Lasery bojowe, stają się fundamentem nowoczesnych systemów obronnych, oferując szybkość działania, nieograniczoną „amunicję” i precyzję rażenia, której nie są w stanie dorównać konwencjonalne środki walki. US Navy intensywnie rozwija technologie broni laserowej wspieranej przez sztuczną inteligencję (SI), aby skutecznie przeciwdziałać rosnącemu zagrożeniu ze strony dronów i ich rojami.

Laserowa rewolucja na pokładach US Navy – sztuczna inteligencja zmienia oblicze walki na morzu

Bezzałogowe statki powietrzne, dotąd wykorzystywane głównie do rozpoznania i precyzyjnych ataków, coraz częściej stają się narzędziem masowych uderzeń, zdolnym do przełamywania klasycznych systemów obronnych opartych na rakietach przeciwlotniczych oraz systemach artyleryjskich. Nowa generacja broni laserowej, zintegrowana z zaawansowanymi algorytmami SI, ma zapewnić marynarce wojennej zdolność do natychmiastowego wykrywania, śledzenia i eliminowania zagrożeń, tworząc dynamiczną tarczę przeciwko nowoczesnym taktykom przeciwnika.

Broń defensywna – broń laserowa sterowana sztuczną inteligencją „SI”

Lasery bojowe, czyli takie, w których wiązka lasera jest efektorem, który niszczy cel, od lat stanowią element eksperymentalnego uzbrojenia amerykańskiej US Navy. Jednak dotychczas ich skuteczność ograniczała konieczność manualnego sterowania przez operatorów. Systemy takie jak LaWS (Laser Weapon System), testowane m.in. na USS Ponce (LPD-15), wykazały potencjał w zwalczaniu zagrożeń powietrznych, lecz w obliczu ataków rojów dronów ich efektywność była niewystarczająca. Kluczową zmianą w nowej generacji broni laserowej jest integracja ze sztuczną inteligencją, która pozwala na automatyczne wykrywanie, śledzenie i eliminację celów bez udziału człowieka.

Nowoczesne systemy laserowe wykorzystują złożony proces śledzenia i eliminacji celów. Każdy laser bojowy (LWS – Laser Weapon System) składa się z kilku kluczowych komponentów: sensora wykrywania i śledzenia, który początkowo namierza cel (np. radar lub kamera na podczerwień), optycznego systemu naprowadzania, który umożliwia precyzyjne utrzymanie wiązki na obiekcie, oraz samego emitera lasera wysokiej mocy. 

W pierwszej fazie działania tego systemu radar wykrywa zbliżający się obiekt i przekazuje jego współrzędne do lasera. Następnie, za pomocą sensorów elektrooptycznych (EO) i podczerwieni (IR), system precyzyjnie śledzi obiekt (dron), analizuje jego trajektorię oraz przewiduje jego ruchy w czasie rzeczywistym. Dzięki temu laser może dostosować punkt skupienia wiązki do zmieniającej się pozycji celu. Kluczowym elementem jest utrzymanie wiązki na celu (tzw. aimpoint maintenance), ponieważ laser musi nieprzerwanie ogrzewać określony punkt na dronie, aby doprowadzić do jego uszkodzenia – zazwyczaj poprzez stopienie krytycznych komponentów, takich jak sensory, elementy układu sterowania lub elementy napędowe.

Algorytmy SI analizują trajektorie dronów, ich prędkość i odległość, a także dostosowują moc oraz punkt skupienia wiązki lasera, aby maksymalizować skuteczność ostrzału. Co więcej, zdolność do przetwarzania ogromnej ilości danych w czasie rzeczywistym sprawia, że system może jednocześnie zwalczać wiele celów, nawet w warunkach zakłóceń elektronicznych, złej pogody czy ograniczonej widoczności. Automatyzacja procesu obrony i zdolność do błyskawicznej reakcji mogą uczynić broń laserową podstawowym elementem ochrony amerykańskich okrętów przed nowoczesnymi zagrożeniami powietrznymi.

Szkolenie SI – jak nauczyć algorytmy walki?

Aby sztuczna inteligencja mogła skutecznie sterować laserem w warunkach bojowych, inżynierowie opracowali zaawansowany proces szkoleniowy. W jego ramach wykorzystano fizyczne modele dronów, w tym repliki UAV, takie jak MQ-9 Reaper, wydrukowane w technologii 3D z różnych stopów metali, co pozwoliło na analizę reakcji lasera na różne materiały konstrukcyjne. Równolegle stworzono bazę danych zawierającą ponad 100 000 obrazów bezzałogowców w różnych warunkach atmosferycznych, co umożliwiło SI precyzyjne rozpoznawanie celów.

Kolejnym etapem były zaawansowane symulacje komputerowe, w których system testował strategie eliminacji zagrożeń na wirtualnych polach walki. W celu zwiększenia skuteczności SI zintegrowano ją również z sensorami radarowymi, co pozwoliło na analizę trajektorii lotu dronów i przewidywanie ich ruchów. Dzięki temu laserowy system obronny zyskał zdolność do samodzielnego wykrywania, śledzenia i neutralizowania celów, eliminując tym samym ograniczenia wynikające z ludzkiego czasu reakcji.

Pierwsze testy i droga do operacyjnego wdrożenia broni laserowej

Pierwsza faza testów obejmowała symulowane starcia, w których SI sterowała bronią laserową w warunkach laboratoryjnych. Po sukcesach w wirtualnym środowisku przyszła pora na testy na polu walki – laserowe systemy zostały umieszczone na pojazdach i platformach morskich, gdzie eliminowały rzeczywiste drony.

Marynarka Wojenna Stanów Zjednoczonych testowała broń laserową na kilku okrętach różnych klas. Jednym z pierwszych systemów był XN-1 LaWS (Laser Weapon System), który w latach 2014-2017 testowano na okręcie desantowym USS Ponce (LPD-15). System ten był zdolny do neutralizowania małych dronów i łodzi motorowych, jednak wymagał manualnego sterowania przez operatorów.

Kolejne kroki w rozwoju broni laserowej to Laser Weapons System Demonstrator (LWSD), który został zainstalowany na USS Portland (LPD-27). W 2021 roku, podczas testów na wodach Pacyfiku, system ten z powodzeniem zneutralizował bezzałogowy statek powietrzny, wykorzystując laser o mocy szacowanej na 150 kW. Test potwierdził skuteczność systemu przeciwko celom powietrznym na różnych dystansach i w różnych warunkach atmosferycznych.

Jednym z kluczowych elementów tej strategii stał się program laserów dla niszczycieli typu Arleigh Burke, gdzie do prac nad nowymi systemami zaangażowano największych amerykańskich koncernów zbrojeniowych.

Lockheed Martin odgrywa kluczową rolę w rozwoju laserowych systemów uzbrojenia dla US Navy. W ramach kontraktu o wartości 150 milionów dolarów, firma opracowała HELIOS (High Energy Laser with Integrated Optical-dazzler and Surveillance) – system przeznaczony dla niszczycieli typu Arleigh Burke, który łączy funkcję wysokoenergetycznej broni laserowej oraz zaawansowanych sensorów optycznych.

Kolejnym krokiem jest przeprowadzenie prób w realnych warunkach bojowych, np. podczas manewrów US Navy. Pentagon przewiduje, że pełna integracja laserów SI z systemami obronnymi okrętów nastąpi w ciągu kilku najbliższych lat.

Laserowa tarcza przyszłości US Navy

Broń laserowa sterowana sztuczną inteligencją może stać się kluczowym elementem systemów obronnych US Navy, oferując przewagę, których nie zapewniają konwencjonalne systemy rakietowe. Prędkość światła sprawia, że eliminacja zagrożenia następuje natychmiastowo, a koszt pojedynczego strzału ogranicza się do zużycia energii elektrycznej, co czyni laser znacznie tańszym rozwiązaniem w porównaniu do drogich pocisków czy rakiet. Dodatkowo system ten nie wymaga przeładowywania, gdyż działa tak długo, jak długo ma dostęp do źródła zasilania, a jego wiązka nie może zostać przechwycona przez systemy przeciwrakietowe.

Mimo tych zalet, przed pełnym wdrożeniem technologii pozostają wyzwania do rozwiązania, takie jak ograniczona skuteczność w niekorzystnych warunkach atmosferycznych, które mogą osłabiać siłę rażenia lasera, czy wysokie wymagania energetyczne, wymagające zastosowania wydajnych systemów zasilania, takich jak reaktory jądrowe. Istotną kwestią pozostają również aspekty etyczne związane z autonomicznymi systemami bojowymi, których pełna niezależność w podejmowaniu decyzji budzi obawy dotyczące kontroli i bezpieczeństwa ich użycia w warunkach bojowych.

Wyścig technologiczny z prędkością światła

Broń laserowa sterowana sztuczną inteligencją „SI” może stać się jednym z najważniejszych elementów przyszłej obrony Marynarki Wojennej USA. W dobie rosnącego zagrożenia ze strony rojów dronów, tradycyjne systemy obronne mogą okazać się niewystarczające. Integracja laserów i SI to krok w stronę nowej ery technologii wojskowej, gdzie decydujący będzie nie tylko zasięg rażenia, ale także prędkość reakcji i automatyzacja.

Pytanie brzmi: jak szybko inne dominujące siły morskie, takie jak Chiny czy Rosja, odpowiedzą na to przełomowe rozwiązanie? Wyścig technologiczny trwa, a przyszłość pola walki może należeć do tych, którzy jako pierwsi opanują sztukę obrony z prędkością światła.

Chiny już od kilku lat inwestują w rozwój broni laserowej i systemów antydronowych, testując własne warianty laserów bojowych na swoich okrętach wojennych, takich jak niszczyciele typu 055. Rosja natomiast rozwija systemy walki elektronicznej oraz eksperymentalne lasery, jak Pereswiet, które mogą stanowić przeciwwagę dla amerykańskiej technologii.

Polska i broń laserowa

W Polsce posiadamy zasoby, które mogą umożliwić rozwój technologii laserowych w sektorze obronnym. Wojskowa Akademia Techniczna (WAT) na warszawskim Bemowie ma bogate doświadczenie w tej dziedzinie. To właśnie tam, 20 sierpnia 1963 roku, uruchomiono pierwszy polski laser helowo-neonowy, a 7 listopada tego samego roku – laser rubinowy. W kolejnych latach naukowcy WAT opracowali nowe typy tych urządzeń, w tym laser molekularny dużej mocy na dwutlenku węgla w 1966 roku oraz laser na szkle neodymowym w 1968 roku.

WAT kontynuuje prace nad zaawansowanymi systemami laserowymi. W ramach projektu TALOS-TWO, realizowanego we współpracy z europejskimi partnerami, eksperci z WAT badają efektywność niszczenia potencjalnych celów za pomocą wiązek laserowych. Projekt zakłada opracowanie dwóch efektorów laserowych o mocy ciągłej 35 kW każdy, bazujących na światłowodowych źródłach laserowych oraz technikach sprzęgania wielu wiązek laserowych.

Warto również wspomnieć o prof. Sylwestrze Kaliskim, wybitnym polskim inżynierze i generale, który był specjalistą w dziedzinie fizyki stosowanej. Jego prace nad wzmacnianiem ultradźwięków w kryształach półprzewodnikowych oraz osiągnięciem wysokich temperatur plazmy za pomocą impulsów laserowych stanowią istotny wkład w rozwój technologii laserowych w Polsce.

Biorąc pod uwagę te osiągnięcia oraz fakt, że WAT prowadzi zaawansowane badania nad technologiami kwantowymi, warto zastanowić się nad intensyfikacją prac nad bronią laserową. Polscy inżynierowie dysponują odpowiednią wiedzą i doświadczeniem, jednak kluczowe jest stworzenie dedykowanego zespołu ekspertów i zapewnienie odpowiedniego finansowania, które jest niezbędne w tego typu projektach. Inwestując w rozwój własnych systemów, Polska mogłaby w ciągu kilku lat opracować własną broń laserową, eliminując konieczność jej zakupu za granicą.

Miejmy nadzieję, że w przyszłości Polska również zdecyduje się na integrację nowoczesnych systemów laserowych na budowanych w PGZ Stoczni Wojennej fregatach Miecznik, co pozwoli na zwiększenie potencjału obronnego naszej marynarki wojennej.

Autor: Mariusz Dasiewicz

• Chiński niszczyciel rakietowy celował laserem w samolot australijskich sił powietrznych
• Amerykańska marynarka wojenna chce magazynów energii dla broni laserowej
• HELMA-P: Nowa generacja laserowych systemów obrony antydronowej