Manos a la obra con el anti de Raytheon

PopSci probó exclusivamente un arma láser en el alto desierto de Nuevo México. Así es como funciona y lo que hace.

Por Kelsey D. Atherton | Publicado el 31 de octubre de 2022 a las 7:00 a. m. EDT

Antes de que pudiera fijar la mira del arma láser en el dron DJI Phantom, tenía que asegurarme de que estaba en la posición correcta. Con el dron contra un cielo azul sin nubes, los sensores del arma podían verlo y rastrearlo claramente, pero las reglas codificadas de compromiso impidieron que el arma disparara hasta que el objetivo tuviera un fondo de tierra. La luz viaja lejos, y no queremos eliminar accidentalmente algo equivocado que está muy lejos.

El piloto del dron objetivo dirigió el Phantom por debajo de la línea del horizonte, con algo de masa de tierra detrás. En la computadora portátil frente a mí, coloqué un marcador de rastreador justo al costado del dron, presionando el joystick izquierdo de un controlador Xbox fijando el rastreador al objetivo. Con un ligero empujón del joystick derecho, moví mi punto de mira a uno de los rotores del cuadricóptero y luego apreté el gatillo. El Phantom se encendió en la vista infrarroja y 15 segundos después se estrelló, el plástico fundido del brazo del rotor se dobló con el impacto.

Bajé el controlador y un ingeniero movió el interruptor "armado" a la posición de apagado. Era la primera vez que disparaba un arma láser.

El láser de 10 kilovatios en cuestión era un sistema de armas láser de alta energía construido por Raytheon, y la compañía me invitó a observarlo en funcionamiento en el Centro de Investigación y Pruebas de Materiales Energéticos, parte de New Mexico Tech, en Socorro, Nueva York. México.

Para llegar al campo de tiro, tuvimos que tomar un vehículo con tracción en las cuatro ruedas por los caminos de tierra, a unas seis millas detrás de Socorro Peak. Si bien New Mexico Tech tiene su origen en la minería, su proximidad a White Sands Missile Range (y la disponibilidad del propio EMRTC) ha mantenido a otros contratistas de defensa, como Northrop Grumman y Aerojet Rocketdyne, como inquilinos de rango.

Algo de lo que se prueba en el campo de tiro son explosivos. La forma, la composición y la aerodinámica de la artillería se pueden estudiar con fuego real. Del otro lado de la cresta desde donde Raytheon ha establecido su estación de trabajo, llegó el inconfundible trueno de la artillería. Alrededor del área de pruebas había varios obuses M110, piezas de artillería sobre orugas que Estados Unidos retiró en 1994.

Esta vieja artillería, yuxtapuesta a una demostración de campo de láseres que inutilizaban drones, ilustraba una de las realidades de la guerra moderna. La artillería puede seguir siendo efectiva durante décadas después de que entra en servicio, pero los exploradores de drones están cambiando la forma en que los ejércitos se mueven y luchan, y también la forma en que los ejércitos dirigen el fuego de artillería. Los láseres son una reacción a esos drones y un intento de hacer que la destrucción de drones sea simple, efectiva y, a la larga, asequible.

Cuando llegamos al sitio, más allá de los cañones desgastados, bajé del SUV y vi una zona de lanzamiento de aproximadamente diez DJI Phantom 4. Dependiendo del modelo, estos drones pueden costar hasta $3500 cada uno. Eso está en el extremo superior de las ofertas comerciales de DJI, pero es un orden de magnitud más barato que la mayoría de los drones básicos diseñados para uso militar. En el campo de tiro, estos Phantoms estaban alineados como palomas de arcilla, esperando su turno en el cielo antes de ser derribados.

Freír estos drones sería un par de sistemas de armas láser de alta energía (HELWS), fabricados por Raytheon. Uno estaba montado en la parte trasera de un Polaris MRZR, un buggy para dunas de grado militar. El MRZR todavía tenía los dos asientos delanteros, y en la parte trasera se encontraba la fuente de alimentación y el sistema de orientación para el HELWS. Al lado del arma láser montada en el buggy había un sistema idéntico, solo que este estaba en la caja de un camión grande. En el campo, HELWS está diseñado para funcionar con baterías, pero hoy cada uno funcionaba con un generador portátil que quemaba gasolina.

Una cantidad relativamente pequeña de combustible alimentaría los dos láseres en uso ese día para la totalidad de sus operaciones. Al final del día, 10 DJI Phantom 4 estarían recogidos en varios estados de destrucción. A aproximadamente $ 3,000 cada uno, según el modelo, son $ 30,000 en drones destruidos por aproximadamente lo que se necesita para llenar un automóvil pequeño.

Esta disparidad de costos, entre drones baratos y derribos láser aún más baratos, es una razón explícita para desarrollar armas láser. Los medios actuales para destruir drones en el campo pueden correr el riesgo de ser excesivos y presentar varios inconvenientes.

"Tiene que ser una solución rentable para que los soldados puedan usarla", dijo Annabel Flores, directora de operaciones de Global Spectrum Dominance en Raytheon Intelligence and Space. "No tiene sentido disparar algo que vale cientos de miles de dólares o un misil de un millón de dólares contra algo que vale mil dólares".

En 2017, un aliado de EE. UU. supuestamente disparó un misil antiaéreo Patriot contra un cuadricóptero aficionado. Los misiles Patriot están diseñados para interceptar misiles de crucero y aviones, y cuestan unos 3 millones de dólares cada uno. Los patriotas también son fabricados por Lockheed Martin y Raytheon, y aunque el misil fue efectivo contra el dron, la diferencia de costo es tan grande que, en el mejor de los casos, fue una victoria pírrica. Es como matar un mosquito con una granada.

"Ese es el lado equivocado de la ecuación de costos en el que quieres estar", dijo Flores. "Lo que fundamentalmente nos llevó por este camino es que esta es una necesidad real y una solución real".

El costo de cada activación láser es solo una parte de la ecuación. Raytheon ha recibido al menos 52,4 millones de dólares para desarrollar y entregar sistemas HELWS al Departamento de Defensa. Esos prototipos y modelos se han puesto a prueba, con implementaciones fuera de los Estados Unidos y 25,000 horas de funcionamiento.

"El próximo paso para nosotros es realmente estar preparados para que no sea solo un demostrador genial, un prototipo genial, sino que estos sean sistemas producibles que los técnicos de ensamblaje están ensamblando hoy", dijo Flores. "Originalmente, los físicos eran los que trabajaban con láseres, luego se convirtieron en ingenieros mientras hacíamos estas pruebas. Ahora son los técnicos de ensamblaje los que están ensamblando estos sistemas".

En el camino hacia el campo de tiro, mis anfitriones me preguntaron si juego videojuegos. Ha pasado una década desde que realmente pasé tiempo en un juego de disparos en primera persona, pero hay una memoria muscular en los controladores de videojuegos que persiste. Los controles del láser se instalaron dentro de un tráiler cercano con paredes de madera contrachapada, pero podían caber fácilmente en una mochila. El disparo del láser HELWS se realiza a través de un programa que se ejecuta en una computadora portátil, que recibe información a través de Ethernet o un cable de fibra óptica. En mi mano, controlando la torreta y el láser, estaba el controlador de Xbox enchufable.

La pantalla de la computadora portátil estaba dividida en cuadrantes de diferentes tamaños. En la esquina superior izquierda, hay una vista amplia de la cámara electroóptica que muestra una porción del terreno circundante. En una ventana más pequeña en la parte superior derecha hay una vista más estrecha, mirando hacia la "línea de visión" del láser. (Más sobre eso en un momento). Debajo de la vista estrecha hay una brújula en un mapa, que muestra la dirección hacia la que mira el vehículo, la orientación del láser y, cuando se designa, cualquier objetivo a la vista. Ese cuadrante también tiene columnas para "señales" a las que la cámara puede girar rápidamente, que podrían ser puntos predeterminados para enfocar o podrían ser nuevos drones agregados al sistema por sensores.

En la parte inferior izquierda de la pantalla había un panorama fotográfico orientado al paisaje del área que rodea al láser. Esta imagen fue capturada por el módulo de la cámara y tiene datos en capas en la parte superior. Una línea roja brillante traza el horizonte, codificando un límite que, para este rango en esta sesión, el láser no puede disparar por encima. En un grupo, debajo de una pendiente alta, hay varios rectángulos verdes que marcan los campos de visión y las zonas de fuego. Dentro de esas configuraciones, las torretas láser pueden rastrear y luego disparar y derretir drones, pero por encima de la línea del horizonte o fuera de la caja, el gatillo del láser no funcionará.

Esta capacidad, que fue configurada por otros menús, es útil en el campo de entrenamiento y tiene aplicaciones en el campo. Un láser desplegado para proteger una planta de energía, digamos, puede querer ser codificado con ciertas áreas como fuera de los límites, para estar absolutamente seguro de que el láser no golpea la infraestructura por accidente.

Antes de disparar el láser, debe estar armado. Una caja de interbloqueo de seguridad con dos interruptores permite a los usuarios encender el arma láser y encender un iluminador láser, que es distinto del arma láser. El iluminador se usa para apuntar, pero también puede causar daño y desorientación si se apunta a los ojos de una persona. Para asegurarse de que el láser no se pueda configurar sin la autorización del comando, los interruptores se pueden bloquear con una llave, llevada por un comandante.

Con el controlador en la mano, apuntar el láser es algo así como jugar un videojuego, aunque la dificultad de apuntar en infrarrojos es difícil de ignorar, en lugar de aliviarse por el bien de la jugabilidad. Una vez que se designa un objeto como objetivo, la torreta puede seguirlo bien, pero hacer zoom para encontrar el objeto puede ser complicado, especialmente contra las colinas moteadas de enebro del desierto alto.

En el campo y en otros rangos, la identificación óptica puede ser asistida por datos de radar, que pueden hacer ping y rastrear nuevos drones que lleguen dentro del alcance. Con esto, un artillero láser puede "girar para indicar" o alternar entre objetos rastreados de la misma manera que un control remoto cambia entre canales favoritos.

El láser del HELWS está alojado en el cuerpo debajo de la torreta y apunta hacia arriba a una lente que lo enfoca. Esta orientación también permite que una cámara apunte en la misma dirección, dando a la transmisión de video una perspectiva equivalente a mirar hacia abajo por el cañón de un arma, aunque el láser no tiene cañón y no es un arma.

El láser HELWS está integrado en una cámara Raytheon existente y una cápsula de designación láser. Retire el arma láser, y las cámaras infrarrojas y electroópticas de la cápsula, así como el iluminador láser, se pueden encontrar en vehículos como drones Predator y aviones C-130. El iluminador puede parecer redundante, pero en acción puede igualar la imagen de la cámara mientras el arma láser está encendida. En la vista infrarroja, el calor del láser distorsiona el objetivo, un punto brillante sobre lo que alguna vez fueron claramente las características de un dron. Con el iluminador, el calor parece desvanecido y se puede ver claramente el láser en el objetivo.

El láser tiene un alcance efectivo de 3 kilómetros, o poco más de 1,8 millas. La velocidad a la que el láser puede quemar un objetivo depende de una serie de factores, uno de los cuales es el aire mismo. Si el día hubiera sido lluvioso, o ventoso y polvoriento, la visita se habría reprogramado, ya que las partículas en el aire pueden dificultar su funcionamiento. El tiempo del láser para destruir un objetivo también está determinado por la estabilidad de su enfoque, la potencia del arma y el material contra el que estaba disparando.

Para tener una idea del láser antes de dispararlo a los drones, se colocaron algunos objetivos en un tablero, con otro tablero en un soporte detrás. Estos incluían rondas inertes de 20 mm con puntas de goma, granadas simuladas, latas de bebidas energéticas y refrescos y, más tarde, una caja de municiones. Una de las rondas de 20 mm se encendió como una vela bajo el fuego del láser, mientras el calor del metal se movía hacia arriba para quemar parte de la punta de goma. Las latas de refresco reventaron y se agotaron, el metal delgado se calentó rápidamente y estalló hacia afuera. La caja de munición vacía se abrió en segundos. Las granadas transcurrieron sin incidentes. El respaldo de cemento del tablero detrás de los objetos se derritió, el cemento y la fibra se veían vítreos, cristalinos al examinarlos después.

Contra los drones, el factor clave para determinar cuánto tiempo tomó un derribo fue qué parte del dron fue golpeada. Las carcasas de las baterías tardaron más. Un tiro limpio en el casco y la electrónica podría derribar un dron en 8-10 segundos. Mi tiro lejano en el rotor, que derritió parte de un brazo, fue el más lento del día, con 15 segundos.

En última instancia, son los drones de aficionados utilizados como cámaras los que han mantenido el interés del Pentágono en HELWS y armas similares. Antes de los drones, la vigilancia aérea era costosa, requería aviones o helicópteros, y podía neutralizarse con armas costosas. Ahora los drones con cámara, incluso los que son lo suficientemente baratos como para comprarlos en una tienda, son lo suficientemente útiles como para que las fuerzas que luchan en ambos bandos en Ucrania los consideren esenciales. Los drones pueden explorar, a veces incluso atacar y guiar el fuego de artillería. En tiempo real, los soldados que manejan armas de largo alcance pueden ver no solo dónde disparar, sino también el impacto de un disparo después de que se asiente el polvo. Los láseres, montados en camiones y buggies, son una forma de evitar eso, de incapacitar a los drones y dejar a los enemigos sin esa información en el campo.

A lo largo del día, el estruendo de la artillería interrumpía ocasionalmente la conversación, agregando un ambiente extra. La instalación de prueba láser era, en última instancia, un remolque y algunos vehículos con tracción en las cuatro ruedas, estacionados en una colina con algunos baños portátiles y búnkeres escasos. El paisaje era hermoso, especialmente a la distancia. El metal gastado y oxidado se acumulaba en ciertos lugares, y las plantas resistentes con semillas pegajosas se clavaban en todo.

Nos alejamos del sitio alrededor de las 4 en punto. Detrás, en la tierra esperando a ser transportados, estaban las cáscaras fundidas de varios robots voladores que alguna vez fueron útiles.

Kelsey D. Atherton es un periodista de tecnología militar que ha colaborado con Popular Science desde 2013. Cubre la robótica no tripulada y otros drones, los sistemas de comunicaciones, la empresa nuclear y las tecnologías que intervienen en la planificación, la realización y la mitigación de la guerra.