UAV và vũ khí laser: “Vỏ quýt dày có móng tay nhọn”

Trong khi đó, những tiến bộ trong công nghệ vũ khí laser đang làm dấy lên những nhận định về khả năng phát triển một loại vũ khí "khắc chế" UAV hiệu quả và tiết kiệm. Tất nhiên, câu chuyện còn dài.

Trên đường đua

Trung tuần tháng 12/2024, quân đội Anh đã tiến hành một cuộc thử nghiệm mang tính đột phá về vũ khí laser năng lượng cao gắn trên xe bọc thép chở quân Wolfhound. Vũ khí này đã tiêu diệt thành công hàng chục UAV trong một cuộc thử nghiệm tại Radnor Range ở miền trung xứ Wales. Trước đó, hồi đầu năm nay, DragonFire, một chương trình công nghệ trị giá 30 triệu bảng Anh được triển khai năm 2017, với sự tham gia của Phòng Thí nghiệm khoa học và công nghệ quốc phòng thuộc Chính phủ Anh, nhà sản xuất tên lửa MBDA, Công ty hàng không vũ trụ Leonardo UK và Công ty công nghệ quốc phòng QinetiQ, cũng đã vượt qua cuộc thử nghiệm thực địa đầu tiên khi bắn hạ một số UAV ngoài khơi bờ biển Scotland bằng tia laser.

Sau cuộc tấn công ngày 7/10/2023 của Hamas qua biên giới tại Dải Gaza, Israel cũng nhanh chóng bắt tay vào phát triển hệ thống Vòm Sắt vận hành bằng laser, đặc biệt sau khi hệ thống truyền thống nhiều lần bị xuyên thủng bởi các tên lửa từ Hamas và Hezbollah.

Từ năm 2020, Australia đã kêu gọi phát triển một hệ thống vũ khí năng lượng định hướng "có khả năng tiêu diệt các phương tiện bọc thép, bao gồm cả xe tăng chiến đấu chủ lực".

Cường quốc công nghệ là Mỹ cũng bắt đầu triển khai vũ khí laser trên các tàu khu trục hải quân và đang thử nghiệm các hệ thống laser trên mặt đất và trên không, dù công nghệ này vẫn chưa đạt đến mức độ hoạt động hoàn chỉnh. Thực chất, Mỹ đã bày tỏ sự quan tâm tới vũ khí laser từ những năm 1960, giai đoạn quân đội Mỹ ký hợp đồng với Technical Research Group để sản xuất hệ thống laser phục vụ mục đích quân sự, với gói thầu nghiên cứu trị giá tới gần 1 triệu USD, gấp 3 số tiền yêu cầu ban đầu. Nhiều lực lượng khác trong quân đội Mỹ, đặc biệt là lục quân, hải quân và không quân, đã ký hợp đồng với các công ty khác nhau để phát triển loại vũ khí này. Tuy nhiên, vào thời điểm đó, công nghệ laser chưa phát triển đủ để tạo ra loại vũ khí có năng lượng phù hợp cho mục đích quân sự và đến năm 1968, một số chuyên gia thậm chí còn kết luận rằng các dự án này có thể đi vào ngõ cụt.

Trong những thập kỷ qua, nhiều quốc gia đã đạt được tiến bộ đáng kể trong việc chế tạo và thử nghiệm hệ thống laser năng lượng cao, chứng minh khả năng tiêu diệt UAV một cách hiệu quả, chi phí thấp và hạn chế tác hại phụ. Đường đua có thể đang nóng lên khi UAV ngày càng trở thành mối đe dọa lớn trên chiến trường và nhiều quốc gia nhanh chóng tăng cường công cuộc nghiên cứu phát triển vũ khí laser để đối phó với các thiết bị này.

Không còn là viễn tưởng

Hải quân Mỹ định nghĩa vũ khí laser trong quân sự, thuộc nhóm "vũ khí năng lượng định hướng" (Directed Energy Weapon - DEW), là "các hệ thống điện từ có khả năng chuyển hóa năng lượng hóa học hoặc điện thành năng lượng bức xạ, tập trung vào mục tiêu để gây thiệt hại vật lý, dẫn đến suy giảm, vô hiệu hóa, đánh bại hoặc phá hủy năng lực của đối phương".

Vũ khí năng lượng định hướng được xem là một bước tiến vượt bậc trong công nghệ quân sự, về cơ bản được chia thành 3 dạng chính là vũ khí laser, vũ khí sóng radio tần số cao và vũ khí sóng vi ba. Cụ thể hơn, vũ khí laser sử dụng chùm tia sáng cường độ cao (laser) để tấn công mục tiêu, với độ chính xác cao, tốc độ ánh sáng, không bị ảnh hưởng bởi lực cản không khí và gần như không giới hạn về "đạn dược" nếu có nguồn năng lượng đủ lớn. Trong khi đó, vũ khí sóng radio tần số cao dùng sóng điện từ tần số cao để gây nhiễu hoặc làm gián đoạn hoạt động của các thiết bị điện tử đối phương. Loại vũ khí này thường được sử dụng để phá hủy hoặc gây nhiễu mạng lưới thông tin liên lạc, radar của kẻ thù. Vũ khí sóng vi ba phát ra các sóng vi ba mạnh mẽ để gây hư hại hoặc vô hiệu hóa hệ thống điện tử của mục tiêu, một loại vũ khí tiềm năng trong đối phó với các phương tiện phụ thuộc vào công nghệ hiện đại, như UAV hay tên lửa dẫn đường.

Hệ thống laser LOCUST (Low-Cost UAV Swarming Technology) là một ví dụ tiêu biểu về ứng dụng của công nghệ laser trong quân sự, giải pháp tích hợp trí tuệ nhân tạo (AI) với công nghệ vũ khí năng lượng định hướng hiện nay. Hải quân Mỹ phát triển LOCUST sử dụng chùm tia laser cường độ cao, do AI điều khiển để nhắm mục tiêu chính xác vào các điểm yếu của UAV như hệ thống cảm biến, động cơ hoặc các bộ phận quan trọng khác. Về cơ bản, AI cho LOCUST được thiết kế theo hướng phân tích và nhận dạng mục tiêu nhằm nhanh chóng xác định UAV dựa trên tín hiệu nhiệt, hình dạng hoặc đặc tính chuyển động; hệ thống cũng sẽ đánh giá mức độ đe dọa của từng UAV để tấn công theo thứ tự ưu tiên, đảm bảo hiệu quả phòng thủ tối ưu; đồng thời liên tục hiệu chỉnh chùm laser để bắn trúng các UAV đang di chuyển, ngay cả trong điều kiện thời tiết bất lợi.

Vũ khí laser có nhiều ưu điểm vượt trội có thể cách mạng hóa chiến trường, nổi bật nhất là khả năng nhắm mục tiêu. Trên thực tế, vũ khí laser không bị ảnh hưởng bởi trọng lực như tên lửa và đạn, cho phép chúng di chuyển theo đường thẳng, do đó đơn giản hóa quy trình nhắm bắn và tăng độ chính xác.

Vũ khí laser gây thiệt hại bằng cách đốt nóng khu vực mục tiêu, giảm nguy cơ gây hại đến các vật thể xung quanh. Không giống như tên lửa phòng không, vốn có thể đi chệch hướng và gây hại cho các mục tiêu dân sự, những sai sót này có thể ít xảy ra hơn với vũ khí laser.

Một ưu điểm vượt trội của loại vũ khí này là tốc độ. Sóng điện từ di chuyển với tốc độ ánh sáng, nhanh hơn rất nhiều so với các vũ khí thông thường nhanh nhất. Ví dụ, một tên lửa siêu thanh di chuyển với tốc độ gấp 10 lần âm thanh hướng đến mục tiêu cách 10 km chỉ di chuyển được khoảng 10 cm trước khi vũ khí laser đánh trúng mục tiêu.

Một vấn đề tối quan trọng là chi phí rẻ. Dragonfire của Anh đã bắn hạ thành công một drone với chi phí chỉ 13 bảng Anh mỗi lần bắn. Chi phí vận hành DragonFire trong 10 giây tương đương với việc sử dụng lò sưởi trong 1 giờ (chưa đến 10 bảng Anh cho mỗi lần bắn). Con số này cực thấp so với các hệ thống phòng không thông thường như hệ thống Patriot của Mỹ, mỗi tên lửa đánh chặn có giá từ 2-4 triệu USD.

Hiện tại, Mỹ đang triển khai khoảng 31 chương trình laser năng lượng cao khác nhau và đã có những ứng dụng trong thực tế như đối phó với các drone cỡ nhỏ mà Houthi và phiến quân sử dụng tại Iraq cùng nhiều khu vực khác. Trong đó, đáng chú ý, Stryker - dòng xe chiến đấu bộ binh bọc thép bánh lốp do Mỹ phát triển và nổi tiếng nhờ tính linh hoạt, khả năng di chuyển nhanh hơn so với xe bọc thép bánh xích truyền thống, có khả năng tùy biến để phù hợp với nhiều nhiệm vụ khác nhau trên chiến trường như vận chuyển binh sĩ, trinh sát, chiến đấu và hỗ trợ hỏa lực.

Stryker có thể tùy biến linh hoạt với nhiều loại vũ khí, từ súng máy, pháo tự động, tên lửa chống tăng và gần đây là các hệ thống vũ khí laser, chương trình vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm và phát triển. Những tiến bộ về laser sợi quang và các hệ thống làm mát nhỏ gọn đã khiến việc tích hợp laser năng lượng cao trên các phương tiện bọc thép như Stryker trở nên khả thi hơn.

Bài toán tối ưu

Dù vũ khí laser được kỳ vọng là tương lai của chiến tranh hiện đại, việc triển khai chúng trong thực tế không phải là một nhiệm vụ dễ dàng.

Vũ khí laser cần lượng điện năng đáng kể để tạo ra hiệu ứng phá hủy từ khoảng cách xa. Nguyên mẫu vũ khí laser nhỏ nhất tiêu thụ 10 kilowatt, tương đương một xe điện. Các vũ khí laser công suất cao nhất hiện nay cần khoảng 300 kilowatt, đủ để cung cấp điện cho 30 ngôi nhà. Hiệu suất laser hiện tại tối đa đạt 50%, tạo ra lượng nhiệt lãng phí lớn cần được xử lý. Điều này đòi hỏi cơ sở hạ tầng đáng kể để tạo năng lượng và làm mát, do đó càng hạn chế khả năng triển khai trên các nền tảng quân sự nhỏ như xe tải hoặc máy bay chiến đấu.

Trong khi đó, việc phát triển các lá chắn nhiệt hiệu quả hơn để bảo vệ tên lửa tiêu tốn chi phí thấp hơn so với sản xuất các laser công suất cao. Khi các hệ thống phòng không laser trở nên phổ biến, các tên lửa siêu thanh với lá chắn nhiệt cải tiến cũng có thể được phát triển, làm giảm tính hiệu quả của laser. Đây có thể là cuộc đua không hồi kết khi công nghệ ngày càng được nâng cấp.

Tương lai của vũ khí laser vẫn còn phụ thuộc vào khả năng khắc phục những hạn chế hiện tại và sự đổi mới trong công nghệ. Trong cuộc chạy đua không ngừng giữa các quốc gia, vũ khí laser không chỉ là công cụ để chiếm ưu thế chiến thuật mà còn là biểu tượng của sức mạnh và tiến bộ công nghệ. Rõ ràng, dù tiềm năng rất lớn, vũ khí laser có thể chỉ thực sự phát huy hiệu quả khi được tích hợp trong một chiến lược quân sự toàn diện, linh hoạt và sáng tạo.