UZAY SİLAHLARI

Metin BEYNAM/Elekt. Yük. Müh.

ÖZET:

Dünyanın iki süper devleti, ABD ve SSCB, uza ya egemen olmak için birbirleriyle yarış ha lindedirler. Uzayın askeri amaçlarla kullanıl ması, bu egemenlik yarışının en önemli yönü nü oluşturmaktadır: O kadar ki, "kıyamet" anlamına gelecek olan bir Üçüncü Dünya Sava şı'nın gelişimi, uzayda ve uzay silahları tara fından belirlenecektir. Bu yazıda uzay silahları konusunda genel bilgiler verilmeğe çalışılmış ve bu alandaki son gelişmeler özetlenmiştir. Konu, elektrik ve elektronik teknolojisindeki ilerlemelerle yakından ilintilidir.

GİRİŞ

23 Mart 1983 günü ABD Cumhurbaşkanı Ronald Reagan, Amerikan ulusuna hitaben yaptığı bir televiz yon konuşmasında bilim çevrelerinden, "nükleer silah ları güçsüz ve kullanılmaz bir duruma getirecek yön temleri sağlamalarım" istedi. Beyaz Saray'daki Baş kanlık Ofisi'nden yaptığı konuşmada Reagan, Sovyet ler Birliği'nin "dev nükleer silah cephaneliği "ne dik katleri çekerek, " 2 1 . yüzyıldaki çocuklarımız için ye ni bir umut" olacak karşı füze teknolojilerinin geliş tirilmesi için çağrıda bulundu (1). Reagan'in bu ko nuşması, savunma bütçesinin arttırılması için yapılan olağan konaşmalardan çok farklı bir nitelik taşıyordu. Çünkü süper devletlerin hesaplarını 35 yıldır belirle miş olan bir stratejik doktrin, bu konuşmayla yerini yeni bir politikaya bırakıyordu. Reagan'ın dile getirdi ği görüşlere dayanarak Aralık 1983'de başlatılan ABD "Stratejik Savunma İnisyatifleri" (SDİ*) programı, beş yıl içinde yeni silahların araştırma geliştirilmesi için 26 milyar dolar harcanmasını öngörüyor, bunun 2,4 milyar dolarlık bölümünün harcanması için ABD Kongresi yeşil ışık yakıyordu (2). Eğer gerçekleşirler se, bu silah sistemlerinin 100 ila 500 milyar dolar ara sında yatırım gerektireceği, hatta bir trilyon dolara kadar çıkabileceği hesaplanıyordu.

George Lucas'ın üç bölümlük bilim kurgu film dizisin den esinlenilerek, Reagan "in programına basın tarafın dan hemen "Yıldız Savaşları" adı takıldı. Gerçekten de program, özellikle "yönlendirilmiş enerji", yani "ışın" silahlarına ağırlık veriyor ve bu açıdan, bilim kurgusal bir nitelik taşıyordu. Ancak birkaç yıl gibi kısa bir süre önce bile kimsenin tahmin edemeyeceği (*) Kısaltmalar, yazının sonunda açıklanmıştır.

bir biçimde gerek Amerikalılar, gerekse Ruslar, yön lendirilmiş enerji (DE) silahlarında önemli gelişmeler kaydettiler. Henüz gerekli enerji düzeylerine çıkılama mış olmakla birlikte, önümüzdeki yıllarda bu düzeyle re erişilebileceği düşünülmektedir.

Sovyetler Birliği, Reagan'ın konuşmasını derhal pro testo etti, Sovyet Başkanı Yuri Andropov, Nisan 1983 te uzay silahlarının yasaklanması için çağrıda bulundu ve SSCB'nin bu çağrısı, Ağustos 1983'te ve Mayıs Haziran 1984'te tekrarlandı. Ancak Sovyetler Birliği, 1963 yılından beri uzayı askeri amaçlarla kul lanıyordu ve 1970 yılında, uzay çağı silahlarının geliş tirilmesi için bir "yıldırım program" başlatmıştı. İki süper devlet arasındaki ''dehşet dengesi"nin yarattığı gerilim, silahlanma yarışını besleyen itici güç olmaya devam ettikçe, tarafların birbirlerinden geri kalma mak uğrunda her şeyi yapacakları anlaşılıyordu.

ORTAK KESİN YOKOLUŞ

Uzun yıllardır süper devletlerin ilişkilerini ve askeri gi rişimlerini yönlendirmiş olan temel strateji, "Ortak Kesin Yokoluş" (MAD) stratejisidir. Bu doktrine uy gun olarak, her iki taraf da birbirlerini kesin olarak yok edecek nükleer silahları ellerinde bulundurmakta dırlar. İlk saldırı hangi taraftan gelirse gelsin, karşı ta raf buna yanıt verebilecek bir durumdadır ve nükleer savaş, bu "caydırıcılık" unsuru sayesinde bugüne ka dar önlenebilmiştir.

Ancak silahlanma yarışı, belli bir noktadan sonra, ta rafların güvenliğini arttıracağı yerde, azaltacak yönde gelişmiştir. Gerek ABD, gerekse SSCB, ne kadar silah geliştirirlerse, güvenliklerinin o ölçüde azaldığını his setmektedirler. Çünkü korkulu an bir gün gelip çattı ğında, kullanılacak silahların çokluğu "Ortak Kesin Yokoluş "u daha da kesinleştirmekten başka bir işe yaramayacaktır, Her iki tarafın da elinde bugün, bütün dünyayı yoketmeye yetecek olandan kat kat fazla nük leer silah bulunmaktadır. Kaç kez fazla olduğu konu sunda çeşitli tahminler bulunmakta ise de bu, akade mik bir sorundur; çünkü dünya ancak bir kez yok edi lebilir.

Bunun da ötesinde son yıllardaki gelişmeler, bir "ilk darbe "yi her iki tarafa özendirecek nitelikte olmuştur ve bu yüzden, "dehşet dengesi"ni bozacak bir özellik tedir, Her iki tarafın Uluslararası Balistik Füzeleri (ICBM), çok yakınlarına düşecek bir nükleer bomba ya karşı bile dayanabilecek yeraltı silolarına yerleşti rilmiş bulunmaktadırlar, Bu silolar, bir nükleer saldırı ya karşı betonla "sertleştirilmiş"tir ve bir "ilk darbe" saldırısına yanıt verebilecek "karşı misilleme" saldırı sı, bu sayede mümkündür, örneğin Amerikan füze si

loları, 300 m.den daha uzaklarına düşecek yarım me gatonluk* bir nükleer başlığa karşı korunumlu du rumdadırlar. Fakat 1970Tı yıllardan başlayarak her iki tarafın çok sayıda Bağımsız Nükleer Başlık (MIRV) teknolojisi ni hızla uygulamaya koymaları, sertleştirilmiş silola rın güvenliğini tehlikeye düşürmüştür. Bu teknolojiye uygun olarak bir tek füze, çok sayıda nükleer başlık fırlatabilir. Füze atmosferden çıkınca bu başlıkları "saçar" ve her biri ayrı bir hedefi vurmak üzere prog ramlanmış başlıklar, birbirlerinden bağımsız olarak yollarına devam ederler. Bu sayede bir tek füzenin vu rucu gücü, kat kat arttırılmış olmaktadır. Böylece iki MIRV, aynı hedefi vuracak şekilde "çapraz hedeflen dirilir"lerse, bir füze silosunu yok etme olasılıkları % 60 70'in üstüne çıkmakta, üç MIRV için ise bu ola sılık, % 100 kesinlik kazanmaktadır. Bundan başka son yıllardaki teknolojik gelişmeler, vuruş dakikliğini de arttırmıştır, örneğin Amerika, hedef noktasından sadece beş metre sapma gösterecek bir hedefleme sis temi (GPS: aşağıch anlatılacaktır) kurma yolundadır. Bu durumda karşı tarafı silahsız bırakabilme olasılığı giderek artmaktadır ve böylelikle üstünlük, ilk darbeyi indirecek tarafa geçmektedir. Bu ise son derece denge bozucu bir gelişmedir.

REAGAN DOKTRİNİ

ABD Başkanı Reagan'ın "Yıldız Savaşları" programı, işte bu bağlamda değerlendirilme durumundadır. Her iki tarafın giderek artan saldırı gücü ve giderek azalan güvenliklerine karşı, Reagan'ın programı savunmaya öncelik getirmektedir. Bu programın en önemli yönü nü ışın silahları oluşturmaktadır. Işın silahları içinde de ağırlık, laser'lerdedir. Sovyetler Birliği bir füze sal dırısına geçtiğinde, yerde ve uzayda üslenmiş laserler, füzeleri hedefleyip ateşlenecek ve onları yok edecek lerdir.

ABD'nin geliştireceği bu savunma perdesi, çok düzey li olarak düşünülmektedir. Hiçbir savunma sisteminin % 100 başarı ile işleyeceği garanti edilemez. Bu neden le uzay silahlarının oluşturacağı savunma perdesi, üç aşamalı olarak düşünülmüştür. Bir Kıtalararası Balistik Füze'nin izlediği yol, başlıca üç aşamada ele alınabilir: Kalkış, uçuş ve inişe geçme aşamaları (3) (Bakınız Çizim: 1). Bunların her biri için bir perde düşünül müştür. Bir savunma sistemi, % 90 başarı ile çalıştırı labilir. Bir "tam saldırı" halinde Ruslar Amerikalılara toplam 2000 dolaylarında füze göndereceklerdir. Kal kış, uçuş ve iniş aşamalarının her birinde % 90 etkin likle çalışacak üç perde, ABD'ye ulaşan füze sayısını % 0.1 'e, ya da bu durumda iki füzeye indirecektir. Bu

* 1 Megaton: 1 milyon tonluk Trinitrotoluen'in (TNT) patla masına eşdeğer nükleer patlayıcı güç.

iki füze, başlıklarının hedeflerine ve güçlerine göre da ha az ya da çok yıkım yaratacaktır, ancak ABD'yi yok etmeyi başaramayacaktır. Pentagon'a bağlı SDİ Ofisi'nin başı olan Korgeneral James Abrahamson'a göre, bu savunma şemsiyesinin en önemli yönü, ABD' nin karşı misilleme yeteneğini korumasını sağlaması dır.

ATKOSFERE G1R15

ATICI YOR

YAKIT!

* ^ ••> Bul U t l a r ^ • —

/ DE NI ZA L TI OA H F I RI L AATTIILLA N ' B A L İ ST İ K FOZE (Sİ L BH» ))

TALARARASI

OfiTA HCKZtLl I BALİSTİK FOZE {İRBH)

\ \

BALİSTİK—*

Çizim 1. Tipik bir balistik füze rotasının üç ana aşaması var dır. Uluslararası balistik füzelerin atmosferden çıkışları 6 da kika, hedefe varmaları ise yarım saat sürer. Uçuş aşaması sıra sında başlıklar ve şaşırtma maketleri, atmosfer dışında yol alırlar.

ELEŞTİRİLER

Reagan doktrini, çeşitli açılardan eleştirilere hedef ol muştur. Bu eleştirilerden birincisi, MIRV'lerle ilgilidir. Bu başlıklar, atmosfere tekrar girerken son derece ısın dıklarından, normal bir düzeye göre çok daha daya nıklı yapılmaktadırlar. Bu nedenle bunların yok edil meleri çok daha zor olacaktır. İkincisi, füzelerin ken dileri daha dayanıklı yapılabilir, yani "sertleştirilebi lir"ler. Ayrıca laser gözlem sistemlerini yanıltacak ya pay maketler ve metal kırıntıları ("chaff"') fırlatılabi lir, ya da laser silahlarının optik algılayıcıları, başka laserler tarafından "kör" edilebilirler.

Üçüncü ve en önemli eleştiri, ayrıntı değil de özle ilgi li olanıdır. Bu eleştiriyi yapanlara göre, bir tarafın uzay silahları geliştirmesi, karşı tarafın bu silahları et kisiz bırakacak saldırı ve savunma önlemleri alması ile sonuçlanacak, silahlanma yarışı giderek artan bir hızla devam edecek ve tarafların güvenliğinin, bugün oldu ğundan da daha düşük düzeylere inmesiyle sonuçlana caktır. Bundan başka, eğer bir süper devlet aşılmaz bir savunma perdesi kurmayı başarabilirse, karşı tarafı en az zararla yok etme avantajına sahip olacak ve bu avantaj, üstünlük hazır ellerinde iken ilk darbeyi indiren taraf olma isteğini, daha da çekici hale getirecektir.

Ancak görünürdeki olgu, her iki süper devletin de uzay silahları yarışını sürdürmekte olduklarıdır. Çünkü eleş

tiriler ne kadar haklı olursa olsun; bir taraf uzay silah ları programına devam ettikçe, karşı taraf, geride kal ma olasılığını göze alamamaktadır

YAZININ KAPSAMI

Savaşlar ve silahlar, yaşamımızın acı. fakat gerçek yönlerinden biridir. Tarih boyunca olduğu gibi bugün de, teknolojik ilerlemelerle savaş yöntemleri arasında dolaysız bir bağ vardır. Elektrik, elektronik ve bilgisa yar teknolojisinin büyük ilerlemeler gösterdiği günü müzde, süper devletlerin silah sistemleri, en son geliş melerden yararlanacak biçimde sürekli olarak yeniden donatılmaktadır. Kuşkusuz, konunun bütün teknik ayrıntılarını incelemek için ciltlerce eser yazılması ge rekir ve yazılmıştır. Radar, elektronik algılayıcılar, bil gisayarlar vb., başlıbaşına birer bilim ve teknoloji dalı dır.

Böyle kısa bir yazının kapsamı içinde bütün bu konu ların hakkını vermek, kuşkusuz olanak dışıdır. Buna karşılık yapılabilecek olan şey, uzay silahlarının genel bir görünümünü sunmak, tanıtımını yapmak ve elektrik/ elektronik/bilgisayar teknolojisiyle ilişkili yönlerini sergilemektir. Burada da bunun yapılmasına çalışıl mıştır.

Bu yazıda uzay silahları, başlıca üç bölüm halinde ele alınacaktır. Bunlardan birincisi, yıllardan beri zaten kullanılagelen uydulardır. Bu bölümde ayrıca, karşı uydu silahları ele alınacak ve barışçı amaç taşıdığı ka bul edilen uzay çalışmalarının askeri önemine değini lecektir. İkinci bölümde oldukça yeni bir gelişme olan Kinetik Enerji (KE) silahları ele alınmıştır.

Son bölüm ise Yönlendirilmiş Enerji silahları ile ilgili olup, bu bölüm de iki ayrı konuyu işlemektedir. Atom altı düzeydeki parçacıklardan (proton,elektron vb.) oluşan ışınlar, "Parçacık Işın Silah lan "na temel oluşturmaktadırlar, öte yandan temelinde elektro manyetik enerji yatan silahlar, laser silahları grubunu doğurmakladır ve asıl ışın silahları olarak bunları dü şünmek, yerinde olur.

1. UYDULAR (4,5)

Bugüne kadar fırlatılan her 10 uydudan 7'si askeri amaçlı olmuştur. Bu uydular olası füze hedeflerinin fotoğraflarını çeker, denizcilik ve havacılık için kesin konum bilgileri sağlar, silahlı kuvvetlerin çeşitli kolla rı arasında bilgi alış verişi ve telefon görüşmeleri ya pılmasını sağlarlar. Askeri Uydular Birkaç Başlık Altında Sınıflandırılabilir Casus Uyduları Bunlar da dört çeşittir: 1) Fotoğraf uyduları, 2) Elek

tronik uydular, 3) Okyanus gözlem uyduları ve 4) Er ken uyarı uyduları Her yıl fırlatılan 120 kadar askeri uydunun yarıya yakın bölümü, bu casus uydularından oluşmaktadır.

1) Fotoğraf Uyduları

Bu uydular, askeri hedefleri tanımakta, saptamakta ve konumlandırmakta kullanılırlar. Algılayıcıları arasında, olağandan çok daha net çekim yapan televizyon ka meraları, elektromanyetik spektrumun birçok bandın dan etkilenen tarayıcılar ve mikrodalga radarları var dır. Bu uydular, genellikle yerden 200 600 km yük seltideki alçak yörüngelere yerleştirilirler. Bu yörün gelerin diğer bir özelliği "kutupsal" olmaları, yani ku tuplar üzerinden geçmeleridir: Böylelikle yerküre alt larında döndükçe bu uydular, dünyanın her yerini gö rüntüleme olanağı kazanırlar.

200 km. uzaklıktan bir cismin fotoğrafını çekebilmek için kullanılacak bir mercek sistemi, çok büyük odak uzaklıklarına sahip olmalıdır. Fotoğraf uydularında bu güçlük, "optik katlanma" sağlayan ayna düzenek leriyle çözümlenmiştir. Genellikle bu uydularda belli bir süre sonra dolan bir film kaseti bulunur. Kaset dol duğunda otomatik olarak uydudan fırlatılır ve düşüşü sırasında özel "balıkçı" uçakları tarafından yakalana rak götürüldüğü merkezde incelenir. Bu araçlardaki aygıtlar 15 30 cm. büyüklüğündeki cisimleri seçebi lecek güçtedirler.

Her yıl ABD üç tane fotoğraf uydusu, Sovyetler ise 35 kadar uydu fırlatmaktadırlar. Aradaki bu ölçüsüz lük, ABD uyduları 2 3 yıl hizmet verebilirken, Sovyet uydularının en fazla 40 gün sonra atmosfer içine düşe rek yanmalarından ileri gelmektedir.

2) Elektronik Uydular

Süper devletlerin uzaydaki "kulakları"dir. Karşı tara fın askeri eylemlerinden kaynaklanan radyo dalgaları nı izlemekte kullanılırlar. Sinyaller, normal telefon konuşmalarından, bilgisayar verilerinin aktarılması sı rasında, ya da radarlardan (örneğin füze denetim ra darlarından) kaynaklanabilir, ABD'nin elektronik uy duları, fotoğraf uyduları ile bütünleşmiş durumdadır; SSCB'ninkiler ise ayrı ayrıdır.

Elektronik haberalma ("Elint") uyduları, ABD'nin bellibaşlı bilgi toplama yollarından» birisidir. Hem al çak yörüngelerde, hem de jeosenkron yörüngedeki uy dular, radyo ve radar iletişimini izlerler. Kızıl ötesi al gılayıcılar, sentetik açınım radarı (SAR) ve yüksek netlikteki televizyon görüntüleme uydularıyla birleşti rildiklerinde bu uydular, Sovyetler Birliği hakkında ayrıntılı bilgi sağlarlar. Ayrıca uçaklar ve gemiler de elektronik bilgi toplamada kullanılır. Elde edilen şifre

li bilgiler, süper bilgisayarlar eşliğinde kriptoloji uz manları tarafından çözümlenir. Bu tümleşik dinleme sistemi o kadar etkilidir ki, bir Sovyet Mig uçağına kalkış emri verildiğinde, Amerikan haberalma uzman ları yalnız bu emrin ne zaman verildiğini değil, pilota verilen komutların ayrıntılarını, hatta kimi durumlar da pilotun adını bile öğrenebilirler. Bu sayede 1 Eylül 1983'te Sovyetler kendi hava sahalarına girmiş olan Kore Hava Yollan na (KAL) ait 007 sefer sayılı uçağı düşürdüklerinde, Amerikalılar olay hakkında ayrıntılı bilgi sahibi olabilmişlerdir. Böylece örneğin, KAL 007'yi düşüren Su 15 savaş uçağı pilotu Binbaşı Kaz min ile eşliğindeki Mig 23'ün yolcu uçağını düşürüp 269 kişiyi yok etmeden önce onu kesin olarak tanı dıkları, ses kayıtlarından anlaşılmıştır.

3) Okyanus Gözlem Uyduları

Bu uydular gerek gemileri saptayıp izlemekte, gerekse deniz koşullarının saptanmasında kullanılırlar. İkinci kullanılış biçimi, hem hava durumu hakkında tahmin yürütmeye, hem de kızılötesi algılayıcılar sayesinde nükleer denizaltıların sıcak su egsozlarını izlemeye el verişlidir. Uzaydaki algılayıcılar arasında, bulutların altını "görebilen" ve küçük tekneleri bile seçebilen radarlar vardır. Falkland Savaşı sırasında Sovyetler Birliği, olayları izlemek için bu tür birkaç uyduyu yö rüngeye yerleştirmiştir. Bu uydulardaki radarlar, kü çük nükleer "pillerle" enerjilenmektedirler.

Okyanusta yer alan olaylar (örneğin dalga yükseklik leri, su akıntılarının yönü ve gücü, suyun tuzluluk de recesi), bölgede denizaltıların bulunup bulunmadığını saptamakta kullanılabilir. Bu öğeler, belli hedeflere fü ze atmakla görevli denizaltılar açısından da önem ta şır, örneğin bir denizaltıdan atılan bir füzenin hedefi vurmadaki dakikliği, atmosferin nem oranı ve denizde esen rüzgarın şiddetine bağlıdır.

4) Erken Uyarı Uyduları

Karşı tarafın nükleer saldırıya geçip geçmediğini be lirlemekte kullanılırlar. Eskiden bu iş için radarlar kullanılırdı. Fakat radarlar, hem yerkürenin büküntüsü ile sınırlıdırlar, hem de sadece 15 dakikalık bir uyarı süresine olanak verirler. Buna karşılık uydular, Ulus lararası Balistik Füzeler daha fırlatılırken, arkalarında ki alev sütununu kızılötesi algılayıcılarla saptar ve ya rım saatlik bir erken uyarı sağlarlar. 700 ilâ 39000 km yükseğe yerleştirilen bu uydular, nükleer bir sal dırıyı hemen bildirebilirler. Taraflardan biri, diğer ta rafın bu uydularını etkisiz hale getirebilse, karşı misil lemeyi önleyebilecek ve bir ilk darbe olanağı açılmış olacaktır. Nükleer patlamaları saptamakta kullanılan ve 110 000 km yüksekteki bir yörüngede seyreden uydular da bu başlık altında ele alınabilir.

İletişim (Haberalma) Uyduları Casus uyduları ne derece etkili olurlarsa olsunlar, tek başlarına yeterli değildirler: İletişim bağlantılarına ge reksinmeleri vardır. Tarafların Genel Kurmayları, Ha va, Deniz ve Kara Kuvvetleri, nükleer denizaltıları ve ICBM üsleri arasındaki tümleşik iletişim bağlantısı, uydular tarafından sağlanır. Bu uydular genellikle, yerküreden 36 40 bin km uzaklıkta bulunan "jeosenkron" yörüngeye yerleştiri lir. Bu uzaklıkta uydular, Ekvator üstünde devamlı ay nı noktada kalabilmelerini sağlayan bir hızla seyreder ler. Bu sayede iletişim bağlantısı günde 24 saat kesin tisiz sürdürülebilir. Bu yörüngedeki 200 kadar uydu nun yaklaşık % 4O'ı askeri amaçlıdır. ABD'de uzak yerlerle askeri iletişimin %70'i,bu uydular tarafından sağlanır.

Konumlandırma Uyduları Bu uydular, hem dost, hem de düşman kuvvetlerin yerlerinin çok dakik olarak saptanmasında kullanılır.

Çizim 2. Navstar küresel Konumlandırma Sistemi, ABD Sa vunma Bakanlığı tarafından geliştirilmiş olup, 6 ayrı yörünge de uçan 18 uydudan oluşmaktadır.

Bu sistemler sayesinde örneğin, hem düşman füze silo larının yeri, hem de dost kuvvetlerin hareketli füze rampalarının (gemi, uçak ya da denizaltı) konumu saptanabilir. Hedefi vuracak bir atış için, bu iki tür bilginin de bilinmesi zorunludur. Son yıllarda ABD Savunma Bakanlığı gerek atış kay nağının, gerekse hedefin konumlarını, vuruşta yalnız ca beş metre sapma sağlayacak kesinlikle belirleyen bir konumlandırma sistemini yörüngeye yerleştirmeye başlamış ve bugüne dek 5 uydu yerleştirmiştir. Bu, "Navstar" Yerküre Konumlandırma Sistemi' dir(GPS) (Çizim 2) Sistem, 6 milyar dolara malolmuştur ve yıllık bakımı da 250 milyon dolar tutacaktır (5),

Bu sistemde, altı ayrı yörüngede 18 uydu vardır ve 20 000 km yükseklikteki yörüngelere yerleştirilirler. "Yarı senkron" olan bu yörüngede uydular, her 24 saatte yerkürenin çevresinde iki kez dolanırlar. Çok basit terimlerle anlatılacak olursa, her uydu, kendi ko numunu ve zamanını kullanıcıya (uçak, gemi, denizal tı) bildirir (Çizim 3) Dört tane uydudan gelen konum bilgileri ile, bu uyduların kullanıcıya göre hareketle rinden doğan Doppler kaymaları (yaklaşan aygıtların dalgalarından frekans yoğunlaşması, uzaklaşanlarda frekans seyrelmesi) kullanıcının bilgisayarında hareket denklemleri haline getirilerek anında çözülür. Böyle likle, kullanıcının konumu, hızı ve zamanı hesaplanır. 1988'de tamamlanacak olan bu sistem sayesinde kul lanıcının hızı, saniyede 10 cm. hata ile hesaplanabil mektedir. Sovyetler Birliği de kendi Navstar'ı olan 12 uydulu "Glonass" sistemini yörüngeye yerleştirmeye başlamıştır.

Uydu konumu xu'*u zu Zaman t,,

Kullanıcı konumu x k , y k , z k zaman t k Çizim 3. Navstar sisteminde kullanıcının konumu, dört uydu dan gelen konum ve zaman verilerine göre hesaplanacaktır.

NAVSTAR'İN KULLANIMI

Navstar Konumlandırma Sistemi'nden askeri ol

gösterir. Harita üzerinde otomobilin konumu.

duğu kadar, sivil kullanıcılar da yararlanabile

Chrysler şirketinin sembolü olan beş köşeli, ışık

ceklerdir. Bunun bir örneği, Chrysler otomobil

lı bir yıldız tarafından gösterilmektedir. Araba

şirketinin geliştirdiği Laser Atlası ve Uydu Sis

hareket ettikçe, yıldız da ekranda hareket eder.

temi'dir. 1984 yılında sergilenmiş olan bu sis

Arabanın konumu ekranın kenarına yaklaştığın

tem. 1980'lerin sonlarında kullanılmaya başla

da, sistem otomatik olarak komşu harita çerçe

nacaktır ve ABD hükümetinin Yerküre Konum

vesini gösterime sunar. Haritalar yeterince üstüs

landırma Sistemi ni, laser disk teknolojisiyle bü tünleştirmektedir. 20 cm. 'lik bir laser optik dis kinde 12 Gb (Gigabit: 4 milyar bit)'lik veri sak lanabilmekte, bu da 25 bin çerçevelik resim, gra fik ya da yazının renkli olarak saklanmasını sağ lamaktadır. Chrysler sisteminde bu sayede. Ame rikan Otomobilciler Derneği'ne ait 13 249 renk

te bindiklerinden, otomobilin konumu hiçbir zaman ekranın dışına çıkmaz. Ayrıca şoför, 1600, 800, 400, 200, 100 ve 50 mil2lik harita ları seçen bir büyütme küçültme ("zoom") me kanizmasını da çalıştırabilir, Chrysler şirketi, belleğe bellibaşlı kentlerin ay rıntılı haritalarını da yüklemeyi planlamaktadır.

li yol haritası saklanmaktadır, ölçekleri 3200 ilâ 50 mil arasında değişen bu haritalar, yedi ayrı düzey oluşturmakta ve Amerika Birleşik Devletleri'nin tamamını kapsamaktadırlar. Ayrı ca sistem, tatil tesisi, otel, lokanta vb.ye ait bin

Sistemin otomatik olarak çalışmadığı bir sırada, şoför, Atlas'ı çağırabilir ve istediği herhangi bir bölgenin haritasını, ekrana dokunmak suretiyle seçebilir. Şoför daha sonra gereken ayrıntı dü zeyini elde etmek üzere "zoom" yapabilir. Ek

lerce çerçeve saklayabilmekte ve kullanıcı el ki

ranın çevresinde görülen sekiz oktan birine do

tabı da gene aynı belleğe sığmaktadır,

kunmakta, istenilen komşu harita görülebilir (7).

Laser diskinde korunan haritalar, otomobilin iki ön koltuğu arasına yerleştirilmiş 22,5 cm 'lik bir televizyon ekranında gösterime sunulmaktadır. Ekran, dokunmatiktir: Şoför, ekrandaki renkli grafik sembollere dokunarak sistemle bağlantı kurar.

Sistem çalışırken bir bilgisayar, dört ayrı Naustar uydusundan gelen sinyalleri kullanarak, otomo bilin o andaki konumunu belirler. Bilgisayar bundan sonra, uygun haritayı seçerek ekranda

Philips elektronik firması da Chrysler şirketine benzer bir sistem geliştirmiş bulunmaktadır. Si vil hayattaki bu uygulamalar, Navstar sisteminin askerlikte nasıl kullanılacağı konusunda fikir ve rici niteliktedir Yerkürenin ayrıntılı askeri to pografya haritaları ya da uzaydan çekilmiş re simleri ile, askeri bir uçak ya da gemi, Chrys ler 'inkine benzer düzenekler çalıştırabilecektir. Radarlar ve diğer algılayıcılarla saptanan düş man araçları da aynı ekran üzerinde gösterilebi lecektir.

Meteoroloji ve Jeodesi Uyduları

Meteoroloji uyduları bir füzenin öngörülen rotasmda ki hava durumu konusunda bilgi toplar ve füzenin doğru olarak yönlendirilmesini sağlar, Jeodetik uydular ise aynı amaçla, yerkürenin biçimi ve yerçe kimi alanının bölgesel değişimleri hakkında bilgi verirler. Amerikan Deniz Kuvvetleri'ne ait bir jeodesi uydusu olan Geosat'ın, Trident denizaltılarının bulunduğu okyanus bölgelerindeki yerçekimi alanı hakkında vereceği bilgilerle, bu denizaltılardan fırlatılan füzelerin (SLBM) vuruş kesinliğini % 10 arttırması öngörülmüştür.

Sonuçlar

Uyduların değerlendirilmesinde varılacak önemli bir sonuç, süper devletlerin zaten yıllardır uzayı askeri amaçlarla kullanmakta olduklarıdır. Dolayısıyle orta da bir yenilik varsa bu, kullanılan teknolojinin düzeyi ile ilgilidir. Uydular, zaten varolan tümleşik silah sistemlerinin gözleri ve kulaklarıdır. Bu açıdan, "pasif" uzay silahları olarak nitelendirilebilirler. Diğer bir nokta, dehşet dengesinin korunmasını uzun yıllar sağlamış olan Ortak Kesin Yokoluş stratejisin den uzaklaşmada, uyduların da rol oynamış olmaları dır. Son yıllarda özellikle Batı'da "sınırlı bir nükleer savaş" olasılığından söz edilir olmuştur. Amerika'nın nükleer savaş stratejisini belirleyen Stratejik Tümleşik Operasyon Planı nda (SIOP), 44 barem vardır ve bu, küçük ve önemsiz bir çatışmadan tam boyutlu bir nükleer savaşa kadar çeşitli tırmanma olasılıklarını içermektedir.

Seyir ("Cruise") füzeleri için gerekli olan topografi ve coğrafya bilgileri, casus uyduları tarafından sağlan mıştır; Sovyet füze üsleri, konumlandrma uyduları sa yesinde kesin olarak belirlenmiştir. Bu sayede de yal nızca askeri hedefleri amaçlayan küçük taktik nükleer silahlar geliştirilebilmiş ve sınırlı bir nükleer savaştan söz etmek mümkün olabilmiştir, Eleştirmenler, sınırlı bir nükleer savaşın hızlı bir tırmanışla kısa zamanda 44. bareme varacağını öne sürmektedirler. Bu nedenle uyduların etkisi de, son yıllardaki diğer gelişmeler gibi, denge bozucu yönde olmuştur.

KARŞI UYDU SİLAHLARI

6 Haziran 1982 tarihinde Sovyet mühendisleri, Plesetsk Kozmodromu'ndan (füze atış merkezi), Kozmos uy duları serisinden 1375 numaralı uyduyu fırlattılar. Uy du, yerden 1000 km yükseklikteki bir yörüngeye otur tuldu. Bundan 12 gün sonra, 18 Haziran'da, Kosmos 1379 uydusu fırlatıldı, İkinci uydunun amacı, birinci yi bulup yok etmekti, Uydu, görevini başarıyla ta

mamladı; ancak pistten kalkış ile yok etme arasında 4,5 saatlik bir zaman geçti.

Yörüngede bulunan uyduları yok etmekte kullanılan bu tür araçlara, "karşı uydu" (ASAT) silahları adı ve rilmektedir. Sovyetler Birliği'nin ilk karşı uydu uzay mayını, 1968 yılında denenmiştir. Yukarıda anlatılan olay, Sovyetler tarafından en az on kez tekrarlanmış tır. Uyguladıkları yöntem, karşıuydu silahının hede fe yaklaşması ve sonra patlayarak, hedefe doğru şa rapnel saçmasıdır,

Öte yandan ABD, 1975 yılında, geliştirmiş olduğu nükleer başlıklı karşı uydu silahını, tek taraflı olarak iptal etmiştir. Bu tarihten itibaren Amerikalılar, uçak tan fırlatılabilen karşıuydu silahlarına ağırlık vermiş lerdir. F 15 savaş uçaklarının karnı altında taşınan bu füzeler, iki kademelidirler. Böyle bir silah kullanılaca ğı zaman onu taşıyan F 15, dikey tırmanışa geçerek füzeye bir ilk hız verdikten sonra onu fırlatır. Hedefe hızla varabilmesi için füze, iki kademeli olarak düşü nülmüştür. Yarı yolda birinci kademenin yakıtı biter ve boş kalan kademe bırakılır. Sonra ikinci kademe ateşlenir ve karşı uydu silahını hedefin yakınlarına kadar getirir. Bundan sonra silah, hedeften yayılan kı zılötesi ışınlara kilitlenerek onu bulur ve yok eder. Bu özelliğinden ötürü bu silaha, ''Minyatür Hedef Bulan Araç" (MHV) adı verilmektedir. Rusların silahı hedefe birkaç saatte ulaşırken, Ameri kalıların silahının hedef bulma süresi dakikalarla ölçül mektedir. Ancak yaklaşan bir karşı uydu silahını çok uzaktayken saptamak ve bir füzeyle safdışı etmek, ya da yok edilecek uydunun yerine bir yedeğini oturt mak mümkündür. Silahın jeosenkron (36 000 km yük seklikte) bir yörüngeye varması ise daha fazla zaman alır.

Bu açıdan bakıldığında ışın silahları, uzay mayınları ve benzeri karşı uydu silahlarına oranla büyük üstün lük gösterirler. Çünkü 300 000 km/sn hızla hareket eden bir laser ışını, saniyenin onda biri kadar bir za manda bir uyduyu yok edebilir. Ayrıca bir uydu, bir balistik füzeye göre çok daha savunmasızdır, çünkü birinciye oranla hem çok yavaş hareket eder, hem de elektronik sistemleri kolaylıkla bozulabilir Bugünkü laser teknolojisi, laserlerin karşı uydu silahları olarak kullanılabilmesine izin vermektedir. Nitekim 1984 yı lında Amerika, Sovyetler Birliği'ne ait bir uyduyu, la ser ışınlarıyla yok etmiştir. Bununla birlikte uzay ma yınları, laserlere oranla çok daha ucuz ve kolay bir teknoloji gerektirmektedir.

Ancak bir ilk darbe açısından, laserlerin üstünlüğü tar tışılmazdır. Eğer bir süper devlet, karşı tarafın erken uyarı uydularını "kör" edebilirse, bir karşı saldırı baş lamadan amacına ulaşabilir. Bu açıdan gerek ABD, ge

ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 315 31C

rekse SSCB, laser'leri karşı uydu silahları olarak kul lanma yolunda çabalarını sürdürmektedir. Her iki ta raf da, bugün yörüngede bulunan toplam 55OO'e ya kın futbol topundan büyük cismi (uydu, boş füze ka demesi, moloz) adım adım izlemekte ve hangi uydu nun ne işe yaradığını bilmektedirler. Bu cisimlerden, 1982 sonunda Amerikalılar tarafından fırlatılan uydu ların sayısı 997 olup, bunlardan 183'ü çalışır durum daydı. Rusların ise attıkları 2069 uydudan 102'si çalı şıyordu .

NÜKLEER ETKİLER

Uydulara karşı kullanılabilecek en etkin silahlardan biri de, nükleer bombalardır, örneğin 1 megatonluk bir nükleer patlama, etkisini 50 bin km. çapındaki bir küre içinde hissettirebilecektir. Bu menzil içinde olup da dünyanın ışıma (radyasyon) gölgesinde kalmayan bütün korunmasız uydular, böyle bir patlama sonucu işe yaramaz hale gelirler. Patlamadan doğan gama ışın ları ve diğer yüksek enerjili ışıma türleri, uydunun me tal derisinden elektronların "buharlaşması"na yol açar ve böylelikle 1 milyon Volt/m'yi bulabilen bir elektrik alanı yaratırlar. Bu ise uydunun elektronik devrelerini ya aksatır, ya da tamamen yakar. Bu ne denle son yıllarda, uyduların elektronik devrelerinin "sertleştirilmesi" için önemli çabalara girişilmiş bu

lunmaktadır. Navstar uyduları da bu şekilde sertleşti rilmiş niteliktedir, öte yandan uzaydaki nükleer bir patlamanın doğurduğu "elektromanyetik darbe" (EMP), yeryüzü üzerindeki büyük bir alanda elektrik şebekelerini ve iletişim sistemlerini felce uğratabilir, örneğin ABD üzerinde 400 km yükseklikte patlatıla cak 10 megatonluk bir hidrojen bombası, Alaska ve Hawaii dışındaki tüm eyaletlerde elektrik şebekesini mahvedebilir (Çizim 4). Nükleer patlamanın ilk bir kaç nanosaniyesinde (1 nsn: 1 0 " 9 saniye) patlamadan doğan gama ışınları, atmosfere ulaşır ve buradaki elektronlara çarparak EMP'yi yaratırlar. EMP bir mik rosaniye kadar sürer. Bu süre zarfında tipik bir mega tonluk bir bomba, 50 bin V/m'lik bir elektrik alanı yaratır. EMP'nin etki alanında kalan tüm iletken cisim ler, bir anten gibi davranarak bundan etkilenirler. Uzun yüksek gerilim hatları için bu, özellikle böyledir. Dar benin etkisiyle doğacak en yüksek değerler, 3 mega volt, 10 kiloamper ve 30 bin MW dolaylarında olabi lir. Bu ise iletim hatlarının tasarım sınırlarından 100 kat daha fazladır. Sonuç, ABD'nin neredeyse tama mında elektriklerin kesilmesi, sivil ve askeri iletişimin felce uğramasıdır. Ayrıca neredeyse bütün bilgisayar lar, radyolar, televizyonlar vb. aygıtlar yanar (8). Eğer elektrik birkaç saat içinde geri gelmezse, nükleer sant rallerde de bir dizi kalp erimesi kazası yer alabilir.

P*tl«M yUkstkllgi 500 km ~ _

Çizim 4. Elektromanyetik Oarbe. Atmosfer dışında bir atom ya da hidrojen bombası patiatıldığında, patlamanın ilk birkaç nanosaniyesinde gama ışınları oluşur. Gama ışınları dünyaya doğru yol alarak, atmosferin dış tabakalarındaki hava mole küllerinin elektronları ile çarpışırlar. 400 km. yükseltide 10 megatonluk bir patlama için bu çarpışma bölgesi, A'da görül düğü gibi 3000 km çapında ve 10 km kalınlığındadır. Gama ışınları tarafından atomlarından koparılan elektronlara, bu olayı keşfeden fizikçi Arthur H. Compton'dan esinlenerek

"Compton elektronları" adı verilmiştir. Bu elektronlar çar pışmalar sırasında hız kazanır, dünyanın manyetik alanıyla karşılaşarak saptırılır ve bir elektrik akımı yaratırlar, işte bu akım, dünyaya doğru yayman elektromanyetik darbeleri oluş turur. Yaratılan elektromanyetik alan düzeyi, 50 kV/m dü zeylerine erişebilir. Kaynak bölgesi çok büyük olduğundan, bu darbeler kıta ABD'sinin tamamını etki altında bırakabilirler (ABD'nin yüz ölçümü Türkiye'ninkinin 10 katı kadardır).

"BARIŞÇI" UZAY ÇALIŞMALARI

Askeri açıdan değerlendirildiğinde, görünüşte barışçı amaçlarla yapılan uzay çalışmalarının da, askeri amaç lara hizmet edebildiği görülmektedir, örneğin Ameri kalıların Uzay Mekiği, askeri nitelikli ilk yükünü 1982 yazında taşımıştır. Mekikler bugün artık, hem askeri, hem de sivil uyduları yörüngeye yerleştirmekte kulla nılmaktadırlar. Bu kullanım o kadar belirgindir ki, Sovyet yetkilileri mekiklerin bir karşı uydu silahı ola rak yasaklanmasını istemişlerdir. Bugüne kadar birçok askeri uydu, uzay mekikleri tarafından yörüngeye yer leştirilmiştir. 24 Ocak 1985'te yapılan Chalennger mekiğinin 51 C seferi, tamamen askeri amaçlı ilk me kik uçuşu olma niteliğindedir ve son derece gizli tu tulmuştur. Bu konuda basına sızdırılan bilgilere göre mekik tarafından Karadeniz'in 35 000 km yükseğine yerleştirilen bir uydu, Sovyetler Birliği'nin Sivastopol yakınındaki füze üslerini gözlemektedir. Uydunun ya yınını izlemek için Pentagon'a özel direkt alıcı anten ler yerleştirilmiştir.

öte yandan Sovyetler de bir uzay mekiği geliştirmiş bulunmaktadırlar ve yakında bunu sınayacaklardır. Sovyetler bu alandaki çalışmalarını iki koldan sürdür mektedirler. Bunlardan birincisi, 3 Haziran 1982'de ilk denemesi yapılan bir uzay uçağıdır. Kanatları olan bu küçük uçak, Amerikalıların eski X 20 "Dyna Soar" deneysel uçağını andırmaktadır. Gözlemci lere göre bu uçak 1990'larda, kendi başına uza ya çıkıp inebilecektir. Sovyetlerin diğer çalışmaları ise, Amerikalıların uzay mekiğinden kopye edilmiş büyük bir uzay mekiği ile ilgilidir. Ancak bunun ilk denemeleri, henüz yapılmamıştır.

Görüldüğü gibi uzay çalışmaları, giderek büyüyen bir askeri nitelik kazanmaktadır. Bunun sonucu olarak ABD, 1 Eylül 1982'de Hava Kuvvetleri'ne bağlı Uzay Kumandası'm kurmuştur. Bu sıralarda ise, Deniz ve Kara Kuvvetleri'ne bağlı Uzay Kumandalarının da bu nunla birleştirilerek, üç geleneksel kuvvetin yanı sıra, bir "Birleşik Uzay Kuvvetleri" oluşturulmasına baş lanmıştır.

Sovyetlerin uzay çalışmalarında ise ağırlık, öteden be ri askeri konulara verilmiştir. Bugüne dek Kozmos se risinden 1400'ü aşkın uydu fırlatılmış ve bunların dörtte üçü, askeri amaçlı olmuştur. Soyuz füzeleri ta rafından yörüngeye yerleştirilen Salyut uzay istasyon ları, füzeler ya da katil uydular için bir kalkış rampası olarak kullanılabilir. Aynı zamanda bu üslerdeki uzay adamları, düşman uyduları yakalayabilir, ya da yük sek enerjili laser ışınları kullanabilirler. Amerikalılar, uzay mekiğinden çektikleri fotoğraflar la, Sovyetlerin yeni uzay girişimleri konusunda bilgi ler elde etmişlerdir. Tyuratam füze atış merkezine ait

olan bu fotoğraflar, Sovyetlerin kendi uzay mekikleri için 68 m. uzunluğunda bir füze inşa etmekte olduk larını ortaya koymuştur. Geliştirilmiş olan 100 m. boyundaki bir füze ise, 150 ton ağırlığındaki bir yükü yörüngeye oturtabilecek güçtedir. Bu, Amerikalıların aya insan indirmekte kullandıkları, 127 ton ağırlığı taşıyabilen Satürn 5 füzelerinden daha fazladır. An cak Amerikalılar, 11 yıl önce Satürn 5 yapımına son vermişlerdir ve yeniden üretime geçilmesi yıllar ala caktır. Amerikan uzay mekiği ise 30 ton taşıyabil mektedir. Sovyetler bu füzeyi, hem 1990'larda sürekli insan barındıran bir uzay istasyonu kurmakta, hem de uzay laser platformlarını fırlatmakta kullanabilecek lerdir.

1984 başında Başkan Reagan, Amerikalıların da bir uzay istasyonu kurmaları için gereken yeşil ışığı yak mıştır. ABD Savunma Bakanlığı'nın 1985 Uzay büt çesi 8,4 milyar dolar, Ulusal Havacılık ve Uzay örgütü' nünki (NASA) 7\5 milyar dolardır. SSCB'nin uzay harcamalarının ise ABD toplamından yaklaşık % 50 daha fazla olduğu düşünülmektedir.

2. KİNETİK ENERJİ SİLAHLARI

Işın silahlarına geçmeden önce, karşı uydu silahı ola rak kullanılabilecek, fakat daha çok balistik füzelere karşı düşünülmüş bir silah çeşidine göz atmak yerinde olur. "Kinetik enerji" (KE) silahları, uzun dalga boylu kızılötesi yönlendirme sistemleri olan küçük araçlar dır. Bu araçlar, dünya yörüngesine yerleştirilmiş ram palardan fırlatılır ve kimyasal bir patlayıcı ile ya da çarpma etkisiyle düşman ICBM'sini yok ederler. Sov yetlerin Kozmos 1267 uydusu, böyle bir KE silahını denemiştir. Bu füzeler için Amerika'da geliştirilen bir tasarım, elektromanyetik alan değişimleri sayesinde bu araçlara ivme verebilen, yörüngeye oturtulmuş raylı bir toptan fırlatılmalarını öngörmektedir.

ABD'de 10 Haziran 1984'te yapılan bir denemede ise bir Minuteman balistik füzesi, gene bir Minuteman fü zesiyle yerden fırlatılan bir Hedef bulma Aracı tara fından yok edilmiştir. Bu tasarımda 5 m çapında bir çelik ağı, aracın etkinlik menzilini arttırmıştır M H V nin son anlardaki etkinliğini ölçmek için, füzesi kasıt lı olarak vurma rotasından 20 mil sapmalı fırlatılmış tır. Bu durumda bile, çelik ağa gerek kalmaksızın di rekt çarpışma elde edilebilmiştir.

Elektromanyetik Fırlatıcı

Elektromanyetik enerji kullanılarak raylar üzerinde hareket eden bir cisme çok yüksek hızlar kazandırma düşüncesi, ilk kez bundan 50 yıl kadar önce, uzaya ci sim fırlatma ile ilgili olarak düşünülmüştür. Bunun dı şında bugün bilinen iki yöntemle cisimlere yüksek hız

kazandırabilir: Tabanca ya da toplarla ve füzelerle. Kimyasal bir patlayıcının ateşlenmesiyle oluşan gaz basıncı sonucu, tabancalardan saniyede 2 kilometre hızla mermi atılabilmektedir. Ancak bu hız, yerçeki minden kurtuluş hızı olan 11 km/sn'den çok küçük tür. Ayrıca ilk anlarda mermiye verilen ivme, yerçeki mi ivmesinin 150 bin katı kadardır (150 000 g).

Füzeler ise genleşen bir gazın etkisiyle sınırlı değildir ler; tepkime kütlesi atılmağa devam ettikçe hız kaza nabilirler. Genellikle 5 6 km/sn'lik bir itiş sağlarlar. Fakat bu iş için, kendi yakıtlarını ve yanmayı sağla yan motorları da beraberlerinde taşımaları gerekmek tedir. Bunun sonucu olarak, örneğin Avrupa Uzay Ajansı'nın Ariane füzesi, uzaya yerleştireceği paketin 132 katı bir "ölü ağırlık" taşımaktadır. Bunun sonucu 1 kg'lık bir yükü alçak yörüngeye oturtmak, 20 bin dolar tutmaktadır.

Öte yandan elektromanyetik bir fırlatıcı kullanılabil se, gerek ağırlık, gerek yakıt ve gerekse gider açısın dan büyük tasarruf sağlanabilecektir. Bu iş için bir fü zenin yalnızca birinci kademesi yerine böyle bir aygıt kullanmak bile yeterli olabilir. Eğer fırlatıcı, füzenin geri kalan iki kademesini 2 km/sn hıza eriştirebilse, fırlatılacak kütlenin % 70'ine gerek kalmaz ve bir ton luk bir paket, sadece 15 tonluk bir füze ile fırlatılabilir.

Tekrar tekrar kullanılabilecek olan böyle bir raylı to pun, 200 400 milyon dolar arasında tutacağı ve yirmi yıllık bir amortisman süresi için kg başına 3000 dolar masraf gerektireceği hesaplanmıştır.

Amorti olduktan sonra ise yörüngeye yük atma masra fı 1400 dolar/kg'a düşecektir. Bu değer Uzay Mekiği için 2300 dolar/kg dolaylarındadır. Eğer birgün bu toplar 150 kg/sn'lik bir hıza erişebil i rlerse.dötery um ve tritium bilyeciklerini birbirine fırlatarak termonük leer füzyon (birleşme) gerçekleştirmede de kullanıla bileceklerdir.

Çalışma İlkesi

Elektromanyetik fırlatıcılar, çok basit bir ilkeye daya nırlar: Fırlatılacak cisim, olağan durumda elektriksel olarak birbirinden yalıtılmış ve bir güç kaynağının uç larına bağlanmış olan iki ray arasında, köprü kurarak devreyi tamamlar. Bir raydan ileri yönde, diğer ray dan ters yönde akan elektrik akımının oluşturduğu manyetik alan, cismi giderek artan bir hızla ileri doğ ru iter.

İvmeyi yaratan kuvvet (Nevvton olarak), ray akımının (Amper) karesi ile rayların birim uzunluk başına en düktansının (Henry/metre) çarpımının yarısına eşittir. Raylar için tipik endüktans 0,5 mikrohenry/m oldu ğundan, çok yüksek akımlara gerek vardır. Buna kar şılık gerilim, yüksek olmamalıdır.

Toplu bir tabancanın gazında olduğu gibi, manyetik alan genleştikçe enerji kaybeder ve itici gücü azalır. Bunun sonucu geleneksel bir raylı top, bir tabancaya benzer biçimde % 20 30 verimle çalışır. Ancak eğer ray, parçalara bölünür ve her parça cisim kendi üzeri ne geldikçe ateşlenirse, başlangıçta depo edilen elek trik enerjisinin % 9O'ı kinetik enerjiye dönüşme şansı bulur. Bu durum, bir tabancadaki gazın itici gücünün, tabancanın her noktasında azaltılmadan kullanılabil mesine benzer.

Elektromanyetik raylı top teknolojisi, ancak 1970' lerde geliştirilmeye başlanmıştır. Bu alandaki ilk ça lışmalar bile çok ümit vericidir. Avustralya'lı bir grup araştırıcı, 5 metrelik bir top kullanarak, 3 gramlık ağırlıklara 6 km/sn hız kazandırabilmiştir (Çizim 5). Bu, 330 OOOg'lık bir ivmedir. ABD'de 2 gr'lık bir ağır lık 5 metrelik bir topla, kurtuluş hızı olan 11 km/sn' ye eriştirilmiştir. Westinghouse Şirketinin 15 megajul depolayan sistemi, 317 gr'lık bir cisme 4,2 km/sn hız kazandırabilmiştir. Sovyetler Birliği'nde ise V.N. Bon daletov, değişik bir yaklaşım kullanarak, 2 gr'lık ağır lıklara 1 cm içinde 1 km/sn hız kazandırmıştır. Bura da ivmenin en yüksek değer 20 milyon g'yi, başka de neylerde ise 100 milyon g'yi bulmuştur (9).

"•»iı lop

^3^>

Mırm (CHastlK MİPCÜk) \ # # ^ ^ / ^

Raylar arası sigorta

Tet İteleme raylı topu \

* S?

r A1

«fctum ^ ^ ^ 9 endüktansı ^— Eksen fırçası

Cr.

generatör (manyetik alan eksen yönünde)

Çizim 5. Elektromanyetik raylı top. Avustralya'da geliştirilen tasarımda, eşkutuplu (homopolar) bir üreteçte üretilen akım, bir endüktans ya da bobinde depolanmaktadır. Topla aynı il keye göre çalışan bir tetikleme sürgüsü, ileri doğru itilir. Sür gü raytı topa ulaştığında, bobindeki enerji raylı topa boşaltı lır. Elektromanyetik enerjinin etkisiyle mermi, artan bir hızla ileri doğru itilir. Top namlusunu ardarda parçalardan yapıp her parçayı mermi üzerine geldikçe ateşlemek, verimi % 9O'a ulaştıracaktır.

Askeri Uygulamalar

Çok yüksek hızlı toplar, özellikle düşman balistik fü zelerinin ilk fırlatılış aşamasında yararlı olacaklardır. Fırlatılacak cisimlerin nükleer olmayan yok etme me kanizmaları, füzelere en az 3 5 metre yaklaşabilmele rini gerektirmektedir. Bu ise ancak kızıl ötesi hedef bulma ile sağlanabilir. Bu nedenle bu cisimler, "min

yatür hedef bulma aracı" (MHV) nitelikli olmalıdır. Böyle bir MHV'nin 2 kg ağırlığında olduğunu ve pra tikte 8 km/sn hızla hareket edeceğini düşünürsek, bu varolan teknolojiden yalnızca 20 çarpan uzaklıktadır. Üstelik bu araç, çok kısa yanma süreli ICBM'lere kar şı bile etkin olabilecektir. Bu tür 100 adet uydu to pun, ilk savunma perdesi için yeterli olacağı düşünül mektedir. 20 km/sn hızı ise varolan teknolojiden 2 çarpan uzaktadır. ABD Savunma Bakanlığı bu konu ile ancak son beş yıldır uğraşmaktadır ve yalnızca 25 milyon dolar harcamıştır. Durum böyle olduğu halde elde edilen sonuçlar, umulanın çok ötesinde olmuştur. Gene, bir MHV'nin 100 bin g dolaylarında bir ivmeye dayanabilmesi gerekmektedir. Oysa taktik sistemler daha şimdiden 20 bin g ivme altında çalışabilmekte dir.

KE Silahları ne şekilde kullanılacaklardır?

Yukarıda, bir ICBM'nin uçuşunun üç bölümde ele alı nabileceğini görmüştük. Füzenin ilk fırlatılış aşaması, 200 300 sn. sürer ve füze bu süre zarfında, uydular ta rafından kolaylıkla saptanabilecek bir kızılötesi "imza" bırakır. Bu süre sonunda, çok sayıda MIRV başlıkları "saçılır". Bu başlıkların sayısı füzesine göre, 3 ya da 10 tane olabilir.

İşte KE Silahlarının en önemli uygulaması buradadır. MIRV'lerin birbirlerinden fazla uzaklaşmadan yok edilmeleri, hatta eğer mümkünse bunlar salınmadan önce ICBM'nin ortadan kaldırılması gereklidir. Bunun için dünya yörüngesine yerleştirilmiş bir elektroman yetik top ateşlenerek bir MHV fırlatır. MHV, temel yapı olarak çok geniş bir alanda bilye saçabilen bir bilyeli bombadan oluşur. Bomba füzenin yakınına gel diğinde patlayarak bilyeleri saçar. Her bilye, çarptığı başlığa birkaç megajul'lük bir enerji aktarır; bu ise başlığın yok olması için yeterlidir (Çizim 6).

ICBM'nin uçuş ve atmosfere giriş aşamalarında da benzer MHV'ler kullanılabilecektir. Ancak bunlar, yer den uzaya fırlatılan roketlerle gönderilecektir. Burada en büyük sorun, nükleer bomba taşıyan gerçek başlık larla, karşı tarafın yanıltma amacıyla kullandığı ma ket başlıklar arasında ayırım yapabilmektedir. Bunun için çeşitli laser, radar ve optik (kızılötesi) sistemlerin uygulanabilirliği araştırılmaktadır.

Sonuç olarak, KE teknolojisi hem ucuz, hem de kolay bir teknoloji olarak karşımıza çıkmaktadır. 1990 yılı na dek, bu alandaki en önemli teknik zorlukların aşıl mış olacağı umulmaktadır (10).

Saldırı güçlerini son yirmi yıldır giderek arttırmaya yönelmiş olan süper devletler, savunmaya hiç ağırlık vermedikleri için, güvenlikleri giderek azalmıştır. Bu akım artık tersine dönmektedir ve KE silahlarının,

"balistik füze savunma" (BMD) perdesi oluşturacak biçimde, yakın bir gelecekte devreye girmeleri bekle nebilir.

Güc katı Konum ayar roketi Ana 9üç kaynağı

Cok yüksek hızlı MHVIer

Fırlat ıcı

Çizim 6. Cok yüksek hızlı top, kolaylıkla geliştirilebilecek bir teknolojiye sahiptir ve geliştirilmesi, çok az masraf gerek tirecektir. Bu yöntemle mermiler, 25 km/sn hıza eristirilebile cektir.

3. YÖNLENDİRİLMİŞ ENERJİ (IŞIN) SİLAHLARI Artık, ABD Başkanı Reagan'ın geliştirilmeleri için çağrıda bulunduğu gerçek "Yıldız Savaşları" silahları na eğilebiliriz. Bunlar, yönlendirilmiş enerji silahları ya da ışın silahlarıdır. Bunlar da kendi aralarında ikiye ayrılırlar: Parçacık ışın silahları ve Laser silahları. Aşa ğıda bunları ayrı ayrı inceleyeceğiz. Ancak bunu yap madan önce, ikisi arasındaki temel farkı ortaya koy mak yerinde olur. Bir parçacık ışını, atom ya da atom altı büyüklükte parçacıklardan oluşan, çok yüksek yoğunluklu ve çok yüksek gerilimli bir demettir. Bu parçacıklar yük taşıyabilirler (proton, elektron ya da hidrojen iyonları gibi) ya da yüksüz olabilirler (nötron ya da hidrojen atomları gibi), özellikleri, çok sayıda ve çok hızlı ol malarıdır.

Bir laser ışını ise, tek frekanslı ve aynı fazda olup, bir birine tamamen paralel olarak ilerleyen elektromanye tik dalgalardan oluşur. Dalgalar arasındaki bu uyum, onların normal ışıktan ya da başka cins uyumsuz ener jilerden çok daha büyük etkinliklere sahip olmalarını sağlar.

İki cins ışın silahı arasındaki bu temel farklılığı gör dükten sonra, bunların teker teker incelenmesine ge çebiliriz.

A) PARÇACIK IŞIN SİLAHLARI (11,12)

Proton, nötron, elektron gibi parçacıklar, yüksek ener jili bir laserden daha farklı bir vuruş etkisine sahiptir ler. Hedefle etkileşimleri, bir laser ışınından daha yı kıcı olabilir. Ayrıca böyle bir ışın, kötü hava koşulla rını daha kolaylıkla yenebilir.

Onlarca yıldır fizikçiler, temel parçacık hızlandırıcıla rı tarafından yüksek hızlara ulaştırılan yüklü ya da yüksüz parçacıkların, yıkıcı boyutlarda enerji taşıya bileceklerinin farkındadırlar. Bazı durumlarda bu par çacıklardan oluşan bir ışın, zırhlı elektronik devrelere zarar verebilir, ya da bir maden parçasını eriterek bir delik açabilir. Ancak, bu ışınların askeri amaçlarla kullanılması, ilk kez 1970'li yılların sonlarına doğru düşünülmüştür. Hem ABD'nin hem de SSCB'nin bu alanda yoğun çalışmaları vardır. Yarattıkları etki açı sından bu silahlar, düşman füzesine yıldırım darbeleri yağdırmaya benzetilebilir.

Parçacık ışın silahları ve daha genelde ışın silahları, daha önceden bilinen savaş gereçlerinden temel bir bi çimde ayrılırlar. Yıkıcı enerjiyi hedefe bir mermi veya füze ile ileten patlayıcı bir başlık, burada söz konusu değildir. Bunun yerine, büyük sayıda atom ya da atom altı parçacıkların kinetik enerjisi arttırılır ve sonra, toplu halde hedefe yöneltilirler. Hedefe ulaşan parçacıkların büyük bölümü, atom içindeki ve atomlar arasındaki boşluklardan geçip giderler. Bu geçiş sıra sında hedefteki elektronlara, parçacıkların enerjisinin bir bölümü aktarılır. Bu enerji, sonuçta kendini ısı ola rak belli eder. Eğer parçacıkların sağladığı enerji gir disi, hedefin enerji kaybından daha hızlı ise, hedef ya eriyebilir ya da ısınma sonucu çatlayabilir. Bu sayede bir füzenin "derisi" delinebilir, nükleer başlıktaki te tiklemeyi sağlayan kimyasal patlayıcı patlayabilir ya da hedefin güdümüyle ilgili elektronik devreler zarar görebilir. Böylece ışın silahları, alışılagelmiş silahlar dan üç önemli açıdan ayrılmaktadırlar: İlk olarak yı kıcı enerjiyi, küresel bir patlama ile her yöne eşit ola rak saçacakları yerde, hedef üzerinde belli bir alana odaklarlar. Bu yüzden, görevlerini yapabilmeleri için, doğrudan doğruya hedefi vurmaları gerekmektedir. İkincisi, alışılmış silahlardan farklı olarak, parçacıkla

rı hedefe götüren enerji ile yıkım yaratan enerji aynı enerjidir. Son olarak, bir füzenin en yüksek hızı, an cak ses hızının birkaç katı olabilirken (1500 m/sn), ışın silahlarının yıkıcı enerjisi ışık hızıyla (300 milyon m/sn) ya da buna yakın bir hızla hareket eder.

ÇALIŞMA İLKESİ

Herhangi bir yüklü parçacık, bir gerilim düşümü ala nında kaldığında, bu gerilim düşümüne eşit bir kinetik enerji kazanarak hızı artar. Böylece bir milyon voltluk bir gerilim farkından geçirilen bir proton ya da elekt ron, bir milyon elektron voltluk (1 MeV, ya da 1,6 x 10~13 Jul'lük) bir kinetik enerji kazanır. Ayrıca man yetik alan yaratan mıknatıslar yardımıyla, odakla nıp yoğunlaştırılmaları da mümkündür, öte yandan yüksüz parçacıklar bu biçimde hızlandırılıp odak lana mazlar. Bu nedenle, bir hızlandırıcıdan çıkan yoğun proton ışınıyla bir hedefi döverek yüksek enerjili nöt ronlar elde etmek mümkün olduğu halde, bu nötron lar odaklanıp bir hedefe yöneltilemezler, öte yandan eksi yüklü hidrojen iyonlarını yukarıdaki biçimde hız landırıp odakladıktan sonra, onları düşük yoğunluklu bir gaz içinden geçirerek nötrleştirmek ve böylece, yüksüz bir parçacık ışını elde etmek olasıdır.

Bugüne dek geliştirilmiş olan parçacık hızlandırıcıları, iki ana başlıkta toplanabilirler: 1) Çok yüksek enerjili, alçak akımlı ışın üretenler ve 2) Düşük enerjili, yüksek akımlı ışın üretenler.

Birinci tip hızlandırıcılarda Radyo Frekansı (RF) üre teç lerince üretilen hareketli bir elektromanyetik dal ga, bir grup parçacığı önüne katıp sürükler. Bu, bir de niz dalgasının bir tahta parçasını sürüklemesine benzer.

Parçacık ışın silahları için gerekli olan ikinci tür hız landırıcı, ışınların ortasından geçtiği simit biçiminde, manyetik maddeden yapılmış bir halka gerektirir. Bu halkanın manyetik alanını hızla değiştirmek, parça cıkları ileri iten bir elektrik alanı yaratır.

Parçacık sayısı çok yüksek olmak zorunda olduğun dan, bir ışın silahı, ikinci tipten bir hızlandırıcı gerek tirir, örneğin bir Amper'lik bir akım, saniyede 6x 1 0 1 8 yüklü parçacığın akışına eşittir. Böylece her parçacı ğa 1 GeV (Giga elektron volt: milyar elektron volt) enerji veren ve ışın akımı 1 Amper olan bir hızlandırı cının güç çıkışı, 1 GW'dır (gigawatt). Toplam enerji, güçle zaman süresinin çarpımına eşit olduğundan, sa niyenin milyonda biri kadar süren 1 GVV'lıkbir "vuruş", tam 1000 jul'lük enerji taşır. Gerçekte ışın silahları nın enerjisi de yüksek olmalıdır. On milyonlarca amper lik,birkaç GeV'lik hızlandırıcılar gereklidir. Ancak bu, henüz ulaşılamayan bir hedeftir. Bu amaca ulaşmak için, birinci ve ikinci tip hızlandırıcıların birlikte kul lanıldıkları bir düzenek de düşünülebilir.

Atmosfer içindeki uygulamalar için, birkaç jet moto runa bağlı uygun nitelikli generatörler, istenilen ener jiyi sağlayabilir. Uzayda ise enerji kaynağı,füze ekso zuyla sürülen üreteçlerdir. Bunlarda yakıttan güce dö düşüm verimi, % 20 dolaylarındadır. Aynı amaçla kimyasal patlayıcılar da kullanılabilir. Nükleer patlayı cılar ise, her şeyi buharlaştırmadan önce, ancak bir kez kullanılabilir.

Burada önemli olan nokta, enerji kaynağından hızlan dırıcıya enerji aktarımını sağlayabilmektir. Bu amaçla kapasitör gruplarının kullanılması uygundur, fakat ge rekli olan birkaç yüz megajul'lük enerjiyi depolayacak kapasitörler, henüz geliştirilmemiştir. Bu, manyetik enerji depolayan endüktörler için de geçerlidir.

Bunun da ötesinde, birazdan göreceğimiz gibi, parça cık silahları saniyede birkaç bin kez ateşlenebilmeli dirler. Bunu sağlayacak anahtarlar, henüz geliştirile bilmiş değildir.

Çok yüksek akımlı ve kısa süreli vuruşlar sağlayan "doğrusal endükleme hızlandırıcısı", hem ABD hem de SSCB tarafından geliştirilmiştir. Bu tür bir araçta hızlandırıcı gerilim, bir trafo ikincil sargısının uçların dan beslenen bir aralık içinde gerçekleştirilir. Trafo nun birincil sargısı, yüksek gerilimle doldurulmuş bir kapasitöre bağlıdır. Ancak trafo kuplajında (coupling) demir ve ferrit çekirdekler gerektiğinden, bu sistem çok ağır ve hantaldır. 1 GeV'lik bir ışın oluşturacak böyle bir hızlandırıcı,günümüz teknolojisiyle 500 met re uzunluğunda ve 250 ton ağırlığında olmak zorun dadır.

IŞIN TÜRLERİ

Yüklü parçacıklardan oluşan ışınlar, uzayda fazla işe varamamaktadırlar. Taşıdıkları yük, dünyanın manye tik alanı tarafından saptırılmalarına ve hedefi şaşırma larına yol açar. Ayrıca kendi aralarında birbirlerini it meleri, ince bir ışın demetinin kısa sürede işe yaramaz derecede genişlemesine neden olur. Bu nedenle uzay uygulamaları için yüksüz parçacıklar (iyon halindey ken hızlandırılıp sonra yükü giderilen hidrojen atomla rı) düşünülmektedir, öte yandan bu durumda bile çı kış çapı 2 cm olan bir ışmın hedefteki çapı, 1000 km' lik bir uzaklık için 20 metre olur.

Atmosfer içinde ise, yüklü parçacıkların ilke olarak işe yarayacağı benimsenmektedir. Bu iş için elektron ların kullanıldığını varsayalım, önce elektronlardaki enerji, ışın hattı üzerindeki hava moleküllerini ısıtır ve iyonlaştırır. Bu artı yüklü iyonlar bir yandan ışının elektrik alanını azaltırken, öte yandan elektronların akışından doğan manyetik alan, elektronların birbirle rini itmelerini ve ışının genişlemesini önler. Ancak

ışın üzerindeki toplam etki, gene yayılmasını sağlar. Örneğin çıkış çapı 4 cm olan 500 MeV'lik bir elekt ron ışını, bir kilometre uzakta 132 metrelik bir çapa erişir, enerjisi de çıkış enerjisinin % 6'sına düşer. Bun dan başka, işleyişleri henüz tam olarak anlaşılmayan mağnetohidrodinamik dengesizlikler, uzun ışınların sosis zinciri gibi boğumlanmalarına ya da hortum gibi kıvrılmalarına yol açabilir.

öte yandan, ardarda öncü vuruşlarla ışın hattı üzerin deki hava ısıtılıp uçurulabilir ve geride, örneğin 0,1 atmosfer basınçlı seyrek ve sıcak havadan oluşan bir kanal bırakılabilirse, bu kanal içinde sonradan gelen ışın vuruşları, daha az dağılma ve enerji kaybıyla ileti lebilirler. Olay temelde, silahtan hedefe uzanan bir ha va deliği ya da "boş hava koridoru" açmak ve sonraki vuruşlar için, bu kanalı kullanmaktır. Bu taktirde he defteki ışın çapı, silah çıkışındakinin yalnız üç katıy la ve enerji kayıpları, % 20 ile sınırlanabilir. Kanalı açan öncü, bir laser ışını da olabilir. Atmosfer içinde bu yöntemin etkili olabilmesi için, saniyede birkaç bin vuruş üretilebilmesi gereklidir.

KULLANIM ALANLARI

Parçacık ışınlarının askeri amaçlarla özellikle üç alan da kullanılması düşünülmektedir: 1) Balistik füzelere karşı, fırlatılışları sırasında savunmada, 2) Balistik fü zelere karşı, hedefe yaklaştıkları sırada savunmada, 3) Seyir füzelerine ve diğer füzelere karşı deniz savun masında. Bunların dışında, karşı uydu silahı olarak da kullanılabilecekleri ortadadır (Çizim 7).

Balistik füzelere karşı ilk fırlatılış aşamalarında etkili olacak parçacıklı silahların, yerküre etrafında yörün geye oturtulacak büyük uydulara yerleştirilmeleri ge reklidir. Bu uydular, düşmanın hem karadaki füze si lolarında bulunan ICBM'lere, hem de denizde atom denizaltılarından fırlatılan balistik füzelere (SLBM) karşı savunma sağlayabilmelidir. Eğer ışın silahı jeo senkron bir yörüngeye yerleştirilirse, daima aynı böl genin üzerinde kalacak ve yerkürenin bütün bölgelerini denetlemek için 2 3 uydu yeterli olacaktır. Fakat bu uzaklıktan, hedefi vuracak odaklanmada ışınlar gön dermek çok zordur. Bu nedenle silahlar, çok daha al çak yörüngelere, yerkürenin 1000 2500 km uzağına yerleştirilmelidirler. Fakat bunun da iki sakıncası var dır: Hem uyduların denetim alanı çok küçülecektir, hem de uydu, yerdeki bir noktaya göre hareket halin de olacaktır.

1000 km uzaklıktan yeryüzünde karşı tarafın kullana bileceği bütün füze rampalarını sürekli denetleyebil mek için, 150 uyduya gereksinim vardır. Ancak her

ELEKTRtK MÜHENDİSLİĞİ 315 316

Oenetlı. .1 , „ , : YerkUreni n

/l

" ' y S r ü n d k 1 «"«er

Denetim a l a n ı : Yerkürenin binde S'i

ir'. Füze s i l o l a r ı

Çizim 7. Parçacık 15ın silahlarının dört ayrı uygulama biçimi görülmektedir. Birinci uygulamada, jeosenkron yörüngede (yerden 40 bin km yükseklikte) iki uydu, kuramsal olarak dünyanın neresinden fırlatılırlarsa fırlatılsınlar, uluslararası ba listik füzeleri atmosferden çıkışlarında vurabilirler. Bu silah sistemleri ayrıca başka uydulara, yörüngedeki bombalara ya da düşman uzay araçlarına karşı kullanılabilirler, ikinci bir uygulama, yere yakın yükseltilerde (1000 2500 km) yörünge lendirilmiş 150 kadar uydudan oluşan bir uydu filosu kur maktır. Bu tür platformlara komutlar, jeosenkron röle uydu ları ile iletilebilir, üçüncü bir olasılık, atmosferin dışına çık mayan ya da diğer savunma perdelerini aşarak yeniden at mosfere girin füze ve başlıklara yüklü parçacıklardan oluşan bir ışın gönderecek, yerde üslenmiş bir parçacık ısını sistemidir. Bu durumda parçacıklar, hedefe varana dek atmosfer içinde bir "tünel" açacaklardır. Son olarak gemilerin bir parçacık işin topu taşımaları ve bunu, seyir füzelerine ya da havadan atılan füzelere karşı kullanmaları düşünülebilir. Bütün bunlar, henüz varolmayan teknolojik atılımların gerçekleştirilmesini gerektirmektedir. Ancak bu durumda bile birtakım basit ön lemler, bu tür silahları etkisiz bırakabilir.

hangi bir anda bu uydulardan yalnızca bir tanesi, kar şı tarafın füzelerinin yoğun bir biçimde bir arada bu lunduğu bölgenin üzerinde bulunacaktır. Böylece bir

kütle saldırısı durumunda aynı anda fırlatılacak olan 1400 küsur ICBM'ye karşı, bu bir tek uydu yanıt ver mek zorundadır. Öte yandan ışın silahı, ışın dağılması nedeniyle füze atmosfer içindeyken kullanılamaz. Fır latılış süresini 300 sn ve atmosferden çıkış süresini bu nun beşte biri olarak varsayarsak, uydunun 1000 ICBM'yi 240 saniyede, ya da her ICBM'yi, bir saniye nin dörtte birinden daha kısa zamanda yok etmesi ge reklidir (Çizim 8). Bu süre içinde uydunun:

Her hedefi saptaması, belirlemesi ve izlemesi, Parçacık ışınını nişanlayıp ateşlemesi, Hedefteki yıkım derecesini değerlendirmesi, Gerekirse yeniden nişan alıp hedefi vurması gerek mektedir. Her ICBM için ortalama iki vuruşun öldürmeyi garan tileyeceğini varsayarsak, böyle bir sistem her saniye en az on vuruş üretebilmelidir. öte yandan bin kilo metre uzaklıktan on metre uzunluğunda bir füzeyi vurmak, yüz binde bir oranında açısal dakiklik gerek tirir. Bu ise bugünkü radar sistemleri için olanaksızdır. Yukarıdaki amaçları gerçekleştirecek bir silah sistemi, şu parçalardan oluşacaktır

Hedefleri saptayacak, belirleyecek, izleyecek ve saldırıdan sonra verilen zararı değerlendirecek ra darlı, kızılötesi ya da optik algılayıcılar, Işını üreten bir parçacık hızlandırıcısı, Hızlandırıcıya enerji veren bir güç kaynağı, Hızlandırıcının çıkışındaki nişan alma aygıtlarının algılayıcılarla bağlantısını kuran ve hedefin izlen mesini sağlayan denetim aygıtları, Uzaydaki bir silah için, yerle iletişim bağlantısını kuran ve yerden işletilmesini sağlayabilen bir ko muta denetim iletişim (C3) bağlantısı.

Böyle bir silahın enerji yoğunluğu ve şiddeti hangi dü zeylerde olmalıdır? Bin kilometre uzaktan gözlenebi lir hasar yaratabilmek için, ya füzenin yakıt depoları nın duvarı delinmeli, ya da nükleer başlıktaki kimya sal "tetikleyici" patlatılmahdır Birincisi için ısıtılan maddenin santimetre kübü başına örneğin 2 bin Jul, ikincisi için 200 J/cm3 gereklidir.

Hedefe bir milyon cm2'yi "aydınlatan" 200 MeV'lik bir parçacık ışını düşünelim. Bunun büyük bir bölü mü, hedefe çarpmayacak ve kaybolup gidecektir. 200 MeV'lik bir proton, hafif bir madde içinde katettiği

her santim yolda 1 0 ~ 1 2 J enerji bıraktığından, 200 J/cm3 enerji aktarabilmek için hedefin her cm2'sine 2 x 1 0 ı s parçacık ulaşmalıdır. Işın homojen oldu ğundan, toplam parçacık sayısı 2 x 1021 dir. Demek ki, ışının toplam enerjisi, 6 x 101 ° J olmalıdır.

Işının gücü ise, hedefi etkilemek için ne kadar zaman bulunduğuna bağlıdır. Eğer ışın hedef üzerinde 1 sa niye tutulabilecekse, 6 x 1 0 1 0 W'lık bir ışın işi görür. Fakat eğer yalnızca onda bir saniye varsa, o zaman ışın gücü, on katına çıkartılmak zorundadır. Bu ise bugünün teknolojisinin epey ötesindedir.

Şimdi de güç kaynağını ele alalım. Bir saniye süreyle 6 x 1 0 ' ° Wlık bir ışın sağlayabilecek güç kaynağı, fü ze motorlarından ya da yüksek patlayıcılardan sağla nabilir. Füzeler için kaynaktan ışına enerji dönüşüm verimi % 10 20 kadardır. Bu ise saniyede birkaç on ton katı yakıt harcanmasını gerektirir. Yüksek patlayı cılara gelince, bunlardaki enerji 4000 J/gr. kadardır ve dönüşüm verimi % 40'tır. Belirtilen nitelikte bir ışını besleyebilmek için, vuruş başına 1,5 x 1 0 1 1 J, ya da manyetik generatörler içinde her saniye 37,5 tonluk patlayıcı patlatılması gerekmektedir.

RtllE UYDUSU = ARACILISI İLE = İLETİŞİN

LASER SİLAHI UYDUSU

= YER DENETİM İSTASYONU

Çizim 8. Bir laser uydusunun ya da bir parçacık ışın silahının karşı karşıya kalacağı durum, yukarıda görülmektedir. Işın si lahı yerden en az bin kilometre yüksekteki bir yörüngede bu lunacaktır. Bir saldırı anında en az bin füze birden fırlatılacak ve yörüngedeki diğer uydu silahları çok uzakta oldukların dan, o anda bölge üzerinde bulunan ışın silahı, bu bin füzenin tamamını çok kısa bir süre içinde etkisiz bırakmakla yükümlü olacaktır.

Kızılötesi algılayıcılar, füzeleri saptayıp izleyecekler, başka al gılayıcılar ise yanılgı payını (yanılma uzaklığını) hesaplayacak ve füzelere verilen zararı saptayacaklardır. Daha yüksek bir yörüngede bulunan bir röle uydusu, yerle iletişim bağlantısını sağlayacaktır. Laser uydusuna karşı alınabilecek önlemler re simde görülmemektedir. Ancak bu koşullarda bile fiziksel ve teknolojik kısıtlar, böyle bir silahın çok zor gerçekleştirilebil mesine yol açacaklardır.

öte yandan ICBM'nin içindeki elektronik bilgisayara hasar vermek için, 100 kat daha zayıf bir ışın yeterli dir. Bu durumda yalnızca saniyede yüzlerce kiloluk patlayıcı, yeterli olabilir. Ancak bilgisayarı arazılanır sa bile bu, füzenin zararsız hale geldiği konusunda uzaktan gözlenebilen bir bilgi vermeyebilir. Bu neden le "kesin öldürme" seçeneği,mümkün olan her durum da tercih edilecektir.

Bütün bunlar, bir parçacık ışın silahının karşı balistik füze (ABM) uygulamalarında ne kadar büyük zorluk larla karşılaşacağını ortaya koymaktadır. Silahın, ICBM hedefe yaklaştığında ya da denizde seyir füzele rine karşı kullanılması da benzer zorluklarla doludur. Bunların ötesinde düşman, basit ve ucuz karşı önlem lerle ışın silahını etkisiz bırakabilir. Işın hattı üstünde ya da yakınında nükleer olan ya da olmayan bir patla ma, özellikle atmosfer içinde, ışın hattını altüst etme ye yeterlidir, öte yandan bir duman perdesi, maden kırpıntıları ya da yanıltma maketleri de son derece et kin olabilirler.

ABD'de 800 MeV'lik ve 1 milyon amperlik bir fiziksel araştırma hızlandırıcısında 1 0 1 8 J/steradyan/sn.lik enerjiler elde edilmiştir (Bkz Çizelge 1). Bu, elektro nik devrelerin sertleştirilme düzeyine bağlı olarak,

elektronik öldürme için gerekli olanın on katı ile, yüzde biri arasındadır, öte yandan pratik yapısal öl dürme için, bu gücün 100 ila 1000 kat arttırılması ge rekecektir.

Sonuç olarak, parçacık ışın silahları, daha pek çok teknolojik gelişmeler gerektirmektedirler ve yakın bir gelecekte uygulamaya konulmaları beklenmemelidir. Bu yazıda kimi konuların derinliğine inilmemiştir, fa kat bu ayrıntılar, yukarıda anlatılmış olanları temelde değiştirecek nitelikte değildir.

B) LASER SİLAHLARI (14,15)

Şimdi, uzay silahlarının gözbebeği durumunda olan laser silahlarına geliyoruz. ABD Savunma Bakanlığı, uzun dalgaboylu kızılötesi ışınlar kullanan laserlerle 15 yıldan fazla bir süredir ilgilenmektedir ve bunların araştırılmasına 2 3 milyar dolar yatırmıştır. Ancak bunların hedef öldürme yeteneği, balistik füzeler için gerekli olandan henüz çok uzaktadır. Bu konuda kısa dalgaboylu laserler daha ümit vericidir, fakat bunların incelenmesine ancak son beş yıldı başlanmıştır. 1973 yılında ABD'de bir laser, pervaneli bir uçağı düşür mekte kullanılmıştır. Haziran 1983'teise yüksek ener jili bir laser, havadan havaya atılan 2,5 Mach (ses hızı

Çizelge 1. Çeşitli Işın Silahları İçin, Sertleştirilmiş Füze Dayanıklığı, Bugüne dek Elde Edilebilen Sistem Parlaklığı ve 3000 km'den Hedefi öldürmek İçin Gerekli Sistem Parlaklığı (13).

Uzay Laseri

Füze Dayanıklılığı Kilojul/cm2 5 30

Sistem Parlaklığı'* Jul/Steradyan/sn

3000 km Uzaklıktan Gerekli Parlaklık * Jul/Steradyan/sn

1Q21 22

Yerden Uzaya Laser Rölesi

Nötr Parçacık Işını

5 30 5 30

ıoi8

102l 22

Elektronik öldürme

1Q16 19

Yapısal öldürme

1020 2l

X Işını Laseri

5 20

ı021 22

* Steradyan:Çapı r olan bir kürenin yüzeyinde rxr'lik bir alanı "gören" ve çıkış noktası kürenin merkezinde olan uzay açısı.

ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 315 3 18

nın 2,5 katı) hızla hareket eden beş adet Sidewinder füzesini düşürmeyi başarmıştır. Gene Aralık 1983'te bir laser, sesten yavaş ve alçaktan uçan Exocet ben zeri bir füzeyi düşürmüştür ö t e yandan Sovyetler Bir liği, Sarişagan'da, çok MW gücünde bir karbon diok sit laseri üslendirmiş bulunmaktadır. Laser silahları da içinde olmak üzere ABD'nin ışın silahları bütçesi, 1984'te 322,5, 1985'te ise 489 milyon dolardır. Sov yetlerin yüksek enerjili laser programının ise, Ameri

kalılarınkinden 3 5 kat büyük olduğu tahmin edil mektedir. Bütün bunlar, Süperlerin ışın silahlarını ne ölçüde cid diye aldıklarının bir göstergesidir. Yazımızın bu bölü münde biz, laserlerin diğer bir askeri kullanım biçimi ni, mavi yeşil renkli laserlerin uçak ve uydularla de nizaltılar arasında iletişim bağlantısı kurmalarını ince lemeyecek ve dikkatimizi, laserlerin ışın silahı olarak kullanılmaları üzerinde yoğunlaştıracağız (Çizim 9).

o

N'

LASERLER

İlk laser, 1960 yılında yapılan bir yakut laseri idi An cak daha önceden 1958'de mikrodalga laserlerinde ("maser"ler), laserin çalışma ilkesi ortaya konmuştu. Bu ilkeyi kavrayabilmek için, atomun yapısına eğil memiz gerekiyor. Nicelikler Kuramı tarafından çürü tülmüş olmakla birlikte, bir atomun iç yapısını anla yabilmek açısından en basit model, bugün de Niels Bohr'un geliştirdiği atom modelidir. Bu modelde atom, bir güneş sistemine benzetilir. Merkezde, güneş yerine, proton ve nötronlardan oluşan bir çekirdek vardır. Tıpkı gezegenlerin güneş etrafında döndükleri gibi, elektronların da bu çekirdek çevresinde döndük leri varsayılır. Ancak belli bir atomdaki elektronlar, çekirdekten istedikleri her uzaklıktaki yörüngede dö nemezler. Yalnızca belirli enerji düzeylerine karşılık gelen yörüngelerde bulunabilirler Bir foton (elektro manyetik dalga paketi), yörüngelerden birindeki bir elektrona çarptığı zaman, elektron tarafından yutula bilir ve onu daha üst bir enerji düzeyine (daha dıştaki bir yörüngeye) itebilir. Ancak bunun olabilmesi için fotonun enerjisi, iki enerji düzeyi arasındaki farkı tam olarak karşılayacak değerde olmalıdır. Elektronların bulunduğu en düşük enerji düzeyine "taban düzey", daha yüksek enerji düzeylerine de "uyarılmış düzey" denir. Nasıl taban düzeydeki bir elektron bir fotonu yuttuğunda uyarılmış bir düzeye tırmanıyorsa, uyarıl mış düzeydeki bir elektron da, iki düzeyin farkı kadar enerjisi olan bir foton atarak (yayınım), taban düzeyi ne inebilir.

İnebilir, fakat bunu hemen yapması gerekmez. Uyarıl mış düzey, yarı kararlı olabilir ve yeni bir uyarı ol maksızın elektron taban düzeyine inmeyebilir. Nice likler fiziğinin en önemli (ve laserleri mümkün kılan) bir buluşu, düşmeden doğacak fotonla aynı frekansa (renge) sahip bir foton tarafından böyle bir atom uya rıldığında, elektronu aşağı düşürerek fotonu atmasına yol açtığıdır. Yayınım böylece uyarılabilmektedir. Ayrıca, yayman foton uyarıcı fotonla aynı yönde, ay nı kutupsallıkta ve aynı fazda olur. Kısacası bir foton, iki foton haline gelmiştir. Bu ikisi başka uyarılmış atomları "dürterek", dört, sekiz, onaltı, vs. fotonun "boşalmasına" yol açabilir. Söz konusu olan bir nü fus patlaması, optik alanda bir zincirleme reaksiyon dur.

Ancak bu işin olması, bazı kısıtlamalara bağlıdır. Her şeyden önce kullanılan maddenin böyle bir olaya el verişli olması gerekir. Sonra bütün atomlar, topluca boşalmayı sağlayabilecek şekilde uyarılmalı, bir ener ji kaynağı tarafından pompalanmalı ya da "doldurul malıdır". Bütün atomlar uyarıldığında, bir "nüfus ters dönmesi" sağlanmış olur.

Böyle bir maddeden oluşan bir silindir düşünelim. Bu silindirin iki ucunda birer ayna bulunsun ve yan yüze yinden bir enerji kaynağı ile beslensin Enerji kayna ğından uyumsuz frekansta ve yönde fotonlar gelse bi le, bunlar silindirden çıkarlar Sonuçta, aynalar ara sında gidip gelen ve her gidişinde daha güçlenen aynı fazlı ve dalga boylu fotonlar kalır. Bunlar ışıktan bir "duran dalga" oluştururlar. Yaptığımız bu aygıt, bir laser'dir. "Laser" sözcüğü de, "uyarılmış ışıma yayını mı ile ışık güçlendirilmesi" anlamına gelen İngilizce sözcüklerin baş harflerinden oluşur. Ancak bir laserin çalışma ilkesi, yalnız ışığa değil, her tür elektroman yetik dalgaya uygulanabilecek genelliktedir

Belli bir güce ulaşınca elde edilen ışının aynalar ara sındaki aralıktan çıkabilmesi için, aynalardan biri yarı saydam yapılır. Bir tek foton çok küçük bir enerjiye sahiptir ( 1 0 " 1 9 Jul). Fakat ışık hızıyla giden fotonlar, saniyenin birkaç milyonda birinde 1 0 2 3 kadar atomu uyararak, binlerce jul'lük bir laser ışını doğurabilirler. Bu ışın bir de odaklanırsa, 1 MW/cm2 lik güçler elde edilebilir Bu da çelik bir cetveli delmeğe yeterlidir.

LASER TÜRLERİ

Genel olarak laserler, iki başlık altında sınıflandırılabi lirler: Serbest elektron ve bağlı elektron laserleri,

Serbest elektron laserleri, tekil elektronlar ya da plaz malardan ışın elde etmeyi amaçlarlar. Bunlarda elekt ronlar serbest olduğundan, dalga boyları milimetre al tı düzeyden mor ötesi, hatta X ışınlarına kadar ayar lanabilir.

Bağlı elektron laserleri ise, elektronlar yukarıda anlat tığımız biçimde bir atoma bağlı olduklarından, ancak belirli (bir ya da birkaç) frekansta çalışabilirler. Bun ların da başlıca türleri, gaz dinamik laserler, kimyasal laserler ve elektron boşalım laserleridir. X ışını ve ga ma ışını laserlerini ise, ayrı başlıklar altında inceleye ceğiz.

Gaz Dinamik Laserler (Çizim 10)

Bu laserlerde önce, yanma yoluyla karbon dioksit (CO2) gibi bir gaz oluşturulur. Bu gaz çok yüksek bir sıcaklıkta oluştuğu için, moleküllerinin çoğu uyarıl mış düzeylerdedir. Sonra bu gaz, bir dizi ince aralık tan geçirilerek genleştirilir. Bundan doğan soğuma o kadar hızlı olur ki, uyarılmış düzeylerdeki moleküller, taban düzeyine dönecek zamanı bulamazlar. Böylece bir nüfus ters dönmesi yaratılır ve genleşmenin he men ardından laser ışını yayınır. Bunlar, ısı enerjisini laserlere göre büyük olan bir verimle (% 5) dönüştürür ler.

TANK

KEMELER

«TRALAR

YAKIT y/ İM OKSİTLEYİCİ

1JÂ1>zor

— t«SE» ISIMI

Çizim 1 0 . Gaz dinamik laser nüfus dönüşümünü, sıcak bir gaz ürettikten sonra bunu birdenbire soğutmakla sağlar. Bir yakıt, oksitleyici ile birlikte yakılarak, yüksek sıcaklıkta karbon dioksit elde edilir. Bir uyarılmış düzeyden diğerine sıçramalar karbon dioksitin ışık saçmasını sağlar. Sıcak gaz içinde bir çok molekül uyarılmış düzeylerdedir. Fakat iki düzeydeki nü fuslar arasında fazla bir fark olmadığından laser etkisi oluş maz: Y üksek sıcaklıkta alt enerji düzeyinde bulunan molekül ler, kolay kolay taban düzeyine düşmezler. Gaz, memelerden püskürtülmek suretiyle birdenbire soğutulunca, alt enerji dü zeyindeki moleküller taban düzeyine düşebilir ve üst enerji düzeyinden, boşalan alt enerji düzeyine sıçramalar mümkün olur. Karışıma katılan azot, karbon dioksit moleküllerine ener ji aktarır.

Kimyasal Laserler (Çizim 1 1 )

Burada iki kimyasal madde, yeni bir bileşik oluştura cak şekilde birleştirilir, örneğin, hidrojen ve flor, hid rojen florür (HF) oluşturmak üzere birleştirilebilirler.

Etkişmenin şiddeti nedeniyle oluşan moleküller, uya rılmış düzeydedirler. Uygun koşullarda, enerjilerini ısı biçiminde yitirmeden laser etkisi vermeleri sağlanabi lir. HF laserleri çok yüksek enerjilidir: kg başına 1 6 2 kilojul verirler ve kuramsal olarak, bunun on katını el

de etmek de mümkündür.

Elektron Boşalım Laserleri (Çizim 12) Bunlarda bir gazın içinden bir elektron ışını geçirilir. Elektronlar moleküllere çarparlar ve enerjilerinden bir kısmı, molekülleri uyarılmış düzeylere çıkartır. Gazı devamlı tazeleyerek sürekli bir dalga çıkışı sağlanabilir. Y ukarıda gördüğümüz laser türleri, silah olarak kulla nılmaya en elverişli olanlardır. Bunların dışında katı ya da avı maddelerle çalışan laserler de vardır. Bir reaktörde üretilen nötronlarla pompalanarak radyoak tif U F 6 gazı bile uyarılabilmiştir. Ayrıca ışın çıktısına göre laserler, vuruştu (kısa süreli ışınlar) ya da sürekli dalga (sürekli bir ışın) olarak ikiye ayrılabilirler.

« İ D ELEKTftOOU

ELEKTKOR KATM^CI

Çizim 1 2 . Elektron boşalım laser i, bir gazın moleküllerinde bir elektron ışını aracılığı ile "nüfus ters dönmesi" yaratır. Elektronların moleküllere çarpmasıyla moleküller enerji kaza narak, daha yüksek enerjili düzeylere geçerler. Elektronlar, sı cak bir filaman ya da elektrik boşalımı ile yayınır ve bir çif t elektrod tarafından hızlandırılarak laser'den geçirilir.

l»SE« ISIPII

Çizim 1 1 . Kimyasal laser silah olarak kullanılması düşünülen bellibaşlı laser türlerinden biridir. Bu laserlerden genellikle ça lışma ortamı, bir gazdır. Bu gazın molekülleri, bir "nüfus ters dönmesi" oluşturacak biçimde yüksek bir enerji düzeyine eriştirilebilİr. i k i aynadan oluşan bir yansıtma düzeni arasında ışık gidip geldikçe güç kazanır. Şekilde görülen laserlerde enerji, iki gazın kimyasal tepkimeyle birleşmesi sonucu elde edilmektedir. Bir dizi memeden salınan flor ve hidrojen birle şerek, uyarılmış düzeyde hidrojen florür ( H F *) molekülleri oluştururlar. Uyarılmış moleküllerin ömrünü uzatmak için gaz, bir vakuma doğru çekilerek seyreltilir. H F * molekülleri taban düzeylerine (HF) düştükçe enerji yayınır.

SİLAH OLARAK KULLANILMALARI

Büyük çelik şirketleri bugün, 2,5 santim kalınlığında ki çeliği dakikada yüzlerce santim hızla kesebilen 10 kVV'lık laserler kullanmaktadırlar. Bu dur um, doğal olarak laserlerin balistik füze savunmasında, ya da kar şı uydu silahı olarak kullanılmalarını gündeme getir miştir. Uydular çok yavaş hareket ettikleri ve elektro nik donanımları çok düşük güçlerde bozulabildiği için karşı uydu amaçlı kullanım zor değildir ve başarıl mıştır.

Fakat eğer başarılabilirce, laserlerin esas ilginç uygula maları, balistik füzeleri düşürme alanında olacaktır, örneğin, yerden 10 km yüksekte, saatte 10 bin km hızla hareket eden bir füze düşünelim. Y erdeki bir la ser üssünden füzeye ateş edilsin. Işın füzeye vardığın da, füze sadece 10 cm ilerleyebilmiştir.

Ancak laserlerin atmosfer içinde kullanımları, atmos ferin ışın bozucu niteliğinden dolayı oldukça sınırlı olacaktır. Kalın bir hava tabakası, bir laser ışınını etki siz bırakabilir. Atmosferin etkileri, başlıca şu alanlar da görülür

1. Emme, Yutma: Hava molekülleri, ışınlardaki ener jiyi doğrudan doğruya yutar.

2. Dağılma: Işınlar, hava moleküllerine çarparak dağı lırlar.

3. Isı Açılması: Işın havayı ısıtınca, düşük yoğunluklu bir hava bölgesi oluşur ve bu, ıraksak bir mercek gibi ışını açıp yayar.

4. Hava Anaforları: Hem yoğunluk, hem de kırınım endeksinde bölgesel değişimler, ışının önceden kesti rilemeyecek biçimde sapmasına yol açar.

5. Plazma: Çok şiddetli bir laser ışını, elektromanye tik alanda güçlü ve hızlı bir değişim yaratarak mole külleri iyonlaştırır ve onları plazma haline getirir. Bu da ışını emerek yolunu keser.

6. Kötü Hava Koşulları: Bir laserin bir bulutu delip geçmesi, olanaksız denecek kadar zordur (örneğin bir COj laseri, bir nimbostratüs bulutu içinde 7 metre yol aldığında gücünün % 63'ünü yitirir).

Bunlardan yalnız ısı açılması ve emilme, kızılötesi bir laser ışınının gücünü kaynağından 5 kilometre uzakta 100 ilâ 300'de 1'e düşürür. Bu durumda laserin çıkış gücü, hedefte gerekli olan değerin 100 ilâ 300 katı ol malıdır, öte yandan CO2 ve su buharı, bazı kızılötesi dalga boylarını çok emdiklerinden, laserler bu dalga boylarında yapılmamak durumundadırlar. Bütün bun lara karşın kızılötesi ışınlar, hava engelini en iyi aşabi len ışınlardandır. Morötesi ışınlar daha çok zarar vere bilirler, fakat daha çok dağılırlar (atmosfer güneşten gelen daha yüksek frekanslı dalgaların neredeyse hep sini perdeler).

öte yandan uzayda, kısa dalga boylu laserler, uzun dalga boylulardan daha etkin olacaktır, örneğin dal ga boyunun 6 defa daha az olması, ayna çapını ve ışın çapını 1/6'ya, ayna yüzeyini, ışın kesitini ve laserin gerekli gücünü de 1/36'ya indirir. Ayrıca hedeften ge ri yansıtılan ışın miktarı, uzun dalga boylarında % 99, kısa dalga boylarında % 90'dır. Bu nedenle 1982'de ABD'de, kısa dalga boylu laserler üzerinde daha çok araştırma yapılması kararlaştırılmıştır. Parçacık ışın silahları gibi laser silahları da, ışın silah larının birçok özelliklerini paylaşırlar. Parçacık ışınla rından farklı olan önemli bir yönleri, yerkürenin man yetik alanından etkilenmemeleridir Gerekli uydu sa yısı ve yörünge yükseklikleri ise aşağı yukarı aynı ola caktır

LASER SİLAHININ GÜCÜ

Yukarıda da görüldüğü gibi, laserin gücü, atmosfere, hedefin niteliğine ve başka birtakım etkenlere bağlı olarak değişecektir. Amerikalı uzmanlar, sıvı yakıtlı Sovyet füzelerinin dayanma gücünü 300 J/cm2, MIR V [erinin dayanıklılığını ise (bunlar düşüşleri arasında at mosferdeki ısınmaya göre tasarımlandıklarından) 700 J/cm2 olarak hesaplamaktadırlar. Genelde 0,5 1 k j / cm2 uygun bir değerdir.

Laserin hedefe etkisi, birkaç kalemde özetlenebilir:

1. Dolaylı Mekanik Hasar: Laserin şiddetli ısısı ile, he def yüzeyinde eritilen ve plazma haline gelen bir mad de parçasının genleşmesinden doğan basınç şoku, me talleri bükebilir, çatlatabilir ya da delebilir.

2. Dolaysız Isınma Hasarı Laserin ısısı, hedefi eritebi lir, buharlaştırabilir ya da tutuşturabilir.

3. İyonlaşma Hasarı: Hedef yüzeyindeki sıcak laser plazmasında yayılan X ışınları, elektronik gereçlere zarar verebilir.

4. Termomekanik Hasar: Gerek ısınma, gerekse meka nik hasarın birlikte olduğu ve ikisinden de daha az enerji gerektiren yıkım, örneğin, sürekli bir ışın hede fi erime noktasına kadar yumuşattıktan sonra, hızlı bir laser vuruşu füze derisini bir çekiç gibi delebilir. Ya da peşpeşe vuruşlarla aynı sonuç elde edilebilir.

Birkaç kısa süreli vuruş sonucunda, bir füzenin yüze yine vuruş başına 1000 Jul/cm2 enerji aktarmakla,fü ze derisinin yarılabileceği saptanmıştır. Işının enerjisi 1 MW/cm2, vuruş süresi ise saniyenin birkaç yüz mil yonda biri olacaktır. Bu durumda 10 kadar vuruş, ge rekli enerjiyi aktarmaya yetecektir Şimdi elimizde, optik açıdan mükemmel bir aynası olan bir hidrojen florür (HF) laseri bulunduğunu ve ayna çapının 1 metre olduğunu düşünelim (Çizim 13). Her şeyden önce hedefe çarpan ışının % 90'ı geri yan sıyacağından, 10 bin jul/cm2'lik bir ışın gereklidir. Bin kilometre uzaklıktaki bir füzeye ateş ediyorsak, hedefteki ışın kesiti, aynadakinin aynı (8000 cm2) olacaktır. Bu nedenle vuruş başına 80 milyon Jul'lük enerjiye gereksinim vardır. Her vuruşun süresi 100 mikrosaniye olsa, laserin gücü neredeyse 1 Milyon MW olmak zorundadır. Bu değere pratikte erişebilme ola nağı yoktur: Büyük bir elektrik santralı, ortalama 1000 MVV'lık güç üretir, öte yandan, sürekli bir ışınla eritme işlemi, daha az enerji gerektirir. Örneğin iki milimetre kalınlığındaki alüminyum deriyi eritmek için 400 J/cm2 yeterlidir. Yansıtma oranı % 90 olarak kabul edilirse, 100 MW'lık bir laserin 1000 km uzak taki bir hedefe böyle zarar vermesi 100 saniye sürer. Laser her hedef için çeyrek saniye ayırabileceğinden bu, çok yetersiz bir hızdır.

ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 315 316 22

HASAR SAPTAYAN TELESKOP r\

İLETİŞİM ANTENİ LASER

VAKİT DEPOSU

Çizim 1 3 . Laser uydu silahı, laserln kendisinden başka birkaç parçadan oluşacaktır. Kızılötesi ya da optik bir teleskop, bir füzeyi fırlatılış aşamasında izleyecek, hareketli bir ayna laser ışınını hedefe yöneltecektir. Bu aynanın büyük, sağlam,yük sek yansıtıcılıkta ve optik açıdan mükemmel olması gerek mektedir. Bir denetim sistemi, izleme teleskobundan gelen sinyallere göre aynayı hareket ettirerek ışına yön verecektir. Diğer bir teleskop ve algılayıcı sistemi, ışının hedeften sapma miktarını ölçecek ya da hedefte yapılan yıkımı değerlendire cektir. Y erle iletişim bağlantısı, hedef hakkında bilgiyi yer is tasyonuna gönderecek ve gelen komutları alacaktır. Laser si lahının en büyük parçası ise yakıt deposu ve yakıt ı lasere sağ layan sistem olacaktır.

Bu zorluklar bir oranda, ayna çapını arttırmakta aşıla bilir. Dört metre çapında bir ayna kullanılırsa, 100 MW'lık bir HF laseri, hedefi aşağı yukarı 1 saniyede delebilir. Ancak ABD de içinde olmak üzere hiçbir ül ke, henüz bu çapta olup da gerekli teknik niteliklere sahip bir ayna yapabilecek düzeyde değildir. Oysa 10 MVV'lık bir lasere 10 m, 25 MVV'lık bir lasere de 15 m çapında aynalar takılması planlanmaktadır.

Şimdi de sürekli ışınlı bir HF laserinin yakıt gereksini mine göz atalım. Mükemmel verimli bir enerji dönüşü mü kabul etsek bile, yok edilen her füze için 660 kilo yakıt gereklidir. Bin füzeyi düşürmeyi ümit edebilmek için, her uyduya 660 ton yakıt yüklenmelidir. Bu ise ABD uzay mekiğinin alabileceği yükün yirmi katıdır. Yalnızca elli laser uydusu varsayarsak, bunların sadece

yakıtları için 1000 mekik yolculuğu gereklidir. Her biri yılda iki sefer yapan dört uzay mekiği, yakıtı 125 yılda uzaya taşıyabilirler.

öte yandan henüz ne 100 MVV'lık bir HF laseri vardır, ne de bu, % 100 verimle çalışabilir, Bugünkü laserlerin verimi, binde 3 yüzde 5 arasında değişir. Bu değer gü nün birinde % 30 40'a çıkarılabilir. Bu nedenle yuka rıdaki yakıt değeri, 10 30 arası bir katsayıyla çarpıl mak zorundadır.

Ancak bütün bu olanaksızlıklar, süper devletleri yıldır mışa benzemektedir Ar ge (Araştırma geliştirme) çalışmaları sonucunda bu ülkeler, uzun dönemde bü tün engelleri aşmayı ümit etmektedirler. Etkin bir la ser savunma perdesi düşü,terkedilemeyecek kadar çe kicidir.

Böyle bir perdede, uzay laser üslerinin yanı sıra, yer deki bir laser üssünden beslenen laser röle aynaları da düşünülmüştür (Çizim 14) Bir nükleer santral gücünde ve büyüklüğündeki bir yer üssünden, uzaydaki bir ay naya ışın gönderilecek, bu ışın yörüngedeki bir ayna dan, yükselmekte olan bir füzeye yansıtılacaktır,

Ancak burada önemli bir sorun vardır. Laser ışınının atmosferde dağılıp işe yaramaz hale gelmesi nasıl ön lenecektir? İşte bu noktada karşımıza, faz.eşlenikli aynalar çıkmaktadır.

UλN>« 0SUHPII5

UZATO* OSLKMIS N

s*

«AISIUVICILM

FIKUTICI TOKEOİLİTO»

Çizim 1 4 . Röle A y nı Plat f ormu. Bir yer Üssünden yola çıkan bir laser ısını, uzaydaki röle ayna uyduları aracılığı İle balistik füzeleri vurmakta kullanılabilir. Balistik füze savunma kavra mı, yerkürenin sürekli olarak gözetim altında tutulmasını, böylelikle bir saldırının hedeflerinin ve şiddetinin saptanması nı, füzelere karsı kullanılacak silahlar için bilgi toplanmasını ve hangi füze ve başlıkların savunma perdesini aştıklarının be lirlenmesini gerektirmektedir.

SAVAŞ ALANLARINDA LASERLER

Savaş akınlarında, bir uygulama alanı dışında, laserlerin kullanılacağı pek olası değildir, örne ğin bir laser el tabancası, pek uzak bir olasılıktır. Fakat milivuatt gücünde bir laboratuvar laseri bi le, gözün retina tabakasına iyileşemez ölçüde hasar verebilir. Görünür dalga boylarında W~s J/cm} lik bir ışın, bir pilotu kör edebilir. Kızıl ötesi dalga boylarında ise 1 J/cm2 lik bir ışın korneaya zarar verir. Bunun 15 katı güçlü bir ışın ise çıplak deriyi yakar. Bundan giderek, otomatik aynalarla düşman mevzilerini tarayan yüksek güçlü bir laserin, oradakileri kör edeceği düşünülebilir. Teleskop, dürbün gibi optik aygtt lar, ışını daha da yoğunlaştıracaklardır. Laser frekansında ışıfe geçirmeyen özel gözlükler bir önlem sağlayabilirse de, düzensiz aralıklarla fre kansı değiştirmek onları etkisiz hale getirecektir.

FAZ EŞLENİKLİ AY NALAR

Işık, içinden geçtiği ortamın özelliklerine göre kırıl ma ve bozulmalara uğrar. Hatta denilebilir ki optik bi limi, büyük ölçüde bu bozulmaları gidermek için orta ya çıkmışt ır. Şi mdi ise f a z e ş l e n i k l i ayna" denilen yeni bir ayna türü, bu bozulmaların. ışığın kendisi ta rafından düzeltilmesini sağlamaktadır.

Bu tür ilk ayna, 1970'lerin başlarında, Moskova'daki Lebedev Enstitüsü'nde B, Y a, Zeldoviç ve arkadaşları tarafından gerçekleştirilmiştir Bu grup, basınçlı me tan dolu bir tüpü incelemişlerdi, Daha sonra Amerika lı araştırıcılar, başka maddeler ve özellikle kristaller üzerinde çalışmalar yaptılar.

Böyle bir optik sistemde bir laser ışını, bozulma (dis tortion) yaratan bir ortamdan geçirilir, özellikle at mosfer, bu niteliktedir, çünkü laserin ısıttığı hava, ye rini daha sıcak ve daha seyreltik bir hava kütlesine bı rakır. Bu ise ışını dağıtıcı bir mercek gibi görev yapar.

Bozulmaya uğramış ışın, bir fazeşlenikli aynaya çar par. Bu ayna katı, sıvı ya da gazdan yapılmış olabilir. Y apıldığı maddenin özelliği, atomları arasındaki bağ lantıyı sağlayan güçlerin, laser ışınına ait elektrik ala nından çok daha kuvvetli olmamalarıdır. Bu nedenle ışın, atom yapısını etkiler. Bu arada özellikle madde nin kırılma katsayısını etkileyerek, kendi hareket yö nünü değiştirir. Sonuç olarak maddenin içinde bir ay na oluşur ve ışın,geri yansıtılır.

Ancak yansıyan ışın, umulmadık özelliklere sahiptir. „ Her şeyden önce bu ışın, normal aynalarda olarım ter sine, geldiği yöne geri yansıtılır. Geleneksel bir ayna da ise bu , ancak aynaya dikey gelen bir ışın için söz konusu olabilir. Bundan başka yansıyan ışın, gelen ışının faz eşleniğidir. Y ani yansıyan ışındaki uzaysal bilgi evrimi, gelen ışındaki uzaysal bilgi evrimini tersi ne çevirir, örneğin atmosfer içinde gelen ışın yayıl mışsa, yansıyan ışın aynı noktaya geri döndüğünde tekrar bir araya toparlanmış olur. Böylece yansıyan ışığın kendisini bozmuş olan ortam içinden geri dön mesi, onu eski, bozulmamış haline kavuşturur. Sozulmanın bu biçimde giderilmesi, birkaç alanda uy gulama olanağı doğurur, örneğin nükleer füzyon'da (birleşme)yakıtbilyecikleri laserlerle ısıtılacaktır. Faz eşlenikli aynalar, bunlara sürekli doğru nişan alınma sını sağlayabilirler. Gelecekte, şimdiki bilgisayarlar dan çok daha hızlı optik bilgisayarlara geçilirse, bu aynalar, bilgisayar devrelerinin kendi hatalarını düzelt melerine izin verebilirler.

Ancak faz eşlenikli aynaların en önemli uygulama alanı, iletişim konusundadır. Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü'nden Amnon Y ariv ve arkadaşları, laser ışın larının gidiş dönüş yolunu kısaltmayı düşünmüşlerdir. Geliştirmiş oldukları düzenekte, vericiden alıcıya, ile tilecek bilgiyi taşıyan bir laser ışını, alıcıdan vericiye ise bir " başvuru" (referans) ışını gönderilir. Alıcı is tasyonun gönderdiği, nitelikleri önceden belli olan ışın, atmosferden geçerken bozulmaya uğrar. Verici istasyona geldiğinde faz eşlenikli bir aygıt, gelen ışın daki bozulmayı belirleyerek, bilgi ışınına bu bozulma nın tersi olan bir bozulma verir. Böylece bilgi ışını,

önceden bozulmuş bir biçimde yola çıkar. Bozucu or tam bu kez bozulmayı bozacak, yani bilgi ışınını dü zeltecek biçimde etki eder ve bilgi, alıcıya hiç bozul mamış olarak ulaşır (1 6).

Laserli iletişimde bunun ne büyük olanaklar açtığı or tadadır, işte, uzaydaki laser aynaları da aynı ilkeden yararlanacaklardır. Ayna, yerdeki laser üssüne bir baş vuru ışını gönderecek, yer üssünde üretilen laser ışını, atmosferdeki kırınım ve bozulmayı giderecek biçimde koşullandırılacak ve ışın, yörüngedeki aynaya çıkış noktasındaki kalite ile ulaşacaktır. Amerikalılar, bu nun başarıyla yapılabileceğinden çok emindirler. Es nek ya da parçalı ve şekli değişebilen aynalarla da sağlanabilecek böyle bir "optik yol uyumu", laser ay gıtının kendi içindeki bozulmaları önlemekte de kul lanılabilir.

SAPTAMA, İZLEME, HEDEFLEME

Bir laser uydusu, laserin kendisinden başka, hedef saptayacak, hedefi izleyecek, laser aynasını hedefe doğrultacak, laseri ateşleyecek ve hedefin düşürülüp düşürülmediğini denetleyecek algılama ve denetim sis temleri taşımak zorundadır. Bu aşamalardan her biri, bilgisayar yardımı olmaksızın olanaksızdır.

Y aydığı kızılötesi ışınlardan bir füzenin fırlatılışı bu gün de saptanabilmektedir ve işin en kolay yönüdür. Hedefi izleyecek optik sistemler yapmak ise, çok da ha zordur. Ancak bunlar, aynı yetenekteki radarlar dan daha küçük oldukları gibi, radar gibi enerji yayıp yerlerini düşmana bildirmezler. Optik sistemlerin tek nolojisi henüz başlangıç aşamasındadır. Gelen verile rin bilgisayarda değerlendirilebilmesini sağlayacak bir veri tabanı da henüz oluşturulamamıştır. Bu yüzden hedeflerle atmosfer fonuna ilişkin daha çok optik bil giye gerek vardır. Bazı görüntüleme sistemleri, mozaik yapıdaki bir düzlem içinde yüzbin ilâ bir milyon algı layıcı barındıracaktır. Birkaç dalga boyunda ısı ölçen uzun dalga kızılötesi sistemlerin, şaşırtma maketlerini de ayırd edebilecekleri umulmaktadır. Laserler için gerekli olan izleme dakikliği onlarca na noradyandır. Y apılmak istenen şey kabaca, Ağrı dağı nın tepesinden, İzmir'deki bir binanın belli bir pence resini vurmağa benzemektedir. 10 mikroradyanlık da kityik şimdilik yalnızca etütlere konu olmuş olmakla birlikte tek bir zaman aralığı için gerçekleştirilebilir. Ancak çok sayıda hedefe çok kısa zaman aralıkların da birçok ışın göndermek, bugünkü teknolojinin daha epey gelişmesini gerektirecektir. ABD'nin kilitlenme ve izleme programı olan "Talon Gold1', artan masraf lar nedeniyle 1985 başında iptal edilmiştir.

Işın silahları şemsiyesini bütünleştirecek olan bilgisa yar ise, zorunlu olarak "Beşinci Kuşak" bilgisayarları

olacaktır, çünkü söz konusu veri hacmini gerekli süre zarfında değerlendirebilecek bilgisayarlar, henüz yer yüzünde yoktur. Burada da yapılmak istenen şey, ABD'nin toplam istihbarat olanaklarına eşdeğerde bil giyi otomatik olarak değerlendirebilecek bir donanım gerçekleştirmektir.

Bu bilgisayarların yazılımları da o denli karmaşık ola caktır ki, insanlar tarafından yazılmaları ve hatalarının giderilmesi mümkün olmayacaktır, Bu iş ancak başka bilgisayarlar tarafından yapılabilecektir. Ayrıca yakla şan tehlikeyi zamanında engelleyebilmek için, bir sal dırının ilk anlarında otomatik yanıt vermek gerek mektedir. Bu da demektir ki, Üçüncü Dünya Savaşı, savunma tarafının generallerinin haberi bile olmadan başlatılmış olacaktır (24)

KARŞI ÖNLEMLER

Laser silahlarının teknolojisini geliştirme güçlüklerinin yanı sıra, karşı tarafın bu silahlara karşı alabileceği önlemler de vardır. Bunlardan birincisi, füze yüzeyini ayna gibi parlatmak, böylece gelen ışının çok büyük bölümünü geri yansıtmaktır. Ancak vuruşlu ışınlarda yüzey, hızla matlaşabilir.

İkinci bir olasılık, füzenin yüzeyini koruyucu bir taba ka ile kaplamaktır. Bu tabaka laser ışını altında yana rak, ışın enerjisinin büyük kısmını uzaklaştırır.

Üçüncü bir olasılık, füzenin burnundan salgılanan bir sıvının füze yüzeyine yayılmasıdr. Bu sıvı ışın enerjisi ni emer ve ısıyı uzaklaştırır.

Bundan başka füze, kendi ekseni etrafında döndürül mek suretiyle, ısının tüm yüzeye yayılması sağlanabi lir. Sovyet füzelerinin dayanıklığının bu yolla üç katı na çıkarılabileceği hesaplanmaktadır.

Bu ve benzeri yöntemlerle bir füzeyi 10 2 5 , hatta 100 kj/cm2 düzeylerine kadar sertleştirmek mümkün ola bilir. Ancak bugün bu yöntemlerin hiçbiri uygulanma mıştır ve Amerikalıların en son teknolojiyle geliştir dikleri MX füzesini bile 10 kj/cm2 dayanıklılık düze yine çıkarabilmek, çok zor bir iştir.

Gene, laser uydusuna çarpacak küçük bir çakıl taşı bi le, onu yörüngesinden çıkararak yararsız duruma düş mesine yol açabilir. Y a da aynasına deniz kumu fırlat mak, aynayı işe yaramaz hale getirebilir. Bu nedenle karşı uydu silahlarına karşı savunmasız kalabilirler. Ayrıca Sovyetler, füze uçuş sürelerini kısaltmakla, ya da şimdiki 10 başlık yerine 30 M IRV yerleştirmekle, Amerikalıların savunma planlarını alt üst edebilirler. Alınabilecek karşı önlemlerin belki de en ilginci, "çi viyle çiviyi sökmek",yani laser silahının optik gözlem/ izleme sistemini, gene bir laserle körletmektir. Nasıl

optik casus uyduları laser silahlarına karşı savunmasız sa, laser silahları da böyledir. İzleme teleskopları gelen ışını 100 milyon kez yoğunlaştıracaklarından, laser si lahları, bir füzeyi yok etmek için gerekli olan ışın par laklığının on milyarda biri ile etkisiz hale getirilebilir ler. Bir füzeye ya da uçağa takılacak böyle bir laser, etkin bir savunma sağlayacaktır.

Uzay laserlerinin geliştirilmesinin yakın tarihlerde hangi aşamaya ulaşmış olduğu, Çizelge 1'de görül mektedir.

20 kW gücünde oksijen iyotlu bir kimyasal laser, 1984 içinde tamamlanmıştır. 150 kW'lık bir döter yum florür laseri de yakında sınanacaktır. 1984 son larına doğru ise MW sınıflı silindirik bir kimyasal la serin sınanması gündemdedir. Tek vuruşlu bir asal gaz ("excimer") laseri, karşı uydu silahı olarak geliştiril mektedir. TRW şirketince geliştirilen 2 MWIık laser, kimyasal türden olup HF ile çalışmaktadır. Lockheed şirketinin 4 metrelik parçalı optik sistemi ve ışın de netimi ise 1988'de sınanacaktır. 1988'in ortalarında uzayda yapılması programlanan bir gösteride, 500 na noradyanlık ve farklı bir teknolojiyle 20 nanoradyan lık doğrultu dakikliğine erişilebileceği umulmaktadır.

Çok MW'lık serbest elektron uzay laserlerinin tekno lojik olabilirliği, 1986 için öngörülmektedir. Serbest elektronlu yer üssü laserlerinin olabilirliği de bununla birlikte ortaya çıkacaktır. Atmosfer etkilerini gidere cek önlemler ise, 1985'te kanıtlanacaktır.

X IŞINI LASERİ (XASER) (17)

Laser silahları konusunda son yıllardaki en ilginç ge lişmelerden biri, X ışını laserlerin tasarlanması olmuş tur. X ışınlarının bir özelliği, atmosferde daha az yu tulmaları ve çok daha fazla enerji taşımalarıdır. X la seri (xaser) kavramı, ilk kez ABD'de Lavvrence Liver more Laboratuvarları'nda "hidrojen bombasının baba sı" olarak bilinen fizikçi Edvvard Teller tarafından ge liştirilmiştir, Bu kavrama göre küçük bir atom bomba sının patlamasından doğan X ışınları, bir laser ışını halinde odaklandırılabilecek ve patlama şoku gerekli aygıtları yok etmeden önce, xaser ışınları yaklaşmak ta olan başlıkları vurabileceklerdir.

X ışınlı laser uydusunun çalışması şu biçimde tasar lanmaktadır . Morötesi ve kızılötesi algılayıcıları olan bir teleskop, hedefleri izleyecektir. Birdeniz kestane sine benzetilebilecek olan aygıtın, 50 kadar laser çu buğu vardır ve bu çubuklardan her biri, ayrı bir hede fe yöneltilebilir. Uydunun bilgisayarı, bu hareketli çu bukları hedeflere doğrultur, Bunun ardından nükleer başlık ateşlenir. Nükleer patlamadan doğan X ışınla

rı, laser çubuklarını pompalar. Trilyonlarca Watt gü 1 cündeki laser vuruşları hedeflere birer çekiç gibi çar par ve şok dalgaları, hedefleri yok eder,

Xaser araştırmaları çok gizli tutulmaktadır. Ancak Lawrence Livermore'da araştırmaların fizikçi.George Chapline başkanlığındaki " '0' Grubu" tarafından sür dürülmekte olduğu, ayrıca ABD'de 1981 den beri bu silahı geliştirmek için7 Nevada'da dört tane yeraltı nükleer denemesi yapıldığı bilinmektedir Sovyetler de bu konuda araştırmalarını sürdürmektedirler. Nite* kim, konunun önemi ve gizliliği dikkate alındığında, serbest basında bu konuda çıkmış olan tek bilimsel yazının Sovyet bilim adamlarınca kaleme alınmış ol ması ilgi çekicidir (18)

Xaserlerin çeşitli bilim dallarında yararlı olacakları düşünülmektedir. Dalga boylarının kısalığı, biyolojik moleküllerin, hatta atomların bile fotoğrafının çekil meşini mümkün kılacaktır. Ancak silah olarak kulla nılma olasılıkları nedeniyle, geliştirilmeleri konusun daki araştırmalar, büyük bir gizlilik perdesi ardında yürütülmektedir.

Xaserlerin geliştirilmesinde, iki temel sorun vardır. Bi lindiği gibi laser etkisinin görülebilmesi için, bir mad denin uyarılmış atomlarının "yarı kararlı" bir durum da yeterli bir süre kalmaları gerekmektedir, Oysa X ışını uyarım düzeylerinin ömrü, son derece.kısa olup, 10~15 saniye düzeyindedir. Laser etkisini tetikleyecek olan X ışını, bu süre zarfında bir mikrondan daha az yol alır.

İkinci zorluk, X ışınlarını yansıtacak bir aynanın ve maddenin bilinmeyişidir Bu ışınlar, çelikten bile hiç zorlanmadan geçerler. Bu nedenle bir xaser, yükselti cilik görevini tek geçişte yapmak zorundadır. Yani Ja ser sisteminin bir ucundan yola çıkan bir foton öbür uçtan çıktığında, laser etkisini.gösterebilecek kadar foton toplayabilmiş olmalıdır. Bu ise önceden büyük miktarlarda enerji yüklemekle sağlanabilir. Böylece bir X ışını laseri yapabilmek için, önce uygun bir madde bulmak, sonra da onu çok hızlı bir biçimde çok yüksek enerjilere ulaştırmak gereklidir, İngiltere' de Hull Üniversitesi'nden bir grup araştırıcı 1981'de, güçlü bir mikrodalga laserinden beslenen 2 mm'lik bir karbon lifinde (fiber) bu etkiyi bir oranda yaratabil mişlerdir. Ancak bir xaser silahı için çok daha etkin enerji düzeyleri gereklidir. Livermore grubunun aynı yıl içinde bir nükleer patlama ile gerçekleştirdikleri xaserde, 1,4 nanometre dalga boylu bir ışın elde ettik leri ileri sürülmüştür.

Sovyet bilim adamlarının açık basında yayınlanmış olan tasarımları şöyledir: Bir nükleer patlamanın bir metre uzağına, bakır ya da çinkodan yapılmış teller konur. Bu tellerden her biri, uzaktaki bir hedefe doğ

ELEKTRİK MüHENDİSLlĞİ 315 316

rultulur. Bomba patladığında, çok büyük miktarlarda oluşan X ışınları, tellerdeki atomları çok hızlı bir şe kilde iyonlaştırarak uyarılmış hale getirirler. Bunun hemen ardından gelen X ışınları da, arkadan gelen ısı ve şok dalgası yetişmeğe fırsat bulamadan, xaser bo şalımını sağlar. Çok kısa bir süre sonra tüm düzenek yok olacağı için, bu, tek atımlık bir silahtır. Bir laser yapmak ve sonra bundan bir silah ortaya çı karmak, çok güç bir iştir ve çeşitli zorlukları vardır. 20 kilotonluk bir atom bombasından çıkan enerjinin binde birinin yönlendirilmiş X ışınlarına dönüştürül düğü düşünülürse, 40 km uzakta bu ışınların yoğunlu ğu 0,01 J/cm2 olacaktır ki, bu değer uyduları bile et kilemeğe yeterli değildir. Görüldüğü gibi bir xaser sila hı, henüz çok uzaklardadır. Xaserlerin bugünkü geliş me aşaması diğer ışın silahlarınınki ile birlikte Çizel ge 1'de verilmiştir. 1988 yılında 1 0 1 6 J/steradyanlık teknik olabilirlik düzeyine erişileceği beklenmektedir.

Bu makale yayına girerken elde edilen bilgilere göre, Lawrence Livermore'daki araştırıcılar, yttrium ve se lenyum'un xaser etkisi için gerekli yüksek enerjilerde yeterli süre yarı kararlı kalabildiklerini saptamış ve her iki maddede de X ışını laser etkisini elde etmişler dir. Bundan daha ilginci ise, Stanford Üniversitesi'nde bir X ışını aynasının geliştirilmiş olmasıdır. Araştırıcı Troy W. Barbee, Jr. 35 angstrom kalınlığında molib den ile 30 angstrom kalınlığında silisyumu peşpeşe ta bakalar halinde dizerek, bu aynayı gerçekleştirmeyi başarmıştır. Her molibden tabakası X ışınlarının kü çük bir bölümünü yansıtmaktadır. Ancak aralıkların çok dakik olarak hesaplanmış olması, her tabakadan yansıyan ışınların yapıcı girişimle etkileşmelerini sağ lamakta ve sonuçta ayna, % 70 verimle çalışabilmek tedir. Bu iki gelişme, xaser silahlarının yapımı konu sunda çok önemli iki adım olarak değerlendirilebilir (23)

GAMA IŞINI LASERİ (GRASER)

Işın silahları dünyasındaki bu yolculukta son uğrağı mız, gama ışını laserleridir. Gama ışınları, X ışınların dan daha kısa boylu, çok daha enerjili ve ölümcüldür ler. Bu ışınlardan yararlanacak bir laser, gerçek bir "ölüm ışını" yayacaktır. Fakat artık, elektronların yö rünge değiştirmeleriyle böyle bir ışın sağlanamaz. Bu amaç için atomun çekirdiğine inmemiz gerekir.

Atom çekirdeği, çok daha küçük boyutlarda, elekt ronlarda gördüğümüz enerji düzeylerini yansıtır. Çe kirdekteki proton ve nötronlar, tıpkı elektronlar gibi, belirli enerji düzeylerine sahiptirler. Ancak bu düzey lerin birinden diğerine geçiş, yalnızca son derece yük sek enerjili gama ışınlarınca sağlanabilir. Bu ene ji o denli yüksektir ki, ağır bir atom çekirdeğinin yakının

dan geçtiğinde bir gama fotonu, bir elektron ve bir pozitron'a (anti elektron) dönüşür, yani enerji mad deye dönüşmüş olur. Bir gama ışını laserinin bir nük leer santralden beslenmesi, hatta UF6 laseri gibi ken disinin de bir nükleer santral olması gereklidir. Ancak çağdaş fizikte gama ışınlarını yansıtabilecek bir mad de, henüz bilinmemektedir.

Graser kavramı artık bilim kurgunun sınırlarını zorla mağa başladığından, ABD Enerji Bakanlığı, bu konu yu araştırmak üzere İleri Enerji Projeleri (AEP) Daire si ni görevlendirmiştir, AEP, oda sıcaklığında çekir dek birleşmesi (füzyon) gibi akıl almaz konularla uğ raşmaktadır. Bu arada Los Alamos Laboratuvarları' ndaki graser araştırmalarını da finanse etmektedir,

AEP'nin bu konudaki çalışmaları, nükleer izomerlere (belli bir izotopun taban düzeyine düşen uyarılmış dü zeyler) dayanmaktadır, örneğin Sezyum 133'ten elde edilen Baryum 133 çekirdeğinin 288 keV'luk bir enerji düzeyi vardır, ancak bunun ömrü 40 saattir, Oy sa daha kısa ömürlü uyarılmış düzeyler gereklidir, Böy le bir düzey 12 keV'luk enerji için vardır, ancak bu nun da ömrü, sadece 8 nanosaniyedir,

Yakın zamanlarda Dallas'taki Texas Üniversitesi'nde araştırıcılar, grasere ulaşma yönünde önemli bir adım atmışlardır: Radyo dalgalarıyla demir 57 atomlarını uyarılmış çekirdeksel düzeylere çıkarmışlar ve 0,086 nanometrelik ayarlanabilir gama ışınları üretmişlerdir. Gerçi bu kendiliğinden bir boşalım olmuştur, fakat graserlerin geliştirilmesi yolunda bir ilk adım sayılabi lir.

İlginç bir rastlantı olarak, tek geçişli bir graserin.bir xaserden daha kolay elde edilebileceğini düşündüre cek kanıtlar vardır. Uyarılmış çekirdek düzeylerinden bazıları yarı kararlıdır. Yani uzun ömürleri vardır. Böylece bilim adamları, bir gama ışını "deposu" elde etmeyi düşünmektedirler. Eğer araştırıcıların önerdiği gibi demir 57'li sistem denetim altına alınabilirse, gra serlerin yapımı için yol açılmış olacaktır (19)

SONUÇ

Yakın tarihlerde Sovyetler Birliği tarafından yayınla nan bir rapor, bu ülkenin uzay silahlarını ne şekilde değerlendirdiği konusunda bilgi vermektedir. Sovyet bilim adamlarınca hazırlanan rapora göre, 8 10 yıl içinde 5 MVV'lı1', aynası 4 m. çapında laserler, yörün geye yerleştirilebilir. Ancak bir saldırı anında 1000 adet füzeyi vurabilmek için 800 tonluk laserler gerek lidir ki, bunların tutarı 2 trilyon dolara çıkabilecektir. (Amerikan tahminleri de bu düzeylerdedir.) Öte yan dan Sovyetler, X ışını laserlerinin ancak 3 kilometre uzağa odaklanabileceklerini, bunun ise zaten nükleer bir patlamanın etki alanı içinde kalacağını .e anlamlı

bir savunma sağlamayacağını belirtmektedirler. Parça cıklı silahlar konusunda, yüksüzleştirilmiş hidrojene öncelik tanınmaktadır (25).

Sovyetler, ABD'yi uzay silahlarından caydırmak için, Papa'dan arabuluculuk yapmasını istemişlerdir. ABD ise gelecekte, silahlanmanın savunma silahlarına kay dırılması için Sovyetleri ikna etmeğe çalışmakta ve uzay silahları artık, nükleer silahsızlanma görüşmeleri nin önemli bir yönünü oluşturmaktadır. (ABD'nin toplam SDİ bütçesi, 1985 için 1 milyar 389 milyon, 1 986 içinse 3 milyar 7 1 2 milyon dolardır.)

Bu yazıda uzay silahlarının ve ışın silahlarının aşağı yukarı hepsini incelemiş bulunuyoruz. Böyle bir in celeme sonunda varılabilecek sonuçlar nelerdir?

1. " Işın silahlan" olarak bilinen laser ve parçacık ışın silahları, henüz çok erken bir gelişme aşamasındadır lar. Bunların 2 0 3 0 yıldan önce balistik füzelere karşı savunmada kullanılmaları, gerçekçi uzmanlarca müm kün görülmemektedir. Esasın A B D Başkanı Reagan da bu silahları geliştirmenin "herhalde onlarca y ı l " süre bileceğini, 23 Mart 1983 tarihli konuşmasında kabul etmiştir. Buna karşın bilimde beklenmedik gelişme ler, her zaman yer alabilir ve bu süreyi kısaltabilir.

2. Kinetik enerji silahları ise, çok daha yakınımızda olan bir teknolojinin ürünüdür. Bu nedenle ışın silahla rı geliştirilene dek, askeri uzmanlar dikkatlerini bu si lahlara kaydırmağa başlamışlardır. Bunların balistik füze savunmasında bir ara aşama oluşturmaları ve en geç 1990'larda yörüngeye yerleştirilmeleri beklenebi lir. Bu bağlamda özellikle elektromanyetik top kavra mı, ilgi görüp geliştirilebilir.

3. Bütün belirtiler ne y azık k i , süper güçlerin silahlan ma yarışını sürdüreceklerini göstermektedir. İlgi alanı değişmiş, saldırı silahlarından savunma silahlarına bir yönelme olmuştur. Ancak, yeryüzünde kıyametin kopmasıyla sonuçlanabilecek bir makinenin inşası, hızlanarak devam etmektedir. Konunun açmazları o denli karmaşık ve çok yönlüdür ki, bu yarışın bitiş çizgisine varmadan durdurulabileceğini ummak, bu gün için mümkün görülmemektedir ( 2 1 ) . Uzayın aske ri amaçlarla kullanılması çabaları, tırmanışını sürdür mektedir. Gören gözler ve düşünen beyinler için, bu gelişmelerden alınacak pek çok ders vardır.

KISALTMALAR

ABM BMD

C3

DEVV

Anti Ballistic Missile (Karşı Balistik Füze) : Ballistic Missile Defense (Balistik Füzelere

Karşı Savunma) : Command Control Communications (Ko muta Denetim İletişim) ; Directed Energy VVeapons (Y önlendirilmiş

Enerji Silahları)

Elint : Electronic Intelligence (Elektronik Haber Alma)

EM P : Electromagnetic Pulse (Elektromanyetik Darbe)

GPS • Global Positioning System (Y erküre Konum landırma Sistemi)

Graser : Gamma ray Laser (Gama Işını Laseri) ICBM : Intercontinenial Ballistic Missile (Kıtalararası

Balistik Füze) I RBM : IntermediateRange Ballistic Missile (Orta

Menzilli Balistik Füze) K A L : Korean Air Lines (Kore Hava Y olları) KEVY : Kinetic Energy VVeapons (K inet ik Enerji Si lahları) Laser : Light Amplification by Stimulated Emmis sion of Radiation (Uyarılmış Işıma Y ayınımı ile Işık Güçlendirilmesi) M A D : Mutual Assured Destruction (Ortak Kesin Y okoluş) Maser : Microwave Laser (Mikrodalga Laseri) M HV : Miniature Homing Vehicle (Minyatür Hedef Bulma Aracı) M İ R V : Multiple Independent Re entry Vehicle Çok Sayıda Bağımsız Nükleer Başlık) NA SA : National Aeronautics and Space Adminis tration (ABD Ulusal Havacılık ve Uzay örgü tü) SAR : Synthetic Aperture Radar (Sentetik Açınım Radarı) SDİ : Strategic Defence Initiatives (Stratejik Sa vunma İnisyatifleri) SİOP : Strategic Integrated Operations Plan (Strate jik Tümleşik Operasyon Planı) SLMB : Submarine Launched Ballistic Missile (De nizaltıdan Fırlatılan Balistik Füze) xaser : X ray Laser (X Işını Laseri)

KAY NAKLAR

1. Newsweek, 4 Nisan 1983, s. 14.20. 2. Time, 26 Kasım 1984, s. 10. 3. Robert R. Rankine, Jr., "Research and technology for strategic defense", Aerospace America, Nisan 1984, S.64 80. 4. Bhupendra .lasani, "How satellitesproraote the armsrace", New Scientist, 96, (11 Kasım 1982). s. 346 48. 5. Dave Dooling, "America shapes up for the war in space", İbid, s. 348 51. 6. John Bell, "Navigationforeveryman.andhis bomb", İbid., 11 Kasım 1984, 36 40. 7. IEEE Spectrum, Ekim 1984, s. 58 59; Robert P. Denaro, "Navstar: The all purposesatellite", İbid. Mayıs 198 l,s.35 40.

8. Eric J.Lerner, "Electromagnetic pulses:Potential crippler", İbid., s. 41 46.

9. Henry Kolm, Peter Mongeau, "An alternative launching medium",İbid., Nisan 1982, s. 30 36.

lOJulian Davidson, "BMD: Star Wars in perspective", Aer. Amer, Ocak 1934, s. 78 83.

11 John Parmentola, Kosta Tsipis, 'Tarticle beam vveapons", Scientifîc American, Nisan 1979, s. 38 49.

12. John F.Mason, "Partide'beam weapons; A controversy", IEEE Spect., Haziran 1979, s. 30 35.

13. Aviation Week and Space Technology, 12 Mart 1984, s.42'den.

14. Kosta Tsipis, "Laser vveapons", Sci. Ant., Aralık 1981, s. 35 41.

15. Michael B. Callaham, "Laser vveapons", IEEE Spect., Mart 1982,s.51 55.

16. Sci. Am., Eylül 1983, s. 66 67; New Sci., 92 (1981), s. 166 69.

17. Nature, 292 (9 Temmuz 1981), s. 108; Nevv Scientist, 91 (2 Temmuz 1981), s. 16 17;Bulletin of the Atomic Scientistt, Mayıs 1984, s. 8 S; Sci. Am., Ekim 1981, s. 110.

18. F.V. Bunkin, V.I. Derzhiev, S.I. Yakovlenko, "Specifica tion for pumping X ray laser vvith ionizing radiation", Sov. Journal of puantum Electronics, Temmuz 1981, s. 971 72.

19. IEEE Spect., Temmuz 1984, s. 57 8; Nevv Sci., 9 Ağustos 1984, s. 22.

20. David Langford, War in 2080, London: Sphere Books, 1979.

21. Hans A. Bethe, Richard L. Garvvin, Kurt Gottfried ve Henry W. Kendall, "Space Based Ballictic Missile Defense", Sci. Am., Ekim 1984, s. 37 47.

22. Nevv Sci., 3 Ocak 1985, s. 10 11. 23. Sci. Am, Ocak 1985, s. 56. 24. Time, 11 Mart 1985, s. 12 15. 25. Nature, 17 Ocak 1985,«. 170.

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ

ODASI 30.KURULUS YILI

4. ELEKTRİK . ELEKTROMEKANIK

ELEKTRONİK 6

6 13 HAZİRAN 1985 ANKARA ifit TANITMA ve TİCARET MERKEZİ ŞERCİ SALONLARI

ULUSLARARAS1 FUAR DEKORASYONU ve TİCARET A.Ş.

CİNNAH CAD. GÖREME SOK. 8/îl KAVAKLIDERE ANKARA TEL.(941) 269956

ELEKTRİK MUHENDlSLtÖt 315 316