Le Armi ad Energia Diretta, DEW (parte 1/3): introduzione e classificazione

(di Stefano Avolio)
31/08/21

Guerre Stellari, la famosa serie di film originariamente diretta da George Lucas, ha milioni di fan in tutto il mondo. Molte delle sequenze che tutti ricordano descrivono lunghe e intricate battaglie nello spazio, tra astronavi che si fronteggiano a suon di lampi di luce multicolore. Un futuro lontanissimo, almeno al tempo della prima uscita della serie. Ed invece pare che a tale futuro ci stiamo avvicinando a grandi passi.

Si comincia a discutere, anche in tavoli non più tanto riservati, di armi ad energia diretta (Directed Energy Weapon, DEW). Ma cosa si intende per arma ad energia diretta?

Classificazione delle armi ad energia diretta, DEW

Partiamo dalla considerazione che tutte le armi disponibili oggi nello scenario delle forze armate, e così è stato da sempre, sono costituite da un “oggetto” fisico scagliato contro il nemico e contro i suoi asset da neutralizzare: sassi, frecce, lance, proiettili, bombe, missili. Tali armi sono definite come armi ad energia cinetica, dispositivi destinati a distruggere grazie all’energia veicolata dal movimento di qualche loro componente (energia magari amplificata da esplosivo) scagliata contro l’asset nemico e destinata a produrre effetti macroscopici tesi ad eliminare la minaccia.

Un’arma ad energia diretta è invece basata sul concetto di produrre un danno sull’asset nemico veicolando una energia di tipo diverso, energia destinata a produrre danni a livello “microscopico”.

Diamo prima uno sguardo alle tipologie di energia meno sperimentate finora, per poi soffermarci su quelle più promettenti e sulle quali si comincia ad investire sempre più.

Le armi ad Energia Acustica si basano su una emissione sonora capace di determinare fastidio o danni nei confronti di altri essere umani, principalmente attraverso danni ai timpani e, da questi, al cervello. Se ne conoscono sperimentazioni da parte delle forze di polizia contro folle tumultuose (uso di cannoni sonori durante il G20 a Pittsburgh, nel 2009) e si sospetta che questo tipo di tecnica possa essere alla base della “Sindrome dell’Avana”1, che contraddistingue una serie di danni cerebrali dai quali sono stati affetti alcuni diplomatici americani nell’ambasciata di Cuba a fine 2016 (altro episodio sospetto a Guangzhou, in Cina, nel 2018).

Altro esempio è il Long Range Acoustic Device (LRAD) sviluppato dagli USA e capace di produrre 150db fino ad 1Km di distanza.

Per capire cosa sia un’arma a Plasma dobbiamo rapidamente ricordare che il plasma è il quarto stadio della materia (si affianca agli stati solido, liquido e gassoso). Il plasma è un gas ionizzato costituito da un insieme di elettroni e ioni e globalmente neutro ma sensibile ai campi elettrici e magnetici.

Un prototipo di arma basata sul Plasma risalirebbe ai primi anni 90 (progetto MARAUDER). Non si hanno altre notizie recenti. Appare destituita di fondamento la notizia per cui Yuri Borisov (ministro della difesa russo) abbia annunciato armi basate sul plasma (molto più realistico pensare che Borisov si riferisse ai missili ipersonici che, durante il profilo di volo, si trovano a interagire con gas trasformati in plasma2).

Al momento sembra improbabile lo sviluppo di armi al plasma, soprattutto in uno scenario “terrestre”, causa interazione del plasma con l’atmosfera. Sono invece disponibili soluzioni basate sul plasma in ambito industriale (taglio al plasma3) vista la vicinanza al “bersaglio”.

Le armi a flusso di particelle si basano sull’emissione di particelle su scala atomica o subatomica (ioni, nuclei di atomi, elettroni) per danneggiare il bersaglio verso le quali sono dirette. Dallo schema precedente il gruppo delle armi a flusso di particelle è schematizzato sovrapposto alle armi a plasma in quanto il plasma può essere considerato un insieme di atomi ionizzati ed elettroni (entrambe sono particelle) e a quelle a radiazione a causa della duplice natura corpuscolare ed ondulatoria delle particelle subatomiche.

Di fatto, un’arma a Flusso di Particelle4) non è altro che un uso alternativo di un acceleratore di particelle (sincrotrone, ciclosincrotrone, etc.). L’effetto sul bersaglio si ottiene sia per riscaldamento che per effetti secondari sulla circuiteria elettronica. L’effetto si ottiene a patto di accelerare le particelle con una energia sufficiente e a condizione che il fascio risultante sia mantenuto abbastanza “a fuoco”. Proprio quest’ultimo requisito impone la scelta di particelle a carica neutra (altrimenti il fascio diverge per la repulsione di particelle che hanno la stessa carica) e suggerisce un uso preferibilmente poco “terrestre”. E infatti uno dei pochi esperimenti dei quali si ha notizia (NPB) è stato condotto nello spazio nel luglio del 1989 a 200Km di altezza5).

Di gran lunga la categoria di armi ad energia diretta più interessanti son quelli basati sulla emissione di una radiazione elettromagnetica, sia che sia nella gamma delle frequenze basse (microonde) sia che la gamma di frequenze vicine a quelle di una radiazione luminosa (LASER).

Le armi basate sulle Microonde (HPM, High Power Microwave) sono incentrate su fasci direzionali di microonde, continui o ad impulsi, di frequenza dell’ordine dei 10Mhz ~ 100Ghz. Tali fasci di microonde sono destinati principalmente a colpire le componenti elettroniche dei sistemi nemici. Possono causare effetti distruttivi, ma più facilmente arrecano una temporanea disabilità del bersaglio ad operare a causa di accecamento dei sensori e/o di sovraccarichi elettrici e/o malfunzionamenti della componentistica interna.

Per creare un’arma HPM le microonde devono essere direzionate in maniera opportuna, raggruppate in un fascio abbastanza “stretto” e, soprattutto, avere una potenza sufficiente per poter agire efficacemente a distanza. Inoltre occorre un sistema di puntamento (la tecnologia, in questo caso, è già adeguata) capace anche di compensare le caratteristiche atmosferiche (pioggia, umidità) e magari anche le contromisure del nemico.

Occorre anche aggiungere che le microonde hanno un effetto diretto sugli esseri umani, e questo rappresenta un altro possibile dominio in cui le armi a microonde possono giocare un ruolo. La già citata Sindrome dell’Avana1, secondo un’altra corrente di pensiero, può essere stata causata da una emissione di microonde. E del resto sembra che nel 2020 le forze armate cinesi abbiano già usato un’arma a microonde contro le forze armate indiane6)

La seconda tipologia di dispositivi ad energia diretta che trattiamo è quella dei Laser ad Alta Energia (High Energy Laser, HEL).

Il Laser non è più tanto esotico come qualche decennio fa. Ha cominciato ad entrare nella nostra vita con i lettori di dischi ottici (CD e DVD), poi con i puntatori laser ed ora con numerosi gadget a basso costo venduti anche dai venditori ambulanti ai lati delle strade.

Laser è un acronimo che sta per “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation” (amplificazione di luce attraverso una emissione stimolata di radiazioni) ed indica una sorgente di radiazioni luminose (o con una frequenza vicino a quella del visibile) mono frequenza e coerenti. Mono frequenza in quanto costituite da un’unica ben determinata frequenza, e coerenti perché le “creste” e le “valli” delle singole radiazioni corrispondenti ai fotoni del fascio devono corrispondere.

Al di là delle definizioni, confrontando un puntatore laser e la torcia del telefonino, la differenza è macroscopica e ben visibile: il fascio laser ci appare perfettamente rettilineo e crea una superficie illuminata di area molto ridotta, mentre la luce di una lampada/led qualsiasi si allarga fino ad illuminare un’area vasta.

Non dilunghiamoci sul meccanismo di generazione di un fascio laser. Negli esperimenti fatti finora si è usata soprattutto la tecnologia chimica e quella a stato solido, ma di tecnologie ne esistono diverse e, soprattutto, le ricerche ne possono sviluppare anche di nuove (o rivitalizzare tecnologie ad oggi giudicate poco adatte). Focalizziamoci piuttosto su due fatti che ciascuno di noi può facilmente sperimentare: 1) un puntatore laser da qualche mW già proietta una luce molto intensa; 2) a qualche centinaio di euro è facile trovare sui siti online un incisore laser di 20 W di potenza capace di bruciare e tagliare legno o plastica messi a qualche cm di distanza dall’origine del fascio.

Facile estrapolare il ragionamento e chiedersi se un fascio laser può essere usato per danneggiare un asset nemico. È proprio questo l’intento dei Laser ad alta energia, HEL, usati come sistema d’arma.

Leggi anche: "Le Armi ad Energia Diretta, DEW (parte 2/3): sistemi d’arma laser e a microonde"

Leggi anche: "Le Armi ad Energia Diretta, DEW (parte 3/3): considerazioni sui sistemi e prospettive d’uso"

1 Sindrome dell’Avana, https://newsmondo.it/sindrome-dell-avana/cronaca/

2 Sviluppi Russi. https://www.dailymail.co.uk/news/article-4139436/Russia-developed-plasma...

3 Un tagliatore a plasma, https://www.lincolnelectric.com/en-us/equipment/plasma-cutters/process-a...

4 Esperimento su Flusso di particelle, https://web.archive.org/web/20120417021903/http://www.airpower.maxwell.a...

https://airandspace.si.edu/collection-objects/neutral-particle-beam-acce...

6 Uso cinese di microonde, https://nationalinterest.org/blog/buzz/did-china-use-microwave-weapons-a...

Foto: web / autore / Raytheon

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