Terbang telanjang: Ilmuwan Tiongkok menemukan senjata laser dapat menghilangkan lapisan rudal hipersonik dengan sangat mudah

Tapi inilah yang menarik: ketika para ilmuwan menggandakan kepadatan daya laser, area pengelupasan sebenarnya berkurang.

“Di bawah pengaruh aliran udara hipersonik, lapisan tersebut mengalami lebih banyak kerusakan saat terkena serangan bertenaga rendah laser,” tulis tim yang dipimpin oleh insinyur senior Lin Jian dari Chinese Academy of Aerospace Aerodynamics dalam makalah tinjauan sejawat yang diterbitkan di jurnal akademik Tiongkok Physics of Gases pada bulan Januari.

Tiongkok berencana membangun senjata rel raksasa untuk meluncurkan pesawat hipersonik ke luar angkasa

Akademi yang berlokasi di ibu kota Tiongkok ini berafiliasi dengan China Aerospace Science and Technology Corporation, kontraktor pertahanan dirgantara terbesar di Tiongkok. Didirikan pada tahun 1956 oleh Qian Xuesenbapak kedirgantaraan Tiongkok, dan merupakan salah satu lembaga utama penelitian dan pengembangan senjata hipersonik di Tiongkok.

Perdebatan terus berlanjut mengenai kelayakan laser sebagai tindakan balasan terhadap senjata hipersonik. Para pendukungnya berpendapat bahwa laser memiliki biaya pengoperasian yang rendah dan dapat bergerak mendekati kecepatan cahaya di atmosfer, menjadikannya salah satu cara terbaik untuk melawan ancaman senjata hipersonik.

Namun penentangnya mengklaim saat ini teknologi laser menghasilkan kekuatan yang tidak mencukupi dan memiliki jangkauan terbatas, sehingga sulit untuk menimbulkan kerusakan efektif pada rudal yang masuk dalam jangka waktu terbatas.

Tim Lin mengatakan penelitian sebelumnya tidak secara akurat mereplikasi kondisi senjata hipersonik yang terbang di atmosfer, dengan “aliran udara selalu memainkan peran pendinginan”.

“Dalam lingkungan penerbangan sebenarnya, pesawat biasanya mengalami pemanasan,” tulis mereka.

Penelitian saat ini juga gagal mempertimbangkan gangguan umpan balik pembakaran pada aliran udara.

“Penghancuran material akibat iradiasi laser pasti akan mengubah struktur medan aliran udara, dan mekanisme aliran udara pada material juga akan berubah,” kata Lin dan rekan-rekannya.

Penentang penggunaan senjata laser terhadap rudal hipersonik mengatakan teknologi saat ini tidak cukup kuat untuk menimbulkan kerusakan yang efektif. Gambar: Selebaran

Dalam percobaan terowongan angin baru, mereka menemukan bahwa material yang menguap di bawah aksi laser membentuk struktur aliran interferensi yang sangat kompleks dalam aliran udara Mach 6 dan berkembang menjadi gelombang kejut berbentuk tetesan di permukaan pesawat.

Di bawah pancaran sinar berkekuatan tinggi 2kW/cm persegi, lapisan tersebut dapat terbakar dalam satu detik, dan kemudian kerusakan akibat pembakaran meluas ke bahan logam di bawahnya.

Pada kepadatan daya yang lebih rendah yaitu 1kw/sq cm, laser tidak cukup untuk merusak logam dasar, namun difusi energi terlihat jelas, menyebabkan lebih banyak pengelupasan bahan pelapis, kata mereka.

Kepercayaan yang populer adalah bahwa pelapisan senjata hipersonik dapat menahan suhu ribuan derajat Celcius, membuatnya sangat tahan terhadap serangan laser.

Tim Li menemukan bahwa hal ini berlaku dalam kondisi statis, karena laser dengan kepadatan daya yang lebih rendah tidak dapat menyebabkan kerusakan pada lapisan.

Namun, selama penerbangan berkecepatan tinggi, udara panas memicu pembakaran, “menyebabkan lapisan hulu cepat terlepas akibat aksi kental aliran udara”, tulis mereka.

03:12

Xi Jinping dan Joe Biden mengadakan pembicaraan di sela-sela KTT APEC untuk meredakan ketegangan hubungan AS-Tiongkok

Sebelumnya, tujuan utama pengembangan senjata laser adalah untuk membakar lambung target. Kini, penemuan penghancuran lapisan “menjanjikan untuk memperluas cakrawala penerapan tindakan penanggulangan laser”, kata tim Li.

Eksperimen ini juga menyoroti tantangan dalam penggunaan laser untuk menembak jatuh senjata hipersonik Tiongkok.

Dalam tes tahun 2020 yang dilakukan oleh militer AS, senjata laser 150kW membutuhkan waktu 15 detik untuk menembak jatuh drone kecil berkecepatan rendah. Dalam jangka waktu tersebut, sebuah rudal hipersonik dapat menempuh jarak setidaknya 30 km.

Menurut perhitungan beberapa ilmuwan, laser kelas megawatt yang saat ini dikembangkan di AS hanya dapat menghasilkan titik cahaya pada suatu target – dan itu dengan kepadatan daya ratusan watt per sentimeter persegi. Untuk menyebabkan kerusakan pada target pada jarak jauh, kekuatan laser mungkin perlu ditingkatkan hingga tingkat gigawatt.

Bahkan jika senjata laser masa depan mencapai tingkat kekuatan ini, para ilmuwan dan insinyur yang mengembangkan senjata hipersonik masih dapat mengurangi atau bahkan menghindari luka bakar dengan memperbaiki bahan pelapis atau membiarkan badan rudal berputar saat terbang.