SCT, 07/08/2022
De acordo com um relatório recente no The Space Review, a Rússia está construindo uma nova instalação de laser terrestre para interferir com satélites que orbitam no céu. A ideia básica é simples: inundar os sensores ópticos dos satélites espiões de outras nações com luz laser para deslumbrá-los.
A tecnologia laser evoluiu ao ponto em que este tipo de defesa anti-satélite é definitivamente plausível. No entanto, há evidências limitadas de qualquer nação testando com sucesso esse laser.
Se o governo russo for capaz de construí-lo, lasers como esse seriam capazes de proteger grande parte do país da visão de satélites com sensores ópticos. Pior, a tecnologia também prepara o terreno para a possibilidade mais ameaçadora de armas a laser que podem desativar permanentemente os satélites.
Como funcionam os lasers
Um laser é um dispositivo para criar um feixe estreito de energia direcionada. O primeiro laser foi desenvolvido em 1960. Desde então, vários tipos foram criados que usam diferentes mecanismos físicos para gerar fótons, ou partículas de luz.
Nos lasers a gás, grandes quantidades de energia são bombeadas para moléculas específicas, como o dióxido de carbono. Os lasers químicos são alimentados por reações químicas específicas que liberam energia. Os lasers de estado sólido usam materiais cristalinos personalizados para converter energia elétrica em fótons. Em todos os lasers, os fótons são posteriormente amplificados passando-os através de um tipo especial de material chamado meio de ganho e então focalizados em um feixe coerente por um director de feixe.
Efeitos de laser
Dependendo da intensidade do fóton e do comprimento de onda, o feixe direcionado de energia formado por um laser pode criar uma série de efeitos em seu alvo. Por exemplo, se os fótons estiverem na parte visível do espectro, um laser pode fornecer luz ao seu alvo.
Para um fluxo suficientemente alto de fótons de alta energia, um laser pode aquecer, vaporizar, derreter e até queimar o material de seu alvo. O nível de potência do laser, a distância entre o laser e seu alvo e a capacidade de focalizar o feixe no alvo são fatores importantes que determinam a capacidade de fornecer esses efeitos de um alvo.
Aplicações a laser
Os vários efeitos gerados pelos lasers encontram amplas aplicações na vida cotidiana, incluindo ponteiros a laser, impressoras, DVD players, cirurgias de retina e outros procedimentos médicos e processos de fabricação industrial, como soldagem e corte a laser. Pesquisadores estão desenvolvendo lasers como uma alternativa à tecnologia de ondas de rádio para aumentar as comunicações entre a espaçonave e o solo.
Os lasers também encontram ampla aplicação em operações militares. Um dos mais conhecidos é o Airborne Laser (ABL), que os militares dos EUA pretendiam usar para derrubar mísseis balísticos. A ABL envolveu um laser muito grande e de alta potência montado em um Boeing 747. O programa acabou condenado pelos desafios associados ao gerenciamento térmico e à manutenção de seu laser químico.
Uma aplicação militar mais bem-sucedida é o sistema Large Aircraft Infrared Counter Measures (LAIRCM), que é usado para proteger aeronaves de mísseis antiaéreos de busca de calor. O LAIRCM emite luz de um laser de estado sólido no sensor do míssil à medida que se aproxima da aeronave, fazendo com que a arma fique ofuscada e perca o controle de seu alvo.
A evolução do desempenho dos lasers de estado sólido levou a uma proliferação de novas aplicações militares. Os militares dos EUA estão montando lasers em caminhões do Exército e navios da Marinha para se defender contra pequenos alvos, como drones, morteiros e outras ameaças. A Força Aérea está estudando o uso de lasers em aeronaves para fins defensivos e ofensivos.
O laser russo
A renomada nova instalação de laser russa é chamada Kalina. Destina-se a deslumbrar e, portanto, cegar temporariamente os sensores ópticos dos satélites que estão coletando inteligência no alto. Tal como acontece com o LAIRCM dos EUA, o ofuscamento envolve saturar os sensores com luz suficiente para impedi-los de funcionar. Alcançar esse objetivo requer entregar com precisão uma quantidade suficiente de luz no sensor do satélite. Isso não é tarefa fácil, dadas as distâncias muito grandes envolvidas e o fato de que o feixe de laser deve primeiro passar pela atmosfera da Terra.
Apontar lasers com precisão em grandes distâncias no espaço não é novidade. Por exemplo, a missão Apollo 15 da NASA em 1971 colocou refletores do tamanho de um metro na Lua que são direcionados por lasers na Terra para fornecer informações de posicionamento. A entrega de fótons suficientes em grandes distâncias se resume ao nível de potência do laser e seu sistema óptico.
Kalina supostamente opera em modo pulsado no infravermelho e produz cerca de 1.000 joules por centímetro quadrado. Em comparação, um laser pulsado usado para cirurgia de retina é apenas cerca de 1/10.000 tão poderoso. Kalina fornece uma grande fração dos fótons que gera através das grandes distâncias onde os satélites orbitam em cima. Ele é capaz de fazer isso porque os lasers formam feixes altamente colimados, o que significa que os fótons viajam em paralelo para que o feixe não se espalhe. Kalina focaliza seu feixe usando um telescópio de vários metros de diâmetro.
Satélites espiões usando sensores ópticos tendem a operar em órbita baixa da Terra com uma altitude de algumas centenas de quilômetros. Geralmente, esses satélites levam alguns minutos para passar por qualquer ponto específico da superfície da Terra. Isso exige que o Kalina seja capaz de operar continuamente por tanto tempo, mantendo uma trilha permanente no sensor óptico. Estas funções são realizadas pelo sistema de telescópio.
Com base nos detalhes relatados do telescópio, Kalina seria capaz de atingir um satélite aéreo por centenas de quilômetros de seu caminho. Isso tornaria possível proteger uma área muito grande – da ordem de 40.000 milhas quadradas (aproximadamente 100.000 quilômetros quadrados) – da coleta de inteligência por sensores ópticos em satélites. Quarenta mil milhas quadradas é aproximadamente a área do estado de Kentucky.
A Rússia afirma que em 2019 colocou em campo um sistema deslumbrante a laser montado em caminhão menos capaz chamado Peresvet. No entanto, não há confirmação de que foi usado com sucesso.
Os níveis de potência do laser provavelmente continuarão a aumentar, tornando possível ir além do efeito temporário de ofuscar para danificar permanentemente o hardware de imagem dos sensores. Embora o desenvolvimento da tecnologia a laser esteja caminhando nessa direção, existem importantes considerações políticas associadas ao uso de lasers dessa maneira. A destruição permanente de um sensor espacial por uma nação pode ser considerada um ato significativo de agressão, levando a uma rápida escalada de tensões.
Laser no espaço
De preocupação ainda maior é a potencial implantação de armas a laser no espaço. Tais sistemas seriam altamente eficazes porque as distâncias aos alvos provavelmente seriam significativamente reduzidas e não há atmosfera para enfraquecer o feixe. Os níveis de potência necessários para que os lasers baseados no espaço causem danos significativos às naves espaciais seriam significativamente reduzidos em comparação com os sistemas terrestres.
Além disso, lasers baseados no espaço podem ser usados para atingir qualquer satélite, mirando lasers em tanques de propelente e sistemas de energia, que, se danificados, desativariam completamente a espaçonave.
À medida que os avanços tecnológicos continuam, o uso de armas a laser no espaço se torna mais provável. A questão então se torna: Quais são as consequências?
Escrito por Iain Boyd, Professor de Ciências da Engenharia Aeroespacial, University of Colorado Boulder.
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