בארצות הברית מבקשים לפתח את הדבר הבא בעולם טעינת האנרגיה. קול קורא של הפנטגון מבקש מחברות לפתח פתרונות הטענה אלחוטית למנועי חשמליים של מל”טים מבצעיים בעזרת קרן לייזר עוצמתית שתשלח ממטוס תדלוק באוויר.
האם בקרוב נראה את מטוסי התידלוק האמריקנים נושאים בנוסף למיכלי דלק גם פוד לייזר להטענה אלחוטית של מל”טים? את התשובה לשאלה הזו מבקשת לקבל DARPA , סוכנות המחקר והפיתוח המרכזית של ארצות הברית, בקול קורא שפירסמה באמצע חודש יוני האחרון.
במסמך תחת הכותרת Refuel Drones in Wirelessly in Flight, מבקשת DARPA רעיונות טכנולוגיים לשלב מחוללי לייזר על מטוסי התידלוק מדגמי KC-46 החדשים ו KC-135 הישנים יותר, שמשמשים כיום כמטוסי התידלוק העיקריים של חיל האוויר האמריקני. הדרישה המבצעית היא יכולת להעביר אנרגיה מרוכזת של לפחות 100 קילוואט דרך קרן לייזר למקלט על גבי מל”ט. הרעיון המבצעי מאחורי הפיתוח הזה הוא שימור יכולת שהייה ארוכה של פלטפרומות לא מאויישות מעל אזורים מאויימים ובכך להשאיר את המטוסים המאויישים מחוץ לטווח האיום.
“המל”טים יתוכננו בתכן ייעודי לקלוט אנרגיה אלחוטית, וכך למעשה יופחת באופן משמעותי המשקל העצמי שלהם”, נכתב בהודעה של DARPA. “החזון הוא ליצור מכפילי כוח באוויר על ידי הטענת אלחוטית בדיוק כמו התידלוק האווירי היום. על הקרן להיות מדוייקת מאד ובעוצמה גבוהה, בכדי לאפשר הטענה מהירה של הפלטרפומה הבלתי מאויישת”.
את המשקל שיתפנה מהסוללות החשמליות שמספקות את האנרגיה למנועי המל”טים, מתכוונים בצבא האמריקני לייעד למערכות תצפית, מעקב, סימון לייזר או חימוש.
“DARPA הולכת כאן לפרויקט פורץ דרך בהיבט הטכנולוגי שמקפל בתוכו לא מעט סיכונים בדרך”, אומר בראיון לאתר, eurasiantimes.com אבג’היט לייר מיטרה, מומחה לטכנולוגיה צבאית במכון המחקר לקונפליקטים בניו דלהי. “הסיבה שהבחירה הראשונה היתה במל”טים היא שמדובר בפלטפורמה קלה יחסית לשינוי ופיתוח, שבה ניתן לראות מיד את החסכון בדלק, חשמל ומשקל. התחנה הבאה אחרי הוכחת היכולת עם מל”טים תהיה לדעתי עם פלטפורמות גדולות יותר. בעיני ארצות הברית היא המקום המתאים ביותר לזה מבחינת יכולת ההשקעה בפיתוח, ואחר כך גם בהטמעת המערכות הללו במחירים אטרקטיביים”.
פיתוחים ראשוניים של הזרמת אנרגיה בלייזר כבר הוצגו בעבר, אם כי לא לייעודים בטחוניים שמצריכים רמת אמינות ועוצמות לייזר גבוהות. חברה בשם PowerLight Technologies הציגה ב 2019 תותח לייזר שהטעין בעוצמה של 400 וואט מחשבים, מנורות אלחוטיות ואפילו מכונת קפה. שנה אחר כך הציגה החברה הטענה של מל”ט / רחפן קטן שהצליח לטוס במשך 12 שעות ברציפות תוך כדי טעינה רציפה של הסוללות על ידי קרן לייזר ממוקדת.
“הטענת אנרגיה בלייזר הרבה יותר קרובה ממה שנדמה”, אמר מנכ”ל החברה ריצ’ארד גוסטבסון לאתר GeekWire בשנה שעברה. מאז ההדגמה המוצלחת על הרחפן הקטן, זכתה PowerLight Technologies במכרז ראשוני של מעבדת המחקר המרכזית של הצי האמריקני, UNRL לפיתוח יכולת הטענה מותאמת לצרכים מבצעיים. “המטרה שלנו היא להגיע להטענה בעוצמה של 1000 וואט למרחק של ק”מ. כיום מפתחים בעולם תותחי לייזר עוצמתיים למטרות פגיעה והרס שיחליפו יכולות קנטיות. אני אומר שאפשר לגייס את הטכנולוגיה הזו גם להטענה”.
פתרונות הטענת אנרגיה על בסיס לייזר איור : PowerLight Technologies
פתרונות הטענת אנרגיה על בסיס לייזר איור : PowerLight Technologies
בנוסף לפיתוח טכנולוגיית ההטענה האלחוטית בחברה עובדים על פתרון הטענה באמצעות לייזר מבוסס סיב אופטי. “הרעיון הוא אותו רעיון. להטעין בעזרת לייזר, בלי קשר מה מוליך אותו: קרן או סיב אופטי”. אומר בוב זאק סמנכ”ל הטכנולוגיות של PowerLight Technologies. “מעבר לזה, השימוש בהטענת לייזר אלחוטית לא מיועדת רק לצרכים צבאיים. ברגע שנצליח ליצור את העוצמה הנדרשת, מיגוון השמושים שלה יהיה גדול מאד. מהטענה מהאוויר של מכוניות חשמליות או הטענה של מערכות חיוניות באזורים מוכי אסון. בספקטרום הזה ניתן למנות עוד עשרות שימושים להטענה אלחוטית”.
אחד האתגרים הטכנולוגיים המורכבים בתותח לייזר להטענה אלחוטית שמתאימה לרמה מבצעית, הוא פיתוח מחולל לייזר יציב ובעל עוצמה קבועה. אחד הפתרונות לכך יכולה להיות קרן לייזר קבועה ללא פולסים. חוקרים הצליחו לבנות מודל ראשוני של קרן כזו המבוססת על עקרון – Bose–Einstein condensates (BECs). העקרון מדבר על כך שבמצב מסויימים של חומר, שהם לא אחד מארבעת המצבים הקבועים: מוצק, נוזל, פלסמה או גז, ניתן לשלוט באטומים בצורה מבוקרת. על פי פרסום בירחון NATURE, מדענים הצליחו להביא אטומים של יסוד מסוג strontium קרוב לטמפרטורת אפס, ועל ידי כך ליצור גל אנרגיה קבוע continuous-wave (CW). על ידי כך הם טוענים החוקרים ניתן ליצור קרן לייזר קבועה אינסופית.
ההצלחה הראשונה
כבר ב 2012 הציגה לוקהיד מרטין מל”ט שנטען אלחוטית על ידי קרן לייזר. הפרויקט הזה נערך במסגרת תחרות של NASA לטכנולוגיות אנרגיה עתידיות. מי שבנתה את תותח הלייזר ומערכת ההכוונה הייתה חברה צעירה בשם LaserMotive, שהפכה לימים ל PowerLight Technologies. ההדגמה נערכה על גבי מל”ט קטן מדגם Stalker שהוסב במיוחד לקליטת הלייזר. ה Stalker סיים את הניסוי עם יותר כוח מאשר התחיל אותו. הניסוי עצמו לא נערך באוויר אלא רק במנהרת רוח בכדי למנוע תקלות במערכות העקיבה.
מל”ט Stalker צילום: לוקהיד מרטין
