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La historia secreta de las armas de plasma

octubre 7, 2021

Hace veinticinco años, dentro de una instalación clasificada en el Laboratorio Nacional de Los Alamos, los investigadores probaron un nuevo tipo de láser. El objetivo: una pieza de gamuza húmeda destinada a simular la piel humana. El intenso pulso de láser duró solo unos pocos microsegundos, pero creó un destello brillante y un fuerte estallido, como si el cuero hubiera sido alcanzado por un proyectil explosivo.

Esas pruebas de principios de la década de 1990 formaron parte del plan del Pentágono para desarrollar una forma no letal más eficaz de atacar a un objetivo, un área donde los servicios han experimentado deficiencias crónicas. En 2008, por ejemplo, el ejército de EE. UU. pistolas de paintball FN303 adquiridas con urgencia para ayudar a mantener el orden en los campos de detenidos, aunque tales proyectiles eran demasiado débiles contra sujetos enfurecidos. Y, trágicamente, las armas «no letales» pueden matar a personas inocentes, lo que sucedió en Boston en 2004.

Ahora, después de un cuarto de siglo de investigación y suficientes armas exóticas fallidas para llenar un museo, el Pentágono se ha basado en sus innumerables fracasos para crear SCUPLS, o Sistema láser de pulso ultracorto compacto escalable. Es un arma no letal más parecida a Star Trekes ficticio phaser, con la capacidad de advertir, deslumbrar, ensordecer, aturdir o quemar, dependiendo de cómo modifique la configuración. Es una señal prometedora para las Fuerzas Armadas que quieren un arma eficaz que no mate, y un motivo de preocupación para otros que temen que se convierta en otro instrumento de tortura.

Láseres 101

Tan pronto como se inventaron los láseres en la década de 1950, los militares comenzaron a convertirlos en armas. Pero un problema de ingeniería importante se hizo evidente de inmediato: obtener suficiente energía. Si bien los láseres se apropiaron rápidamente como el arma de ciencia ficción preferida de Stormtrooper, los desafíos de desarrollar tal armamento impulsado por láser seguían siendo insuperables en el mundo real.

Avanzamos 30 años y los investigadores finalmente soñó una solución. En lugar de disparar un rayo continuo, las armas dispararían pulsos cortos pero intensos lo suficientemente rápidos como para vaporizar la capa exterior de cualquier objetivo. Los investigadores de armas esperaban que este método de «ablación» pudiera perforar un objetivo.

Pronto, sin embargo, la tecnología llegó a otro callejón sin salida. Mientras que el comienzo del pulso láser de alta energía vaporizaba la capa exterior del material objetivo, luego producía una bola de gas sobrecalentado conocida como plasma. Este plasma absorbió toda la energía del resto del pulso láser, esencialmente creando un escudo para que el resto de los pulsos nunca alcanzaran el objetivo.

Los diseñadores de armas más tarde aprendieron a usar este plasma en su beneficio. Una nueva iteración del sistema usaría un pulso láser que calentaba el plasma tan rápidamente que explotaba. En lugar de hacer un agujero, este tipo de láser puede producir una explosión de plasma de cualquier tamaño, desde una pistola de casquete hasta una granada aturdidora, simplemente variando la potencia.

La nueva arma ofrecía precisión láser de largo alcance y una alta velocidad de disparo. Fundamentalmente, también prometía «efectos escalables», lo que significa que podría ajustarse desde casi inofensivo hasta derribar a alguien.

Láseres con una patada: PIKL, PCL y PEP

La nueva arma de control de plasma fue apodada la Láser pulsado de muerte impulsivao PIKL. Como dispositivo de prueba de principio, el cañón de electrones “grande, pesado y frágil” para crear el haz inicial fue reemplazado por hardware más robusto en 1998 para crear el Láser Químico Pulsado o PCL. Al igual que con PIKL, este era un láser químico impulsado por la combustión a alta temperatura de deuterio con flúor altamente corrosivo.

Pero incluso esta actualización no fue lo suficientemente poderosa, y una nueva actualización siguió en 2000 con el Proyectil de energía pulsadao PEP. Después de casi una década en desarrollo, la promesa de un arma láser no letal parecía posible.

«Es lo más parecido que tenemos en este momento a los phasers en aturdimiento», dijo Coronel George Fenton, entonces jefe de la Dirección Conjunta de Armas No Letales (JNLWD).

El ejército estadounidense quería montar PEP en un Hummer y atacar objetivos a dos kilómetros de distancia. Sin embargo, un análisis sobrio mostró que, si bien los flash-bangs podrían verse bien, eran cien veces demasiado débiles para ser un arma eficaz, por lo que esos «phasers aturdidos» serían mucho menos que impresionantes.

Pero PEP no necesariamente necesitaba golpear fuerte para tener un gran efecto. Las pruebas en animales indicaron que las explosiones de plasma causaron «Dolor y parálisis temporal. » Los investigadores encontraron que los efectos nerviosos no fueron causados ​​por ondas de choque o calor, sino por el pulso electromagnético producido por la bola de fuego de plasma en expansión. Esto actuó directamente sobre los nervios, como una interferencia eléctrica que afecta a una radio.

Este descubrimiento inesperado condujo a afinar los efectos del sistema nervioso de la PEP. Las células nerviosas que transmiten el dolor se conocen como nociceptores, y la idea era que un pulso podría causar una «activación máxima de los nociceptores», creando la sensación de dolor extremo sin daño real. Parecía lo último en elementos de disuasión inofensivos pero eficaces. Además del dolor, un estallido de plasma podría causar «efectos motores tipo Taser» o parálisis a corto plazo.

Pero incluso con estos elevados objetivos, JNLWD finalmente concluyó que PEP “no podía reproducir la forma de onda requerida”, lo que fue un alivio para aquellos que estaban preocupados de que la tecnología se adaptara para la tortura.

«Este trabajo me parece profundamente poco ético», dijo John N. Wood, profesor de neurobiología molecular en la UCL en 2009, señalando el potencial de tortura. Le preocupaba especialmente que la investigación de los nervios en busca de analgésicos se modificara para encontrar formas de causar un dolor extremo.

Pero este no fue el final de las armas de plasma, pronto tomarían otra forma.

No debe pasar

Los destellos de plasma no eran lo suficientemente poderosos para hacer un arma, por lo que los investigadores se concentraron en usar su salida de luz para la detección visual, y lo que surgió fue el Sistema de protección acústica de plasma o PASS en 2013. Esta vez el objetivo era enfocar el láser en el aire y producir un flash-bang de plasma de rápida sucesión similar a los fuegos artificiales.

«Utiliza un patrón programado de eventos de plasma rápidos para crear una especie de muro de luces brillantes e informes (explosiones) sobre el área de cobertura», Keith Braun, de la División de Sistemas de Armamento de Energía Avanzada del Ejército de EE. UU. dicho Mecánica popular en el momento.

En lugar de un láser químico, PASS utilizó un láser de estado sólido alimentado eléctricamente. Pero nuevamente, incluso con la nueva tecnología, los flash-bangs no eran lo suficientemente fuertes como para aturdir o inhabilitar. En cambio, la deslumbrante pared de luces protegería a las tropas amigas, lo que haría imposible que los oponentes apuntasen con armas. Pero al igual que otros esfuerzos anteriores, PASS evidentemente fracasó y el contratista del dispositivo, Stellar Photonics, pronto cerró.

El JNLWD también tenía una nueva aplicación para armas de pulso corto. Esto fue apuntado parabrisas de vehículos para detener a los conductores que se acercan a los puntos de control. La explosión de plasma rompería el parabrisas y produciría una luz deslumbrante, lo que haría imposible que el conductor continuara.

La nueva arma superaría una limitación clave de los deslumbrantes láser militares utilizados en Irak: a largo alcance eran demasiado tenues para ser efectivos, pero a corta distancia podrían ser lo suficientemente brillante como para causar daño a los ojos. El láser del parabrisas tendría el mismo efecto a cualquier distancia, porque la explosión de plasma siempre estaría a la misma distancia de los ojos del conductor.

Pero incluso este láser de parabrisas sin nombre pronto desapareció, pero el trabajo en láseres de pulso corto continuó.

El láser espeluznante

A principios de 2018, el JNLWD mostró un nuevo dispositivo de efecto de plasma inducido por láser (LIPE), que producía una serie rápida de pulsos de plasma, al igual que PIKL en 1998, pero que también podía modularse para transportar una señal. Lanzaron un video de demostración de una bola de fuego láser que transmite una mensaje hablado apenas comprensible, descrito en Popular Mechanics como «lo más espeluznante que oirás en toda la semana. «

Esta cruda demostración ilustra que un sistema más refinado podría transmitir órdenes o instrucciones a alguien a un kilómetro de distancia, sin ensordecer a nadie más cercano.

En septiembre de 2018, el JNLWD comenzó un proyecto de tres años para producir finalmente un arma de plasma láser no letal viable. La última incorporación a la sopa de letras de nombres de armas láser es SCUPLS, por Sistema láser de pulso ultracorto compacto escalabley utilizará nuevos láseres de pulso corto.

SCUPLS tiene una triple función, recordando algunos de los proyectos anteriores: transmitir mensajes hablados a larga distancia, producir destellos ensordecedores en el aire o en un objetivo, y «ablación térmica para el dolor». A bajos niveles de potencia podrá para producir miles de detonaciones por segundo como PASS.

Al igual que con PEP, SCUPLS será lo suficientemente pequeño como para caber en un vehículo táctico ligero, pero tendrá que ser mucho más poderoso que las versiones anteriores.

«Necesitamos mejores láseres con aproximadamente otro orden de magnitud de aumento en la potencia por pulso», dice David Law, científico jefe del JNLWD del Pentágono. «Se requerirá una familia de láseres de pulso ultracorto de próxima generación para habilitar la capacidad completamente no letal en el rango».

La potencia más alta permitirá que SCUPLS transmita mensajes de voz inteligibles a mil metros, y los flashes producirán un nivel de sonido de hasta 165 decibeles, el equivalente a estar dentro de un motor a reacción. Además, SCUPLS utilizará longitudes de onda que son «seguras para la retina», por lo que no serán absorbidas por el ojo, eliminando el riesgo de explosión de los globos oculares.

“Esto los haría inherentemente mucho más seguros en caso de exposición ocular inadvertida”, dijo Law.

Los fenómenos de los láseres de pulso corto ahora se comprenden mucho mejor, y los nuevos láseres de estado sólido son más baratos, más fiables y más robustos que los antiguos láseres químicos. SCUPLS, el láser no letal gritando, disparando, flash-bang-zap, todavía parece algo salido de la ciencia ficción, pero esta vez hay muchas más posibilidades de que se convierta en realidad.

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