La historia secreta de las armas de plasma

Hace casi 30 años, en una instalación clasificada del Laboratorio Nacional de Los Álamos, los investigadores probaron un nuevo tipo de láser. El objetivo: un trozo de gamuza húmeda que simulaba la piel humana. El intenso pulso láser duró apenas unos microsegundos, pero creó un destello brillante y un fuerte estallido, como si el cuero hubiera sido alcanzado por un proyectil explosivo.

Esas pruebas de principios de los años 90 formaban parte del plan del Pentágono para desarrollar una forma más eficaz y no letal de atacar a un objetivo, un área en la que los ejércitos han experimentado deficiencias crónicas. En 2008, por ejemplo, el Ejército estadounidense adquirió urgentemente pistolas de pintura FN303 para mantenimiento del orden en los campos de detenidos, aunque esos proyectiles eran demasiado débiles contra sujetos enfurecidos. Y, trágicamente, las armas «no letales» pueden matar a personas inocentes, como ocurrió en Boston en 2004.

Ahora, tras un cuarto de siglo de investigación y suficientes armas exóticas fallidas como para llenar un museo, el Pentágono, basado en sus innumerables fracasos, ha creado el SCUPLS (Scalable Compact Ultra-Short Pulse Laser System). Se trata de un arma no letal más parecida al ficticio fáser de Star Trek, con capacidad para advertir, deslumbrar, ensordecer, aturdir o quemar, dependiendo de cómo se ajusten los parámetros. Es una señal prometedora para las Fuerzas Armadas, que quieren un arma eficaz que no mate, y un motivo de preocupación para otros que temen que se convierta en otro instrumento de tortura.

Tan pronto como se inventaron los láseres en la década de 1950, los militares empezaron a convertirlos en armas. Pero enseguida se puso de manifiesto un importante problema de ingeniería: conseguir suficiente potencia. Si bien los láseres se convirtieron rápidamente en el arma de ciencia ficción preferida de los soldados de asalto, los retos que planteaba el desarrollo de este tipo de armamento de potencia láser seguían siendo insuperables en el mundo real.

30 años más tarde, los investigadores han ideado una solución. En lugar de disparar un rayo continuo, las armas dispararían pulsos cortos pero intensos, lo suficientemente rápidos como para vaporizar la capa exterior de cualquier objetivo. Los investigadores de armas esperaban que este método de «ablación» pudiera perforar el objetivo.

Sin embargo, pronto la tecnología llegó a otro callejón sin salida. Mientras que el inicio del pulso láser de alta energía vaporizaba la capa exterior del material del objetivo, luego producía una bola de gas sobrecalentado conocida como plasma. Este plasma absorbía toda la energía del resto del pulso láser, creando esencialmente un escudo para que el resto de los pulsos nunca llegaran al objetivo.

Los diseñadores de armas aprendieron más tarde a usar este plasma en su beneficio. Una nueva iteración del sistema utilizaría un pulso láser que calentara el plasma tan rápidamente que lo hiciera explotar. En lugar de hacer un agujero, este tipo de láser puede producir una explosión de plasma de cualquier tamaño, desde una pistola de casquillo hasta una granada de aturdimiento, simplemente variando la potencia.

La nueva arma ofrecía precisión láser de largo alcance y elevada cadencia de fuego. Y lo que es más importante, prometía «efectos escalables», es decir, que podía pasar de ser prácticamente inofensiva a hacer caer a alguien.

Láseres con efecto: PIKL, PCL y PEP

La nueva arma de control de plasma fue bautizada como PIKL (Pulsed Impulsive Kill Laser). Al ser sólo un dispositivo de prueba, el «grande, pesado y frágil» cañón de electrones para crear el haz inicial fue sustituido por un hardware más robusto en 1998 para crear el Pulsed Chemical Laser (PCL). Al igual que el PIKL, se trataba de un láser químico impulsado por la combustión a alta temperatura de deuterio con flúor altamente corrosivo.

Pero ni siquiera esta mejora fue lo suficientemente potente, y en el año 2000 se produjo una nueva mejora con el Pulsed Energy Projectile, o PEP. Tras casi una década de desarrollo, la promesa de un arma láser no letal parecía posible.

«Es lo más parecido que tenemos ahora a los fáseres de aturdimiento», dijo el coronel George Fenton, entonces jefe del Joint Non-Lethal Weapons Directorate (JNLWD).

El Ejército estadounidense quería montar el PEP en un Hummer y atacar objetivos a dos kilómetros de distancia. Sin embargo, un análisis sereno demostró que, si bien las bombas de destello podían tener buena pinta, eran 100 veces demasiado débiles para constituir un arma eficaz, por lo que esos «fáseres en aturdimiento» serían mucho menos que aturdidores.

Pero el PEP no necesitaba necesariamente golpear con fuerza para conseguir gran efecto. Las pruebas en animales indicaron que las ráfagas de plasma causaban «dolor y parálisis temporal». Los investigadores descubrieron que los efectos en los nervios no eran causados por la onda de choque o el calor, sino por el pulso electromagnético producido por la bola de fuego de plasma en expansión. Éste actuaba directamente sobre los nervios, como las interferencias eléctricas que afectan a una radio.

«Es lo más parecido que tenemos ahora a los phasers de aturdimiento».

Este inesperado descubrimiento llevó a afinar los efectos del PEP en el sistema nervioso. Las células nerviosas que transmiten el dolor se conocen como nociceptores, y se pensó que un pulso podría provocar un «pico de activación de los nociceptores», creando la sensación de dolor extremo sin daño real. Parecía lo último en disuasión inofensiva pero eficaz. Además del dolor, una ráfaga de plasma podría causar «efectos motores similares a los de una pistola eléctrica» o una parálisis de corta duración.

Pero incluso con estos elevados objetivos, el JNLWD llegó a la conclusión de que el PEP «no podía reproducir la forma de onda requerida», lo que supuso un alivio para quienes temían que la tecnología se adaptara para la tortura.

«Este trabajo me parece profundamente antiético», dijo John N. Wood, profesor de neurobiología molecular de la UCL en 2009, señalando el potencial para la tortura. Le preocupaba especialmente que la investigación sobre los nervios para los analgésicos pudiera torcerse para encontrar formas de provocar un dolor extremo.

Pero este no era el fin de las armas de plasma: simplemente adoptarían otra forma.

No pasarás

Las bombas de plasma no eran lo suficientemente potentes como para hacer un arma, así que los investigadores se concentraron en utilizar su salida de luz para la detección visual, y lo que llegó fue el Sistema de Escudo Acústico de Plasma, o PASS, en 2013. Esta vez, el objetivo era enfocar el láser en el aire y producir una explosión de plasma de sucesión rápida que se asemejara a los fuegos artificiales.

«Utiliza un patrón programado de eventos rápidos de plasma para crear una especie de muro de luces brillantes y reportes (bangs) sobre el área de cobertura», dijo entonces Keith Braun, de la División de Sistemas de Armamento de Energía Avanzada del Ejército de Estados Unidos, a Popular Mechanics.

En lugar de un láser químico, el PASS utilizaba un láser de estado sólido alimentado eléctricamente. Pero, de nuevo, incluso con la nueva tecnología, los flash-bangs no eran lo suficientemente fuertes como para aturdir o incapacitar. En cambio, el deslumbrante muro de luces protegía a las tropas amigas, haciendo imposible que los adversarios les apuntaran con sus armas. Pero, al igual que otros esfuerzos anteriores, el PASS evidentemente fracasó y el contratista del dispositivo, Stellar Photonics, pronto quebró.

El JNLWD también tenía una nueva aplicación para las armas de pulso corto. Esta se dirigía a los parabrisas de los vehículos para detener a los conductores que se acercaban a los puestos de control. La explosión de plasma agrietaba el parabrisas y producía una luz deslumbrante que impedía al conductor avanzar.

La nueva arma superaría una limitación clave de los deslumbradores láser militares utilizados en Irak: a larga distancia eran demasiado tenues para ser eficaces, pero a corta distancia podían ser lo suficientemente potentes como para causar daños en los ojos. El láser para parabrisas tendría el mismo efecto a cualquier distancia, porque la ráfaga de plasma estaría siempre a la misma distancia de los ojos del conductor.

Pero incluso este láser de parabrisas sin nombre desapareció pronto, pero se siguió trabajando en los láseres de pulso corto.

El láser aterrador

A principios de 2018, el JNLWD mostró un nuevo dispositivo llamado Laser Induced Plasma Effect (LIPE), que producía una rápida serie de pulsos de plasma, muy parecido al PIKL de 1998, pero que también podía ser modulado para transportar una señal. Publicaron un vídeo de demostración de una bola de fuego láser que transmitía un mensaje hablado apenas comprensible, descrito en Popular Mechanics como «la cosa más aterradora que oirás en toda la semana».

Esta rudimentaria demostración ilustra que un sistema más refinado podría transmitir órdenes o instrucciones a alguien a un kilómetro de distancia, sin ensordecer a nadie a una distancia más cercana.

En septiembre de 2018, el JNLWD comenzó un proyecto de tres años para producir finalmente un arma de plasma láser no letal viable. La última adición a la sopa de letras de nombres de armas láser es SCUPLS, por Scalable Compact Ultra-Short Pulse Laser System, y usará nuevos láseres de pulso corto.

«Se necesitará una familia de láseres de pulso ultracorto de nueva generación para permitir la capacidad totalmente no letal a distancia».

El SCUPLS tiene una triple función, que recuerda a algunos de los proyectos anteriores: transmitir mensajes hablados a larga distancia, producir flashes ensordecedores en el aire o sobre un objetivo, y «ablación térmica para el dolor». A bajos niveles de potencia será capaz de producir miles de detonaciones por segundo como el PASS.

Al igual que el PEP, el SCUPLS será lo suficientemente pequeño como para caber en un vehículo táctico ligero, pero tendrá que ser mucho más potente que las versiones anteriores.

«Necesitamos mejores láseres con un aumento de aproximadamente otro orden de magnitud en la potencia por pulso», afirma David Law, científico jefe del JNLWD del Pentágono. «Se necesitará una familia de láseres de pulso ultracorto de próxima generación para permitir la capacidad totalmente no letal a distancia«.

La mayor potencia permitirá al SCUPLS transmitir mensajes de voz inteligibles hasta 1.000 metros, y los flashes producirán un nivel de sonido de hasta 165 decibelios, el equivalente a estar dentro de un motor de avión. Además, el SCUPLS utilizará longitudes de onda que son «seguras para la retina», de modo que no serán absorbidas por el ojo, eliminando el riesgo de explosión de los globos oculares.

«Esto los haría intrínsecamente mucho más seguros en caso de exposición inadvertida de los ojos», dijo Law.

Los fenómenos de los láseres de pulso corto se comprenden ahora mucho mejor, y los nuevos láseres de estado sólido son más baratos, más fiables y más robustos que los antiguos láseres químicos. El SCUPLS, el láser no letal que grita y dispara, parece todavía algo sacado de la ciencia ficción, pero esta vez hay muchas más posibilidades de que se haga realidad.

Fte. Popular Mechanics