Cómo se está preparando el ejército de EE. UU. para ataques láser en drones

Este artículo se reproduce con permiso de Laser Wars, un boletín sobre armas láser militares y otras tecnologías defensivas futuristas. El ejército de EE. UU. ha gastado miles de millones de dólares a lo largo de varias décadas construyendo armas láser de alta energía capaces de destruir drones en el aire, pero ha gastado considerablemente menos dinero y tiempo explorando qué sucede cuando un adversario hace lo mismo. Con China desplegando un creciente arsenal de armas láser capaces de destruir drones a distancias de hasta 25 kilómetros, el Peresvet de Rusia supuestamente en servicio activo, y varios sistemas láser ahora expandiéndose por el mundo a través del desarrollo indígena, la proliferación y un floreciente mercado de exportación, esa omisión se está volviendo más difícil de ignorar. La respuesta del ejército de EE. UU. a este problema tiene un nombre: armas de energía dirigidas de contracarga (CDEW). Es un campo incipiente; no se conoce públicamente ningún sistema CDEW dedicado que haya sido desplegado, y la mayoría de la investigación y el desarrollo relacionados siguen siendo conceptuales. Pero un estudio de 2023 publicado en el Journal of Directed Energy por investigadores de la Escuela de Postgrado Naval de EE. UU. (NPS) ofrece la imagen pública más clara hasta ahora de cómo es defenderse de un arma láser. El estudio de NPS—que se basa en un informe de ingeniería de sistemas de NPS de 2020 abarcador del mismo equipo de investigadores—se centra específicamente en vehículos aéreos no tripulados navales, y con buena razón. Los drones son, sin duda, el activo militar más expuesto del mundo: diseñados cada vez más para ser desechables, operan en proximidad letal a los adversarios y, a diferencia de un destructor o un tanque, no llevan armadura significativa. Los mismos principios que hacen que los drones sean atractivos como mecanismos de entrega para masas desechables también los hacen altamente susceptibles a un arma optimizada para la entrega persistente de energía. Y aunque el cálculo de la amenaza láser que presentan los investigadores de NPS también se aplica a aeronaves tripuladas, barcos de superficie, misiles, satélites y vehículos terrestres, los drones navales simplemente se encuentran en el extremo agudo del espectro de vulnerabilidad. Para comprender esta vulnerabilidad, los investigadores de NPS evaluaron cuatro drones representativos de varios tamaños: un gran dron de vigilancia marítima de amplio espectro del Grupo 5 (el MQ-4C Triton); un gran dron de combate del Grupo 5 (el demostrador X-47B de Northrop Grumman); un dron de soporte y reconocimiento del Grupo 4 de ala rotatoria (el MQ-8C Fire Scout); y un pequeño dron de reconocimiento del Grupo 2 (un Sistema Aéreo No Tripulado Táctico Pequeño de ScanEagle). Cuando se enfrentaron a un láser de 100 kilovatios sin contramedidas, tres de los cuatro drones fueron evaluados como destruidos después de solo unos segundos de irradiación. Solo el gran dron BAMS, operando a altitudes extremas y a distancias que superan las 8,000 millas náuticas de una posible amenaza, sobrevivió gracias solo a la distancia. Dado que los láseres pierden energía a través de la distancia y la interferencia atmosférica, la altitud y la distancia son tan importantes como el tamaño. Los drones de movimiento rápido son más difíciles de rastrear y apuntar con un haz sostenido. La composición del material es, sin duda, el factor más significativo: un fuselaje de compuesto delgado se derrite mucho más rápido que uno de aluminio grueso. Y en términos de perfil de misión, un dron que merodea a baja altitud en una costa en disputa está más expuesto que uno que vuela a 60,000 pies sobre el océano abierto. A este respecto, el pequeño dron de reconocimiento del Grupo 2 fue clasificado como el más vulnerable de los cuatro drones evaluados en la investigación de NPS, mientras que el BAMS fue el más seguro, pero solo hasta que aterrizó. Actualmente no se conoce ningún dron naval (o, dicho sea de paso, plataforma militar de EE. UU.) que esté equipado con sistemas para detectar un ataque láser de alta energía a medida que ocurre; en muchos casos, la primera señal de que se está utilizando un láser en tu contra puede llegar solo durante la evaluación de daños por combate. Esa brecha de detección es el problema fundamental de CDEW, y todo lo demás fluye de él. Los investigadores de NPS identificaron cinco categorías amplias de soluciones CDEW: Usar el clima: Esta es la contramedida láser más inmediatamente aplicable, y no cuesta nada. La niebla, la lluvia, la bruma, el polvo y el humo pueden absorber y dispersar los fotones del haz láser, reduciendo la energía que llega al objetivo. A niveles de potencia más altos (por encima de 100 kw), incluso el aire claro puede trabajar en contra de un láser a través del levantamiento térmico, donde el láser calienta el aire que atraviesa y desfocaliza el haz. La conclusión operativa es sencilla: planear misiones para aprovechar el mal tiempo y las condiciones atmosféricas adversas siempre que sea posible. La clave es que necesitas inteligencia razonablemente buena sobre dónde se encuentra una amenaza láser y cuáles son sus capacidades para calcular con precisión cuánta protección realmente te proporciona la atmósfera. Sistemas de advertencia: Sensores como el Sistema de Detección de Láser AN/AVR-2B (LDS) ya se utilizan en algunas aeronaves militares para detectar telémetros láser, designadores de objetivos y misiles guiados por haz. Integrar esos sistemas directamente en las cargas útiles de los drones para detectar e identificar amenazas láser de alta energía podría producir algo de un sistema de advertencia anticipada: un dron detecta que está siendo irradiado, alerta a los operadores y plataformas cercanas, y activa ya sea contramedidas activas o maniobras evasivas. El desafío es que los sistemas de advertencia deben coincidir con la longitud de onda del láser para funcionar de manera confiable, y deben ser diseñados en la plataforma desde el principio, no añadidos después de los hechos. Contramedidas activas: Esta categoría comprende cuatro enfoques distintos, según la investigación de NPS. Las pantallas de humo y aerosol—esencialmente ráfagas de partículas finas dispersadas alrededor de un dron—absorben y dispersan el haz, comprando tiempo. Los inhibidores láser analizan el haz entrante, identifican la ubicación y la intensidad de la fuente, y devuelven una señal disruptiva para romper el bloqueo de objetivo del sistema adversario. La contrafuego básico despliega armas contra el propio sistema láser si su posición está confirmada. Finalmente, los drones señuelo pueden actuar como objetivos falsos, alejando el haz de activos más críticos para la misión. Estos enfoques van desde lo inmediatamente factible hasta lo técnicamente exigente, y todos comparten un requisito: debes saber que estás siendo afectado por láser antes de poder responder. Armarse: La protección pasiva es la solución más intensiva en ingeniería, con tres materiales distintos que brindan los resultados más dramáticos en la simulación de NPS. Los espejos Bragg—espejos dieléctricos construidos a partir de capas alternas de dos materiales ópticos—pueden reflejar hasta el 99.99% de la energía láser para una longitud de onda específica, haciendo que el haz se rebote. Los recubrimientos reflectantes funcionan sobre un principio similar y pueden aplicarse directamente a un fuselaje, incluso como un tratamiento temporal previo a la misión adaptado a una longitud de onda de amenaza conocida. Los recubrimientos ablativos adoptan un enfoque diferente: en lugar de desviar la energía, la absorben y se queman de manera controlada para permitir que un dron tenga tiempo de escapar. En el análisis de NPS, los recubrimientos de espejo Bragg fueron el método CDEW más efectivo probado, protegiendo todos los cuatro tipos de drones ante la amenaza simulada de 100 kw. Pero hay una advertencia crítica: los espejos solo funcionan en la longitud de onda específica para la que fueron diseñados. Usar el recubrimiento incorrecto contra el láser equivocado significa que has desperdiciado peso. Maniobras evasivas: La maniobrabilidad y las tácticas de enjambre completan el manual táctico. Las armas láser de onda continua requieren contacto sostenido con un objetivo para infligir daño; romper ese contacto al girar en seco, sumergirse o volar de manera errática reinicia el tiempo requerido de contacto. Las tácticas de enjambre extienden este principio al saturar la capacidad de respuesta del adversario: un solo sistema láser solo puede atacar un objetivo a la vez, y un enjambre lo obliga a elegir y reenganchar secuencialmente. En las simulaciones de NPS, las tácticas de enjambre demostraron ser el segundo método CDEW más fiable, protegiendo a los drones en aproximadamente tres de cada cinco enfrentamientos simulados. La maniobra evasiva sola fue menos confiable, limitada en parte por la latencia inherente al control remoto. La maniobra autónoma a bordo, donde un dron detecta la irradiación y evade sin esperar un comando humano, es una dirección prometedora, y una que se aplica igualmente a cualquier plataforma operada de forma remota enfrentándose a una amenaza láser. Cuando el equipo de NPS ejecutó su análisis CDEW contra los cuatro arquetipos de drones, los resultados ilustraron tanto la promesa como los límites de cada enfoque. En condiciones atmosféricas nubladas, solo el dron BAMS (ya seguro sin contramedidas) obtuvo suficiente protección del clima solo para ser considerado sostenible. Los espejos Bragg teóricamente protegieron todo, pero solo asumiendo que ya se conocía la longitud de onda del láser. Los enjambres funcionaron la mayoría del tiempo, pero las maniobras evasivas por sí solas fallaron más a menudo que tuvieron éxito para tres de los cuatro tipos de drones. La lección principal de la investigación de NPS será familiar para cualquiera que haya seguido el desarrollo de armas de energía dirigida en el lado ofensivo: no hay una solución mágica. La estrategia CDEW más fiable combina conciencia atmosférica, blindaje pasivo, sistemas de advertencia y contramedidas activas en una defensa multicapa. La investigación de NPS en sí no es una solución. Ninguna carga útil CDEW ha sido desplegada en un dron militar de EE. UU., la brecha de detección sigue sin resolverse, y las soluciones de blindaje que mejor funcionan en simulación son las que dependen más de la inteligencia que el ejército de EE. UU. puede no tener siempre. También hay un desafío arquitectónico que refleja las armas láser ofensivas: las soluciones CDEW no pueden simplemente ser añadidas a plataformas existentes. Los receptores de advertencia láser, dispensadores de contramedidas y materiales de blindaje especializados deben integrarse en la etapa de diseño como un requisito de plataforma. Las armas láser se están extendiendo por el mundo, y la amenaza de armas láser adversarias se vuelve más urgente con cada día que pasa. La pregunta ahora es si el ejército de EE. UU. comenzará a construir el manual de CDEW antes de que realmente necesite usarlo. Este artículo se reproduce con permiso de Laser Wars, un boletín sobre armas láser militares y otras tecnologías defensivas futuristas.