Kadri Paas
Mehitamata õhu- ja ujuvdroonid on sõjapidamist drastiliselt muutnud. Ukraina sõda on alates 2022. aastast näidanud, et ligikaudu 80% kahjudest tekitatakse droonidega: nendega tapetakse ja vigastatakse tuhandeid inimesi, hävitatakse lennukeid, õhutõrje- ja suurtükisüsteeme, radareid, tanke ning sõjalaevu. Hulgi toodetavaid droone on hakatud rakendama aina kavalamalt ja mitmekesisemalt. Droonide väike hind võrreldes hävitatava sõjatehnika omaga sunnib riikide armeesid nuputama, kuidas tõrjuda paar tuhat dollarit maksvaid droone nii, et kulu ja tulu oleksid tasakaalus. Droone toodetakse ja lastakse vastase pihta miljoneid, aga õhutõrjerakette ei ole kunagi ega kellelgi liiga palju.
Hinnanguliselt maksavad Iraani päritolu droonid umbes 2000 dollarit tükk. USA ei ole avalikustanud, millega hävitatakse Punasel merel huuthi droone, ent arvatavasti tulistavad ameeriklased oma sõjalaevadelt nende pihta õhutõrjerakette Standard Missile-2, mis maksavad umbes 2,1 miljonit dollarit. Nii kallist paugutamist ei talu lõputult isegi Ühendriigid.
Droonid ongi peapõhjus, miks praktilise meelega ameeriklased, ja mitte ainult nemad, on asunud uuesti arendama laserrelvi.
Tähesõdade programm tõi läbimurde
Teise maailmasõja järel 1952. aastal Californias loodud Lawrence Livermore’i riiklik tuumauuringute laboratoorium on oma veebikodus põhjalikult kirjeldanud laserite ajalugu ja kasutusvaldkondi. Sealt selgub, et laserrelvade teooria ulatub juba 1917. aastasse, kui Albert Einstein töötas stimuleeritud kiirguse emissiooni kallal.
Laseri praktiline arendamine algas külma sõja ajal 1950. aastate lõpus, kui Arthur Schawlow ja Charles Townes avaldasid esimese üksikasjaliku töö selle kohta, mida tollal nimetati optiliseks laseriks. 1960. aastal ehitas Theodore Maiman Hughes Research Laboratory’s esimese toimiva laseri, kasutades rubiinvarrast, mille pind oli kaetud hõbedaga.
President Ronald Reagan kuulutas 23. märtsil 1983 välja strateegilise kaitsealgatuse, nn tähesõdade programmi, mis tähendas tohutut investeeringut lasertehnoloogiasse. Kaudselt oli see Nõukogude Liidu lagunemise ajend, sest sotsialistik riik ei suutnud võidurelvastumisega sammu pidada. Läbimurre laserrelvade sõjalises kasutuselevõtus tehti 1985. aastal, kui keemilise kesk-infrapunalaseri MIRACL abil õnnestus hävitada tuumalõhkepea kandmiseks mõeldud rakett Titan. Ent külma sõja lõppedes sai laserrelvade vaimustus mõneks aastakümneks otsa. 1993. aastal sulges president Bill Clinton tähesõdade programmi, sest Venemaa justkui ei olnud enam ohtlik.
82 miljoni kraadine kuumus
Enne kui asume käsitlema nüüdisaegseid energia- ja laserrelvi, teeme selgeks, mis on laser. Mõiste „laser“ tuleneb ingliskeelsest sõnaühendist Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation: valguse võimendamine stimuleeritud kiirguse abil.
Laser kasutab ära aatomite kvantomadusi neelata ja kiirata valgusosakesi, mida nimetatakse footoniteks. Kui aatomi elektronid naasevad oma tavalisele orbiidile ehk põhiseisundisse kas spontaanselt või kui neid stimuleeritakse valguse või muu energiaallikaga, mõnel juhul isegi teise laseriga, siis kiirgavad nad rohkem footoneid.
Valgus liigub lainetena. Tavaline nähtav valgus koosneb mitmest lainepikkusest ehk värvusest, mis tähendab, et valguslaine tipud ja mõõnad liiguvad eri lainepikkustel ja eri suundades. Laseri eelis seisneb asjaolus, et ta kiirgab kitsaid, täpselt suunatud valguskimpe, mida saab koondada väga väikeseks täpiks. See saavutatakse, kui ergastatud footonid suunatakse optilisse võimenduskeskkonda, näiteks läbi klaasi või teatud gaasi.
Laserid võivad olla pisikesed mikrokiipide komponendid, ent ka väga suured. Maailma kõige võimsam laser, USA Lawrence Livermore’i riiklikus tuumauuringute laboris asuv The National Ignition Facility (NIF) paikneb kümnekorruselises ja kolme jalgpalliväljaku suuruses hoones.
NIF juhib, võimendab, peegeldab ja fookustab 192 võimsat laserkiirt (tippvõimsus kokku 500 triljonit vatti), mida saab suunata mõne miljardikosa sekundiga umbes kustutuskummi suurusele sihtmärgile, andes sellele üle kahe miljoni džauli ultraviolett-kiirguse energiat.
Laservalgus ei pruugi olla nähtav. NIF-i kiired algavad nähtamatu infrapunavalgusena ja läbivad seejärel erilise optika, mis muudab need nähtavaks roheliseks valguseks ja siis nähtamatuks suure energiaga ultraviolettvalguseks, et saavutada optimaalne vastastikmõju sihtmärgiga.
NIF tekitab sihtmärgis temperatuuri üle 82,2 miljoni kraadi Celciuse järgi ning umbes 100 miljardi Maa atmosfäärile vas-tava rõhu. Äärmuslike tingimuste tõttu sihtmärgi vesinikuaatomid sulavad ja kontrollitud termotuumareaktsioonis vabaneb energia. Sisuliselt asendab säärane superlaser varasemaid maa-aluseid tuumakatsetusi.
Praegusajal on saadaval mitme suuruse, kuju, värvuse ja võimsusega lasereid, mida kasutatakse laialdaselt alates kirurgilistest operatsioonidest haiglates kuni vöötkoodi-skanneriteni kaubanduses; laserite abil saab isegi kuulata kodus muusikat, vaadata filme ja mängida videomänge.
Mis on laserrelv?
Laserrelv koosneb kolmest põhikomponendist: aktiivne optiline keskkond (gaas, kristall või vedelik), pumpsüsteem, mis toidab keskkonda energiaga, ja optiline õõnsus, kus kiir luuakse. Aktiveerimisel stimuleerib elekter optilist keskkonda, mis paneb aatomid või molekulid kiirgama footoneid, mis põrkuvad tugevalt peegeldavate peeglite vahel, võimendades valguse energiat eksponentsiaalselt, kuni see saavutab surmava võimsustaseme.
Nüüdisaegsed laserrelvad on enamasti palja silmaga nähtamatud, kuna töötavad väljaspool nähtavat spektrit, et vaenlasel oleks raskem kindlaks teha, kust kiir pärineb. Laserrelvade tõhusus oleneb nende võimest hoida kiire fookust ja anda sihtmärgile püsiv energia, mis eeldab mitmesekundilist kokkupuudet ründava objektiga. Niisugused süsteemid tekitavad võimsuse umbes 10–300 kilovatti, kusjuures mõned katsesüsteemid saavutavad isegi megavatise võimsuse.
Kuigi laserid olid tsiviil- ja sõjalistes valdkondades kasutusel alates 1960. aastatest, jäid need kuni 2014. a Krimmi okupeerimiseni pigem tagaplaanile. Alles siis varustas USA merevägi oma Austini klassi ujuvbaasi USS Ponce laserrelvaga AN/SEQ-3, mille oli valmistanud Kratos Defense & Security Solutions.
AN/SEQ-3 oli 30-kilovatine tahkekiirguslaser, mis hävitas väikelaevu ja droone. See laser lõhkas sihtmärgi pardal olevaid lõhkekehasid, tekitades tohutu kuumuse. Erinevalt kineetilistest relvadest kasutas AN/SEQ-3 suunatud energiat, põletades sihtmärgi sisuliselt surnuks. Prototüübina loodud relv ühendati laeva radari ja tulejuhtimissüsteemidega. Ent saritootmisse AN/SEQ-3 eri põhjustel ei jõudnud.
2014. aastal USA mereväelaeval USS Ponce katsetatud 30-kilovatine laserrelvasüsteem AN/SEQ-3 oli mõeldud väikelaevade ja droonide hävitamiseks. U. S. ARMY / WIKIPEDIA
Alates ajast, kui võitlustandril hakkasid valitsema odavad droonid, on USA ja selle liitlased püüdnud taas arendada laser- ja energiarelvi. Laserrelvad võimaldaksid valvata piire, tõrjuda rakette ja droone, kaitsta sõjaväebaase ja tagada lähimaa õhutõrje.
Tõsi, seni ei ole ükski energiarelv jõudnud hulgitootmisse, kuid tehakse ponnistusi. Energiarelvade turu ülemaailmse prognoosi järgi kasvab turg 2022. aasta umbes 5,3 miljardilt dollarilt 2027. aastaks 12,9 miljardi dollarini.
Kui 100-kilovatised laserid võivad rünnata droone, väikelaevu, rakette või mürske, siis 300-kilovatiste relvadega peaks saama hävitada raketi või siis muuta selle kurssi. Võitlemaks ballistiliste või hüperhelikiirusega rakettide vastu oleks aga vaja ühemegavatist ehk 1000-kilovatise võimsusega relva. Isegi see võib raketi kere külje ainult läbi põletada, suutmata raketti täielikult hävitada.
Ent laserrelvade kõige suurem puudus on tohutu elektritarve. Tavapäraste seadmetega sõjalaevad ei pruugi anda sellistele relvadele piisavalt energiat. Nii oleks alustele ilmeselt vaja paigutada tuumareaktorid, nagu näiteks Nimitzi klassi ja Gerald R. Fordi klassi laevadel. Kui 150-kilovatise laserrelvaga prooviti hävitada õhus olevat drooni, kulus peale suure energiatarbe 15 sekundit pidevat „tuld“.
Omaette probleem on laserrelvade laskekaugus, mis on praegu poolteise kilomeetri kandis. See võib tunduda suure vahemaana, kuid laevadevastane tiibrakett, mis hävitati mullu 30. jaanuaril Phalanx CIWS-iga Arleigh Burke’i klassi hävitaja USS Gravely lähedal, oli ainult sekundite kaugusel plahvatusest. Samuti on kitsaskoht laserkiire tugevus, süsteemi jahutus, laserkiire neeldumine ja peegeldumine (nt pilvede või vihma tõttu) atmosfääris ning „termiline õitseng“.
Termiline õitseng on füüsikaline nähtus, mis on seotud võimsate laserkiirte liikumisega keskkonnas, tavaliselt gaasis (nt õhus) või vedelikus (nt merevees). Seetõttu muutub kiire profiil ja pisut ka selle suund. Efekt on eriti oluline laserrakendustes, mis hõlmavad suure võimsusega lasereid ja pikki levikaugusi, näiteks laserrelvades ja laseripõhistes atmosfääriuuringutes. Siis võib olla märksa raskem kiirt pika vahemaa tagant fookustada või kollimeerida, kuna kiir liigub ja moondub.
USA on kiirendanud laserite arendamist
USA sõjavägi on aastakümneid uurinud ja arendanud laserrelvi, kuid on neisse investeerinud siiski vähe. Ühendriikide laevastiku väejuhatuse ülem admiral Daryl Lane Caudle rääkis tänavu jaanuaris otsekoheselt, et merevägi peaks oma praeguste võimaluste ja lahinguvalmiduse pärast lausa häbenema. Ta rõhutas Surface Navy Associationi iga-aastasel sümpoosionil, et tõhusate laserite loomise nimel tuleb palju rohkem pingutada.
„Laevadele laserite ehitamise kohta on kirjutatud lõputöid ja dissertatsioone, kuid me pole veel nii kaugele jõudnud, et oleks olemas rakettide hävitamiseks sobivad lahendused,“ märkis admiral.
Midagi on siiski tehtud. Mereväe 2023. eelarveaasta eelarve taotluses küsiti üle 103 miljoni dollari poole tosina laserrelva arendamiseks. Need on tuntud kui „suunatud energiaga relvad“ (Directed-Energy Weapons, DEW). Nende hulka kuuluvad ka suure võimsusega mikrolainesüsteemid (High Power Microwave, HPM) ja suure energiaga lasersüsteemid (High Energy Laser, HEL).
Kongress andis 2022. aastal raketitõrjeagentuurile volitused uurida ja arendada lasertehnoloogiat, mida saab kasutada ballistiliste ja hüperhelikiirusega rakettide vastu. Mullu katsetas USA merevägi Arleigh Burke’i klassi hävitajal USS Preble drooni allatulistamiseks laserrelva HELIOS, mille võimsus on üle 60 kilovati ning tulevastel versioonidel 100–150 kilovatti. Relv paigaldati hävitajale 2022. aastal. Peale suutlikkuse purustada droone on süsteemil optiline pimesti, mis võimaldab jälgimissensoreid ajutiselt pimestada ning annab strateegilise eelise luure- ja vastuluureoperatsioonides.
HELIOS-e arendus algas 2018. aastal esialgu 150 miljoni dollari suuruse lepinguga, mis andis Lockheed Martinile võimaluse arendada, toota ja tarnida kaht süsteemi: üks mõeldud katsetamiseks maismaal ja teine lahingulaeval.
Merekatsetused algasid 2021. aastal Virginias Wallops Islandil. USS Preble oli esimene Arleigh Burke’i klassi hävitaja, mis varustati HELIOS-ega. Tolle võimsust saab vajadust mööda suurendada kuni 120 kilovatini.
USA mereväealus USS Preble „tulistab“ 60-kilovatise võimsusega laserrelvaga HELIOS. WIKIPEDIA
Erinevalt tavapärastest laskemoonal põhinevatest süsteemidest pakub laserrelv selget eelist: praktiliselt piiramatu laskevõime, kuni elektrivõimsust jätkub. See vähendab laskemoona täiendamisega seotud logistilisi piiranguid.
USA mereväe esindaja ütles 2024. aasta alguses kongressile, et HELIOS-e arendusprogrammi on kiirendatud. „Meil on ka kuus teist laseri- ja suure energiaga seotud projekti, millest mõni on salastatud. See on esmatähtis valdkond. Ilmselgelt ei saa jätkata odavate droonide allatulistamist kallite õhutõrjerakettidega.“
USA merevägi plaanib ka teistel laevadel laiemalt kasutada suunatud energiarelvi, sealhulgas võimsamaid süsteeme, näiteks 150-kilovatise laserrelvasüsteemi näidisseadet (LWSD), mis on osal laevadel juba kasutusele võetud. Eesmärk on arendada soodsaid kaitselahendusi.
USA merevägi on algatanud ka ligi 30 miljoni dollari suuruse projekti, et arendada välja üks maailma võimsamaid laevade laserrelvi. Süsteem SONGBOW on mõeldud, hävitamaks drooniparvi, tiibrakette ja hüperhelikiirusega rakette valgusekiirusel.
Relva tuum on 400-kilovatine laser, kus mitu 50-kilovatist kiirgusallikat on ühendatud üheks kiireks, mida saab täpselt juhtida. Eesmärk on olnud lühendada reageerimisaega ja vähendada lahingutes laskemoonavajadust.
Tänavu juunis peeti Oklahomas Fort Sillis lahinglaskmised, kus katsetati Strykeri soomukile paigaldatud lühimaa õhutõrjesüsteemi DE M-SHORAD. Sellest 50-kilovatisest laserrelvasüsteemist, mis peaks hoidma ülekaalu õhusõjas ja kaitsma üha enam droonidega küllastunud lahinguväljal manöövervägesid, on kujunemas uus armee strateegiline nurgakivi.
DE M-SHORAD on paigaldatud soomusmasinasse Stryker A1 8×8. Raytheon Technologiesi väljatöötatud süsteemi kuulub kiire suunaja, sihtmärgi tuvastamise ja jälgimise elektrooptiline ehk lihtsustatult öeldes infrapunasüsteem ning mitmeotstarbeline radar Ku720.
USA soomukile Stryker paigaldatud droonivastane lasersüsteem DE M-SHORAD. Selle peegelduvate klaasidega ümarat tuumosa on näha vasakpoolse nurgelise radari kõrval. U. S. ARMY / WIKIPEDIA
Iisraeli teraskiir ja brittide lohetuli
Lockheed Martin Corporation ja Rafael Advanced Defense Systems on konstrueerinud 100-kilovatise energiarelva Iron Beam (Teraskiir) Iisraeli õhutõrjekilpide Teraskuppel (lühimaa õhutõrjerelv) ja Taaveti ling (kesk- ja pikamaa õhutõrjerelv) jaoks. Iisrael on esimene riik, kes on sealse kaitseministeeriumi kinnitusel kasutanud laserkahurit päris sõjas, hävitades hiljutise Gaza sõja ajal umbes 40 Hezbollah’ drooni.
Väidetavalt maksab üks laserlask 2,5–3,5 dollarit, s.o olematu summa võrreldes 50 000 dollarit maksva Teraskupli püüdurraketi omaga. Teraskiiresüsteemid tarnitakse Iisraeli kaitseväele selle aasta lõpuks. Uuendatud versioonil on võimsamad laserid, mille ulatus on 10 kilomeetrit.
Ühendkuningriigi merevägi teeb edusamme oma energiarelvaga DragonFire. Väidetavalt võib selle valgusvihk sihtmärgi – drooni või raketi – läbi põletada. Kuninglik merevägi loodab platvormi kasutusele võtta 2027. aastaks.
DragonFire on briti 50-kilovatise võimsusega laserrelv, mille arendus algas 2018. aastal Suurbritannia juhtivate ettevõtete, näiteks MBDA UK, Leonardo UK ja QinetiQ Group, juhatusel. Algul oli süsteem mõeldud droonitõrjeks, kuid nüüd arvab Briti sõjaväe juhtkond, et sellega saab hävitada ka suurtükiväe laskemoona, tiib- ja isegi ballistilisi rakette.
Ühendkuningriigis arendatava laserrelva DragonFire katsetus mullu jaanuaris Šotimaal. Briti armee loodab selle relva kasutusele võtta 2027. aastaks. Peale droonide peaks DragonFire suutma purustada ka suurtükilaskemoona, tiib- ja ballistilisi rakette. UK MINISTRY OF DEFENSE / WIKIPEDIA
Ukrainlased, venelased ja hiinlased ei istu niisama
Ukraina mehitamata süsteemide vägede ülem kolonel Vadõm Suhharevskõi nentis mullu detsembris, et viienda riigina maailmas arendab ka Ukraina laserrelvi. Tema sõnul arendatakse niisugust tehnikat just venelaste droonirünnakute tõrjeks: eeskätt Shahed-tüüpi droonide vastu, millel on suhteliselt väike lennukiirus ja -kõrgus.
Suhharevskõi kinnitas toona, et arendatava laseriga saab lennukeid alla tulistada juba üle kahe kilomeetri kõrguselt ning tehakse tööd, suurendamaks relva laskeulatust ja suutlikkust. Laseri nimi on Tryzub (ukr Тридент).
Vadõm Suhharevskõi sõnul on võimalik, et tulevikus saavad mobiilsed õhutõrjegrupid kuulipildujate asemel kasutusele võtta lasersüsteemid, mis aitavad droonidevastase võitluse muuta palju edukamaks. Veebruaris andis Suhharevskõi teada riigi esimese laserrelva edukast kasutamisest lahinguväljal, öeldes, et laser sihtis edukalt teatud objekte.
Vene propagandaallikad teatasid tänavu suvel, et Rosteci tütarettevõte Shvabe Holding on loonud maapealse laseriga roomikrobotsüsteemi prototüübi, mis on mõeldud demineerimiseks. Venelased väidavad, et seadet saab juhtida fiiberoptilise kaabli või raadiokanali kaudu mitme kilomeetri kauguselt. See kasutavat oma laserit miinide, mürskude või muu moona lõhkamiseks. Laseri ulatus olevat mitusada meetrit.
Ühtlasi kinnitati, et seadme kiirus on kuni 25 km/h ja see olevat masstootmiseks valmis. Võimalik, et laseriga demineerimisdrooni eeskujul soovivad venelased luua oma lasertehnoloogia Ukraina droonide vastu.
Samal ajal on tähelepanuväärne, et venelased on ootamatult hakanud tundma huvi väikeste lasersüsteemide vastu, mis on mõeldud taktikaliste ülesannete täitmiseks. Näiteks on mitmele veoautole paigutatud laserrelv Peresvet, mis tekitab Vene propaganda väitel ebatavalisi atmosfäärinähtusi ja millel olevat ka strateegiline eesmärk.
Alates 2018. aastast on Vene riigimeedia aeg-ajalt rääkinud satelliitidevastasest lasersüsteemist Peresvet, mis olevat, nagu venelastel kombeks, analoogideta relv. Peresvet saavat sihtida mis tahes satelliiti, mis tiirleb 200–1100 kilomeetri kõrgusel orbiidil. Venelaste väitel pakub Peresvet katet mandritevaheliste ballistiliste rakettide kandjatele, pimestades laserkiirega varajase hoiatuse satelliite.
Lahinguvalmidusse seatud Venemaa lasersüsteem Peresvet. Väidetavalt saab sellega sihtida ja pimestada mis tahes satelliiti, mis tiirleb 200–1100 kilomeetri kõrgusel orbiidil. MIL.RU / WIKIPEDIA
Tänavu selgus, et venelased kasutavad Ukraina sõjas ukrainlaste droonide vastu juba mullu sügisest Hiina lahinglaserit Silent Hunter. Hiina insenerifüüsika akadeemias väljatöötatud ja Poly Technologiesi turustatav Silent Hunter ehk LASS (Low Altitude Laser Defense System) on 30-kilovatise võimsusega fiiberoptiline laser, mis on paigaldatud maasturi šassiile.
Mullu esitles Poly Technologies Hunteri kolme võimsusega versioone (10, 20 ja 30 kilovatti), mis on võimelised sihtima alla 60 meetri sekundis lendavaid droone. Uus süsteem suudab tuvastada alla kahemeetrise läbimõõduga droone, vahetada sihtmärke alla kuue sekundiga ja tulistada sihtmärke kuni nelja kilomeetri kauguselt.
See süsteem võib 800 meetri kauguselt läbistada viit kahe millimeetri paksust terasekihti või kilomeetri kauguselt ühte viiemillimeetrist plaati. Aparaadil on radar, mis näeb lähenevat objekti kuni viie kilomeetri kauguselt. Relva laser suudab pidevalt töötada kuni 200 sekundit ja selle saab paigaldada või välja lülitada alla viie minutiga.
Näiteks 2016. aastal kasutati Silent Hunterit Hangzhous, et turvata maailma suurima majandusega riikide ühenduse G20 tippkohtumist, ja mullu Ar-Riyāḑis kaitsetööstusmessi World Defense Show. 2022. aastal ostis Saudi Araabia niisuguse lasersüsteemi, selle kaheksa seadet töötavad koos veoautodele paigaldatud 3D-radaritega. Kuigi „kütt“ on loodud väikeste droonide tõrjeks, on ta osutunud tõhusaks ka rünnakutes Jeemeni huuthide vastu. Iraanis ehitatud droonid Shahed-136-d olid selle vastu abitud.
Arvatakse, et lasersüsteemid täiendavad, mitte ei asenda olemasolevaid relvi. Laseri- ja suure võimsusega mikrolainetehnoloogiad muutuvad üha täpsemaks ja lasud aina odavamaks. See on äärmiselt tähtis, tõrjumaks rohkeid droonirünnakuid.
Kadri Paas (1982) on ajakirjanik, kaitseliidu küberkaitseüksuse liige.
Artikkel ilmus Horisondi 4/2025 numbris.