Broń plazmowa – kategoria broni energii skierowanej wykorzystująca plazmę jako medium przenoszące energię do celu. Koncepcje obejmują przyspieszanie plazmy jako pocisków hiperprędkościowych, wytwarzanie kanałów plazmowych do kierowania wyładowań elektrycznych oraz generowanie eksplozji plazmowej na powierzchni celu impulsem laserowym. Na rok 2026 żaden system broni plazmowej nie został wdrożony operacyjnie, choć kilka programów amerykańskich osiągnęło fazę testów laboratoryjnych lub poligonowych. Według Eslami'ego (2026) pojawienie się broni plazmowej może wymuszać rewizję klasycznej teorii odstraszania, ponieważ precyzyjne zakłócanie elektroniki impulsem elektromagnetycznym rozmywa granicę między bronią konwencjonalną a bronią masowego rażenia.
Zasada działania Plazma, czyli zjonizowany gaz składający się z jonów i wolnych elektronów, może przenosić energię kinetyczną, cieplną i elektromagnetyczną. W zależności od typu broni plazmowej energię do celu dostarcza się na trzy sposoby:
przyspieszenie zwartego toroidu plazmy do prędkości hiperprędkościowych za pomocą pola elektromagnetycznego, tak że toroid uderza w cel z dużą energią kinetyczną i cieplną (broń typu ); wytworzenie przewodzącego kanału plazmowego w powietrzu impulsem laserowym, a następnie skierowanie przez ten kanał wyładowania elektrycznego o wysokim napięciu (); ablacja powierzchni celu impulsem laserowym, co wytwarza lokalne skupisko plazmy i falę uderzeniową oddziałującą na cel mechanicznie i elektromagnetycznie (impulsowy pocisk energetyczny).
Kompaktowy toroid RACE Pierwszym eksperymentem z przyspieszaniem plazmy był RACE (Ring Accelerator Experiment), przeprowadzony w 1991 roku w Lawrence Livermore National Laboratory. Zespół Jamesa H. Hammera wykazał stabilną kompresję toroidu o współczynnik 2 w promieniu i przyspieszenie do prędkości rzędu 150–650 km/s w koaksjalnej sekcji o długości 150 cm. Wyniki RACE stanowiły bezpośrednią inspirację dla programu MARAUDER.
MARAUDER (Magnetically Accelerated Ring to Achieve Ultra-high Directed Energy and Radiation) to program badawczy realizowany w latach 1989–1995 przez Sił Powietrznych USA na w Albuquerque. Celem programu było wytworzenie kompaktowego toroidu plazmy o masie 1–2 mg, jego kompresja do dużej gęstości i przyspieszenie do prędkości hiperprędkościowych za pomocą dwustopniowego koaksjalnego działa plazmowego o średnicy ok. 1 m. mały|Shiva Star w Directed Energy Directorate AFRL. Źródłem energii był , bank kondensatorów o pojemności 10 MJ zbudowany pierwotnie w latach 70. XX wieku do badań nad generowaniem promieniowania rentgenowskiego, a następnie wykorzystywany w ramach Inicjatywy Obrony Strategicznej. W 1993 roku Degnan i współpracownicy opublikowali wyniki eksperymentu, w którym toroid plazmy przyspieszono z przyspieszeniem rzędu 1011 g (ok. 100 mld g). Planowane prędkości docelowe wynosiły 3000 km/s do 1995 roku i 10 000 km/s (ok. 3% prędkości światła) do 2000 roku, a energia pojedynczego strzału miała odpowiadać ok. 9,5 MJ. Trafienie w cel miało wywoływać zniszczenia termiczne i mechaniczne oraz impuls elektromagnetyczny zdolny do zakłócania elektroniki.
Po 1993 roku wyniki badań utajniono, co uniemożliwiło dalszą recenzję naukową; dostępne pozostały jedynie abstrakty w (DTIC). Po 1995 roku nie ukazała się żadna publikacja na temat dalszych losów programu.
Elektrolaser (LIPC) to koncepcja broni łącząca laser z wyładowaniem elektrycznym. Impuls laserowy o bardzo dużej mocy szczytowej jonizuje powietrze wzdłuż wiązki, tworząc przewodzący kanał plazmowy (, LIPC), przez który kierowane jest wyładowanie elektryczne o wysokim napięciu. Wyładowanie trafia w cel, który przewodzi prąd elektryczny lepiej niż otaczające powietrze lub grunt.
Program Picatinny Arsenal W styczniu 2012 roku zespół z (New Jersey) pod kierownictwem George'a Fischera przeprowadził testy laboratoryjne systemu LIPC. Impuls lasera o mocy szczytowej ok. 50 GW i czasie trwania ok. 2 ps tworzył kanał plazmowy, a następnie wyładowanie elektryczne trafiało w cel symulujący pojazd lub urządzenie. Fischer opisał kanał plazmowy jako „zlokalizowany wzdłuż wiązki laserowej, więc możemy go kierować dowolnie, przesuwając lustro". Potencjalne zastosowania obejmują neutralizację pojazdów, niewybuchów i urządzeń elektronicznych przeciwnika.
Applied Energetics Niezależnie od programu wojskowego firma (dawniej Ionatron) opracowała system Joint IED Neutralizer (JIN) oparty na podobnej zasadzie, przeznaczony do zdalnej neutralizacji improwizowanych urządzeń wybuchowych. Od 2005 roku rząd USA przeznaczył na program JIN i jego warianty łącznie 54 mln USD. W 2007 roku zakończyło kontrakt na JIN z powodu niespełnienia wymagań wydajnościowych, a w 2011 roku Korpus Piechoty Morskiej anulował ostatni kontrakt z Applied Energetics po nieudanych testach w Afganistanie.
Programy poza USA W Chinach Akademia Inżynierii Wojsk Pancernych ChAL-W opatentowała w 2015 roku koncepcję artylerii magnetyzowanej plazmowo (), w której warstwa plazmy na wewnętrznej ścianie lufy zmniejsza tarcie i pozwala osiągnąć prędkość początkową pocisku powyżej Ma 6; w 2019 roku ogłoszono przetarg na systemy testowe. W 2023 roku zespół Zhang Yuanwena z zaprezentował koaksjalne działo plazmowe wystrzeliwujące osiem toroidów plazmy na sekundę z prędkością ok. 10 km/s (ok. 30 Ma) na dystans do 1 km. Konstrukcja nawiązuje do koncepcji kompaktowego toroidu badanej w programach RACE i MARAUDER, choć autorzy wskazali na zastosowania kosmiczne.
W Rosji badania nad kosmicznym działem plazmowym przyspieszającym kompaktowe toroidy prowadzi od początku lat 2000. zespół Jewgienija Stupickiego z moskiewskiego Instytutu Projektowania Wspomaganego Komputerowo. Chmury plazmy generowane na wysokości 150–300 km mogłyby według tej koncepcji oddziaływać na systemy optyczne i radiolokacyjne satelitów w promieniu 8-100 km. W prace zaangażowane są instytucje podległe Rosatomowi: Instytut TRINITI w Troicku buduje instalację plazmową większą od amerykańskiej Phillips Laboratory, a Instytut Fizyki Stosowanej w Niżnym Nowogrodzie prowadzi od 2018 roku symulacje w komorze plazmowej Krot.
Zastosowania nieśmiercionośne Impulsowy pocisk energetyczny (PEP) Impulsowy pocisk energetyczny (, PEP) to koncepcja, w której impuls podczerwonego lasera chemicznego (fluorek deuteru) o energii do 1 kJ powoduje ablację powierzchni celu i powstanie kuli plazmowej, której fala uderzeniowa oddziałuje na receptory bólowe, wywołując silny ból i chwilowy paraliż. System o zasięgu 0,5–2 km opracowywała firma Mission Research Corporation na zlecenie Joint Non-Lethal Weapons Directorate; w 2002 roku prototyp ważył ok. 230 kg. Program wzbudził kontrowersje po ujawnieniu przez organizację kontraktów na badania nad „optymalną aktywacją nocyceptorów"; John Wood z University College London ocenił, że technologia „mogłaby służyć do tortur".
Plazmowa tarcza akustyczna (PASS) (PASS) to system, w którym dwa impulsy laserowe wytwarzają kulę plazmy w powietrzu, generując błysk i głośny huk służący do ostrzegania i dezorientacji. System opracowywała firma Stellar Photonics na zlecenie Joint Non-Lethal Weapons Directorate (budżet 2,7 mln USD); testy prowadzono w latach 2008–2009. W 2015 roku kontynuowano prace pod nazwą LIPE (Laser-Induced Plasma Effect) z budżetem 3 mln USD i celem osiągnięcia 130 dB na 100 m.
Przypisy
Kategoria:Broń energetyczna Kategoria:Fizyka plazmy