La Russie construit une nouvelle installation laser au sol pour interférer avec les satellites en orbite au-dessus, selon un rapport récent dans La revue de l’espace. L’idée de base serait d’éblouir les capteurs optiques des satellites espions d’autres nations en les inondant de lumière laser.
La technologie laser a évolué au point où ce type de défense anti-satellite est plausible, bien qu’il existe des preuves limitées qu’un pays teste avec succès un tel laser.
Si le gouvernement russe est capable de construire le laser, il serait capable de protéger une grande partie du pays de la vue des satellites dotés de capteurs optiques. La technologie prépare également le terrain pour la possibilité plus inquiétante d’armes laser qui peuvent désactiver de façon permanente les satellites.
Comment fonctionnent les lasers
Un laser est un dispositif pour créer un faisceau étroit d’énergie dirigée. Le premier laser a été développé en 1960et depuis lors, plusieurs types ont été créés qui utilisent différents mécanismes physiques pour générer des photons ou des particules de lumière.
Les lasers à gaz pompent de grandes quantités d’énergie dans des molécules spécifiques telles que le dioxyde de carbone. Les lasers chimiques sont alimentés par des réactions chimiques spécifiques qui libèrent de l’énergie. Les lasers à semi-conducteurs utilisent des matériaux cristallins personnalisés pour convertir l’énergie électrique en photons. Dans tous les lasers, les photons sont ensuite amplifiés en les faisant passer à travers un type spécial de matériau appelé le gain moyen puis focalisé en un faisceau cohérent par un directeur de faisceau.
Effets laser
En fonction de l’intensité des photons et de la longueur d’onde, le faisceau d’énergie dirigé formé par un laser peut créer une gamme d’effets sur sa cible. Par exemple, si les photons sont dans la partie visible du spectre, un laser peut délivrer de la lumière sur sa cible.
Pour un flux suffisamment élevé de photons de haute énergie, un laser peut chauffer, vaporiser, fondre et même brûler le matériau de sa cible. La capacité à produire ces effets est déterminée par le niveau de puissance du laser, la distance entre le laser et sa cible et la capacité de focaliser le faisceau sur la cible.
Applications laser
Les divers effets générés par les lasers trouvent de nombreuses applications dans la vie quotidienne, notamment les pointeurs laser, les imprimantes, les lecteurs de DVD, les procédures de chirurgie rétinienne et autres procédures médicales, et les processus de fabrication industriels tels que le soudage et la découpe au laser. Les chercheurs développent des lasers comme alternative à la technologie des ondes radio pour améliorer les communications entre les engins spatiaux et le sol.
Les lasers trouvent également une application répandue dans les opérations militaires. L’un des plus connus est le Laser aéroporté (ABL), que l’armée américaine avait l’intention d’utiliser pour abattre des missiles balistiques. L’ABL impliquait un très gros laser haute puissance monté sur un Boeing 747. Le programme a finalement été voué à l’échec par les défis liés à la gestion thermique et à la maintenance de son laser chimique.
Une application militaire plus réussie est la Contre-mesures infrarouges pour gros aéronefs (LAIRCM) système, qui est utilisé pour protéger les avions contre les missiles antiaériens à recherche de chaleur. LAIRCM fait briller la lumière d’un laser à semi-conducteurs dans le capteur de missile à l’approche de l’avion, provoquant l’éblouissement de l’arme et la perte de sa cible.
L’évolution des performances des lasers à semi-conducteurs a conduit à une prolifération de nouvelles applications militaires. L’armée américaine installe des lasers sur Camions de l’armée et Navires de la marine pour se défendre contre de petites cibles telles que des drones, des obus de mortier et d’autres menaces. L’Armée de l’Air étudie l’utilisation des lasers sur les avions à des fins défensives et offensives.
Le laser russe
La nouvelle installation laser russe réputée s’appelle Kalina. Il est destiné à éblouir, et donc temporairement aveugler, les capteurs optiques des satellites qui collectent du renseignement au-dessus de leur tête. Comme pour le LAIRCM américain, l’éblouissement consiste à saturer les capteurs avec suffisamment de lumière pour les empêcher de fonctionner. Atteindre cet objectif nécessite de fournir avec précision une quantité suffisante de lumière dans le capteur satellite. Ce n’est pas une mince affaire étant donné les très grandes distances impliquées et le fait que le faisceau laser doit d’abord traverser l’atmosphère terrestre.
Pointant avec précision des lasers sur de grandes distances dans espace n’est pas nouveau. Par exemple, NasaLa mission Apollo 15 en 1971 a placé réflecteurs de la taille d’un mètre sur la Lune qui sont ciblés par des lasers sur Terre pour fournir des informations de positionnement. Délivrer suffisamment de photons sur de grandes distances dépend du niveau de puissance du laser et de son système optique.
Kalina fonctionnerait en mode pulsé dans l’infrarouge et produirait environ 1 000 joules par centimètre carré. En comparaison, un laser pulsé utilisé pour la chirurgie rétinienne n’est qu’environ 1/10 000ème aussi puissant. Kalina délivre une grande partie des photons qu’elle génère sur les grandes distances où les satellites orbitent au-dessus. Il est capable de le faire car les lasers forment des faisceaux hautement collimatés, ce qui signifie que les photons se déplacent en parallèle afin que le faisceau ne se propage pas. Kalina focalise son faisceau à l’aide d’un télescope de plusieurs mètres de diamètre.
Les satellites espions utilisant des capteurs optiques ont tendance à opérer en orbite terrestre basse à une altitude de quelques centaines de kilomètres. Il faut généralement quelques minutes à ces satellites pour passer au-dessus d’un point spécifique de la surface de la Terre. Cela nécessite que Kalina puisse fonctionner en continu pendant aussi longtemps tout en maintenant une trace permanente sur le capteur optique. Ces fonctions sont assurées par le système de télescope.
Sur la base des détails rapportés du télescope, Kalina serait capable de cibler un satellite aérien sur des centaines de kilomètres de sa trajectoire. Cela permettrait de protéger une très grande zone – de l’ordre de 40 000 miles carrés (environ 100 000 kilomètres carrés) – de la collecte de renseignements par des capteurs optiques sur des satellites. Quarante mille milles carrés représentent à peu près la superficie de l’État du Kentucky.
La Russie affirme qu’en 2019, elle a mis en service un système d’éblouissement laser monté sur camion moins performant appelé Présvet. Cependant, il n’y a aucune confirmation qu’il a été utilisé avec succès.
Les niveaux de puissance des lasers devraient continuer à augmenter, permettant de dépasser l’effet temporaire d’éblouissement pour endommager de manière permanente le matériel d’imagerie des capteurs. Bien que le développement de la technologie laser se dirige dans cette direction, il existe d’importantes considérations politiques associées à l’utilisation des lasers de cette manière. La destruction permanente d’un capteur spatial par une nation pourrait être considérée comme un acte d’agression, entraînant une escalade rapide des tensions.
Laser dans l’espace
Le déploiement potentiel d’armes laser dans l’espace est encore plus préoccupant. De tels systèmes seraient très efficaces car les distances aux cibles seraient probablement considérablement réduites et il n’y a pas d’atmosphère pour affaiblir le faisceau. Les niveaux de puissance nécessaires pour que les lasers spatiaux causent des dommages importants aux engins spatiaux seraient considérablement réduits par rapport aux systèmes au sol.
De plus, des lasers spatiaux pourraient être utilisés pour cibler n’importe quel satellite en pointant des lasers sur des réservoirs de propulseur et des systèmes d’alimentation, qui, s’ils étaient endommagés, désactiveraient complètement le vaisseau spatial.
À mesure que les progrès technologiques se poursuivent, l’utilisation d’armes laser dans l’espace devient plus probable. La question devient alors : Quelles sont les conséquences ?
Cet article de Iain Boydprofesseur de sciences de l’ingénierie aérospatiale, Université du Colorado à Boulder est republié de La conversation sous licence Creative Commons. Lis le article original.
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