1. 빔 확장기 레이저빔의 폭을 50cm로 넓혀준다.2. 포탑 표적을 조준한다.3. 빔 제어기 레이저 빔의 안정성을 강화한다.4. 광학대 반사경을 사용해 레이저의 품질을 높인다.5. 레이저 빔 승무원 머리 위에 설치된 파이프를 통과한다.6. 광학 공명기 빛의 파동을 만들어낸다.7. 밀폐 배기구 레이저 발진에 쓰인 폐 화학물질을 담는다.8. 압축 질소 산소와 요오드 기체의 반응을 유도, 레이저를 만든다.
실험실에서 음료수 캔이라도 녹일 수 있는 레이저를 만드는 것조차 결코 쉽지 않다. 그런데 올해 말 과학자들은 무려 18톤 중량의 화학 레이저를 항공기에 장착한 채 시속 480km로 비행하며 8km나 떨어진 표적을 맞추는 실험을 실시할 계획이다. 목표물도 알루미늄 캔이 아니다. 철갑을 두른 전차다.
미 국방부와의 계약에 따라 보잉이 개발한 ‘차세대 전술 레이저(ATL)’는 트럭, 전차, 무선기지국 등 과거 미사일과 로켓으로 공격하던 적군의 표적들을 타격하기 위해 개발된 항공기용 첨단 레이저 빔 무기다. 기존의 무기들은 요격 도중에 표적을 놓치거나 격추당할 수 있는 반면 빛의 속도로 공격하는 ATL은 그럴 염려가 거의 없다는 게 최대 강점.
특히 매우 정밀한 조준장치가 달려 있어 이동표적이라도 몇 cm의 오차로 명중시킬 수 있으며, 목표물의 특정 부위만 파괴하는 전술적 공격도 가능하다. 공격에 따른 부수적 피해 또한 현존하는 가장 정밀한 미사일보다 적다는 점도 메리트의 하나다.
보잉은 이미 지난해 12월 뉴멕시코 주 커트랜드 공군기지에서 C-130 수송기에 이 2억 달러짜리 프로토타입 ATL을 장착해 놓았으며, 올해 중 시험비행이 예정돼 있다. 여기서 공군이 요구한 모든 테스트를 통과하게 되면 ATL은 향후 5년 내 실전 배치가 이루어진다. 군사전문가들은 향후 대형 군용항공기는 물론 전투기, 헬리콥터, 트럭 등에도 다양한 형태의 레이저 빔 무기가 장착될 것으로 전망하고 있다.
항공기용 레이저 빔 무기 ATL의 구동 메커니즘
1. 표적 발견
표적이 8km의 유효사거리 내에 들어오면 포수가 기체 아래의 회전식 비디오카메라를 통해 표적을 조준한다. 이후에는 표적이 이동해도 컴퓨터가 이를 추적해 자동조준 해준다. 이때 또 다른 승무원이 레이저 빔의 강도를 지정한다. 전차 등 견고한 표적은 고출력으로, 소형발전기 등은 저출력으로 한다. 출력 지정을 마치고 포수가 사격 버튼을 누르면 나머지는 컴퓨터가 다 알아서 한다.
2. 레이저 발진
염소가스와 과산화수소가 섞이면 몇 분의 1초 만에 화학반응이 일어나 강력한 에너지를 지닌 산소 분자가 생긴다. 압축 질소를 이용, 산소 분자를 요오드 기체 속으로 밀어 넣으면 산소의 에너지가 요오드 분자로 전이되면서 강력한 빛이 형성된다.
3. 파워 증강
광학 공명기를 통해 이 빛을 다수의 반사경에 부딪치게 하면 더 많은 요오드 분자들이 광자를 내놓아 레이저 빔의 강도가 높아진다. 파워가 증강된 빛은 승무원 탑승구역 위를 지나는 밀봉 파이프를 거쳐 광학대(optical bench)라는 방 안으로 들어간다. 여기서 기계적으로 제어되는 반사경이 항공기의 움직임과 진동, 대기조건 등에 맞춰 빔을 안정화시키며 센서들은 빔의 품질을 강화한다. 특히 이 방 안으로 정밀하게 계산된 기류를 흘려보내 온도와 습도를 조절, 빔의 강도를 유지한다.
4. 발사
항공기 하부의 회전식 포탑에는 망원경의 시스템을 거꾸로 해놓은 것 같은 구조를 가진 빔 확장기가 달려있다. 이 확장기는 빔의 폭을 50cm로 늘려주며 발사할 때 한 방향으로 진행할 수 있도록 모아주는 역할을 한다. 컴퓨터가 표적까지의 거리를 산출한 후 원하는 지점에 레이저의 초점이 모일 수 있도록 빔을 조절한다. 또한 컴퓨터 추적 장치가 항공기와 표적의 이동을 계산해 조준의 정확도를 높인다. ATL은 3초 이내에 표적에 수cm의 구멍을 뚫을 수 있다.
FAQ
Q. 레이저 빔은 뜨거울까?
A. 레이저 자체는 그렇지 않다. 하지만 목표물에 명중하면 수 천℃의 열이
발생한다.
Q. 레이저 빔의 이동경로를 지나는 모든 물질이 피해를 입을까?
A. 물론이다. 레이저 빔과 표적 사이에 새가 들어오면 그 새도 레이저에 관통된다. 하지만 ATL은 단 몇 초에 충분한 타격을 입히므로 부수적 피해는 적다.
Q. 표적은 녹을까, 타버릴까?
A. 표적에 따라 다르다. 금속물질은 녹고, 가연성 물질은 화재가 일어난다.
사이즈: 73.6㎥
중량: 18톤
가격: 2억달러
개발기간: 5년
레이저 빔의 폭: 50cm
사정거리: 8km
시험비행: 올해 중
문의: boeing.com
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