Hệ thống laser mới của Trung Quốc có thể lắp đặt vừa trên một vệ tinh cỡ nhỏ (Ảnh: Shutterstock)
Thiết bị này có thể được ứng dụng rộng rãi, bao gồm nhận diện mục tiêu, theo dõi, chụp ảnh và liên lạc tốc độ cao, nhà khoa học dẫn đầu dự án Liu Chong đến từ ĐH Chiết Giang viết trong một bản nghiên cứu đăng tải trên tạp chí Hàng không Thượng Hải trong tháng trước.
Thiết bị này có thể sản sinh ra chùm laser công suất 1 megawatt và có thể phóng 100 lần mỗi giây trong gần nửa giờ đồng hồ mà không bị quá tải nhiệt trong môi trường không gian, theo các nhà phát triển. Thiết bị laser này có kích cỡ chỉ ngang bằng một cái can 500 ml, có thể lắp vừa trên một vệ tinh cỡ nhỏ và chỉ có trọng lượng chưa đầy 1,5 kg, tính cả nguồn năng lượng.
Quân đội Mỹ cũng có kế hoạch khởi động một loại vũ khí laser công suất 1 megawatt trong năm tới. Không giống như thiết bị của Trung Quốc, vốn tách chùm laser thành nhiều lần phóng trong thời gian cực ngắn, vũ khí không gian của Mỹ sản sinh ra chùm laser phát liên tục nên có thể định hướng nhiều năng lượng hơn chiếu vào mục tiêu.
Vũ khí laser của Mỹ có thể có trọng lượng lên tới 4 tấn nhưng toàn hệ thống này sẽ cần có một tên lửa đẩy to cỡ tàu Starship của hãng SpaceX để phóng. Nó có thể bắn hạ một vũ khí siêu thanh chỉ trong vòng vài giây, theo như tuyên bố của Cơ quan Phòng thủ Tên lửa Mỹ.
Mỗi chùm laser được phóng ra từ thiết bị của Trung Quốc chỉ tồn tại trong vòng 5 nano giây, và phóng liên tục như vậy. Nó có thể khiến một người bị mù vĩnh viễn hoặc làm bốc hơi bề mặt của một số vật liệu nhất định, nhưng nguồn năng lượng của nó – khoảng 5 milijoules mỗi chùm – không đủ cao để bắn hạ một tên lửa hay vệ tinh. Tuy nhiên, chùm tia laser cường độ cao này có thể giúp phát hiện ra một mối đe dọa từ khoảng cách xa, theo dõi chuyển động của nó một cách chính xác và chụp ảnh mục tiêu này với độ chi tiết chưa từng có tiền lệ, theo các nhà nghiên cứu.
2 vệ tinh của Trung Quốc được trang bị thiết bị laser này cũng có thể tạo ra hệ thống liên lạc tốc độ cao nhờ sử dụng ánh sáng, dù cho có ở cách xa nhau.
Các hệ thống laser cao năng thường là cồng kềnh, nặng nề và sản sinh ra rất nhiều nhiệt lượng, theo ông Liu và các đồng nghiệp. Sức nóng mà chúng tạo ra có thể ảnh hưởng xấu tới chức năng của một số bộ phận quan trọng của hệ thống, như các tinh thể, và làm giảm chất lượng của chùm laser.
Đội ngũ của ông Liu nói rằng các bước đột phá công nghệ mới đây đã làm giảm đáng kể kích thước của một số bộ phận trong hệ thống laser trạng thái rắn. Nhóm của ông Liu còn phát triển một thiết bị làm mát chế tạo bằng đồng và indium để hấp thu nhiệt lượng. Trung Quốc hiện có trữ lượng indium, một nguyên tố đất hiếm, nhiều nhất trên thế giới.
Theo nghiên cứu, kết quả thử nghiệm cho thấy thiết bị laser mới đã sẵn sàng được trang bị để phục vụ cho các sứ mệnh trên không gian. Hiện chưa rõ khi nào thì thiết bị này sẽ được triển khai chính thức.
Một nhà khoa học đến từ Học viện Khoa học Trung Quốc ở Bắc Kinh nói rằng thiết bị trên không phải một thứ vũ khí năng lượng định hướng. "Nhưng một phiên bản có kích thước lớn hơn thì lại có thể", nhà khoa học giấu tên nói với SCMP.
Vị chuyên gia cho hay, một vũ khí laser xung nhịp (ngắt quãng) có thể sản sinh ra những làn sóng xung kích đủ khả năng xé nát kim loại hay các vật liệu composite trên các mục tiêu có tốc độ di chuyển cao.
Một đám mây các hạt được gia tốc điện từ sản sinh bởi năng lượng của vũ khí này cũng có thể gây tổn hại các bộ cảm ứng trong hệ thống dẫn đường của tên lửa. Không giống như laser liên tục, vốn cần phải chiếu vào mục tiêu của nó trong một khoảng thời gian dài để đạt hiệu quả, vũ khí laser xung nhịp có thể gây tổn hại gần như ngay tức thì.
Trong khi chùm tia của vũ khí laser liên tục nhanh chóng bị suy yếu trong bầu khí quyển, đặc biệt là trong điều kiện thời tiết nhiều mây và sương mù, chùm laser xung nhịp lại có thể xuyên qua không khí một cách hiệu quả và trúng mục tiêu ở tầm thấp, vị chuyên gia nói thêm.
Vượt mặt Mỹ?
Mỹ hiện đã áp đặt các lệnh trừng phạt hà khắc nhằm vào công nghệ laser của Trung Quốc. Nhưng trong những năm gần đây, Trung Quốc vẫn bắt kịp hoặc thậm chí đã vượt mặt Mỹ trong một số lĩnh vực quan trọng, trong đó có laser xung nhịp.
Năm 2016, Trung Quốc đã cho ra mắt vệ tinh lượng tử đầu tiên trên thế giới áp dụng công nghệ laser hiện đại. Một số vệ tinh định vị BeiDou của nước này đã được trang bị các thiết bị laser liên lạc có thể truyền dữ liệu về mặt đất với tốc độ vài gigabytes/giây, điều mà hệ thống định vị GPS không thể làm được.
Năm tới, các nhà khoa học ở Thượng Hải sẽ hoàn thành việc chế tạo hệ thống laser xung nhịp mạnh nhất thế giới đủ khả năng để phóng chùm tia công suất 100 petawatt, tức mạnh hơn 10.000 lần so với toàn công suất điện năng trên thế giới gộp lại.
Trong một thí nghiệm tổ chức gần đây ở Tây An, các nhà khoa học Trung Quốc đã cho ra mắt công nghệ trinh sát bằng laser mới, cho phép họ sử dụng một kính viễn vọng cỡ nhỏ đặt trên mặt đất để chụp hình ảnh một vệ tinh đang bay qua Trung Quốc với chi tiết đến từng milimet.
Bước đột phá này không chỉ cho phép Trung Quốc thu thập được những thông tin kỹ thuật nhạy cảm về vệ tinh, mà còn thu được những thông tin tình báo quý giá, như một khu vực mà họ muốn quan sát.