Tài liệu về lazer

Laser là tên viết tắt của cụm từ Light Amplification by Stimulated
Emission of Radiation trong tiếng Anh, và có nghĩa là "khuếch đại ánh sáng
bằng phát xạ kích thích".
Electron tồn tại ở các mức năng lượng riêng biệt trong một nguyên tử.
Các mức năng lượng có thể hiểu là tương ứng với các quỹ đạo riêng biệt của
electron xung quanh hạt nhân. Electron ở bên ngoài sẽ có mức năng lượng
cao hơn những electron ở phía trong. Khi có sự tác động vật lý hay hóa học
từ bên ngoài, các hạt electron này cũng có thể nhảy từ mức năng lượng thấp
lên mức năng lượng cao hay ngược lại. Các quá trình này có thể sinh ra hay
hấp thụ các tia sáng (photon) theo giả thuyết của Albert Einstein. Bước sóng
(do đó màu sắc) của tia sáng phụ thuộc vào sự chênh lệch năng lượng giữa
các mức.
Có nhiều loại laser khác nhau, có thể ở dạng hỗn hợp khí, ví dụ HeNe, hay dạng chất lỏng, song có độ bức xạ lớn nhất vẫn là tia laser tạo bởi
các thành phần từ trạng thái chất rắn.
Cấu tạo

Cấu tạo cơ bản và cơ chế hoạt động của laser.
1) Buồng cộng hưởng (vùng bị kích thích)
2) Nguồn nuôi (năng lượng bơm vào vùng bị kích thích)
3) gương phản xạ toàn phần
4) gương bán mạ
5) tia laser
• Nguyên lý cấu tạo chung của một máy laser gồm có: buồng cộng
hưởng chứa hoạt chất laser, nguồn nuôi và hệ thống dẫn quang. Trong
đó buồng cộng hưởng với hoạt chất laser là bộ phận chủ yếu.


•

Buồng cộng hưởng chứa hoạt chất laser, đó là một chất đặc biệt có
khả năng khuyếch đại ánh sáng bằng phát xạ cưỡng bức để tạo ra

laser. Khi 1 photon tới va chạm vào hoạt chất này thì kéo theo đó là 1
photon khác bật ra bay theo cùng hướng với photon tới. mặt khác
buồng công hưởng có 2 mặt chắn ở hai đầu, một mặt phản xạ toàn
phần các photon khi bay tới, mặt kia cho một phần photon qua một
phần phản xạ lại làm cho các hạt photon va chạm liên tục vào hoạt
chất laser nhiều lần tạo mật độ photon lớn. Vì thế cường độ chùm
laser được khuếc đại lên nhiều lần. Tính chất của laser phụ thuộc vào
hoạt chất đó, do đó người ta căn cứ vào hoạt chất để phân loại laser.

Tính chất
•
•

•
•

Độ định hướng cao: tia laser phát ra hầu như là chùm song song do đó
khả năng chiếu xa hàng nghìn km mà không bị phân tán.
Tính đơn sắc rất cao: chùm sáng chỉ có một màu (hay một bước sóng)
duy nhất. Do vậy chùm laser không bị tán xạ khi đi qua mặt phân cách
của hai môi trường có chiết suất khác nhau. Đây là tính chất đặc biệt
nhất mà không nguồn sáng nào có.
Tính đồng bộ của các photon trong chùm tia laser.
Có khả năng phát xung cực ngắn: cỡ mili giây (ms), nano giây, pico
giây, cho phép tập trung năng lượng tia laser cực lớn trong thời gian
cực ngắn.

111111
ỨNG DỤNG TRONG QUÂN SỰ
Trong một cuộc thử nghiệm gần đây, các nhà nghiên cứu của Northrop

Grumman đã thành công trong việc tạo ra một tia laser điện có năng lượng
105kW, vượt ngưỡng 100kW, được coi là ngưỡng tối thiểu để tia laser được
coi là đã ở cấp độ 'vũ khí' có thể sử dụng trên chiến trường thật. Mức công
suất này nhiều hơn mức cần thiết để tiêu diệt rocket và pháo cối trên không.
Đây chỉ là một bước tiến nữa trong những nỗ lực gần đây để hiện thực hóa
việc đưa laser vào chiến trường, bao gồm việc tích hợp hệ thống trên xe tải,
gắn trên tàu chiến, cũng như mục tiêu 150kW để có thể trang bị trên chiến


đấu cơ.
Tuy vậy vẫn còn nhiều trở ngại kỹ thuật cần vượt qua, ví dụ như kiểm soát
nhiệt lượng và thu nhỏ kích thước. Nhưng việc vượt ngưỡng 100kW vẫn là
một thành tựu to lớn.
Trong quá khứ, các nhà nghiên cứu thường tập trung vào công nghệ laser
hóa học. Nó có khả năng tạo ra tia laser với năng lượng khổng lồ. Tuy vậy,
nó cần một số lượng rất lớn các loại hóa chất độc hại, có thể lên đến 8
container cho một lần bắn. Vì vậy, BQP Mỹ chuyển hướng sang tia laser
năng lượng điện, nhỏ gọn, hoạt động dễ hơn và có số lần bắn không giới
hạn, miễn là vẫn có năng lượng cung cấp cho nó.
Tuy vậy, laser năng lượng điện không cho nhiều năng lượng như laser hóa
học, khi chương trình được bắt đầu vào 2003, nó chỉ cho mức công suất
10kW. Giờ đây, người ta cho rằng vượt xa mức 100kW sẽ dễ dàng hơn
nhiều.
Northrop sử dụng 32 module tinh thể hồng ngọc để tạo thành một chuỗi
khuyếch đại laser. Khi chiếu ánh sáng từ chùm đèn diode vào, phản ứng dây
chuyền sẽ xảy ra, tạo ra tia laser có công suất 15kW, kết hợp nhiều tia lại
cho ta một tia có năng lượng lớn. Thiết bị được thử nghiệm lần này có thể
kết hợp tối đa 8 tia, nhưng người ta chỉ sử dụng 7 tia, tạo ra công suất tổng
hợp 105 kW.
2

Vũ khí laser ABL được thiết kế với mục đích tiêu diệt các loại tên lửa đạn
đạo của đối phương ngay từ giai đoạn đầu chúng được phóng đi. Các kỹ sư
đã thử nghiệm dạng vũ khí đặc biệt này trên mặt đất, trong đó bắn tia laser
từ một tháp pháo gắn trên mũi chiếc máy bay Boeing 747 chuyên dụng và
nhằm vào mục tiêu giả định.
Hồi tháng 9 vừa qua, các kỹ sư đã cho phóng thử tia laser năng lượng cao
vào một dụng cụ đo nhiệt lượng (calorimeter) gắn trên máy bay. Nhưng đây
là lần đầu tiên loại vũ khí bằng chùm ánh sáng này được phóng dọc theo
chiều dài hệ thống trên chiếc Boeing 747. Cuộc thử nghiệm trên mặt đất này
do Cơ quan phòng thủ tên lửa Mỹ thực hiện tại căn cứ không quân Edwards,
bang California.


Trong cuộc thử nghiệm, tia laser hành trình dọc theo chiều dài của chiếc
máy bay hạng nặng với tốc độ khủng khiếp là một tỷ km/h. Nó chạy từ phía
đoạn đầu của hệ thống đặt ở phía đuôi máy bay, qua hệ thống kiểm soát
chùm laser, hệ thống kiểm soát phóng và bắn ra từ phần tháp pháo đặc biệt
gắn ở mũi máy bay để tới mục tiêu giả định.
Người phụ trách nghiên cứu hệ thống phòng thủ tên lửa của hãng Boeing là
Scott Fancher cho biết: "Nhóm nghiên cứu giờ đây đã hoàn thành hai cột
mốc chính đúng kỳ vọng, giữ cho chương trình về vũ khí ABL diễn ra theo
kế hoạch, để có thể tiến hành thử nghiệm bắn vũ khí laser bằng đường không
tiêu diệt tên lửa đạn đạo đang bay trong năm 2009".
Theo thiết kế, cơ chế hoạt động của vũ khí ABL là chiếu sáng tên lửa của
đối phương bằng một tia laser dò tìm, trong khi hệ thống máy tính đo
khoảng cách và tính toán đường đi của nó. Sau khi tia laser này chạm tới
mục tiêu, tia laser thứ hai cực mạnh cũng được phóng ra từ mũi chiếc
Boeing 747. Sức nóng của nó gây sức ép lên khoang nhiên liệu của quả tên
lửa đang bay khiến nó nổ tung.
Mô phỏng cơ chế hoạt động của hệ thống vũ khí laser ABL chống tên lửa

đạn đạo trên một chiếc Boeing 747. Ảnh: Ausairpower.
Vũ khí laser tiêu diệt các tên lửa đạn đạo trong giai đoạn tăng tốc của chúng
nên có nhiều lợi thế. Khi đó các hỏa tiễn đang tỏa nhiệt cực mạnh để phóng
và tạo điều kiện cho tia laser tìm đến mục tiêu chính xác. Theo báo cáo của
Hội vật lý Mỹ năm 2004, vũ khí laser ABL có thể tiêu diệt một quả tên lửa
đạn đạo xuyên lục địa dùng nhiên liệu lỏng (ICBM) từ khoảng cách 600 km.
Nhưng sẽ khó khăn hơn khi chúng đánh chặn tên lửa dùng nhiên liệu rắn.
Loại vũ khí laser năng lượng cao nói trên do hãng Northrop Grumman chế
tạo với mục tiêu phá hủy mọi loại tên lửa đạn đạo, bao gồm tên lửa đạn đạo
chiến thuật (TBM) và tên lửa đạn đạo xuyên lục địa (ICBM). Năng lượng
cho nó hoạt động gồm các hóa chất có thể tìm thấy trong chất tẩy thông
thường là hydrogen peroxide và potassium hydroxide, kết hợp với khí clo và
nước.
Chương trình nghiên cứu vũ khí laser ABL tiêu tốn nhiều tỷ USD đã được
Mỹ khởi động từ hơn 12 năm trước. Các nhà kỹ sư còn đang nghiên cứu sử
dụng pháo laser laser này để bắn hạ các loại vũ khí có thể bay khác như tên
lửa đất đối không, tên lửa hành trình và thậm chí là máy bay của đối
phương.


3
Mỹ lần đầu bắn thử vũ khí laser từ máy bay
Quân đội Mỹ vừa tiến hành thử nghiệm lần đầu tiên hệ thống vũ khí
laser đường không (ABL) đặt trên một chiếc máy bay hạng nặng Boeing
747.

Chiếc Boeing 747 của không quân Mỹ mang vũ khí laser
ABL. Ảnh: USAF.
Vũ khí laser ABL được thiết kế với mục đích tiêu diệt các loại tên lửa đạn
đạo của đối phương ngay từ giai đoạn đầu chúng được phóng đi. Các kỹ sư

đã thử nghiệm dạng vũ khí đặc biệt này trên mặt đất, trong đó bắn tia laser
từ một tháp pháo gắn trên mũi chiếc máy bay Boeing 747 chuyên dụng và
nhằm vào mục tiêu giả định.
Hồi tháng 9 vừa qua, các kỹ sư đã cho phóng thử tia laser năng lượng cao
vào một dụng cụ đo nhiệt lượng (calorimeter) gắn trên máy bay. Nhưng đây
là lần đầu tiên loại vũ khí bằng chùm ánh sáng này được phóng dọc theo
chiều dài hệ thống trên chiếc Boeing 747. Cuộc thử nghiệm trên mặt đất này
do Cơ quan phòng thủ tên lửa Mỹ thực hiện tại căn cứ không quân Edwards,
bang California.
Trong cuộc thử nghiệm, tia laser hành trình dọc theo chiều dài của chiếc
máy bay hạng nặng với tốc độ khủng khiếp là một tỷ km/h. Nó chạy từ phía
đoạn đầu của hệ thống đặt ở phía đuôi máy bay, qua hệ thống kiểm soát
chùm laser, hệ thống kiểm soát phóng và bắn ra từ phần tháp pháo đặc biệt
gắn ở mũi máy bay để tới mục tiêu giả định.
Người phụ trách nghiên cứu hệ thống phòng thủ tên lửa của hãng Boeing là
Scott Fancher cho biết: "Nhóm nghiên cứu giờ đây đã hoàn thành hai cột
mốc chính đúng kỳ vọng, giữ cho chương trình về vũ khí ABL diễn ra theo


kế hoạch, để có thể tiến hành thử nghiệm bắn vũ khí laser bằng đường không
tiêu diệt tên lửa đạn đạo đang bay trong năm 2009".
Theo thiết kế, cơ chế hoạt động của vũ khí ABL là chiếu sáng tên lửa của
đối phương bằng một tia laser dò tìm, trong khi hệ thống máy tính đo
khoảng cách và tính toán đường đi của nó. Sau khi tia laser này chạm tới
mục tiêu, tia laser thứ hai cực mạnh cũng được phóng ra từ mũi chiếc
Boeing 747. Sức nóng của nó gây sức ép lên khoang nhiên liệu của quả tên
lửa đang bay khiến nó nổ tung.

Mô phỏng cơ chế hoạt động của hệ thống vũ khí laser ABL
chống tên lửa đạn đạo trên một chiếc Boeing 747. Ảnh:

Ausairpower.
Vũ khí laser tiêu diệt các tên lửa đạn đạo trong giai đoạn tăng tốc của chúng
nên có nhiều lợi thế. Khi đó các hỏa tiễn đang tỏa nhiệt cực mạnh để phóng
và tạo điều kiện cho tia laser tìm đến mục tiêu chính xác. Theo báo cáo của
Hội vật lý Mỹ năm 2004, vũ khí laser ABL có thể tiêu diệt một quả tên lửa
đạn đạo xuyên lục địa dùng nhiên liệu lỏng (ICBM) từ khoảng cách 600 km.
Nhưng sẽ khó khăn hơn khi chúng đánh chặn tên lửa dùng nhiên liệu rắn.
Loại vũ khí laser năng lượng cao nói trên do hãng Northrop Grumman chế
tạo với mục tiêu phá hủy mọi loại tên lửa đạn đạo, bao gồm tên lửa đạn đạo
chiến thuật (TBM) và tên lửa đạn đạo xuyên lục địa (ICBM). Năng lượng
cho nó hoạt động gồm các hóa chất có thể tìm thấy trong chất tẩy thông
thường là hydrogen peroxide và potassium hydroxide, kết hợp với khí clo và
nước.


Chương trình nghiên cứu vũ khí laser ABL tiêu tốn nhiều tỷ USD đã được
Mỹ khởi động từ hơn 12 năm trước. Các nhà kỹ sư còn đang nghiên cứu sử
dụng pháo laser laser này để bắn hạ các loại vũ khí có thể bay khác như tên
lửa đất đối không, tên lửa hành trình và thậm chí là máy bay của đối
phương.
4
ABM là hệ thống vũ khí do quân đội Mỹ đặt hàng hãng Boeing chế tạo và
có tên mã YAL-1. Toàn bộ hệ thống được đặt trên một chiếc Boeing 747400F. Thiết kế ban đầu của cỗ máy này là để phục vụ việc phá hủy các tên
lửa đạn đạo chiến thuật (TBM), loại tương tự như tên lửa Scud, ngay khi
chúng mới được phóng đi.

"Tháp pháo" của hệ
thống ABL gắn trên
chiếc Boeing 747

Hệ thống ABL sử dụng các thiết bị quét hồng ngoại
để tìm kiếm dấu hiệu phóng tên lửa. Sau khi phát
hiện các dấu hiệu ban đầu, ba tia laser năng lượng
yếu sẽ được phóng ra để đo đếm hành trình, tốc độ,
điểm bắn của tên lửa cũng như tình trạng chuyển
động của không khí. Việc không khí chuyển động
ra sao có thể làm chệch hướng hoặc bóp méo chùm
tia laser. Dựa vào những thông tin thu được, hệ
thống ABL sẽ tính toán để phóng ra chùm tia laser
với năng lượng thích hợp. Máy phóng tia laser,
được đặt trong một tháp pháo nằm ở đầu máy bay,
sẽ bắn chùm tia laser kéo dài từ 3-5 giây. Toàn bộ
quá trình dài này kéo dài trong vỏn vẹn từ 8 đến 12
giây.

ABL sử dụng nhiên liệu hóa học để tạo ra tia laser
năng lượng cao. Chiếc máy bay 747 hiện nay có thể
mang đủ nhiên liệu phục vụ cho 20 phát bắn năng lượng cao hoặc 40 phát
bắn năng lượng thấp chống lại các TBM với lớp vỏ mỏng và yếu hơn. Tia
laser của ABL có khả năng bắn thẳng vào khu vực chứa nhiên liệu của tên
lửa và khiến nó phát nổ. Ngoài ra ABL có thể được điều khiển để nung nóng
lớp vỏ lên lửa, làm suy yếu phần vỏ này, khiến tên lửa bị phân rã trong tốc
độ rất cao do thời gian đầu của quá trình phóng, tên lửa đang tăng tốc. Do
tấn công với tốc độ ánh sáng nên ABL được cho là có thể tiêu diệt mục tiêu
với tỉ lệ thành công rất cao.


Hơn 10 năm vẫn chỉ là thử nghiệm
Bắt đầu từ tháng 10/1992, Boeing và Lockheed Martin nhận được những
hợp đồng độc lập để đánh giá xem liệu các loại máy bay khổ lớn khi đó như

707, 747, 767 và B-52 có thể hoạt động ra sao khi mang theo các vũ khí
laser năng lượng cao và một hệ thống điều khiển bắn. Cả hai nhóm sau đó ra
kết luận chung rằng mẫu máy bay 747 là thích hợp nhất.
Tháng 11/1996, Boeing được chọn làm nhà thầu chính, Lockheed Martin và
Northrop Grumman làm các nhà thầu phụ. Cả ba được trao hợp đồng trị giá
1,1 tỉ USD để phát triển và bay thử hệ thống ABL đầu tiên. Kể từ đó, hoạt
động nghiên cứu ABL chính thức bắt đầu.

Hình mô phỏng một máy bay lắp hệ thống ABL
có thể tiêu diệt mọi loại tên lửa đạn đạo
Nhưng cho tới nay, sau hơn 10 năm bắt đầu, hệ thống ABL vẫn chưa thực sự
hoàn chỉnh. Cuối tháng 11 vừa qua tại Căn cứ không quân Edwards,
California, người ta mới lần đầu tiên thử thành công hệ thống điều khiển bắn
của ABL. Trong đó tia laser được phóng vào một hệ thống có nhiệm vụ tạo
ra các mục tiêu ảo. Kết quả cho thấy tia laser đã tiêu diệt tốt các mục tiêu
này.
Bước tiếp theo của Boeing là bắn các loạt laser với thời gian dài hơn. Do
việc phát triển chậm hơn và đắt hơn so với chi phí ban đầu nên phải tới năm
2009 người ta mới có thể cho ABL bắn thử vào một quả tên lửa thực thụ.
Trong khi ấy theo kế hoạch, nếu được chứng minh là thành công, những
chiếc máy bay lắp đặt các hệ thống ABL 747 lẽ ra đã bắt đầu đi vào phục vụ
từ năm 2008.
Thêm một giấc mơ bị xếp xó?
Trước khi có ABL, Mỹ đã từng nghiên cứu nhiều hệ thống vũ khí laser khác
nhau như THEL (Tia laser chiến thuật năng lượng cao), ATL (Tia laser


chiến thuật tiên tiến). Gần đây là hệ thống HELLADS (Hệ thống phòng vệ
khu vực sử dụng laser lỏng năng lượng cao). Có những dự án bị hủy bỏ như
THEL, số khác không thu được mấy thành công.

Với ABL, người Mỹ hy vọng nó có thể tiêu diệt mọi loại tên lửa đạn đạo, kể
cả tên lửa đạn đạo liên tục địa. Sau khi thử thành công hệ thống điều khiển
bắn, Boeing thậm chí còn nghĩ tới việc mở rộng ứng dụng cho ABL như
biến nó thành hệ thống phòng không chống máy bay, tên lửa hành trình.
Tuy nhiên theo các chuyên gia, Boeing hiện không còn nhiều thời gian.
Hãng sẽ phải nhanh chóng chứng tỏ ABL là một vũ khí hiệu quả trong thời
gian càng ngắn càng tốt. Nếu không, hệ thống vũ khí tốn kém và mất nhiều
thời gian nghiên cứu này có thể sẽ bị tân Tổng thống Barack Obama đưa vào
chương trình cắt giảm ngân sách của ông và xóa sổ nó không thương tiếc.
4
Mỹ đang bước vào giai đoạn hoàn tất công tác phát triển vũ khí laser chống
tên lửa lắp trên máy bay ABL (AirBorne Laser). Chươn trình ABL bắt đầu
năm 1996 khi Không quân Mỹ ký hợp đồng với hãng Boeing về việc xây
dựng khái niệm hệ thống phòng thủ tên lửa mới.

Hệ thống ABL
Năm 2001, quyền lãnh đạo chương trình được chuyển sang Cơ quan Phòng
thủ tên lửa MDA (Missile Defense Agency). MDA đã đặt hàng một nhóm


công ty gồm Boeing (nhà thầu chính, chỉ đạo chung chương trình, tích hợp
tất cả các hệ thống, công việc và chế tạo máy bay), Northrop Grumman
(phát triển và cung cấp laser) và Lockheed Martin (hệ thống phóng ở mũi và
hệ thống điều khiển hoả lực) để sản xuất hệ thống này. Năm 2002, một máy
bay Boeing 747-400F được đặt ký hiệu YAL-1 đã được cải tạo làm phương
tiện mang hệ thống laser. Nền tảng của hệ thống là laser hoá học oxy-iod
(COIL - Chemical Oxygen Iodine Laser), - một biến thể của laser hoá học
hồng ngoại, bao gồm 6 module và có công suất ra ở chế độ phát liên tục đạt
mức MW. 2 laser thể rắn công suất mức kW đang được dùng để chiếu xạ
mục tiêu.

Chức năng chính của hệ thống là tiêu diệt tên lửa ngay sau khi phóng, ở giai
đoạn tăng tốc. Tại giai đoạn bay này, tên lửa dễ bị phát hiện và bắn hạ nhất
vì động cơ hoạt động làm bộc lộ tên lửa. Hệ thống ABL sử dụng các sensor
hồng ngoại để phát hiện sơ bộ mục tiêu. Sau khi phát hiệnh mục tiêu, hệ
thống sử dụng các laser bổ trợ công suất nhỏ để tính toán hướng bay và tốc
độ bay của tên lửa, xác định điểm ngắm bắn và đo sự chảy rối của không
khí. Do sự chảy rối không khí làm lệch hướng và biến dạng tia laser nên hệ
thống quang học thích ứng sử dụng các số liệu nhận được để nạp vào các
phần tử hiệu chỉnh để thích ứng với nhiễu khí quyền. Sau đó, laser chính đặt
ở mũi máy bay phát 1 xung dài 3-5 s, đủ để tiêu diệt 1 tên lửa. Xung này,
nhờ kính viễn vọng mạnh lắp trên ụ ở mũi máy bay, được tụ tiêu và giữ trên
điểm ngắm. Toàn bộ quá trình từ phát hiện cho đến lúc tiêu diệt mục tiêu
kéo dài không quá 8-12 s.
Tuy đến nay đã tiến hành khá nhiều cuộc thử nghiệm trên mặt đất và trên
không đối với cả hệ thống ABL, cũng như các bộ phận của nó, người ta vẫn
cần chưa có được những số liệu thử nghiệm về khả năng thực tế của hệ
thống này, song cũng đã có được một số kết luận dựa trên kết quả nghiên
cứu lý thuyết và mô hình hoá. Người ta cho rằng, ABL có hiệu quả nhất khi
đối phó với tên lửa nhiên liệu lỏng vì vỏ các tên lửa này có độ cứng kém
hơn. Tia laser khi đập vào vỏ thùng nhiên liệu tên lửa sẽ làm thân tên lửa
nóng lên và tăng áp suất bên trong của nhiên liệu, điều đó dẫn tới những hậu
quả nguy hiểm. Trong những trường hợp khác, thân tên lửa bị suy yếu do bị
nung quá nóng sẽ bị phá huỷ bởi tải trọng phát sinh khi bay và cơ động với
tốc độ cao hoặc tải trọng tạo ra bởi lực cản chính diện của khí quyển. Như
vậy là có thể tiêu diệt tên lửa mà không phải thiêu cháy toàn bộ thân tên lửa.
Liên quan đến các nguyên tắc sử dụng chiến đấu hệ thống ABL thì người ta
dự tính sử dụng nó chủ yếu để chống tên lửa chiến dịch và chiến thuật-chiến


dịch trên chiến trường. Các máy bay mang ABL sẽ cất cánh tuần tra chiến

đấu và tuần tiễu ở độ cao lớn, ở cách các khu vực đối phương có thể triển
khai tên lửa đến 600 km trong một khoảng thời gian khá dài. Có thể kéo dài
thời gian trực chiến trên không của máy bay ABL bằng cách tiếp dầu trên
không cho máy bay. Để yểm trợ và bảo đảm hoạt dộng của các máy bay
ABL, người ta sẽ huy động các máy bay tiêm kích và máy bay tác chiến điện
tử. Theo khái niệm tác chiến lấy mạng làm trung tâm, dự kiến tổ chức hoạt
động phối hợp và trao đổi thông tin về địch nhận được từ các phương tiện do
thám vũ trụ và các hệ thống AWACS.
Hiện tại, dự trữ nhiên liệu laser của ABL được cho là đủ để phát 20-40 xung
năng lượng cao, sau đó máy bay phải trở về căn cứ để nạp nhiên liệu laser.
Về lý thuyết, có thể sử dụng hệ thống ABL để chống máy bay, tên lửa hành
trình hoặc vệ tinh ở quỹ đạo thấp. Nhưng những khả năng này chưa được
nghiên cứu và thử nghiệm sâu bởi vì rõ ràng là hệ thống hồng ngoại phát
hiện mục tiêu của ABL được tính toán trước hết để phát hiện các nguồn bức
xạ nhiệt mạnh của các vụ phóng tên lửa.
Các cuộc thử nghiệm đánh chặn tên lửa khi phóng trong điều kiện thực tế dự
kiến vào nửa cuối năm 2009 sẽ quyết định số phận tương lai của ABL. Vì
thế, có thể thấy rằng, theo như kế hoạch ban đầu, quyết định đưa các máy
bay ABL vào trang bị sẽ phải đưa ra ngay trong năm 2008. Tuy vậy, các nhà
thiết kế ABL giải thích sự chậm trễ về tiến độ thực hiện chương trình là do
tính phức tạp cao và nhiệm vụ thực hiện là mới, đồng thời khẳng định các
khó khăn chính đã được vượt qua và việc hoàn thành công việc của chương
trình chỉ còn là vấn đề của kỹ thuật. Nhưng kể cả khi giải quyết được hết các
vấn đề kỹ thuật thì cũng vẫn không bảo đảm cho việc tiếp tục công việc của
chương trình ABL trong điều kiện hiện nay. Với việc thượng nghị sĩ Barack
Obama đắc cử tổng thống Mỹ, đã có tin chính quyền mới sẽ xem xét kỹ
lưỡng tính hợp lý của việc chi những khoản tiền lớn cho một số chương trình
quân sự đầy tham vọng, trong đó chương trình ABL nằm trong số những
chương trình đầu tiên phải điều chỉnh và xem xét lại.
Trong khi đó, chương trình thử nghiệm ABL năm 2009 cũng như kế hoạch

thông qua quyết định chế tạo 7 máy bay Boeing 747-400F mang hệ thống
ABL một khi thực hiện thành công giai đoạn thử nghiệm mới vẫn được giữ
nguyên. Các máy bay này sẽ được đưa vào hệ thống phòng thủ tên lửa nhiều
tầng chung của Mỹ.
5


Mỹ đang tiếp tục đẩy mạnh nghiên cứu chế tạo vũ khí laser riển khai
trên vũ trụ, máy bay, tàu biển và mặt đất nhằm thực hiện các nhiệm vụ:
phòng thủ chống tên lửa, đạn pháo, trấn áp bạo loạn, biểu tình ... (vũ
khí phi sát thương).
Vũ khí laser phòng thủ chống đạn pháo
Lục quân (LQ) Mỹ đang tranh cãi về việc có nên đưa hệ thống laser đánh
chặn đạn pháo thử nghiệm sang Iraq để kiểm nghiệm trong thực tế hay
không. Hãng sản xuất Northrop Grumman muốn LQ Mỹ sử dụng hệ thống
laser chiến thuật năng lượng cao THEL (Tactical High Energy Laser) trong
chiến đấu tiếp sau những vụ thử thành công mới đây đối với hệ thống này
khi nó bắn rơi loạt đạn cối bắn đến. Israel là bên hợp tác phát triển hệ thống
THEL, nhưng dự kiến phải đến năm 2007 mới đưa vào trang bị vì thiết bị
laser còn phải phát triển thêm.
Riêng radar của hệ THEL đã ở trạng thái hoàn thiện. Năm 2004, Israel đã sử
dụng radar của THEL để phát hiện đạn rocket do người Palestine bắn từ dải
Gaza và đây đã là đủ để sử dụng radar trong điều kiện chiến đấu. Hệ THEL
được thiết kế để bắn hạ các đạn rocket lớn hơn và được chế tạo tốt hơn các
đạn rocket Kassam của người Palestine. Hệ thống THEL có thể bám các
rocket Kassam nhỏ và bắn hạ chúng bằng laser. Trong khi đó, các vụ thử của
Mỹ cho thấy THEL có thể bám và phá huỷ các mục tiêu nhỏ hơn đang bay
như đạn cối.
Hệ thống laser và radar có thể bám đồng thời tới 60 mục tiêu (đạn pháo, cối,
rocket) và phá huỷ các quả đạn này ở tầm tới 5 km. THEL có thể phá huỷ

khoảng 12 mục tiêu/phút với chi phí khoảng 3000 USD/phát bắn. Mỹ và
Israel đã phải mất 8 năm và chi phí 0,5 tỷ USD để đưa hệ thống THEL đạt
đến trình độ công nghệ cao như hiện nay.
Ngoài vấn đề kích thước và chi phí của hệ thống THEL, còn có vấn đề tia
laser bị suy yếu bởi mây, sương mù, thậm chí là khói nhân tạo. Vì thế hiện
chưa có nhiều sự ủng hộ cho việc bắt đầu sử dụng một hệ thống THEL cồng
kềnh và đắt tiền ngay vào thời điểm này. Nhưng vào cuối thập kỷ này, một
biến thể nhỏ gọn hơn và rẻ tiền hơn của THEL sẽ hấp dẫn hơn và có thể sẽ
được đặt mua.


THEL đánh chặn mục tiêu
Hiện tại, THEL còn cồng kềnh và không thật sự cơ động. Mỗi hệ thống cần
có 6 chiếc xe kéo trở lên để chở radar, tiếp nhiên liệu và thiết bị laser.

MTHEL
Biến thể mới MTHEL (Mobile Tactical High-Energy Laser - hệ thống laser
chiến thuật năng lượng cao cơ động) đã được thiết kế, sử dụng 3 xe kéo và
đã sẵn sàng cho thử nghiệm. Theo đánh giá của các chuyên gia, MTHEL có
thể sẵn sàng cho sử dụng trên chiến trường vào khoảng năm 2011 và chi phí
cho việc phát triển tiếp hệ này là 1 tỷ USD nữa. Trong vài năm nữa, các nhà
thiết kế có thể chế tạo được một hệ thống MTHEL lắp vừa trên 1 xe ôtô đa
năng hạng nhẹ cơ động cao HMWV.
Tại Iraq, một số căn cứ quân sự lớn của Mỹ thường xuyên bị hoả lực cối và
rocket tuy không chính xác song gây nhiều thiệt hại bắn phá. Hệ thống
THEL có thể được triển khai tại 1 trong các căn cứ này để kiểm nghiệm khả
năng chiến đấu thực tế. Tuy nhiên, LQ Mỹ vẫn do dự với việc đưa 1 hệ
thống mà họ cho là chưa sẵn sàng cho hoạt động cao điểm đến Iraq.
Vũ khí laser chống tên lửa

ABL
Hiện nay và trong tương lai trung hạn, thành phần bố trí trên mặt đất của hệ
thống phòng thủ tên lửa quốc gia NMD của Mỹ sẽ có khả năng chiến đấu
hạn chế và chỉ có khả năng đánh chặn những tên lửa đường đạn công nghệ
thấp đơn lẻ vốn không có năng lực vượt qua hệ thống NMD ở cấu hình và
trạng thái hiện tại.
Đồng thời, Mỹ đang đẩy mạnh hết tốc lực công tác nghiên cứu các thành
phần khác của NMD, của hệ thống phòng thủ tên lửa chiến trường TMD,
cũng như đối với toàn bộ tổ hợp hệ thống phòng thủ tên lửa.
Ngày 3.12.2004, tại trường thử thuộc căn cứ không quân Edwards, bang
California, Mỹ, cách Los Angeles khoảng 110 dặm về phía Đông, sau 2 năm
tạm dừng, Mỹ đã nối lại các cuộc bay thử đối với hệ thống laser lắp trên máy
bay ABL bố trí trên máy bay vận tải Boeing 747-400 (số hiệu YAL-1A).


ABL
Máy bay này được trang bị hệ thống điều khiển tia laser cải tiến cho phép
phát hiện, theo dõi/bám liên tục các tên lửa đường đạn, tạo và “bơm” năng
lượng cho laser sát thương để tiêu diệt hiệu quả các loại tên lửa đường đạn ở
giai đoạn phóng/khởi tốc.
Trước đó, máy bay Boeing 747-400 cải tiến lắp thiết bị laser trong vòng 5
tháng (từ tháng 7-12.2002) đã tham gia một loạt các cuộc bay thử nghiệm
sau hiện đại hoá nhằm kiểm tra các hệ thống tại căn cứ không quân
McConnell, bang Kansas.
Chuyến bay thử nghiệm ngày 3.12.2004 đã diễn ra trong 22 phút và là
chuyến bay mở đầu cho đợt thử nghiệm bay kiểm định máy bay và các hệ
thống trên máy bay bắt buộc tiến hành sau mỗi lần hiện đại hoá. Trong gần 2
năm, máy bay YAL-1A đã được hiện đại hoá và được lắp đặt hệ thống điều
khiển tia laser cải tiến, do đó Mỹ lại phải tiến hành thử nghiệm.

Chương trình thử nghiệm ngày 3.12.2004 chỉ dừng ở nhiệm vụ cho Boeing
747-400 bay theo hành trình đã định trong phạm vi trường thử không quân
và hoàn thành tốt đẹp mặc dù chuyến bay phải rút ngắn hơn dự định. Theo
kết luận của các chuyên gia, tất cả các tính năng bay tính toán của máy bay
đều được khẳng định.
Các hệ thống sensor kiểm soát bay hoạt động bình thường, nhưng kíp bay đã
phát hiện ra trong quá trình làm việc một số “sự dị thường” trong các chỉ số
nên đã quyết định quay về căn cứ trước thời hạn để tìm hiểu nguyên nhân sai
lệch của các thiết bị kiểm soát.
Sau khi tất cả những trục trặc được khắc phục, chương trình bay thử lại được
tiếp tục. Ngày 9.12.2004, máy bay YAL-1A đã bay trên không phận trường
thử trong 2 giờ 31 phút và hoàn tất nội dung của chuyến bay bị bỏ dở trước
đó. Lần này, đã không xảy ra các hiện tượng “dị thường” trong các chỉ số
của các máy móc kiểm soát. Trong chuyến bay ngày 9.12.2004, các chuyên
gia phòng thí nghiệm tích hợp hệ thống thiết bị laser đã chuẩn bị vụ thử
nghiệm bay thứ hai theo chương trình thử nghiệm đối với thiết bị laser công
suất COIL (Chemical Oxigen Iodine Laser) cỡ megawatt (MW) đã từng
được dự kiến tiến hành vào đầu năm 2005.
Hệ thống laser ABL gồm có 6 module COIL được tích hợp thành một hệ
thống chiến đấu thống nhất lần đầu tiên được thử nghiệm ngày 10.11.2004,


khi mà theo kế hoạch thử nghiệm bay, hệ thống đã tạo ra một tia laser proton
mạnh.
Theo đánh giá của các chuyên gia Mỹ, tia laser này hoàn toàn có thể tiêu diệt
1 tên lửa đường đạn đang ở giai đoạn khởi tốc, trước khi đầu đạn tên lửa
tách khỏi tên lửa - tia laser công suất cỡ MW được hội tụ trong vòng mấy
giây tác động đến cấu trúc kim loại và phá huỷ thân tên lửa trong lúc thân
tên lửa cũng phải chịu tải trọng nén rất lớn của các động cơ và sức cản của
khí quyển.

Hệ thống ABL dùng để triển khai trong cơ cấu hệ thống NMD của Mỹ ở
những hướng có xác suất nguy cơ tấn công tên lửa cao nhất vào lãnh thổ và
các mục tiêu của Mỹ với tư cách một trong các phương tiện đánh chặn và
tiêu diệt tên lửa đường đạn các loại của các kẻ thù tiềm tàng tại các trận địa
phóng, ở giai đoạn khởi tốc, на ở giai đoạn bay trung bình và giai đoạn bay
cuối khi tên lửa được phóng đơn lẻ hay phóng loạt.
Qua phân tích thực trạng quá trình nghiên cứu chế tạo và triển khai hệ thống
NMD của Mỹ, tình trạng chung của hoạt động xây dựng quân sự và “cải
cách cách mạng” đối với lực lượng vũ trang Mỹ, xu hướng cắt giảm ngân
sách quân sự năm 2006 và 5 năm tiếp theo, các chuyên gia quân sự cho rằng,
trong tương lai ngắn hạn, nhịp độ và quy mô triển khai các thành phần mặt
đất và các thành phần cơ bản khác của hệ thống NMD và TMD sẽ giảm
xuống và sẽ lại được đẩy mạnh sau khi kết thúc chiến sự ở Iraq.