ריאליזם במד"ב: רובה הלייזר


ערן זבולון


הקפטן האמיץ של ספינת החלל "קסיופאה - 5" רכן מאחורי כיסאו שעל גשר הפיקוד. הוא ראה כיצד חבריו נהרגים אחד אחד על ידי הפולשים המורדים, הוא שמע את קולות הנפץ הבאים לכיוון גשר הפיקוד. הוא שלף את אקדח הלייזר שלו, כיוון על עוצמה מרבית וברגע שהדלת הראשית המובילה אל גשר הפיקוד נפתחה הוא קם ממקוום מחבואו וסחט את ההדק..."

אקדח הלייזר הוא כלי הנשק המופיע בכל משחק מדע-בדיוני שמכבד את עצמו ואת הז'אנר. מי לא מכיר את שלל העיצובים של אקדחים ורובים הפולטים קרינה אדומה (רעים) או כחולה (טובים). קולות הנפץ של אקדחי הקליעים מוחלפים בצלילים הממוחשבים והגבוהים של הקרינה המפלחת את האוויר במהירות מדהימה ופוגעת ביריב (אם הוא רע) או מפספסת אותו בדיוק כאשר הוא מצליח לקפוץ הצידה בשניה האחרונה (אם הוא גיבור טוב). אבל, האם זה באמת אקדח לייזר? התשובה, כמובן, היא לא ממש. המאמר הזה נועד לתת נופח יותר מציאותי ל"נשק הקרניים" שלכם ממספר נקודות מבט: הראשונה היא אופן פעולת המכשיר. השנייה היא הנזק אותו הוא גורם והשלישית היא השפעות הלוואי של הנשק על המשחק, על הטכנולוגיה ועל מראה החייל המשתמש בנשק זה.

מה זה לייזר?
לייזר (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) הוא למעשה קרן מרוכזת של אור קוהרנטי בעוצמה גבוהה (החל מוואט אחד עד מיליוני וואטים של הספק אנרגיה). הצלחתי לסבך אתכם? לא נורא, אני אסביר בדיוק מהו לייזר. תחשבו על מנורה פשוטה שיש לכל אחד בבית (נניח נורה רגילה של W100), עכשיו דמיינו לכם את כל האור הנפלט ממנה (לכל הכיוונים) מתרכז בנקודה אחת בקוטר מספר מילימטרים בודדים. הרבה אור, נכון? בדיוק כפי שמיקוד קרני השמש בנקודה קטנה על ידי זכוכית מגדלת יכול לשרוף נייר או חומרים דליקים ואף לגרום לכוויה, כך גם יכולה כל קרן של אור בעלת עוצמה גבוהה ומיקוד טוב.
מהי, אם כך, קרינה קוהרנטית? קרן האור שלנו היא לא רק ממוקדת, אלה היא ישרה ומאבדת מעט מאוד אנרגיה תוך כדי התקדמות באוויר, וכמו כן, נשארת כמעט באותו קוטר. כלומר, קרן לייזר שטסה לה באוויר או בריק יכולה לנוע על פני טווח רחוק מאוד (מספר מאות מטרים ואף קילומטרים) לפני שתהפוך לקרן אור לא מזיקה. היום יודעים לבנות לייזר הפולט קרינה בטווח גדול מאוד של תדרים, החל מקרינת אינפרא-אדום, דרך האור הנראה, קרינה אולטרא-סגולה וכלה בלייזר של קרני-X.

איך פועל רובה לייזר, ולמה לצה"ל אין אחד כזה כבר עכשיו?
רובה לייזר יהיה מורכב מספק כוח המסוגל לתת פולס ארוך (שניה או יותר) של אנרגיה מאוד גדולה, וכמו כן יהיה מסוגל לתת גם הספק נמוך של אנרגיה. הלייזר עצמו יהיה שפופרת גלילית המכילה את התווך המגביר שיכול להיות גז (ארגון, פחמן דו-חמצני, הליום, נאון ועוד) או מוצק (אבן רובי, גביש איטריום-אלומיניום-גארנט, ועוד). כיום מכירים עשרות סוגים שונים של חומרים מהם ניתן ליצור לייזר. כאשר מחליפים חומר, אז הלייזר יהיה בעל תכונות אחרות (למשל אורך גל שונה). לאותה שפופרת צריך להיות בידוד אופטי ושני מראות בשני בסיסי הגליל (מראה אחת מחזירה והשניה מחזירה רק חלק מהאור ומעבירה את השאר). השפופרת הזו נקראת מהוד והיא משמשת למעשה להגברת האור הנפלט מהתווך המגביר על ידי אפקט שנקרא פליטה מאולצת. לצערנו את כל המערכת הנ"ל צריך לקרר, וכיום, ככל שהלייזר יותר חזק, כך מערכת הקירור שלו היא יותר גדולה. אנחנו נניח שמערכת הקירור של רובה לייזר היא משהו חדשני ומופלא כך שהרובה עצמו לא מאלץ את המשתמש לסחוב מיכל חנקן נוזלי על הגב (בהחלט ניתן להמציא כאן משהו טוב, כיד הדמיון הטובה עליכם).
לייזר פועל באחד משני אופנים: פליטה רציפה של אור או פליטת פולסים של לייזר. למרבה ההפתעה רצוי להשתמש בפולסים של לייזר ולא בקרן רציפה בתור נשק, וזאת מכיוון שפולסים עוקבים של אור חזק יכולים לגרום ליותר נזק, וכמו כן, לייזר העובד במצב של פולסים יכול לרכז בכל פולס יותר אנרגיה.
הרובה יפעל במספר מצבים שונים – מצב ראשון יהיה מצב מכובה (כלומר הלייזר לא פעיל כלל). במצב זה בטוח לפרק את הרובה, ואין אפשרות לירות בו. המצב השני יהיה מצב מופעל, כלומר הפעלנו את הרובה. במצב זה אנחנו מספקים כמות קטנה של אנרגיה למהוד הלייזר רק כדי לשמור על המערכת מוכנה לירי ברגע שההדק נלחץ. במצב מופעל, המערכת של הלייזר לא פולטת קרינת לייזר, אולם היא נמצאת על הסף של פליטת הלייזר וכל מה שעלינו לעשות הוא לתת פולס אנרגיה חזק (ללחוץ על ההדק). הנשק יוכל להישאר מספר שעות או אפילו ימים במצב זה, אבל תמיד רצוי שלא להשאיר אותו כך אם אין סיבה מספיק טובה לעשות כך. המצב השלישי יהיה מצב יורה, כלומר מצב בו לחצנו על ההדק ונתנו פולס של אנרגיה ללייזר. הלייזר המופעל משחרר פולסים של קרינה בקצב של 1,000 עד 100,000 פולסים בשניה. אורך כל פולס יהיה כנאנו-שניה (החלק המיליארד של השניה).
יכול להיות שניתן יהיה לכוון את העוצמה (על ידי שליטה בקוטר הקרן), או לכוון את אורך הגל (על ידי החלפת התווך המגביר).

מה הנזק שיכול נשק שכזה לגרום?
דבר ראשון, אור ממוקד שורף דברים. נזק תרמי הוא דבר מאוד ברור כאן. קרן לייזר חזקה הפוגעת ברקמה חיה תחמם את הרקמה. אם הלייזר לא עוצמתי מספיק עלול להיגרם רק נזק קל, אולם לייזר בעוצמה מספיק גבוהה יוכל לשרוף את הרקמה (לפחם בשר ועור), ואף להרתיח את המים ברקמה כך שהנזק מתפשט מעבר לאזור הפגיעה (המאוד מצומצם בלייזרים). בנוסף לנזק התרמי, לייזר היורה פולסים מאוד קצרים וחזקים יכול לגרום לנזק שנקרא נזק פוטו-אקוסטי. נזק זה נגרם על ידי חימום מאוד מהיר של רקמה בעשרות מעלות וגורם למעשה לגל הלם תרמי להתפשט ברקמה החיה ולקרוע אותה תחת מאמצים תרמיים. כאילו שזה לא מספיק, אם משתמשים בלייזר אולטרא-סגול או לייזר x-ray, ניתן לקבל עוד תופעה זוועתית והיא נזק פוטו-כימי, כלומר פירוק קשרים בתוך מולקולות. הדבר יכול להתבטא במגוון תופעות כגון סרטן או הרעלה (כאשר מולקולות "טובות" נקרעות והופכות לחומרים מזיקים ורעילים). כדי להבין עד כמה יכול לייזר להיות מסוכן, חשבו על לייזר תעשייתי של היום. לייזר כזה יכול לחפור בפלדה על ידי התכה ואידוי המתכת. למעשה, לייזר אינפרא-אדום פשוט המשתמש לריתוך פלדה משתמש למעשה רק ב2% עד 5% מהאור כדי לבצע את התהליך מאחר ופלדה מחזירה אור מצוין (פלדה מחזירה יותר מ90% מהאור). גוף האדם בולע כ80% מהקרינה הנ"ל... יתרון נוסף שיש לנשק הזה: הקרן נעה במהירות האור, ולכן ברגע שיצאה הקרן מהלוע אין סיכוי לברוח מפניה.

ריאליזם
סרטי מד"ב רבים מראים תמונה לא נכונה של הירי ושל הנזק הנגרם כתוצאה מירי לייזר. קרן הלייזר ברוב הסרטים נעה לאט מאוד יחסית ללייזר אמיתי (הנע במהירות האור). בנוסף הקרן נראית כפס צבעוני באוויר. את הלייזר עצמו לא ניתן לראות בעת מעבר באוויר (בדומה למצביעי-לייזר הקיימים היום בשוק). ניתן לראות רק את ההחזרה של הקרן ממשטחים המחזירים את האור. זאת בהנחה כי ניתן בכלל לראות את אור הלייזר. רוב הסיכויים הם שנשק לייזר יהיה לייזר בתחום האינפרא-אדום או אולטרא-סגול וכך לא ניתן יהיה לראות כלל את קרן הלייזר גם אם נתאמץ מאוד. מצד שני, אם משתמשים בלייזר אולטרא-סגול מספיק אנרגטי, ניתן אולי יהיה לראות שובל כחול זוהר בעת מעבר הקרינה באוויר כאשר הקרינה תהפוך את האוויר שנקלע בדרכה לפלאסמה (גז של יונים).
דבר אחר שמראים הסרטים הוא הרתע. כאשר דמות בסרט נפגעת מקרן לייזר היא נרתעת ונופלת על הרצפה כאילו נפגעה מקליע כבד של רובה. אולם, למעשה, לאור יש תנע כל כך זניח עד כי האדם הנפגע לא יחוש כלל במכה על גופו אלה רק בתחושה נוראה של שריפה. אם הלייזר פוגע ישירות בעין לפעמים האדם לא יחוש כלום... הוא פשוט יפסיק (מאותו רגע) לראות. הרתע היחידי שיכול להיגרם הוא רתע כתוצאה מהתפוצצות קטנה של רקמת עור ושריר תחת נזק פוטו-אקוסטי (ראה פסקה קודמת) או תחת רתיחה של מים בתוך הרקמה, בדרך כלל הרתע יהיה חלש מאוד ולאו דווקא יהיה זהה לזה של פגיעת קליע מאחר ומדובר בהתפוצצות הרקמה ולא בפגיעה ישירה של חפץ במקום. הרתע הזה יהיה דומה יותר לפרכוס מאשר לרתע של פגיעה. לכן, כאשר הלייזר פוגע במטרתו, המטרה לא נופלת מיד, ולא נרתעת לאחור. המטרה פשוט חוטפת כוויה רצינית מאוד באזור הפגיעה, אולי אף חלק מאזור הפגיעה מתפחם ואף מתאדה, משאיר אחריו חור, רקמות קרועות, ולקינוח גם רעלנים ותאים סרטניים חדשים.

מה החסרונות של נשק לייזר?
החסרון הראשון והבולט של הנשק הוא – תכונות האור. אור אפשר להחזיר על ידי מראה, לכן כל מגן עשוי מחומר מחזיר אור יהיה מגן מוצלח. אם האור מוחזר על ידי מראה טובה, הוא עלול להמשיך להיות מסוכן גם אחרי ההחזרה. בנוסף, נשק לייזר מושפע מתנאי הסביבה. ירי בואקום שונה מאוד מירי באוויר או ירי בתוך עשן או ערפל. עשן, ערפל או כל גז כבד אחר עלול לגרום לירידה משמעותית בטווח בו הלייזר עדיין יכול לפגוע בקורבן מאחר והעשן בולע או מפזר חלק גדול מהקרינה. גם אם הקרן פוגעת במשטח לבן, היא עדיין יכולה להיות מסוכנת אחרי ההחזרה. אולי לא מסוכנת לפגיעה בכל הגוף, אבל לייזר הוא דבר מסוכן מאוד לעין שממקדת לתוכה את האור שנכנס אליה. לכן חיילים שמשתמשים בנשק לייזר יאלצו להרכיב משקפי מגן בכל פעם שהם משתמשים בנשק לכל מטרה.
קרן לייזר, בדומה לכל כלי משחית אחר, אינו בררני בקשר למשטח בו הוא פוגע, ואם המשטח הזה בולע אור, אזי קרוב לודאי שהמשטח יתחמם, וייתכן אף שיווצר בו חור. לכן מסוכן יהיה לירות בלייזר בתוך חללית מתוך חשש להתכת חלק מהגוף החיצוני.
לייזר הוא נשק גרוע מאוד לשימוש כנגד חלליות או כלי רכב הבנויים ממתכת. המתכת (כפי שציינתי מקודם) היא חומר המחזיר את רוב האור הפוגע בו (בממוצע כ 90% מהאור), ולכן רוב האנרגיה תבוזבז על ידי ההחזרה ולא תעשה מאום למתכת.

איך כל זה נכנס למשחק שלי?
כל שעליך, מנחה משחק המד"ב, לעשות עכשיו הוא לחשוב על השינויים בתיאור העולם ובטכנולוגיה כתוצאה מהתיאור במאמר הזה. חיילים לבושים בבגדי מגן עשויים חומר מחזיר-אור, חמושים ברובי לייזר משוכללים ומרכיבים משקפי מגן. בכל פעם שנשקפת להם סכנת קרב הם מעבירים את הנשק למצב "פועל" ומחכים עם אצבע על ההדק.


...אחד אחד נפלו לפניו המורדים שנכנסו דרך הדלת, כאשר כוויות מופיעות על גופם והם זועקים מכאב לפני שהם מתעלפים או מתים מהחורים שנפערים בגופם כתוצאה מפגיעת קרני האור הקטלניות. לאחר הקרב שארך, לא יותר מדקה אחת, אך נראה לקפטן כמו נצח, הוריד הקפטן את משקפי המגן הנוצצים שלו והביט על הטבח הנורא בחדר הפיקוד. רק אז הבין כי קולות הנפץ הגיעו מתוך כור ההיתוך של החללית...