Los rusos están construyendo un láser satelital cegador: un experto explica una tecnología inquietante

Satellite Laser Illustration


Un rayo láser lo suficientemente fuerte podría cegar a los satélites espía.

Según un informe reciente en The Space Review, Rusia está construyendo una nueva instalación de láser en tierra para interferir con los satélites que orbitan sobre su cabeza. La idea básica es simple: inundar los sensores ópticos de los satélites espías de otras naciones con luz láser para deslumbrarlos.

La tecnología láser ha evolucionado hasta el punto en que este tipo de defensa antisatélite es definitivamente plausible. Sin embargo, hay pruebas limitadas de que algún país haya probado con éxito un láser de este tipo.

Si el gobierno ruso puede construirlo, láseres como este podrían proteger gran parte del país de la vista de los satélites con sensores ópticos. Peor aún, la tecnología también está preparando el escenario para la posibilidad más ominosa de armas láser que pueden desactivar satélites de forma permanente.

Cómo funcionan los láseres

Un láser es un dispositivo para crear un haz estrecho de energía dirigida. El primer láser se desarrolló en 1960. Desde entonces, se han creado varios tipos que utilizan diferentes mecanismos físicos para generar fotones o partículas de luz.

En los láseres de gas, se bombean grandes cantidades de energía a moléculas específicas como el dióxido de carbono. Los láseres químicos funcionan con reacciones químicas específicas que liberan energía. Los láseres semiconductores utilizan materiales cristalinos personalizados para convertir la energía eléctrica en fotones. En todos los láseres, los fotones se amplifican pasándolos a través de un tipo especial de material llamado medio de ganancia y luego enfocados en un haz coherente por un director de haz.


La física de los láseres explicada.

efectos láser

Según la intensidad del fotón y la longitud de onda, el haz de energía dirigido formado por un láser puede crear una variedad de efectos en su objetivo. Por ejemplo, si los fotones están en la parte visible del espectro, un láser puede enviar luz a su objetivo.

Para un flujo lo suficientemente alto de fotones de alta energía, un láser puede calentar, vaporizar, derretir e incluso quemar el material de su objetivo. El nivel de potencia del láser, la distancia entre el láser y su objetivo y la capacidad de enfocar el haz en el objetivo son factores importantes que determinan la capacidad de un objetivo para producir estos efectos.

Aplicaciones láser

Los diversos efectos generados por los láseres encuentran muchas aplicaciones en la vida diaria, incluidos los punteros láser, las impresoras, los reproductores de DVD, la cirugía de la retina y otros procedimientos médicos, y los procesos de fabricación industrial, como la soldadura y el corte por láser. Los investigadores están desarrollando láseres como una alternativa a la tecnología de ondas de radio para impulsar las comunicaciones entre la nave espacial y la tierra.

Los láseres también encuentran una amplia aplicación en operaciones militares. Uno de los más conocidos es el láser aerotransportado (ABL), que el ejército estadounidense pretendía utilizar para derribar misiles balísticos. El ABL involucró un láser muy grande y de alta potencia montado en un Boeing 747. El programa finalmente se vio condenado por desafíos con la gestión térmica y el mantenimiento de su láser químico.

Banco de pruebas de láser aerotransportado Boeing YAL-1

El ejército de los EE. UU. ha experimentado con el montaje de un potente láser en un gran avión a reacción, con el objetivo de derribar los misiles balísticos que se aproximan. Crédito: Agencia de Defensa de Misiles de EE. UU.

Una aplicación militar más exitosa es el sistema de contramedidas infrarrojas para aeronaves grandes (LAIRCM), que se utiliza para proteger a las aeronaves contra misiles antiaéreos buscadores de calor. LAIRCM hace brillar la luz de un láser de estado sólido en el sensor del misil a medida que se acerca la aeronave, lo que hace que el arma brille y pierda su objetivo.

La evolución del rendimiento de los láseres de semiconductores ha dado lugar a una proliferación de nuevas aplicaciones militares. El ejército de EE. UU. instala láseres en camiones del ejército y barcos de la marina para defenderse de objetivos pequeños como drones, proyectiles de mortero y otras amenazas. La Fuerza Aérea está estudiando el uso de láseres en aeronaves con fines defensivos y ofensivos.

El láser ruso

La nueva y famosa instalación láser rusa se llama Kalina. Su objetivo es deslumbrar y, por lo tanto, cegar temporalmente, los sensores ópticos de los satélites que recopilan información sobre sus cabezas. Al igual que ocurre con el LAIRCM americano, el deslumbramiento consiste en saturar los sensores con suficiente luz para impedir su funcionamiento. Lograr este objetivo requiere entregar con precisión una cantidad suficiente de luz al sensor del satélite. Esto no es poca cosa dadas las grandes distancias involucradas y el hecho de que el rayo láser primero debe atravesar la atmósfera de la Tierra.

Apuntar con precisión los láseres a grandes distancias en el espacio no es nada nuevo. Por ejemplo,[{” attribute=””>NASA’s Apollo 15 mission in 1971 placed meter-sized reflectors on the Moon that are targeted by lasers on Earth to provide positioning information. Delivering enough photons over large distances comes down to the laser power level and its optical system.

Kalina reportedly operates in a pulsed mode in the infrared and produces about 1,000 joules per square centimeter. By comparison, a pulsed laser used for retinal surgery is only about 1/10,000th as powerful. Kalina delivers a large fraction of the photons it generates across the large distances where satellites orbit overhead. It is able to do this because lasers form highly collimated beams, meaning the photons travel in parallel so the beam doesn’t spread out. Kalina focuses its beam using a telescope that has a diameter of several meters.

Spy satellites using optical sensors tend to operate in low-Earth orbit with an altitude of a few hundred kilometers. It generally takes these satellites a few minutes to pass over any specific point on the Earth’s surface. This requires Kalina to be able to operate continuously for that long while maintaining a permanent track on the optical sensor. These functions are carried out by the telescope system.

Based on the reported details of the telescope, Kalina would be able to target an overhead satellite for hundreds of miles of its path. This would make it possible to shield a very large area – on the order of 40,000 square miles (roughly 100,000 square kilometers) – from intelligence gathering by optical sensors on satellites. Forty thousand square miles is roughly the area of the state of Kentucky.

Russia claims that in 2019 it fielded a less capable truck-mounted laser dazzling system called Peresvet. However, there is no confirmation that it has been used successfully.

Laser power levels are likely to continue to increase, making it possible to go beyond the temporary effect of dazzling to permanently damaging the imaging hardware of sensors. While laser technology development is heading in that direction, there are important policy considerations associated with using lasers in this way. Permanent destruction of a space-based sensor by a nation could be considered a significant act of aggression, leading to a rapid escalation of tensions.

Lasers in space

Of even greater concern is the potential deployment of laser weapons in space. Such systems would be highly effective because the distances to targets would likely be significantly reduced, and there is no atmosphere to weaken the beam. The power levels needed for space-based lasers to cause significant damage to spacecraft would be significantly reduced in comparison to ground-based systems.

Additionally, space-based lasers could be used to target any satellite by aiming lasers at propellant tanks and power systems, which, if damaged, would completely disable the spacecraft.

As technology advances continue, the use of laser weapons in space becomes more likely. The question then becomes: What are the consequences?

Written by Iain Boyd, Professor of Aerospace Engineering Sciences, University of Colorado Boulder.

This article was first published in The Conversation.The Conversation

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