Boeing YAL-1

El Laboratorio Láser Aerotransportado era un prototipo menos potente instalado en un Boeing NKC-135A . Derribó varios misiles en pruebas realizadas en la década de 1980. ^{[ 6 ]}

El programa Airborne Laser fue iniciado por la Fuerza Aérea de los Estados Unidos en 1996 con la adjudicación de un contrato de reducción de riesgos de definición de producto al equipo ABL de Boeing. ^{[ 7 ] [ 8 ]} En 2001, el programa fue transferido a la Agencia de Defensa contra Misiles de los Estados Unidos (MDA) y convertido en un programa de adquisición. ^{[ 8 ]}

El desarrollo del sistema estaba a cargo de un equipo de contratistas. Boeing Defense, Space & Security proporcionaba la aeronave, el equipo directivo y los procesos de integración de sistemas. Northrop Grumman suministraba el COIL, y Lockheed Martin suministraba la torreta frontal y el sistema de control de tiro. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

En 2001, la Fuerza Aérea adquirió un Boeing 747-200 retirado de Air India y lo transportó en camión, sin alas, desde el aeropuerto de Mojave hasta la base aérea Edwards , donde el fuselaje se incorporó al edificio del Laboratorio de Integración de Sistemas (SIL) en el Centro de Pruebas de Vuelo Birk de Edwards, para ser utilizado para verificar el ajuste y probar los diversos componentes. ^{[ 10 ] [ 11 ]} El SIL se construyó principalmente para probar el COIL a una altitud operativa simulada, y durante esa fase del programa, el láser se operó más de 50 veces, logrando duraciones de láser representativas de enfrentamientos operativos reales. Estas pruebas calificaron completamente el sistema para que pudiera integrarse en la aeronave real. Tras la finalización de las pruebas, el laboratorio fue desmantelado y el fuselaje del 747-200 fue retirado. ^{[ 11 ]}

La aeronave fue construida como un carguero Boeing 747-400F en la fábrica de Boeing en Everett, con el número de serie del fabricante 30201 y el número de línea del fuselaje 1238. El avión realizó su primer vuelo el 6 de enero de 2000. Poco después, fue entregado a Boeing Defense, Space & Security en Wichita, Kansas, para su conversión inicial para uso militar. La aeronave volvió a surcar los cielos el 18 de julio de 2002. Las pruebas en tierra del láser químico de oxígeno y yodo (COIL) resultaron en su exitoso disparo en 2004. El YAL-1 fue asignado al 417.º Escuadrón de Pruebas de Vuelo, Fuerza Combinada de Pruebas Láser Aerotransportadas, en la Base de la Fuerza Aérea Edwards.

Además del COIL, el sistema también incluía dos láseres iluminadores de objetivos de clase kilovatio para el seguimiento de objetivos. El 15 de marzo de 2007, el YAL-1 disparó con éxito este láser en vuelo, alcanzando su objetivo. El objetivo era un avión de prueba NC-135E Big Crow que había sido modificado especialmente con un objetivo tipo "letrero" en su fuselaje. La prueba validó la capacidad del sistema para rastrear un objetivo aéreo y medir y compensar la distorsión atmosférica. ^{[ 9 ]}

La siguiente fase del programa de pruebas incluyó el "láser de alta energía sustituto" (SHEL), que sustituía al COIL, y demostró la transición de la iluminación del objetivo al disparo simulado de armas. El sistema COIL se instaló en la aeronave y se sometió a pruebas en tierra en julio de 2008. ^{[ 12 ]}

En una conferencia de prensa el 6 de abril de 2009, el Secretario de Defensa Robert Gates recomendó la cancelación del segundo avión ABL previsto y afirmó que el programa debería volver a centrarse en la investigación y el desarrollo. «El programa ABL tiene importantes problemas de asequibilidad y tecnología, y su función operativa propuesta es muy cuestionable», declaró Gates al formular la recomendación. ^{[ 13 ]}

El 6 de junio de 2009 se realizó un lanzamiento de prueba frente a la costa de California. ^{[ 14 ]} En ese momento se preveía que el nuevo avión láser aerotransportado podría estar listo para operar en 2013 tras una prueba exitosa. El 13 de agosto de 2009, la primera prueba en vuelo del YAL-1 culminó con un disparo exitoso del SHEL contra un misil de prueba instrumentado. ^{[ 15 ]}

El 18 de agosto de 2009, el láser de alta energía a bordo de la aeronave se disparó con éxito en vuelo por primera vez. El YAL-1 despegó de la Base de la Fuerza Aérea Edwards y disparó su láser de alta energía mientras sobrevolaba el desierto alto de California. El láser se dirigió hacia un calorímetro a bordo, que capturó el haz y midió su potencia. ^{[ 16 ]}

En enero de 2010, el láser de alta energía se utilizó en vuelo para interceptar, aunque no destruir, un instrumento de prueba de objetivo de alcance alternativo para misiles (MARTI) en la fase de propulsión del vuelo. ^{[ 3 ]} El 11 de febrero de 2010, en una prueba en el Centro de Guerra Aeronaval de Point Mugu, División de Armas, frente a la costa central de California, el sistema destruyó con éxito un misil balístico propulsor de combustible líquido. Menos de una hora después de que ese primer misil fuera destruido, un segundo misil —un diseño de combustible sólido— había sido, según anunció la MDA, "interceptado con éxito", pero no destruido, y que se habían cumplido todos los criterios de la prueba. El anuncio de la MDA también señaló que el ABL había destruido un misil de combustible sólido idéntico en vuelo ocho días antes. ^{[ 17 ]} Esta prueba fue la primera vez que un sistema de energía dirigida destruyó un misil balístico en cualquier fase de vuelo. Posteriormente se informó que el primer ataque del 11 de febrero requirió un 50 % menos de tiempo de permanencia del esperado para destruir el misil; el segundo ataque al misil de combustible sólido, menos de una hora después, tuvo que ser interrumpido antes de que pudiera ser destruido debido a un problema de "desalineación del haz". ^{[ 18 ] [ 19 ]}

El secretario de Defensa, Gates, resumió las preocupaciones fundamentales sobre la viabilidad del concepto del programa:

Señor Tiahrt, no conozco a nadie en el Departamento de Defensa que piense que este programa deba o vaya a desplegarse operativamente. La realidad es que se necesitaría un láser entre 20 y 30 veces más potente que el láser químico del avión actualmente para poder alcanzar una distancia suficiente desde el lugar de lanzamiento para disparar  ... Así que, ahora mismo, el ABL tendría que orbitar dentro de las fronteras de Irán para poder intentar derribar ese misil en la fase de propulsión. Y si se pusiera en funcionamiento, se necesitarían entre 10 y 20 Boeing 747, a mil quinientos millones de dólares cada uno, y 100 millones de dólares al año para su operación. Y no conozco a nadie en uniforme que crea que este sea un concepto viable. ^{[ 20 ]}

La Fuerza Aérea no solicitó fondos adicionales para el Láser Aerotransportado en 2010; el Jefe de Estado Mayor de la Fuerza Aérea, Schwartz, afirmó que el sistema "no refleja algo que sea operacionalmente viable". ^{[ 21 ] [ 22 ]}

En diciembre de 2011, se informó que el proyecto se daría por terminado después de 16 años de desarrollo y un costo de más de US$5 mil millones. ^{[ 23 ] [ 24 ]} Si bien en su forma actual, un láser de potencia relativamente baja montado en un avión de pasajeros sin protección puede no ser un arma práctica o defendible, se considera que el banco de pruebas YAL-1 demostró que las armas de energía montadas en el aire con mayor alcance y potencia podrían ser otra forma viable de destruir misiles balísticos y cohetes suborbitales que de otro modo serían muy difíciles de interceptar. El 12 de febrero de 2012, el YAL-1 realizó su último vuelo y aterrizó en la Base de la Fuerza Aérea Davis-Monthan , Arizona, donde fue colocado en almacenamiento en el "cementerio" operado por el 309.º Grupo de Mantenimiento y Regeneración Aeroespacial hasta que finalmente fue desguazado en septiembre de 2014 después de que se retiraron todas las piezas utilizables. ^{[ 25 ] [ 26 ]}

En 2013, se estaban realizando estudios para aplicar las lecciones del YAL-1 mediante la instalación de defensas láser antimisiles en vehículos aéreos de combate no tripulados que podían volar por encima de los límites de altitud del avión de pasajeros convertido. ^{[ 27 ]}

Para 2015, la Agencia de Defensa contra Misiles había comenzado los esfuerzos para desplegar un láser en un UAV de gran altitud. En lugar de un avión tripulado con combustibles químicos volando a 40 000 pies (12 km) , disparando un láser de megavatios desde un alcance de "decenas de kilómetros" contra un misil en fase de propulsión, el nuevo concepto contemplaba una aeronave no tripulada que transportara un láser eléctrico volando a 65 000 pies (20 km) , disparando el mismo nivel de potencia contra objetivos potencialmente a "cientos de kilómetros" de distancia para garantizar la supervivencia frente a las defensas aéreas. Mientras que el láser del ABL requería 55 kg (121 lb) para generar un kW, la MDA quería reducirlo a 2-5 kg ​​(4,4-11,0 lb) por kW, lo que sumaba un total de 5000 lb (2300 kg) para un megavatio. A diferencia del ABL, que requería que su tripulación descansara y que se recargara el combustible químico, un láser eléctrico solo necesitaría energía generada a partir del combustible para disparar, por lo que un UAV con reabastecimiento en vuelo podría tener una autonomía y un armamento casi inagotables. Se planeó que un "demostrador de baja potencia" volara en algún momento de 2021 o alrededor de esa fecha. ^{[ 28 ]} Las dificultades para alcanzar los niveles de potencia requeridos en una plataforma con un rendimiento suficiente llevaron a la MDA a optar por no seguir adelante con el concepto. ^{[ 29 ]}        

El núcleo del sistema era el COIL, compuesto por seis módulos interconectados, cada uno del tamaño de un SUV . Cada módulo pesaba aproximadamente 3000 kg (6500  libras). Al dispararse, el láser consumía suficiente energía en una ráfaga de cinco segundos como para abastecer de electricidad a un hogar estadounidense promedio durante más de una hora. ^{[ 9 ]}

El ABL fue diseñado para su uso contra misiles balísticos tácticos (TBM). Estos tienen un alcance menor y vuelan más despacio que los ICBM . La MDA sugirió que el ABL podría usarse contra ICBM durante su fase de propulsión. Esto podría requerir vuelos mucho más largos para posicionarse y podría no ser posible sin sobrevolar territorio hostil. Los ICBM de combustible líquido, que tienen revestimientos más delgados y permanecen en fase de propulsión durante más tiempo que los TBM, podrían ser más fáciles de destruir.

Si el ABL hubiera alcanzado sus objetivos de diseño, podría haber destruido misiles balísticos intercontinentales (ICBM) de combustible líquido a una  distancia de hasta 600 km. El alcance de destrucción de ICBM de combustible sólido, más resistentes, probablemente se habría limitado a 300  km, demasiado corto para ser útil en muchos escenarios, según un informe de 2003 de la Sociedad Estadounidense de Física sobre la Defensa Nacional contra Misiles . ^{[ 30 ]}

El sistema ABL utilizaba sensores infrarrojos para la detección inicial del misil. Tras la detección inicial, tres láseres de seguimiento de baja potencia calculaban la trayectoria, la velocidad, el punto de impacto y la turbulencia del aire del misil. La turbulencia del aire desvía y distorsiona los láseres. La óptica adaptativa del ABL utiliza la medición de la turbulencia para compensar los errores atmosféricos. El láser principal , ubicado en una torreta en la nariz del avión, podía dispararse durante 3 a 5 segundos, provocando la desintegración del misil en vuelo cerca de la zona de lanzamiento. El ABL no fue diseñado para interceptar misiles balísticos tácticos (TBM) en la fase terminal o descendente del vuelo. Por lo tanto, el ABL habría tenido que estar a unos cientos de kilómetros del punto de lanzamiento del misil. Todo esto habría ocurrido en aproximadamente 8 a 12 segundos. ^{[ 31 ]}

El ABL no quemó ni desintegró su objetivo. Calentó la cubierta del misil, debilitándola y provocando su fallo por el estrés del vuelo a alta velocidad. El láser utilizaba combustible químico similar al propulsor de cohetes para generar su alta potencia. Los planes contemplaban que cada 747 transportara suficiente combustible láser para unos 20 disparos, o quizás hasta 40 disparos de baja potencia contra los frágiles TBM. Para reabastecer el láser, el YAL-1 tendría que aterrizar. El propio avión podría haberse reabastecido en vuelo, lo que le habría permitido permanecer en el aire durante largos periodos. Los planes operativos preliminares contemplaban que el ABL fuera escoltado por cazas y posiblemente por aeronaves de guerra electrónica . Es probable que el avión ABL tuviera que orbitar cerca de posibles sitios de lanzamiento (ubicados en países hostiles) durante largos periodos, volando en un patrón en forma de ocho que le permitiera mantener el láser apuntando hacia los misiles. ^{[ 32 ]}

En teoría, un láser aerotransportado podría utilizarse contra aviones de combate hostiles, misiles de crucero o incluso satélites en órbita baja (véase arma antisatélite ). Sin embargo, el sistema de adquisición de objetivos infrarrojos YAL-1 fue diseñado para detectar los gases de escape calientes de los misiles balísticos tácticos en fase de propulsión. Los satélites y otras aeronaves tienen una firma térmica mucho menor, lo que dificulta su detección. Además de la dificultad de adquirir y rastrear un tipo diferente de objetivo, los objetivos terrestres, como vehículos blindados e incluso aeronaves, no son lo suficientemente frágiles como para ser dañados por un láser de megavatios.

Un análisis de la Unión de Científicos Preocupados aborda el posible uso de láseres aerotransportados contra satélites en órbita terrestre baja. ^{[ 33 ]} Otro programa, el Láser Táctico Avanzado , prevé el uso aire-tierra de un láser de megavatios montado en una aeronave más adecuada para vuelos a baja altitud. ^{[ 34 ]}