Armas láser

Génesis, evolución y tendencias

Utilizar armas láser en el campo de batalla es una vieja aspiración que solo ahora comienza a materializarse. Desde los primeros desarrollos, en los años 50, hasta los modernos sistemas, han pasado décadas marcadas más por las promesas y las frustraciones que por los éxitos. No obstante, en el último lustro se han multiplicado los sistemas en pruebas y las nuevas tecnologías permiten ya contar con los primeros modelos operativos y con una eficiencia aceptable, inaugurando una nueva era en el campo de batalla. En estas líneas trataremos de hablar de las armas láser desde una perspectiva lo más amplia posible, de tal forma que el artículo sirva de introducción para futuros trabajos.

La tecnología láser data de mediados del pasado siglo. Su implementación en el campo de batalla, sin embargo, ha sido agridulce, y solo hoy se empieza a vislumbrar su madurez como arma operativa.

El predecesor del arma láser podría ser el rayo, fenómeno que hemos tratado de imitar desde la Antigüedad; ahí tenemos los sistemas de espejos de Arquímedes, que quemaban las velas romanas durante el asedio de Siracusa. La Biblia también narra episodios en los que el sol reflejado en los escudos y armaduras bruñidas de un ejército cegaban al enemigo, al igual que un moderno deslumbrador.

Tal y como lo conocemos, el láser fue inventado en los años 50, y tan solo unas décadas después sus aplicaciones se han revelado inmensas: lectores de códigos de barras, lectores de CD, sensores para la seguridad de los edificios, medicina, medición de distancias, etc. En el plano militar, por supuesto, también han sido muchas las aplicaciones que durante este tiempo se han encontrado al láser. Así, nos encontramos desde punteros láser acoplados a fusiles, hasta telémetros, marcadores o radares que emplean esta tecnología y que son ya imprescindibles en el campo de batalla moderno. Es más, la RMA de la Información, que se escenificó como nunca con la guerra del Golfo de 1991, no hubiera sido posible sin el láser, utilizado en los telémetros de los tanques Abrams, los marcadores SOFLAM de los equipos de fuerzas especiales, los helicópteros Apache o los cazabombarderos. Sin embargo, ha habido una frontera que se ha resistido: El empleo del láser como arma. En realidad, todo ha sido una cuestión de inmadurez tecnológica, como veremos.

Hace tiempo que disponemos de láseres con una potencia inferior a 1 kW y un tamaño relativamente pequeño. Usualmente se han destinado a guiar municiones, pero lo cierto es que desde los años 80 existen aplicaciones ofensivas operativas y, de hecho, hoy en día se utilizan deslumbradores láser concebidos para cegar a los operadores tras una óptica, como los que posiblemente incorporan los carros de combate Tipo 99 chinos. No en vano, todos nuestros Leopardo 2E cuentan con protección anti-láser de Nivel 6 en todas sus ópticas.

Sin embargo, la tecnología láser aplicada al campo de batalla sigue siendo una gran desconocida y un terreno abonado para la fantasía y las ideas más alocadas, por lo que intentaremos arrojar sobre sus orígenes, evolución y futuro previsible.

A pesar de que Europa lleva cierto retraso frente a los EE. UU. y la República Popular de China, empresas como MBDA o Rheinmetall tienen varios modelos en desarrollo y algunos ya operativos. Fuente – MBDA.

Tipología y problemática

Los láseres, en general, funcionan mediante un fenómeno denominado inversión de población. Este proceso consiste en estimular moléculas o átomos para que se generen fotones y estos sean encauzados y reflejados a fin de que viajen en la misma dirección y fase. En tanto estos dos últimos objetivos se alcancen en mayor proporción y cantidad, de mayor calidad y potencia será el haz.

El medio y forma utilizados para excitar las moléculas es fundamental, y permite clasificar los láseres en:

  • Líquidos
  • Químicos. COIL principalmente, y DF
  • Gas. CO2
  • Estado Sólido (Nd: YAG) combinado con otras tierras raras parte del neodimio y utilizadas como potenciadores
  • Fibra láser, una versión muy mejorada del anterior

En base a la continuidad, pueden ser de pulsos o de onda continua, mientras que el iniciador del proceso puede ser por descarga eléctrica, algún tipo de “lámpara” (arc o flash) o por reacción química, entre otros.

Finalmente, la longitud de onda depende o bien del medio de excitación (DF, CO2, COIL…) o de un sistema equivalente al AESA de los radares, conocido como FEL, que permite regular la longitud de onda. En cuanto a su potencia, en el ámbito militar se pueden clasificar, grosso modo, en:

  • Baja potencia (inferior a 1 kW): uso no letal
  • Media potencia (10-100 kW): blancos menores
  • Alta potencia o HEL (más de 100 kW): grandes blancos

En realidad, para destruir una granada de mortero atravesando su carcasa pueden bastar 10 kW, de ahí que considerar láser medio a uno que despliegue, por ejemplo 50 kW, sea un tanto inadecuado. Debido a ello no es raro que se encuadre también como láseres de alta potencia a sistemas que no llegan a superar los 100 kW.

Ahora bien, pasando a su funcionamiento militar, el láser está capacitado para emitir a una potencia determinada, medida en kW, y con una apertura numérica (equivalente al calibre de un arma convencional). La capacidad destructiva dependerá del número de kW focalizados sobre la primera capa física de un objetivo. Naturalmente, a mayor distancia, menos kW llegarán.

Cabe decir en este punto que -quizás- algún día los láseres no afecten a la primera capa de impacto, sino a todo lo que haya detrás, gracias a la transmisión de una especie de “radiación” letal y destructiva conocida como “haz cargado de partículas”. Sin embargo esta tecnología es pura ciencia ficción hoy por hoy y por eso la obviaremos.

Volviendo a su funcionamiento, también influirá en este el diámetro del foco, igual que lo hace el diámetro de una bala, al fin y al cabo no es lo mismo un foco de 1 mm que uno de 100 mm. Las características del arma láser, la situación alrededor de la plataforma de disparo, y las circunstancias atmosféricas afectarán a la calidad del haz. No obstante, no todos los factores tienen la misma importancia. La potencia y la apertura numérica del cañón láser son factores a tener en cuenta, pero el estado del cañón láser es mucho más importante y delicado que en un cañón normal.

Por ejemplo, el colimador debe estar perfectamente calibrado, ya que es un arma direccional. Las lentes a través de las que se proyecta el haz deben estar en perfecto estado, sin sufrir apenas desgaste. Los anclajes deben estar igualmente en perfecto estado para impedir las vibraciones y el software de control ha de estar actualizado y calibrado. Un mínimo grado de dejadez o de falta de mimo con el láser hacen degenerar sus especificaciones de forma mucho más pronunciada que en un arma más tradicional, como pueda ser un obús. Recordemos que el error circular de probabilidad admisible en un láser es literalmente milimétrico: cualquier desviación da lugar a un disparo errado.

En cuanto a la situación en torno a la plataforma de disparo, las vibraciones, pensando simplemente en las ondas de sonido, reducen enormemente la calidad del haz, ya que tienden a provocar “desalineaciones” por decirlo llanamente, en el complejo proceso de reflejo que permite concentrar los fotones.

Lo anterior significa que la plataforma de tiro debe ser extremadamente estable y aislada de las vibraciones de los motores de la plataforma en la que el arma láser haya sido integrada, del oleaje que bate a un barco, el cañoneo, o cualquier circunstancia análoga, algo nada fácil en condiciones de combate real.

Respecto a la cuestión energética, una gran parte de la energía que se pierde se transforma en calor, con el que hay que cuidar mucho la refrigeración para mantener en buen estado el cañón. A este efecto el diseño de barras T-Bar ha sido muy útil para permitir la dispersión del calor. Por la misma razón, los circuitos de líquido refrigerante destinados a reducir la temperatura son muy importantes. Recordemos que un cañón mal refrigerado da lugar a un haz de peor calidad, ya que este tenderá a dispersarse más rápidamente en la atmósfera. Además, un fallo en la refrigeración puede dar lugar a algún tipo de explosión o emisión de gases tóxicos por calentamiento.

Respecto a las condiciones atmosféricas, tienen una influencia notable debido a tres fenómenos:

  • Absorción: Por el mero contacto del haz con los elementos, este interacciona y va perdiendo su potencia, fenómeno denominado absorción. Distintos elementos como polvo, nubes, aire o aerosoles darán lugar a mayores o menores absorciones.
  • Dispersión: La dispersión o distorsión se produce por las características del haz y su interacción con lo que le rodea. Es pues la otra cara de la absorción.
  • Reflexión: La reflexión da lugar a una calibración errónea, en particular “desapuntando” el telémetro al reflejar y desviar su láser y, por tanto, dando lugar a falsos retornos.

Como se deduce de lo anterior, las condiciones de humedad, altura, presencia de nubes, niebla, polvo, humo, aerosoles o lo que fuere, afectan drásticamente al desempeño del láser. Asimismo, está comprobado que su eficacia mejora cuanto mayor sea la altitud de empleo, lo que otorga ventaja evidentes a su utilización desde plataformas aéreas y dificulta su desempeño como arma naval o montada sobre vehículos.

Efectivamente, cuanto más cerca de la corteza terrestre, la gravedad de la tierra atrae un mayor número de partículas y estas afectan negativamente al haz más que cuando avanza por ejemplo a 12.000 metros, en donde suelen encontrar menos “obstáculos”. Esta diferencia se deja notar especialmente en los primeros 500 metros de altura respecto al nivel del mar, mucho menos en los 1.500 siguientes y de ahí en adelante el impacto de la altitud es proporcionalmente cada vez menos acusado. Esto significa que si pretendemos atacar un camión y disponemos de dos láseres iguales: uno montado en un blindado y otro en un avión a 2.000 metros de altura, este último podrá obtener los mismos resultados a mayor distancia.

Como ya hemos explicado al comienzo del artículo, el tipo de estimulación de las moléculas determina las fortalezas y debilidades del láser.

En el futuro, debido a una cuestión de mera madurez tecnológica, que los americanos quieren llamar SWaP (Seize, Weight and Power), nos vamos a encontrar con que los láseres de alta potencia (+100 kW) serán poco operativos, y en su lugar van a ser los de media potencia (10-100 kW), los preponderantes.

Lo anterior se debe principalmente al descubrimiento y aplicación de dos ideas: 1) el acople espectral y, 2) la superimposición de haz. Esta última técnica, que ya está madurada, permite juntar varios haces pequeños en uno grande.

Este tipo de láser es especialmente viable en el caso de emplear varios módulos de fibra óptica, porque ésta se alinea mucho mejor y da como resultado un haz de mayor calidad que el conseguido por otros métodos en los que las vibraciones tenderían a provocar una pérdida de precisión, de concentración de energía y alcance.

Los láseres de estado sólido también son muy prometedores. Por desgracia, todavía son extremadamente caros y consumen recursos estratégicos, como es el caso de las tierras raras.

Por su parte, los láseres de gas, aunque han sido los más favorecidos hasta hace poco, tienen graves problemas debido al “combustible” que utilizan, ya que consumen grandes cantidades de gases altamente tóxicos y corrosivos, lo que exige un grado de mantenimiento, suministro y especialización por parte de sus operadores que los hace muy poco competitivos.

Los recubrimientos de las lentes también son un problema constante; se trata de recubrimientos caros, delicados y que afectan notablemente al rendimiento del arma, lo que de nuevo exige un mantenimiento constante y muy diligente, algo que en situación de combate se torna complicado.

Un problema adicional es la cuestión del aumento y la disminución de potencia; es decir, se necesita generar una enorme cantidad de energía en poco tiempo para derribar un blanco, pero una vez logrado esto al láser le cuesta “apagarse” porque existe una corriente abundante de energía que ya está en “marcha” y que puede dar lugar a accidentes de fuego amigo, provocar incendios u otros problemas. Por ello, ser capaces de apagar y encender el láser a voluntad y en muy poco tiempo es uno de los mayores retos técnicos a los que se enfrentan los desarrolladores de este tipo de armas.

Detalle de un demostrador de arma láser desarrollado por MBDA. Fuente – MBDA.

Armas láser en China

Los desarrollos chinos en cuanto a tecnología láser de uso militar vienen de muy atrás. Fue en plena década de los 60 cuando un buen número de altos jerarcas del partido comunista apoyaron la idea de invertir en un arma láser autóctona.

En este proceso tuvieron especial importancia tres personajes: el mismísimo Mao, quien dominaba por aquel entonces con mano de hierro la República Popular de China, el mariscal Nie Ronghzen y el científico Qian Xuesen.

Fue Mao Ze Dong quien el 16 de diciembre de 1963 ordenó la creación de un grupo dedicado al estudio de las armas láser, tanto en su vertiente ofensiva como en la defensiva. Esta tarea recayó sobre el mariscal Nie Ronghzen, uno de los hombres clave del programa atómico de Pekín. Fue él quien preparó el entramado de departamentos encargados de la investigación y desarrollo láser dentro de la Academia China de las Ciencias.

Además, en 1964 las conversaciones de Mao con el científico Qian Xuesen llevaron a la creación de la rama 640-3 dentro del Programa 640, dedicado a la defensa antimisil. Xuesen, quien había trabajado en los programas científicos de los EE.UU., se centró en el desarrollo de láseres destinados a derribar los misiles norteamericanos y soviéticos que pudiesen caer sobre territorio chino.

Finalmente, entre 1964 y 1970 se establecieron las tres mayores instituciones dedicadas al desarrollo del láser en China, que son; en orden de importancia: el Sanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, el Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics y el Changchun Institute of Optics and Fine Mechanics.

Durante la etapa de Deng Xiaoping el impulso al láser continuó, en buena medida debido a las infladas expectativas estadounidenses que terminaban por calar entre los propios jerarcas chinos. No en vano, el propio Deng hablaba ya durante la guerra contra Vietnam acerca del arma láser y su uso contra satélites, o sobre su preeminencia en la defensa aérea del futuro.

Ya en los años 80, una vez en el poder, estableció el Programa 863 para el desarrollo de una amplia base científica e investigadora que hiciese posible la modernización del Ejército Popular de Liberación (EPL). En 1999 incluso se apuntó a que 10.000 personas, entre las cuales se podían contar hasta 3.000 ingenieros, y alrededor de 300 organizaciones estarían involucradas en el programa de láser chino, mientras que un 40% de los fondos de I+D que recibía estarían dedicados a su faceta militar.

Llegados los años 90, la tecnología láser del EPL comenzó a dar sus frutos con la popularización de nuevos telémetros para los blindados, deslumbradores TAO como los instalados en algunos T-72M iraquíes e incluso la torreta láser instalada en carro de combate Tipo 98G que desfiló en 1999 por primera vez.

A partir del año 2000 aparecieron publicados en medios americanos varios informes apuntando al empleo de láseres antisatélite chinos para cegar a los satélites norteamericanos. De hecho, varios miembros del Instituto Changchun de óptica aseveraron que en 2005 se llevó a cabo un experimento exitoso para cegar un satélite que levitaba en órbita baja, a unos 600 km de la tierra, empleando para ello un láser de 100 kW, con una apertura numérica de 600 mm y una precisión inferior a 5 microradianes.

Los científicos chinos que publicaron estas informaciones quizás lo hicieron en busca de mayores partidas presupuestarias. En cualquier caso, preveían que en 2023 sería posible que China enviase al espacio un vehículo de 5 t armado con un láser de gas de 1 MW con 2,5 t de combustible y 100 segundos de munición.

Aunque las afirmaciones de los investigadores chinos deben enmarcarse en las luchas burocráticas o en la mera propaganda, no deja de ser cierto que el Programa 640, posteriormente reconvertido en el Programa 863, lleva tiempo jugando con la idea de situar armas láser al espacio, como en su día lo hiciere la Iniciativa de Defensa Estratégica (más conocida como “Guerra de las Galaxias”) estadounidense.

Pensemos que la nueva generación de vehículos de lanzamiento chino, como el Larga Marcha-5 (CZ-5), son capaces de lanzar al espacio vehículos de hasta 25 t y se prevé aumentar esta capacidad hasta las 100 t en futuros diseños, lo que sin duda facilitará la posibilidad de que las plataformas espaciales chinas sean de doble uso, llegando a ser armadas algún día.

En cuanto a los láseres de uso táctico, supuestamente el primero, de 10 kW, apareció en 2013 de la mano del Programa 863 y de la Corporación China de Industria y Ciencia Aeroespacial. No obstante, ha sido el Grupo Poly quien ha puesto los láseres tácticos chinos en el mercado internacional, aunque aún no hayan logrado ninguna venta. Lo han hecho mediante el modelo Silent Hunter y los prototipos que le precedieron, que seguramente no superan los 75 kW pero que serían capaces de atravesar de 2 a 5 mm de acero a 0,8-1 km. Fue utilizado, por cierto, en septiembre de 2016 en Huanghzou, durante la reunión del G-20, como medida de protección.
Es solo uno más en una lista creciente de desarrollos que sigue un patrón común: están basados en plataformas terrestres, tienen potencias inferiores a los 100 kW, se conciben para derribar oleadas de drones baratos y aprovechan la fibra láser como tecnología básica.

Finalmente, y como apunte, en 2015 tres militares chinos publicaron el escrito “Guerra de Luz” (Light Warfare) en el que apuntaban el desarrollo de las armas de energía como el núcleo de una amplia gama de transformaciones en la guerra futura . En esta obra incluso se atrevían a predecir que en 2035 las armas energéticas serían las más importantes en servicio, dominando por completo el campo de batalla hacia 2065.

Demostrador laser LaWS desarrollado por el Naval Research Laboratory a bordo del USS Dewey. Fuente – US Navy.

Armas láser en Estados Unidos

En los años 50, la Air Force Office of Scientific Research, que estaba trabajando con microondas y láseres, sufragó las investigaciones de los doctores Townes y Schawlow que dieron lugar al nacimiento del láser tal y como lo conocemos, logro por el que obtuvieron el Nobel de Física en 1964.

El gran empujón al láser llegó, no obstante, con la Iniciativa de Defensa Estratégica (SDI) de Ronald Reagan, en los años 80. Esta buscaba el desarrollo de una serie de tecnologías que debían proporcionar una ventaja militar decisiva frente a la URSS. Por supuesto, también perseguía aumentar la presión sobre una economía soviética que daba signos claros de agotamiento, obligando a Moscú a invertir todavía más en defensa para seguir compensando simétricamente los desarrollos norteamericanos, algo que ya estaba lejos de las capacidades del bando comunista.

El torrente de dinero invertido favoreció, entre otros, el desarrollo de láseres de alta potencia (superior a los 100 kW), para lidiar con el armamento estratégico soviético, en concreto con sus ICBM y SLBM, así como sus satélites militares. En este contexto de competición entre superpotencias se puso énfasis en los láseres de alta potencia porque, en el fondo, eran los únicos viables con la tecnología de la época.

Así nació el Tri-Service Laser, entregado en 1979 al US Army, la US Navy y la USAF para efectuar pruebas, así como el MIRACL, un láser de tipo químico basado en el Fluorido de Deuterio (DF) que fue capaz de destruir blancos supersónicos manteniendo el haz sobre los mismos durante varios segundos. Sin embargo, los experimentos y pruebas realizados aproximadamente hasta el año 2000 no hicieron sino confirmar la inviabilidad de los láseres como armas operativas, incluso aunque fueran montadas en plataformas como cruceros o destructores, capaces de proveer la energía necesaria.

Eran diseños delicados, que requerían estar completamente estáticos, un gran mantenimiento, un suministro constante de energía y alguna clase de “combustible” en forma líquida o gaseosa que además era especialmente exigente en cuanto a su tratamiento. Esto daba lugar a que los experimentos en escenarios controlados fueran exitosos y prometedores, pero impedía superar las mismas pruebas en escenarios más realistas.

Tras el final de la Guerra Fría y el creciente desarrollo de la industria del láser civil, unido al dinero desperdiciado en proyectos de la SDI, Estados Unidos en general, y DARPA en particular comenzaron a apoyar proyectos de láser más humildes y realistas. Buscaban reducir el riesgo tecnológico y favorecer el desarrollo de tecnologías más maduras marcándose objetivos tácticos, más que estratégicos.

Asimismo, en el marco de la tradicional cultura militar de los EE. UU., que preconizaba -y todavía lo hace- el uso de la aviación y la búsqueda de la supremacía aérea como medios imprescindibles para imponerse, el láser despertó el interés como medio defensivo aerotransportado, que debía funcionar a la manera de un APS (ver Número 2).

De lo anterior surgió en 1975 el Airborne Laser Laboratory, un KC-135 (técnicamente un NKC-135A) modificado para llevar un láser de gas basado en el CO2 con un alcance preciso de unos 10 Km. Durante su vida experimental, este aparato derribó al menos tres blancos aéreos BQM-34A que simulaban ser misiles de crucero soviéticos, así como al menos cuatro misiles aire-aire AIM-9B.

Posteriormente vino el Airborne Tactical Laser, solo que esta vez sería un láser sólido COIL montado sobre un C-130H. El programa se desarrolló a lo largo de la primera década del presente siglo y se perseguía obtener un alcance de 10 Km, así como poder realizar varios centenares de “disparos” con una potencia de entre 100 y 300 kW. Todo ello con el objetivo de servir a las fuerzas especiales en el rol de cañonero montado a bordo de un NC-130.

En paralelo, también se desarrolló el Advanced Tactical Laser, de tipo COIL, probado exitosamente en 2009. Se trataba de una variante basada en el anterior, aunque muy mejorada y capaz de alcances muy precisos a 20 Km.

El Boeing YAL-1 (Airborne Laser) fue un sistema de armas que empleaba un láser químico de yodo oxigenado instalado a bordo de un Boeing 747-400F. Fue concebido para eliminar misiles balísticos similares a los Scud. Fuente – USAF

Otro programa fundamental, iniciado a partir de los estudios de DARPA en 2003, es el HELLADS. En este caso se buscaba explotar las bondades de los láseres basados en líquidos y se ubicaría en un avión para proporcionar defensa de área en misiones C-RAMMD (contra cohetes, morteros, proyectiles, misiles y drones).

Junto al anterior, en 2009 Northrop Grumman tomó parte en el programa JHPSSL, concebido para plataformas terrestres y navales, con una potencia de 105 kW y hecho a base de 7 módulos de fibra óptica de 15 kW cada uno. Una de las claves de esta iniciativa pasaba por la maduración de la tecnología necesaria para reducir la masa y el volumen y para mejorar la eficiencia. Se pretendía una generación de alrededor de 1 kW por cada 5 Kg de peso del arma, y una conversión de energía de un 15%, lo que supone que por cada kW consumido se debía generar una potencia de salida de 0,15 kW en el haz láser.

Al poco, para mejorar el JHPSSL apareció la Robust Electric Laser Iniciative, que buscaba mediante nuevas técnicas mejorar la eficiencia del haz y explorar las tecnologías más prometedoras. Particularmente se perseguía llegar a una conversión energética de hasta el 30% para un láser de 100 kW.

Entre 2002 y 2011 llegó el sucesor del Airborne Laser Laboratory, conocido como Airborne Laser. En este caso se trataba de un avión Boeing 747 modificado para portar un láser de tipo COIL llamado YAL-1A y destinado a derribar misiles balísticos. Este prototipo logró tener la capacidad de alcanzar blancos a distancias de hasta 600 Km en condiciones óptimas. Sin embargo, su enorme consumo limitaba el número de disparos efectivos a 20, muy poco para un sistema que había sido construido mediante 6 módulos de 3 toneladas cada uno.

En el primer lustro de la pasada década, también apareció el Tactical High Energy Laser (Nautilus), un láser de gas NF3 concebido para C-RAM que se hizo famoso en 2001 por derribar 28 cohetes Katyhuska y 5 proyectiles de artillería, hasta el punto de que el Premier israelí, en plena ofensiva de Hezbolá en 2006, solicitó el codesarrollo de dicha arma como medida para proteger su país. Esto dio lugar al comienzo del desarrollo del Skyguard, que nunca vería la luz.

Derivado de este proyecto surgió una versión montada en vehículos que ha desembocado en un elevado número de desarrollos basados en el camión HEMTT (HELMTT), en el Stryker 8×8 (MEHEL), el SHORAD basado en el 8×8 MMHEL, y hasta en el Apache. Varios de ellos han sido probados exitosamente en misiones C-RAMD, en particular contra flotas de drones.

Otra iniciativa muy interesante fue la del Aero Optic Beam Control, en la que tuvo el protagonismo la empresa Lockheed Martin. En este caso se trataba de desarrollar un sistema de control de tiro completo, incluyendo su torre y todo ello pensado para una plataforma aérea.

Asimismo, encontramos el programa Tactical Laser Weapon Module, que busca un sistema modular homogeneizado con variantes de 50, 75, 150 y 300 kW, destinado a satisfacer las necesidades de plataformas terrestres, aéreas y navales.

Pero no fue hasta 2014 cuando se desplegó uno de los primeros láseres operativos hasta la fecha. En este caso, la U.S. Navy instaló el conocido como AN/SEQ-3, LaWS o Laser Weapon System, que era un cañón láser de 30 kW montado en el buque USS Ponce y concebido para la defensa cercana.

Dicho láser probó ser eficaz para derribar drones de categoría Mini y Small, así como pequeñas embarcaciones. De hecho, hay quien sostiene que es muy posible que fuera usado cuando el buque y su escolta fueron atacados por misiles tierra-mar C-802 hutíes cerca de Bab el-Mandeb, en Yemen (ver Número 9).

En 2019 también se presentaron los prototipos del programa Indirect Fires Protection Capability-High Energy Laser, que podría tener una potencia de 250-300 kW, superando ampliamente la expectativa inicial de 100 kW. Estaría destinado a C-RAMD, aunque podría tener cierta capacidad antimisil. En teoría se pondrá en servicio una primera batería en 2024.

Pero en los últimos años, DARPA ha favorecido por encima de todo el equivalente al AESA de los láseres, esto es, un láser de tipo FEL (Free Electron Laser) que podrá reconfigurarse en una longitud de onda 1-10-1000, y que utilizará un sistema escalable basado en módulos de 3 kW, utilizando previsiblemente fibra.

No son pocos los recursos invertidos por Estados Unidos hasta la fecha, en ocasiones realizando esfuerzos por duplicado y quizás permitiendo que unas expectativas exageradas se hayan materializado en un exceso de experimentación y el consecuente despilfarro. Existía y ha existido una especie de confianza ciega en el progreso tecnológico. Además, las bondades del láser han sido amplificadas por Hollywood alimentando las imaginaciones prolíficas y el gasto público al mismo tiempo.

El láser es una tecnología incluso posterior a la electrónica, y por tanto menos madura. Además, las aplicaciones civiles y militares estaban mucho más distantes que en otras áreas, como la computación, por lo que las inercias eran reducidas. Asimismo era y es un campo con tal variedad de técnicas disponibles que ni siquiera estaba claro por cual apostar; láseres sólidos, químicos, de gas, líquidos, de fibra, y todas las subvariantes y combinaciones posibles.

A pesar de todo los EE. UU. han obtenido resultados, si bien curiosamente donde más se ha invertido es donde, por ahora, menos resultados se han obtenido: los láseres de uso estratégico. Curiosamente los tácticos, que antes parecían tan difíciles de desarrollar por lo complicado de la miniaturización de los componentes, son ya una realidad tangible. En otros aspectos, como el empleo de láseres contra IED o en aplicaciones no letales, el éxito ha sido magro.

De hecho, si de algo había servido la experimentación hasta la fecha había sido para descartar el láser y para saber que no se debía iniciar ningún programa de adquisiciones real debido a la inmadurez tecnológica. Esto, desde 2014 ya no es tan cierto y podemos afirmar con toda seguridad que en la década venidera veremos la lenta pero segura eclosión del láser como arma.

Impresión artística del laser HELTVD desarrollado por las empresas estadounidenses Dynetics (recientemente adquirida por Leidos Holdings) y Lockheed Martin. Fuente – Dynetics.

Más allá de China y los EE. UU.

El láser ha sido hasta ahora la eterna promesa. Podríamos buscar ejemplos de experimentación en muchos países, pero a nuestro entender solo un puñado de ellos podrían estar realmente cerca de diseñar armas operativas. Supuestamente un láser turco habría sido el primero en derribar una aeronave en condiciones de combate, al echar abajo un dron Wing Loong en Libia. Si bien esto sería posible, parece improbable. Incluso de ser cierto no habría sido más que un experimento exitoso en condiciones de combate, pero ni mucho menos la demostración empírica de un arma perfectamente operativa.

Más cerca de nosotros, son la inglesa BAE Systems y especialmente la alemana Rheinmetall quienes han apostado con mayor decisión por el cañón láser y cuentan con productos quasioperativos a falta de un usuario final dispuesto a dar el paso.

La sección de defensa aérea de la compañía alemana ya diseñó sus nuevos sistemas antiaéreos de cañón con la idea de una modularidad futura en la que se podrían reemplazar los cañones cinéticos por láseres. Sus numerosas y exitosas pruebas y demostradores, incluyendo uno basado en un 8×8 Boxer hablan a las claras de la madurez alemana en cañones láser.

Al fin y al cabo, los teutones cuentan con una excelente base industrial civil que lleva años innovando y empleando el láser, algo de lo que se está aprovechando su industria de defensa. Sin embargo, esta dependencia del sector civil ha limitado mucho la potencia de los láseres alemanes, que rara vez trabajan por encima de los 50 kW.

No obstante, la potencia de salida no debe llamarnos a engaño, ya que la calidad del haz germano es muy alta, lo que seguramente permite establecer burbujas de protección en 1-3 Km. En el futuro, gracias a la modularidad de los láser de fibra, no cabe duda de que aspiran a obtener láseres operativos de 100-120 kW y, de hecho, ya tienen varios modelos en desarrollo.

El esquema alemán, basado en una industria de defensa que prácticamente parasita ciertos láseres civiles, es el de la mayor parte de los países, lo que limitará mucho la potencia de los láseres militares, por lo que una apuesta fuerte en este sector que permita lograr láseres tácticos con alcances de 5-15 Km, un número elevado de disparos y 100 kW de potencia, podría llegar a monopolizar el mercado durante mucho tiempo.

Prototipo de arma láser conoceido como EFECTOR. Desarrollado por MBDA y en fase de pruebas, fue presentado en el Berlin Air Show de 2016 y ha sido pensado para operar tanto sobre plataformas navales, como terrestres. Fuente – MBDA.

Empleo táctico de las armas láser

Los láseres a base de fibra serán la tecnología dominante en este campo. Por ahora, y hasta dentro de varias décadas, estarán ligados a fuentes de energía que permitan una alimentación permanente. Estamos pensando en motores, turbinas, generadores e incluso reactores nucleares, todo lo cual será determinante en cuanto a la potencia y la “munición” del láser.

No en vano este tipo de armas se caracterizan por lo que los norteamericanos llaman “cargador profundo” (del inglés deep magazine), esto es, la capacidad para efectuar un elevadísimo número de disparos. Para estimar esta característica hemos de ponderar tres factores, siendo el cargador profundo igual a tb/tc:

  • Potencia de uso eficaz (kW)
  • Tiempo (tb) de potencia de uso eficaz (segundos)
  • Tiempo (tc) necesario para destruir un blanco (segundos)

La potencia de uso eficaz debe ser una estimación de la potencia necesaria para eliminar un blanco. Por ejemplo, supongamos que un dron de plástico exige una potencia de 5 kW, mientras que un misil antitanque 50 kW. Esa sería la potencia de uso eficaz.

Podemos estimar que los láseres de fibra tendrán cabida en los vehículos blindados y contarán con potencias entre los 5 y los 75 kW, lo que permitirá lidiar principalmente con drones pequeños, municiones merodeadoras, vehículos sin blindar, granadas de mortero, etcétera. Además, en algunos casos y como uso secundario podrán enfrentarse a misiles antitanque, proyectiles de artillería, los sensores de un blindado, helicópteros y vehículos con poco blindaje. Naturalmente, la infantería será muy vulnerable a este tipo de armas, en particular todo aquello que no esté protegido por un uniforme adecuado, como los tejidos cutáneos, los ojos o el pelo. Las barbas arderán fácilmente.

Como ya dijimos, estos láseres serán de fibra, ya que el resto de posibilidades exigen un mantenimiento, tratamiento de residuos y sustancias peligrosas y supervisión que los hacen inviables para las unidades de primera línea.

En el caso de los buques tipo corbeta y fragata o incluso en el caso de los buques logísticos, se podrán instalar con relativa facilidad cañones láser para defensa cercana. Por su parte, en el caso de buques de tamaño fragata o mayores seguramente se podrán instalar verdaderos HEL que superen ampliamente los 100 kW y que puedan dar protección a distancias medias, superiores a 10 Km. Sin embargo, en operaciones intensas los consumos podrían arruinar la autonomía del buque, así que los HEL serán especialmente adecuados para navíos propulsados mediante la energía nuclear.

También se podrán construir aviones cañoneros al estilo de los AC-130 equipados con cañones láser, sin embargo se deberá pensar en un uso táctico, y no destinado a derribar misiles u otras aeronaves. Un buen láser con entre 50-100 kW de salida y capacidad para proyectar 10 kW a 10 Km y con una buena cisterna de combustible podría ser viable en las típicas operaciones de fuego de apoyo que realizan los Spooky.

Solo los grandes HEL podrán no ser de fibra, sino de gas o sólidos, que tienen una huella logística y una especialización enormes. Aunque no parece que tengan mucho futuro, y de tenerlo, lo más adecuado sería embarcarlos en grandes buques o encuadrarlos en unidades ABM estáticas con base en tierra y puede que incluso alimentados con energía nuclear gracias al desarrollo de reactores en miniatura. A esto último, por cierto, se están destinando numerosos recursos en los EE. UU. y ya hay empresas que anuncian modelos que en breve estarán operativos.

En realidad, la mayor parte de las misiones que desempeña un láser táctico montado en un blindado las podría realizar una ametralladora sobre una RWS (ver Número 13), la única diferencia es que, en principio, el láser tiene un cargador mayor y no exige un suministro propio de munición, sino que simplemente aprovecharía la energía generada por el motor del vehículo.

Ahora bien, ¿Merece esta ventaja la pena? ¿son los láseres actuales suficientemente robustos y baratos como para poder competir con las RWS? La respuesta actual seguramente sea que generalmente no, pero quizás ya existe margen suficiente como para que convenga adquirir pequeñas cantidades de armas láser a fin de cubrir cierto nicho.

En realidad habría otra utilidad nada desdeñable: Los láseres de fibra, cuya potencia se puede modular, permitirán abordar más situaciones que una simple ametralladora. Se podrán usar a baja potencia para enfrentarse a manifestaciones que amenacen con desbordar una posición sin necesidad de emplear medios cinéticos o también podrán ser empleados para provocar incendios, asfixiar a un enemigo atrincherado, generar columnas de humo rápidamente, destruir sensores enemigos o incluso los famosos IED o las minas.

El láser también permite un grado literalmente quirúrgico en las operaciones. Hasta hace poco se hablaba de operaciones quirúrgicas cuando una bomba guiada esparcía 227 Kg de explosivo en 100 metros a la redonda, o cuando un pelotón de las fuerzas especiales entraba disparando a diestro y siniestro para capturar a un VIP, pero el láser es capaz de concentrar una cantidad tremenda de energía en un solo centímetro cuadrado, con todo lo que ello implica.

La precisión alcanzada permitirá enfrentarse a las amenazas escogiendo el nivel de daños aplicado: no hay más que pensar en un coche que se aproxime a toda velocidad. Podremos concentrar el láser contra la luna del conductor, para atravesar su cabeza, o bien podremos concentrarlo sobre el bloque motor para inmovilizar el vehículo. Incluso podremos apuntar al depósito de gasolina para volatilizarlo, o a las ruedas para simplemente frenarlo.

Es importante entender esto: El láser, a diferencia de una ametralladora o un lanzagranadas, no es una herramienta “monotemática” cuyas únicas forma de utilización sean o bien la disuasión (amenaza de empleo) o bien el ataque, con la destrucción que conlleva. Esta nueva arma permitirá cubrir toda la gama de grises entre ambos extremos, al modular la intensidad del ataque. De hecho, si se nos permite, la posibilidad de provocar un incendio fácilmente ofrece un amplio abanico de posibilidades creativas para el mando de una unidad: desde cubrir una retirada hasta proteger sus flancos, provocar el pánico entre la población civil…

Pero donde el láser tiene más interés y futuro es en la defensa contra masas y enjambres (ver números 3 y 11) de drones, andanadas de artillería, misiles o cohetes. Y es que un actor pobre puede, a base de cohetes baratos o drones, saturar cualquier defensa basada en misiles interceptores, por naturaleza muchísimo más caros, imponiéndose en una guerra de salvas que solo el láser (en combinación con la EW y otros sistemas) puede ayudar a equilibrar. Es lo que sucede con la defensa C-RAMD confiada a la AAA, más igualada con el láser que en el caso de la defensa basada en misiles. Con todo, incluso a los cañones de 40 mm les falta alcance y cada proyectil cuesta varios cientos de euros, de tal forma que los láseres se convierten en el arma ideal para este tipo de combate, que además está cada día más presente.

Sabemos que el alma de tungsteno de una munición AP del calibre 50 (12,7 mm) cuesta unos 90 euros, ¿Cuánto cuesta cada disparo de un cartucho de 30 o 40 mm? Es difícil precisarlo, aunque no baja de los 100 euros, dependiendo del modelo y el orígen. Por el contrario, y según Rheinmetall, cada disparo en el caso de sus sistemas láser tendría un coste de 1 euro. Es cierto que podría tratarse de una exageración, y que solo mide el consumo energético y no el desgaste del arma, pero está claro que el láser es la solución más barata de operar.

El THEL (Tactical High Energy Laser), desarrollado de forma conjunta por Estados Unidos e Israel logró derribar entre los años 2000 y 2001 28 cohetes Katyusha y 5 proyectiles de artillería. Además, una versión más ligera montada sobre un vehículo pudo en 2004 derribar varias rondas de mortero. Fuente – Wikipedia.

Defensa contra las armas láser

Si contra el desarrollo de los proyectiles apareció la cota de malla, el bastión y la plancha de acero, contra el láser aún se habrán de desarrollar las tecnologías necesarias.

Para determinar la eficacia de cualquier defensa, lo primero y fundamental es conocer el punto de fusión, esto es, la capacidad de no verse afectada por el calor que tenga la primera capa física con la que el haz entra en contacto. Obviamente no es lo mismo el hierro, que se funde a cierta temperatura, que el acero o el aluminio. Mucho menos el plástico. Por ejemplo, el hierro se funde a unos 1.500 ºC, el acero a una cifra ligeramente menor, mientras que el punto de fusión del aluminio es de solo 600 ºC. Los plásticos se quedan en 100-300 ºC y el poliespán entre los 200-300 ºC.

De entre los clásicos materiales, el más útil será algún tipo de aleación dotada de titanio, cuyo punto de fusión es elevadísimo, a la par que es más ligero que el acero, si bien su coste es mucho más alto. Otras formas de blindaje atípicas, basadas en el agua, el hielo o el propio fuego podrían ser eficaces. También parece interesante la idea de reflejar el haz. Se buscaría así provocar el rebote de una parte de los fotones al entrar en contacto con un material que los repele, disminuyendo la fuerza de este. Igualmente, aprovechar las condiciones climáticas de arena, nieve, lluvia, niebla… será una buena forma de evitar los efectos de las armas láser o al menos de reducir su eficacia.

La autorotación de los proyectiles gracias al ánima rallada, al sabot o a cualquier otra tecnología será de especial utilidad, ya que permite dispersar la energía del haz por toda la superficie de su blindaje. Esto sería especialmente útil para los misiles y proyectiles de artillería.

De otro lado encontramos el uso de materiales ignífugos sobre los que es muy difícil que se desate un fuego que afecte a otros componentes, o en general que transmitan muy mal la energía y el calor, impidiendo así que el haz penetre con rapidez. En líneas generales, los recubrimientos de compuestos en forma de película líquida, como si fuera pintura, o como los que emplean los satélites para sobrevivir a las radiaciones solares serán muy útiles para este menester. Algunas de estas tecnologías han sido desarrolladas para fabricar los trajes de los bomberos, los recubrimientos de los edificios (en particular de cuartos de contadores o similares), o en la industria aeronáutica en general: desde aviones hasta misiles pasando por satélites, o lanzaderas espaciales…

En definitiva, se deberá buscar un material con un punto de fusión muy alto, reforzado o intercalado con materiales reflectantes, y todo ello instalado en un vector capaz de rotar sobre si mismo. También será importante dotar a ciertos vectores de lanzaartificios de formas nuevas y creativas, permitiendo generar pantallas de fumígenos con distintas mezclas, pero sobre todo capaces de crear “nubes” que reflejen o absorban el haz.

Cuestión aparte es el combate contra las baterías láser asentadas en tierra. Si están guiadas por radar, las contramedidas serán las mismas ya usadas contra la AA tradicional, pero si están guiadas por sistemas de cámaras pasivas dotadas de una buena IA y controladas por personal experto, la situación puede ser mucho más difícil.

Pensemos que a una batería antiaérea de cañón o misil puede ser saturada con relativa facilidad empleando un gran número de drones baratos. Al fin y al cabo, el número de misiles es bajo, mientras que incluso los mejores cañones necesitan recargar cada cierto tiempo o parar el tiro para evitar que los tubos se sobrecalienten, algo que no le ocurriría a un hipotético láser o no, al menos, en un periodo más largo.

Como sabemos, existen ametralladoras normales, como una Duska o una M2 Browning y ametralladoras antiaéreas, como las KPV o ciertas M3 Browning. En estas últimas la aleación del cañón es más cara para permitir mayores cadencias de disparo necesarias para derribar aeronaves. En el caso de los láseres ocurrirá algo parecido; Se podrá instalar un pequeño cañón láser sobre un blindado como el JLTV, pero dadas las restricciones de tamaño y energía, su refrigeración será un factor limitante. Por el contrario, en un cañón láser antienjambre se dispondrá de un vehículo específico con un potente sistema de refrigeración que permitirá operar casi hasta que se agote la energía eléctrica.

Por último, conviene hacerse esta otra pregunta: ¿Cómo atacar a una batería láser bien posicionada? Pensemos en una meseta desde la que los cañones láser guiados por cámaras tienen un campo de tiro limpio contra las aeronaves enemigas. Una situación perfecta para la defensa.

En este caso quizás sea necesaria una acción coordinada de municiones para generar progresivamente una serie de “nubes protectoras” de aerosoles tras las que las siguientes municiones puedan ir acercándose hasta los cañones para realizar un ataque cinético final.

Otra vía será aprovechar los mayores alcances de las municiones de precisión, o la capacidad de maniobra de los drones Mini y Small. Para este último caso haría falta una muy buena planificación, en especial teniendo en cuenta los ángulos y rutas de ataque para escoger un camino de aproximación que minimice los tiempos de reacción de cada batería.

La maniobra en el aire, aunque cada vez más difícil, será posible para aquellos ejércitos que estudien y experimenten ciertas tácticas.

Arma láser china mostrada en IDEX 2019.

Reflexiones finales

No cabe duda de que desde el nacimiento del láser han sido los EE. UU. quienes más ha invertido en su aplicación militar logrando, no obstante, magros resultados.

En otros campos más maduros, la mayor inversión estadounidense guarda una proporción directa con la ventaja tecnológica adquirida. Sin embargo, la irrupción del láser de fibra y la superimposición de haz han desbancado a la mayor parte de los láseres de líquido, gas o estado sólido en los que se invirtió mucho sin llegar a lograr ningún producto comercial.

Ahora sí, poco a poco la cosa va cogiendo ritmo, y nadie duda que los cañones láser tendrán su papel en la guerra durante la década que acaba de comenzar. Ahora bien, en tanto no se solucione el tema de la eficiencia energética y se pula la modulación, el encendido y apagado, el empleo sostenido del láser, la simplificación y la rugerización de estas armas, su papel seguirá siendo limitado. Son, todavía, sistemas delicados como para su empleo en un combate que por naturaleza es caótico, movido, y vibrante, lo que exige equipos duros y resistentes al desgaste y que no necesiten una legión de técnicos cada 5 minutos.

Sea como fuere, los EE. UU. siguen manteniendo cierta ventaja en este campo, ya que no deja de ser el país con mayor número de empresas tecnológicas y con una fuerte industria capaz soportar su esfuerzo científico. Al fin y al cabo, el LaWS es desde 2014 un arma operativa y acaban de introducir en servicio un nuevo sistema denominado ODIN. Por su parte, China, Alemania, Reino Unido y otros países desplegarán productos operativos en la próxima década con toda seguridad, aunque habrá que estar atentos a su eficacia y eficiencia.

La historia del láser bien podría tener un desarrollo similar al del arma de fuego, amenazando con provocar un nuevo cambio en las mecánicas del combate. ¿Estaríamos volviendo al siglo XIX, en el que la cantidad de reclutas con una enorme potencia de fuego y escasa preparación era la clave de la victoria, muy por encima de contar con un ejército profesional y bien entrenado? La tecnología aún está lejos de algo así, pero tiempo al tiempo, porque estamos ante un arma que algún día podría ser, en algunos casos (baja potencia), simple y eficaz, estando al alcance de casi cualquiera.

Distinto será el caso de la logística, el mantenimiento y la base industrial necesarias para el arma láser, que sin duda exigirán un amplio grado de desarrollo y sofisticación que muy pocos países están en condiciones de obtener. ■

 


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