Laser aviotrasportato YAL-1

Un laser aviotrasportato (airborne laser in inglese, o ABL) è, appunto, un laser che viene montato su una piattaforma aerea per colpire altri velivoli o missili nemici. Detto così, può sembrare qualcosa di fantascientifico, legato magari ad un film con i supereroi (tipo Iron Man). In realtà, sono stati condotti alcuni esperimenti reali, che hanno anche avuto successo.

Certo, si tratta di un sistema d’arma piuttosto particolare, complesso e costoso, che ha una sua efficacia ma anche diversi limiti. Insomma, per farla breve, ad oggi tutte le esperienze con i laser aviotrasportati sono state esclusivamente sperimentali.

Gli unici Paesi che hanno costruito laser volanti sono stati l’Unione Sovietica e gli Stati Uniti. Andiamo a scoprire insieme di cosa si trattava.

Impiego militare dei laser

Il laser è un dispositivo optoelettronico in grado di emettere un fascio di luce coerente. In altri termini: uno strumento che può produrre un fascio di luce concentrata in un raggio rettilineo.

I militari, nemmeno a dirlo, capirono subito le potenzialità di questa tecnologia. Uno dei primi utilizzi, infatti, fu quello relativo ai sistemi di puntamento. Solo successivamente si iniziò a sperimentarlo per distruggere proiettili o missili.

Ad oggi, gli sviluppi più promettenti sono i laser installati su imbarcazioni e veicoli terrestri, soluzioni che risolvono molti dei problemi di ingombro, necessità di energia e raffreddamento di sistemi di questo tipo. Certo, vi sono delle limitazioni, ma utilizzati in combinazione con sistemi d’arma tradizionali possono comunque essere molto efficaci.

Un buon esempio è stato il Tactical High Energy Laser, sviluppato congiuntamente da Israele e Stati Uniti. Si dimostrò efficace contro i razzi ed i proiettili di artiglieria provenienti dalla Striscia di Gaza, ma era piuttosto complesso: l’intero apparato, infatti, consisteva in sei veicoli grossi come bus cittadini, che servivano per trasportare radar, laser, reagenti e così via. È stato ritirato dal servizio nel 2005.

Oggi vi sono diverse industrie statunitensi che stano sviluppando armi laser, di potenze anche superiori a 30 kilowatt ed in grado di fermare missili tattici, proiettili o fondere il cofano di un fuoristrada ad un chilometro e mezzo di distanza.

Anche Cina e Germania studiano queste tecnologie.

Vediamo ora i laser aviotrasportati.

Tactical High Energy Laser
Un Tactical High Energy Laser nel 2005. Nonostante la sua efficacia, questo sistema venne ritirato dal servizio per la sua complessità. Fonte: Wikimedia Commons. Credits: US Army Space & Missile Defense Command. US Public Domain

Perché un laser aviotrasportato?

Prima di passare agli aerei, una piccola introduzione. Cominciamo a rispondere ad una domanda: per quale motivo un Paese dovrebbe investire risorse su un laser aviotrasportato? La ragione fondamentale è la difesa antimissile: un’arma di questo tipo, infatti, può essere molto efficace soprattutto contro i missili balistici a corto e medio raggio, soprattutto se sono nella fase di accelerazione e non hanno ancora rilasciato la testata (la cosiddetta “fase di boost”).

Inoltre, un’arma di questo tipo è efficace anche contro velivoli, droni e missili più piccoli aviolanciati. Insomma, un laser aviotrasportato può essere un’arma piuttosto versatile.

Un sistema del genere però ha anche diversi svantaggi. Vediamoli.

  • I costi. Montare un laser su un aereo costa. Più il laser è potente, più l’aereo deve essere grande. Insomma, non parliamo di una cosa alla portata di tutti.
  • La terra è una sfera. Ebbene si, questo è un problema: il fascio laser va dritto, non segue la curvatura terrestre. Quindi, eventuali “tiri” a lunghissima gittata sono semplicemente impossibili.
  • Resistenza dei materiali. Per fare danni, un laser deve poter “forare” il rivestimento del suo obiettivo, o possibilmente raggiungere qualcosa che esploda (tipo i serbatoi di carburante dei missili). Quindi, occorre una potenza capace di bucare il metallo: fattibile con materiali non troppo resistenti, tipo l’alluminio, ma impossibile con i rivestimenti delle testate nucleari.
  • Atmosfera. Il fascio laser dipende molto dal meteo: umidità, nuvole o tempeste di sabbia riducono parecchio la potenza.

Vediamo adesso i vari laser aviotrasportati.

NKC-135A, il primo laser aviotrasportato

L’aviazione statunitense avviò i primi studi su un laser nel 1968, riprendendo alcune ricerche portate avanti precedentemente dalla DARPA. Il laser, ad anidride carbonica, funzionò piuttosto bene, e quindi i militari decisero di passare alla fase successiva: il montaggio su un aereo.

A causa delle dimensioni e della complessità del sistema, si decise di usare un velivolo di quelli grossi.

Il prescelto fu uno dei 14 NKC-135A costruiti, una versione speciale dell’aereo cisterna KC-135 (a sua volta derivato dal quadrireattore civile Boeing 707) che viene utilizzata ancora oggi per varie tipologie di missioni. Questo aereo fu sottoposto a modifiche estese e, soprattutto, definitive. La più “vistosa” fu una “pinna” dietro alla cabina di pilotaggio, con una piccola torretta che conteneva il laser (piuttosto ingombrante). Dopo queste modifiche, l’NKC-135A prese il nome di Airborne Laser Laboratory (ALL).

Per diversi anni, l’aereo volò senza sparare un colpo: infatti, era necessario svolgere tutta una serie di test agli apparati di bordo, che erano molto innovativi e per certi versi unici. Fu solo nel maggio 1983 che questo aereo abbatté il suo primo bersaglio, un missile aria-aria a corto raggio, un Sidewinder. Complessivamente, ne distrusse cinque.

Il 26 settembre 1983, in un test congiunto con la marina, riuscì ad abbattere ben tre droni bersaglio BQM-34A, che simulavano altrettanti missili da crociera sovietici.

Nonostante i successi, nel 1984, l’intero programma venne chiuso. I militari lo considerarono una “missione compiuta”: l’intercettazione era fattibile, le tecnologie erano state messe a punto, ma militarmente non era utile. Infatti, il laser era troppo grosso (serviva un quadrireattore), ed oltretutto non era efficace oltre i 10 km. Insomma, per i missili balistici non andava bene, per quelli da crociera nemmeno e oltretutto in certi casi era più utile un normalissimo ed economico caccia.

L’NKC-135A venne messo a terra. Oggi è conservato in un magazzino del National Museum of the United States Air Force a Dayton, in Ohio.

Laser aviotrasportato NKC-135A
Il laboratorio laser volante NKC-135A, fotografato quando era ancora in servizio. Si vede molto bene la “pinna” nella parte superiore della fusoliera. Immagine derivata da Wikimedia Commons. Credits: USAF. US Public Domain

Boeing YAL-1A, “l’intercettore più costoso del mondo”

Dopo nemmeno dieci anni, i militari statunitensi furono costretti a cambiare idea sui laser aviotrasportati. Durante la Guerra del Golfo (1991), le truppe irachene di Saddam Hussein bersagliarono i Paesi vicini con i missili a corto raggio SS-1 Scud. Parecchi di questi furono intercettati con successo, certo, ma altri arrivarono a destinazione… Insomma, un laser aviotrasportato avrebbe potuto essere molto utile.

Certo, le limitazioni dell’NKC-135A erano note (le abbiamo viste prima), ma le potenzialità c’erano e ci si poteva lavorare.

Video su YouTube: YAL-1

L’aereo

Fondamentalmente i militari fecero due cose.

  • Cambiarono il velivolo: optarono per un Boeing 747-400 da trasporto, un colosso lungo una settantina di metri (NKC-135 superava di poco i 40). Sicuramente molto più spazioso, ma anche più costoso (problema non da poco, lo vedremo dopo).
  • Cambiarono il laser: al posto del precedente modello ad anidride carbonica (da alcuni kilowatt di potenza) ne fu installato uno del tipo COIL (chimico ossigeno-iodio), da un megawatt. Molto più potente, ma anche ingombrante, aveva una portata di centinaia di chilometri.

Esteticamente questo velivolo si distingueva per un bulbo sul muso (per “sparare” il fascio laser) e la piccola struttura nella parte superiore, poco dietro la cabina, che ospitava il telemetro laser attivo per calcolare le distanze. L’interno del gigantesco cargo, invece, fu completamente modificato per installare i vari componenti dell’arma e la relativa strumentazione.

Il risultato fu l’YAL-1 (Airborne Laser. La “Y” indica che è un aereo sperimentale) Airborne Laser Testbed (ALTB), che venne considerato (a ragione) “il più costoso intercettore mai costruito“.

YAL-1
Il laser volante YAL-1, costruito modificando un Boeing 747. Si vedono molto bene il bulbo a prua per lo sparo e la struttura sopra la fusoliera per il puntamento. Immagine derivata da Wikimedia Commons. Credits: USAF. US Public Domain

I test

L’YAL-1 iniziò i suoi voli nel 2002. A cosa doveva servire? Ad intercettare e distruggere i missili balistici nella fase di boost, inclusi quelli balistici intercontinentali (ICBM).

Dopo una lunga messa a punto, nel 2007, l’aereo colpì il suo primo bersaglio: si trattava di un NC-135E, appositamente modificato. Ovviamente l’aereo non fu distrutto: il test, infatti, serviva solo a dimostrare la capacità dell’YAL-1 di colpire qualcosa in movimento, compensando i disturbi atmosferici.

Nel 2009, il laser sparò per la prima volta alla massima potenza, colpendo un calorimetro vicino alla base aerea di Edwards, in mezzo al deserto: in questo modo, si riuscì a misurare la potenza del fascio.

Nel 2010, i test entrarono in una nuova fase: colpire i missili.

  • A gennaio, il laser dell’YAL-1 colpì (ma non distrusse) un missile bersaglio.
  • Il mese successivo, distrusse il booster di un ICBM a propellente solido.
  • Alcuni giorni dopo, la sua “vittima” fu un altro booster, ma stavolta a propellente liquido. Poche ore dopo, riuscì a colpirne un altro, senza distruggerlo.

I test, quindi, andarono piuttosto bene. Questo però non salvò il programma dalla cancellazione.

La fine del programma

L’YAL-1 funzionava, è vero, ma c’erano alcuni problemi. Prima di tutto, quello economico.

Probabilmente, quando uscirono le cifre qualcuno ebbe un infarto da ridire: per rendere operativo ed efficace un sistema antimissile basato su questi aerei, sarebbero serviti da 10 a 20 velivoli, con un costo unitario di 1,5 miliardi di dollari, più altri 100 milioni annui (per esemplare) di costi operativi. Una cifra spropositata e completamente fuori da ogni budget.

Oltretutto, c’erano anche dei problemi operativi. Vediamoli.

  • Al momento del lancio del missile, l’aereo doveva già essere in volo. Quindi, nell’ipotesi di una crisi, l’intera flotta doveva essere in allerta permanente.
  • Questo sistema d’arma era rivolto principalmente contro Cina e Russia. Il laser però era efficace a distanze comprese tra i 300 ed i 600 km, a seconda del tipo di missile. Questo voleva dire entrare nello spazio aereo di questi Paesi per intercettare gli ICBM in partenza da basi all’interno. Praticamente un suicidio. Anche bersagli più “piccoli”, tipo l’Iran, presentavano problemi simili. Per poter “sparare” da una distanza sicura sarebbe servito un laser molto più potente, che non era disponibile.
  • Il laser poteva effettuare 6-10 “tiri”, poi doveva essere ricaricato. Il problema era che per funzionare erano necessarie grandi quantità di sostanze chimiche estremamente tossiche. I tecnici stimarono che sarebbero stati necessari ben due aerei cargo pesanti C-17 per ricaricare un singolo ABL-1.

Insomma, tra difficoltà tecniche, logistiche e costi, le forze armate statunitensi nel 2012 interruppero il programma e misero a terra l’aereo, che fu demolito due anni dopo.

YAL-1 in demolizione
L’YAL-1 in fase di demolizione, nel 2014. Immagine derivata da Wikimedia Commons. Credits: Soracat. CC BY-SA 4.0

F-15, il caccia con il laser?

Gli Stati Uniti non demordono, va detto. Nonostante i problemi con l’YAL-1, l’idea di mettere un laser a bordo di un aereo non è affatto tramontata, anzi!

Negli ultimi anni, i progressi della tecnologia hanno consentito di ridurre di molto le dimensioni di questi apparati, tanto da renderli compatibili per aerei delle dimensioni di un caccia.

Il principale programma si chiama SHiELD (Self-Protect High Energy Laser Demonstrator), e prevede di montare un pod con laser su un caccia F-15. Il programma è in ritardo, a causa di una serie di difficoltà tecniche (il primo volo era previsto per il 2021, ora si parla del 2023), e la potenza del laser non è stata specificata. Si parla comunque di diversi kilowatt.

Rispetto al precedente YAL-1, questo sistema dovrebbe essere molto più “fattibile”, sia in termini economici che logistici.

Staremo a vedere.

F-15 in volo
Un F-15 in volo. L’aviazione statunitense punta a sperimentare un laser aviotrasportato su un aereo di questo tipo entro il 2023. Fonte: Wikimedia Commons. Credits: DoD. US Public Domain

Beriev A-60, il laser aviotrasportato russo

Ai tempi della guerra fredda, quando gli Stati Uniti realizzavano una nuova arma, i sovietici iniziavano a lavorare ad un suo equivalente: un modo per mantenere una specie di “parità” e non farsi cogliere impreparati. Il laser aviotrasportato non sfuggì a questa regola.

Lo sviluppo di questo dispositivo iniziò a metà anni settanta, ma fu solo nel decennio successivo che i tecnici riuscirono ad installarlo su un aereo.

Video sul Beriev A-60

L’aereo

I sovietici utilizzarono un Ilyushin Il-76, un grosso quadrireattore da trasporto. L’aereo fu sottoposto a parecchie modifiche da un “team” di tecnici capitanato dalla Beriev, tanto che divenne noto come Beriev A-60.

Esteticamente, si distingueva da un Il-76 “di serie” per il bulbo a prua (visivamente simile a quello dell’YAL-1, ma usato per il puntamento), una “gobba” con il laser sistemata tra l’attaccatura delle ali e la deriva di coda, un “bozzo” sotto alla fusoliera con un generatore ausiliario e due grosse gondole laterali con dei generatori.

Qualche dato sul laser, che i sovietici chiamarono Ladoga. L’intero apparato pesava sulle sessanta tonnellate, tanto che fu un grosso risultato riuscire ad infilarlo dentro l’aereo senza alterarne troppo l’aerodinamica. Si trattava di un modello ad anidride carbonica, concettualmente molto simile a quello installato sull’NKC-135, anche se molto più potente: un megawatt di potenza, contro pochi kilowatt del modello americano.

I test

Complessivamente, furono realizzati due aerei, sempre basati sulla cellula dell’Il-76.

  • Beriev A-60 1A: il primo costruito. Volò la prima volta nel 1983, e distrusse il suo primo bersaglio aereo nel 1984. Venne largamente usato per testare il laser, che poi era lo stesso che avrebbe dovuto essere montato sul satellite gigante Polyus (cosa che non avvenne). Questo aereo rimase distrutto per un incendio durante una prova a terra del laser, nel 1989.
  • Beriev A-60 1A2: secondo esemplare, con un laser migliorato. Volò per la prima volta nell’agosto del 1991. Per motivi economici, il velivolo rimase fermo molti anni, poi venne installata della nuova strumentazione e chiamato Sokol Eshelon. I voli ripresero nel 2009, così come i tiri.

I sovietici (ed i russi) hanno sempre mantenuto una certa segretezza sulle operazioni di questi due velivoli. Si sa per certo che furono effettuate varie decine di “tiri”, che colpirono con successo almeno un drone bersaglio Lavochkin La-17, oltre a diversi palloni aerostatici ad alta quota. Le informazioni al riguardo, però, sono molto scarse.

I sovietici, tuttavia, non puntarono alla distruzione dei missili. O meglio, fecero i loro esperimenti, ma poi decisero di cambiare obiettivo.

  • Prima di tutto, le difficoltà di utilizzare un’arma del genere contro gli ICBM. Ne ho già parlato sopra: l’efficacia di poche centinaia di chilometri imponeva che il velivolo entrasse in nello spazio aereo avversario, e non era fattibile.
  • Inoltre, gli scienziati sovietici arrivarono alla conclusione che con le tecnologie disponibili non era possibile usare un laser per distruggere una testata in avvicinamento.
Laser Aviotrasportato Beriev A-60
Il Beriev A-60, fotografato a Taganrog nel 2011. Immagine derivata da Wikimedia Commons. Credits: Alexxx1979. CC BY-SA 3.0

I risultati del laser aviotrasportato russo

Visti i risultati, perché i russi continuano a sperimentare un laser aviotrasportato? E soprattutto, perché hanno previsto una versione aggiornata del velivolo? Nel 2018, infatti, sono stati avviati i lavori per una versione più moderna.

La verità è che i russi stanno pensando di utilizzare il laser aviotrasportato come arma antisatellite. Nel 2009, infatti, l’A-60 riuscì a colpire un bersaglio orbitale a 1.500 km di quota. Si trattava del satellite giapponese Ajisai, una sfera composta da specchi che serve ad effettuare una serie di misurazioni della Terra (misurazioni che si fanno con i laser: si “spara” un fascio, questo viene riflesso a terra e si calcolano i tempi). I russi riuscirono ad “illuminare” questo bersaglio con successo (bersaglio che, lo ricordo, è fatto appositamente per essere colpito con un laser). Lo scopo del test, comunque, non era fare danni ma solo colpire il satellite.

Secondo i russi, un’arma del genere sarebbe in grado di colpire un oggetto nello spazio in ogni orbita possibile. Non si tratterebbe di distruggere un satellite, sia chiaro, ma solo di metterlo fuori uso, oppure accecarne temporaneamente i sensori. Ora, le armi antisatellite sono vietate, però nel mondo ci sono diversi Paesi che fanno ricerche più o meno ufficiali in questo senso.

Questo sistema, stando ad alcune dichiarazioni, sarebbe in fase di sviluppo per le forze aerospaziali.

Fonti

(immagine di copertina tratta da Wikimedia Commons. Credits: US Missile Defense Agency. US Public Domain)