Raytheon のアンチに対処する | 上海コースワイパートナーズ株式会社

PopSci はニューメキシコ州の高地の砂漠でレーザー兵器を独占的にテストしました。これがどのように機能し、何を行うのかを説明します。

ケルシー D. アサートン 2022 年 10 月 31 日午前 7:00 EDT に公開

DJI Phantom ドローンのレーザー兵器の照準をロックする前に、それが正しい位置にあることを確認する必要がありました。雲ひとつない青空を背景にしたドローンでは、兵器のセンサーがドローンをはっきりと認識し追跡できたが、ハードコードされた交戦規則により、標的が土を背景にするまで兵器は発砲できなかった。光は遠くまで伝わるので、遠くにある間違ったものを誤ってザッピングしてしまうことは避けたいものです。

標的のドローンのパイロットは、ファントムを地平線の下、その背後に陸地を伴う方向に向けた。目の前のラップトップで、ドローンのすぐ横にトラッカーマーカーを配置し、Xbox コントローラーの左ジョイスティックを押してトラッカーをターゲットに固定しました。右のジョイスティックを少し操作して、十字線をクアッドコプターのローターの 1 つに移動し、トリガーを握りました。ファントムは赤外線映像で点灯し、15秒後に墜落し、ローターアームの溶融プラスチックが衝撃で曲がりました。

私がコントローラーを置くと、エンジニアが「アームド」スイッチをオフの位置にフリックしました。レーザー兵器を発射するのは初めてだった。

問題の10キロワットのレーザーはレイセオン社が製造した高エネルギーレーザー兵器システムで、私はレイセオン社から招待され、ニューメキシコ州ソコロにあるニューメキシコ工科大学の一部であるエネルギー材料研究試験センターで動作を観察した。メキシコ。

この山脈に行くには、四輪駆動車に乗ってソコロピークから約9マイル裏にある未舗装の道路を走らなければなりませんでした。ニューメキシコ工科大学の起源は鉱山ですが、ホワイトサンズミサイル発射場に近いこと（そしてEMRTC自体が利用できること）により、ノースロップ・グラマンやエアロジェット・ロケットダインなどの他の防衛請負業者が射撃場のテナントとして利用され続けています。

射撃場でテストされるものの一部は爆発物です。大砲の形状、構成、空気力学はすべて実弾射撃を通じて研究できます。レイセオン社がワークステーションを設置している尾根の反対側で、紛れもない砲撃の轟音が聞こえた。実験場の周囲には、米国が 1994 年に退役させた M110 榴弾砲が数台置かれていました。

この古い大砲は、ドローンを無力化するレーザーの実演デモと並行して展示され、現代戦争の現実の 1 つを示していました。大砲は就役後何十年も効果を維持できますが、無人偵察機は軍隊の移動と戦闘の方法、そして軍隊が砲撃を指揮する方法も変えています。レーザーはそれらのドローンに対する反応であり、ドローンの破壊を簡単かつ効果的に、そして長期的には手頃な価格にしようとする試みです。

現場に到着し、風化した大砲を通り過ぎてSUVから降りると、約10台ほどのDJI Phantom 4の発射ゾーンが見えました。モデルによっては、これらのドローンの価格は 1 台あたり最大 3,500 ドルになります。これはDJIの商用製品の中ではハイエンドだが、軍事用途向けに設計された最も必要最低限のドローンよりは桁違いに安い。射撃場では、これらのファントムが粘土バトのように並んで、撃墜されるまで空で順番を待っていました。

これらのドローンを飛行させるのは、レイセオン製の高エネルギーレーザー兵器システム (HELWS) のペアです。 1 台は軍用グレードの砂丘バギーであるポラリス MRZR の後部に取り付けられていました。 MRZR にはまだ前席が 2 つあり、後部には HELWS 用の電源と照準システムが設置されていました。バギーに搭載されたレーザー兵器の隣には同一のシステムがあり、これだけが大型トラックの荷台に置かれていました。現場では、HELWS はバッテリーで駆動するように設計されていますが、この日はそれぞれがポータブル発電機でガソリンを燃やして作動していました。

比較的少量の燃料で、その日使用されていた 2 つのレーザーの全動作に電力を供給できます。その日の終わりまでに、10 台の DJI Phantom 4 が集められ、さまざまな破壊状態で横たわることになります。モデルにもよりますが、1台あたり約3,000ドルで、小型車1台分に相当するドローンを破壊すると3万ドルに相当します。

安価なドローンとさらに安価なレーザー破壊装置との間のこのコスト差が、レーザー兵器を開発する明確な理由です。現場でドローンを破壊する現在の手段は過剰破壊の危険性があり、さまざまな欠点が伴います。

「兵士が使用できるようにするには、コスト効率の高いソリューションでなければなりません」とレイセオンインテリジェンスアンドスペースのグローバルスペクトラムドミナンス担当最高執行責任者アナベルフローレス氏は述べています。「数十万ドルの物や数百万ドルのミサイルを千ドルの物に撃ち込むのは意味がありません。」

2017年、米国の同盟国が趣味のクアッドコプターに向けてパトリオット対空ミサイルを発射したと伝えられている。パトリオット・ミサイルは巡航ミサイルや飛行機を迎撃するように設計されており、１基あたり約３００万ドルの費用がかかる。ペイトリオットはロッキード・マーチン社とレイセオン社も製造しており、ミサイルは無人機に対して効果的ではあったものの、コストの差があまりにも大きく、せいぜいピュロスの勝利に過ぎなかった。手榴弾を使って蚊を殺すようなものです。

「それは、あなたが望んでいるコスト方程式の間違った側に過ぎません」とフローレス氏は言いました。「根本的に私たちをこの道に導いたのは、これが本当のニーズであり、本当の解決策であるということです。」

各レーザーの活性化にかかるコストは方程式の一部にすぎません。レイセオンは、HELWS システムの開発と国防総省への納入のために少なくとも 5,240 万ドルを獲得しました。これらのプロトタイプとモデルは、米国外に展開され、25,000 時間の稼働時間でテストされています。

「私たちの次のステップは、単なるクールなデモンストレーターやクールなプロトタイプではなく、組み立て技術者が今日組み立てている生産可能なシステムとなるよう、実際に準備を進めているところです」とフローレス氏は語った。「もともとレーザーを扱っていたのは物理学者でしたが、その後、証明を行っている間にエンジニアになりました。現在、これらのシステムをまとめているのは組立技術者です。」

練習場に向かう車の中で、ホストは私にビデオゲームをするかどうか尋ねました。私が本格的に一人称シューティングゲームに時間を費やしてから 10 年が経ちましたが、ビデオゲームコントローラーには今でも忘れられない思い出があります。レーザーの制御装置は、ベニヤ壁でできた近くのトレーラー内に設置されましたが、バックパックに簡単に収まるサイズでした。 HELWS レーザーの発射は、イーサネットまたは光ファイバーコードによって情報が供給されるラップトップ上で実行されるプログラムを通じて行われます。タレットとレーザーを制御する私の手には、プラグイン Xbox コントローラーが握られていました。

ラップトップの画面は、さまざまなサイズの四分円に分割されていました。左上には、電気光学カメラからの広い視野があり、周囲の地形のスライスが表示されています。右上の小さなウィンドウには、レーザーの「視線」を見下ろした狭い視野が表示されます。 (これについては後ほど詳しく説明します。) 狭いビューの下には地図上のコンパスがあり、車両が向いている方向、レーザーの方向、および指定されている場合は視界内のターゲットが表示されます。この象限には、カメラがすぐに旋回できる「キュー」の列もあります。これは、焦点を合わせるための事前に設定されたポイントである場合もあれば、センサーによってシステムに追加された新しいドローンである場合もあります。

画面の左下には、レーザーの周囲の領域の風景向きのパノラマ写真が表示されていました。この画像はカメラポッドでキャプチャされたもので、その上にレイヤー化されたデータがあります。明るい赤い線が地平線をたどっており、この撮影のこの範囲では上空でレーザーを発射することは許可されていないという境界をハードコードしています。高い斜面の下にあるクラスターの中に、いくつかの緑色の長方形があり、視界と防火帯を示しています。これらの設定内では、レーザー砲塔はドローンを追跡し、発射して溶解することができますが、地平線の上やボックスの外では、レーザーの引き金を引くことができません。

他のメニューによって設定されたこの機能は、練習場で役立ち、現場でも応用できます。たとえば、発電所を保護するために導入されたレーザーは、レーザーが誤ってインフラに当たらないように、特定のエリアを立ち入り禁止としてハードコーディングする必要がある場合があります。

レーザーを発射する前に、準備を整える必要があります。 2 つのトグルを備えた安全インターロックボックスを使用すると、ユーザーはレーザー兵器をオンにし、レーザー兵器とは別のレーザー照明器をオンにすることができます。イルミネーターは照準を合わせるために使用されますが、人の目に向けられると危害を与えたり方向感覚を失ったりする可能性もあります。指揮官の許可なしにレーザーをセットアップできないようにするために、指揮官が持つキーでトグルをロックオフすることができます。

コントローラーを手に持ってレーザーを狙うのは、ビデオゲームをプレイするのと似ていますが、赤外線で照準を合わせる難しさは、遊びやすさのために緩和されるというよりも、無視するのが難しいものです。オブジェクトがターゲットとして指定されると、砲塔はそれをうまく追跡できますが、特に高地の砂漠のジュニパーのまだらの丘に対して、ズームしてオブジェクトを見つけるのは難しい場合があります。

現場やその他の距離では、範囲内に到着する新しいドローンを ping して追跡できるレーダーデータによって光学的識別を支援できます。これにより、レーザーガンナーは「Slew to Cue」、つまりリモコンでお気に入りのチャンネル間をフリックするように、追跡対象オブジェクト間を切り替えることができます。

HELWS のレーザーは砲塔の下の本体に格納されており、レーザーの焦点を合わせるレンズを上に向けています。この向きにより、カメラが同じ方向を向くようになり、レーザーには銃身がなく銃ではありませんが、ビデオフィードに銃身を見下ろしているのと同じ視点が与えられます。

HELWS レーザーは、既存の Raytheon カメラとレーザー指示ポッドに組み込まれています。レーザー兵器を取り外すと、ポッドの赤外線カメラと電気光学カメラ、レーザー照明装置がプレデター無人機や C-130 飛行機などの乗り物に搭載されています。イルミネーターは冗長に見えるかもしれませんが、実際には、レーザー兵器自体の電源が入っている間、カメラ上の画像を均一にすることができます。赤外線ビューでは、レーザーの熱によりターゲットが歪み、かつては明らかにドローンの特徴だった場所の上に明るく輝くスポットが現れます。イルミネーターを使用すると、熱が消えて見え、ターゲット上のレーザーがはっきりと見えます。

レーザーの有効範囲は 3 キロメートル、つまり 1.8 マイル強です。レーザーがターゲットを焼き切る速度は、多くの要因に依存しますが、特に空気そのものが要因です。もしその日が雨や風が強くて埃っぽい日だったら、空気中の微粒子が機能を妨げる可能性があるため、訪問の予定は変更されていただろう。レーザーが標的を破壊するまでの時間は、焦点の安定性、武器のワット数、発射対象の材質によっても決まります。

ドローンにレーザーを発射する前にレーザーの感触をつかむために、いくつかのターゲットをボード上に設置し、その後ろのスタンドに別のボードを置きました。これらには、先端がゴムになった不活性な 20 mm 弾、模擬手榴弾、エナジードリンクとソーダの缶、そして後には弾薬箱が含まれていました。 20 mm 弾の 1 つが、金属からの熱が上方に移動してゴムの先端の一部が焼き切れると、レーザー火の下でろうそくのように点灯しました。ソーダの缶がパチパチとはじけて中身がなくなり、薄い金属が急速に加熱されて外側に破裂した。空の弾薬箱は数秒で燃えて開いた。手榴弾は無事だった。物体の背後にあるボードのセメント裏打ちが溶け、後で検査するとセメントと繊維がガラス状で結晶のように見えました。

ドローンの場合、テイクダウンにかかる時間を決定する重要な要素は、ドローンのどの部分が攻撃されたかでした。バッテリーケースが最も時間がかかりました。船体と電子機器にきれいな射撃を加えれば、ドローンを 8 ～ 10 秒で撃墜できる可能性があります。片腕の一部を溶かしたローターでのロングショットは、15秒とこの日最も遅かった。

結局のところ、国防総省の HELWS や類似兵器への関心を維持しているのは、カメラとして使用される趣味のドローンです。ドローンが登場する以前は、航空監視には飛行機やヘリコプターが必要で費用がかかり、高価な武器で無力化することができました。現在、カメラドローンは、たとえ店頭で買えるほど安いものであっても、ウクライナの双方で戦闘を行う勢力にとって十分に有用であると考えられている。ドローンは偵察し、時には攻撃し、砲撃を誘導することもできます。長距離武器を操作する兵士は、どこで射撃するかだけでなく、粉塵が収まった後の射撃の衝撃もリアルタイムで確認できます。トラックやバギーに搭載されたレーザーは、それを防ぐ手段であり、ドローンを無力化し、敵をその情報なしに現場に放置する。

一日中、砲撃の音が時折会話を中断し、雰囲気をさらに高めていました。レーザー試験施設は最終的に、トレーラーと数台の四輪駆動車で、ポルタトイレとまばらなバンカーのある丘の上に駐車されていました。風景は特に遠くから見ると美しかったです。摩耗して錆びた金属が特定の場所に集められ、粘着性の種子を持つ丈夫な植物があらゆるものに食い込みました。

私たちは4時頃に現場から車で出発しました。後ろの土の中で、運び出されるのを待っていたのは、かつて有用だった飛行ロボット数機の溶けた殻だった。

ケルシー D. アサートンは、2013 年からポピュラーサイエンスに寄稿している軍事技術ジャーナリストです。彼は、無人ロボット工学やその他のドローン、通信システム、原子力事業、戦争の計画、実行、緩和に使用されるテクノロジーを取材しています。