vài USD, so với một tên lửa tân tiến trị giá 3 triệu USD dùng để bắn hạ máy bay, tên lửa của đối phương. 
 
Nước Mỹ dẫn đầu

Mặc dù đã đầu tư hàng tỷ USD nghiên cứu chế tạo, nhưng chương trình vũ khí laser vẫn chưa được như mong muốn. Chương trình nổi tiếng nhất (và cũng đắt đỏ nhất) tiêu tốn 5 tỷ USD là Airborne Laser Test Bed, dùng súng laser lắp trên một chiếc Boeing 747 để bắn hạ tên lửa mang đầu đạn hạt nhân của đối phương khi vừa rời bệ phóng. Nhược điểm chết người của chương trình bị đình chỉ này là “sứ mệnh bất khả thi” trong việc làm cho chiếc Boeing 747 chậm chạp bay lượn trên không phận đối phương mà không bị bắn hạ.

Một vũ khí laser khác khả thi hơn là Tactical High Energy Laser,  còn được gọi là vũ khí laser Nautilus, được thiết kế để bắn hạ các quả đạn pháo đang đến gần. Vũ khí này đã được thử nghiệm thành công ở Israel, với nhiệm vụ bắn hạ các tên lửa và đạn pháo của đối phương đang đến gần. Nhưng sau đó Mỹ và Israel cũng đã đình chỉ chương trình này.

Vũ khí laser trên tàu chiến. Ảnh: nosint.com

Hiện thời, ý tưởng bắn hạ các tên lửa mang đầu đạn hạt nhân không phải là trọng tâm chú ý và người ta tập trung vào nghiên cứu chế tạo vũ khí laser tấn công các mục tiêu dễ cháy. Hải quân Mỹ đang dẫn dầu lĩnh vực này vì tàu chiến có thể tích lớn gấp bội máy bay, xe cộ; có nguồn cung năng lượng lớn và có nhiều nước để làm nguội hệ thống vũ khí laser. Nhiều tàu hiện đại lại dùng động cơ điện: động cơ đốt trong tạo ra nguồn điện khổng lồ để di chuyển và cung cấp điện cho vũ khí laser.

Các loại vũ khí laser

Xu hướng hiện nay là chuyển sang sử dụng các loại vũ khí laser khác nhỏ gọn, chắc chắn hơn laser hóa học. Loại vũ khí laser mới này có ưu điểm là bắn liên tục và  không bị quá nóng.

Loại vũ khí laser đầu tiên sử dụng laser sợi quang (fibre laser), trong đó chùm tia năng lượng được tạo ra trong sợi quang học. Công nghệ này hiện khá phổ biến trong lĩnh vực hàn và cắt kim loại, giá thành ngày càng giảm, công suất ngày càng cao và độ tin cậy ngày càng được cải thiện. Laser công nghiệp có thể được chuyển biến thành vũ khí khá dễ dàng.

Chỉ có điều vũ khí laser sợi quang học có công suất khá nhỏ. Hệ thống Tactical High Energy Laser được phát triển cho Hải quân Mỹ của BAE Systems chỉ có công suất 10KW. Một phiên bản lớn hơn có công suất  33KW được thiết kế để bắn hạ đến tên lửa chống hạm. Nó có thể “làm mù mắt” hệ thống cảm biến tìm mục tiêu của các tên lửa đối phương.

Người ta đang lên kế hoạch chế tạo vũ khí laser sợi quang có công suất 100 KW, cho phép bắn hạ được máy bay không người lái nhỏ. Công nghệ này là tương đối hoàn thiện và một cơ quan nghiên cứu của chính phủ Mỹ ước tính một vũ khí laser sợi quang sẽ có giá khoảng 150 triệu USD và có thể được phục vụ vào năm 2017.

Công nghệ thứ hai là vũ khí laser tấm quang (slab laser). Nguyên lý hoạt động của nó tương tự như vũ khí laser sợi quang, nhưng sử dụng một tấm vật liệu quang học để truyền năng lượng và tạo ra chùm tia năng lượng mạnh gấp bội. Vũ khí laser tấm quang có thể đạt công suất 300KW và còn có thể nâng công suất chùm tia lên tới 600KW, đủ để bắn hạ các tên lửa hành trình tốc độ cao.

Để bắn hạ tên lửa đạn đạo, vũ khí laser phải có công suất trên 1 MW và đó chính là loại vũ khí laser điện tử tự do (free-electron laser).

Loại vũ khí này có ưu điểm là công suất cao, có thể điều chỉnh tần số thích hợp để chùm tia năng lượng thích nghi với mọi điều kiện trong bầu khí quyển. Chỉ có điều, người ta phải cần ít nhất 2 thập kỷ nữa mới có thể hoàn thiện công nghệ này.

Mặc dù có nhiều lợi thế, nhưng vũ khí laser cũng có nhiều nhược điểm khá nghiêm trọng. Một trong những nhược điểm chính là phải dùng quá nhiều năng lượng để đốt cháy xuyên thủng vỏ thép của một chiếc xe tăng, trong khi bắn một quả tên lửa chống tăng rẻ và đơn giản hơn nhiều.

Không những thế, các chùm tia năng lượng dễ bị hấp thụ bởi bầu không khí ô nhiễm, sương mù hoặc khói. Đó là chưa kể tên lửa, máy bay đối phương được bao bọc bằng một lớp gương phản quang hay chất liệu cách nhiệt.

Có nhiều khả năng vũ khí laser sẽ được triển khai trên tàu chiến vào cuối thập kỷ này. Nhưng chúng không hề đáng sợ như vũ khí laser trong các bộ phim khoa học viễn tưởng “Chiến tranh giữa các vì sao”.