Teknoloji
Dr. Tuba Sarıgül
09/05/2017 - 16:42

Lazer Silahlar: Bilim Kurgudan Gerçeğe Neden Dönüşemiyor?

Işın kılıçları, ışın silahları, asteroitleri ve gezegenleri yok edebilen turbo ve süper lazerler gibi bilim kurgu ögeleri elli yıldan fazla zamandır filmlerde ve oyunlarda kendisine yer buluyor. 

Lazer silahlar olmasaydı bilim kurgu filmleri ve oyunlar en heyecan verici ögelerinden birini kaybederdi. Işın kılıçları, ışın silahları, asteroitleri ve gezegenleri yok edebilen turbo ve süper lazerler gibi bilim kurgu ögeleri elli yıldan fazla zamandır filmlerde ve oyunlarda kendisine yer buluyor. Ancak ilk lazerler 1960 yılında geliştirilmesine rağmen bu teknoloji henüz gerçeğe dönüşebilmiş değil.

Peki, neden?

Öncelikle “Lazer nedir, nasıl çalışır ve normal ışıktan farkı nedir” gibi soruları cevaplamaya çalışalım.

Lazerler bilimsel, askeri, tıbbi vs. amaçlarla kullanılıyor. Günlük hayatımızda ise barkot okuyucularda, sunumlarda yararlandığımız lazer işaretleme ve mesafe ölçme cihazlarında, DVD okuyucularda bu teknolojiyi kullanıyoruz.

Lazer ışınları normal ışıktan (örneğin güneş ışığından ya da akkor bir ampulden yayılan ışıktan) farklı özelliklere sahip. Normal ışık farklı dalga boylarında ışınlardan oluşurken, lazer ışınları aynı dalga boyunda ışınlardan oluşur. Lazer ışınlarının normal ışıktan en önemli farkı eş evreli (uyumlu) olmasıdır. Elektromanyetik dalga olan ışığın eş evreli olması, dalgaların tepe ve çukur noktalarının hizalı olması anlamına gelir. Lazer ışınlarının normal ışıktan önemli farklarından biri de birbirine paralel yayılmalarıdır. Bu nedenlerle lazer ışınları uzun mesafeler boyunca dağılmadan yani yoğunluklarını kaybetmeden hareket edebilir.

Lazer silahlar, enerjisini uzaktaki bir hedefe odaklayarak hedefini yok etmeyi amaçlar. Lazer silahların geleneksel silahlara göre en önemli avantajlarından biri hedefi ışık hızında vurabilmesi. Bu teknolojinin verimli bir şekilde kullanılabilmesi için geliştirme ve üretim maliyetlerinin makul düzeyde olması gerekiyor ve geliştirilen lazer silah sistemlerinin taşınabilir olması isteniyor. Ancak yapması söylemesi kadar kolay değil.

Lazer silahların geliştirilmesine yönelik projelerden biri ABD tarafından 1980’li yılların başında yürürlüğe konuldu. Bu projede nükleer başlıklı füzelerin imha edilmesi için lazerlerin kullanılması amaçlanıyordu. Proje kapsamında geliştirilecek lazer sistemlerinin uzayda konumlandırılması planlanıyordu. Bilim kurgu filmlerini anımsatan proje basında Star Wars olarak isimlendirildi. Ancak proje 1980’li yılların sonunda hayata geçemeden sonlandırıldı.

Lazer silah sistemleriyle ilgili önemli sorunlardan biri boyut. Lazer silahların kullanımının yaygınlaşabilmesi için gemi, uçak, tank gibi büyük araçlar üzerinde taşınması isteniyor.

Lazer silahların geliştirilmesine yönelik ilk projelerde megawatt ölçeğinde güce sahip lazerlerin geliştirilmesi planlanıyordu. Ancak megawatt gücünde lazer ışınlarını elektrik enerjisi kullanarak üretebilmek için gerekli olan enerji kaynağını gemi ya da uçak gibi araçlarla taşımak neredeyse imkânsız.

US Missile Defense Agency - Boeing YAL-1 isimli megawatt ölçekli kimyasal lazere sahip Boeing 747-400F uçağı

Kimyasal enerji kullanarak güçlü lazer ışınları üretebilen sistemler de var. Ancak megawatt ölçeğindeki kimyasal lazer sistemlerinin boyutları da çok büyük. Günümüzde geliştirilen lazer silah sistemlerinin gücü ise çoğunlukla kilowatt ölçeğinde.

Lazer silahların kullanımıyla ilgili bir diğer önemli konu atmosferin lazer enerjisinin yoğunluğunu kaybetmesine neden olması. Atmosferdeki moleküller, katı ve sıvı parçacıklar lazer ışınlarıyla etkileşerek enerjilerinin dağılmasına sebep olabiliyor. Bu sorunun üstesinden gelebilmek için sapan lazer ışınlarının aynalar ve lensler kullanılarak tekrar hedef üzerine odaklanması sağlanıyor. Bu tür sistemler sayesinde balistik füzeleri lazer silahlar kullanarak vurmak mümkün. Ancak hava koşulları, örneğin sisli ya da yağmurlu havalar, lazer silahların kullanımını olumsuz etkilemeye devam ediyor.

Yüksek enerjili lazer silahların geliştirilmesine yönelik bu araştırmaların karşı karşıya olduğu en önemli problem maliyetlerin çok yüksek olması. Örneğin ABD’de yüksek enerjili lazer araştırmalarının en yoğun olduğu 1989 yılında bu araştırmalar için 2,4 milyar dolar (2014 yılına kadarki enflasyon farkı dâhil) harcandı. Milyar dolarlık bu projelerin bazıları ise iptal edildi.

Günümüzde lazer silahların verimli bir şekilde kullanılabileceği alanlardan biri insansız hava araçlarının imhası.

İnsansız hava araçları artık hayatımızın bir parçası. Havadan fotoğraf ve video kaydı, kargo taşımacılığı, veri toplama gibi amaçlarla bu teknolojiden sıkça yararlanıyoruz. İnsansız hava araçları askeri alanda ise gözetleme, saldırı, hedef belirleme gibi amaçlarla yaygın olarak kullanılıyor. İnsansız hava aracı saldırılarını önlemek için kullanılan yöntemlerden biri de lazer silahlar. ABD Deniz Araştırmaları Ofisi tarafından geliştirilen Lazer Silah Sistemi (LaWS), 2014 yılında insansız hava araçlarına karşı test edildi ve başarılı sonuçlar elde edildi.

US Navy - USS Ponce gemisi üzerinde kurulu olan Lazer Silah Sistemi (LaWS)

Ancak elli yıldan fazla zamandır üzerinde çalışmalar yapılan lazer silahlar büyük kapsamlı bir başarıya ulaşamadı. Bugünün lazer silahlarının bilim kurgudaki örneklerine yaklaşabilmesi için önümüzde katedilmesi gereken uzun bir yol olduğunu söylemek yanlış olmaz.

 

Kaynaklar:

Teknoloji

Tasarla ve Yap köşesinin bu etkinliğinde Tinkercad uygulamasını kullanarak üzerinde yazı olan üç boyutlu bir kupa tasarlıyoruz.

Gözleri güneş ışığından korumayı amaçlayan ilk güneş gözlükleri 1929’da ABD’li Sam Foster tarafından geliştirildi.