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Pressestimmen: Laserwaffen bieten Präzision und minimieren Kollateralschäden

Interview mit Dr.-Ing. Markus Jung, Abteilungsleiter Directed Energy, Technologie & Innovation, Geschäftsbereich Combat Systems, Rheinmetall Defence

ES&T: Rheinmetall hat in den vergangenen Jahren erhebliche Entwicklungsleistungen im Bereich der Laserwaffen erbracht. Welche Wirkung können Laserwaffen überhaupt erzielen?

Jung: Laser können das militärische Wirkungsspektrum erheblich erweitern. Bei der Laserwaffe handelt es sich um eine Präzisionswaffe, die ihre Wirkung auf einen kleinen Fleck begrenzt. Bei niedriger Leistung lassen sich zum Beispiel Optroniken neutralisieren (dazzeln), so dass ihre Nutzer keine Sichtmittel mehr haben. Mit höherer Leistung kann der Laser in Strukturen eindringen, also schneiden oder penetrieren. Dadurch lässt sich zum Beispiel Munition zerstören, oder man kann unbemannte Fluggeräte neutralisieren. Die Liste der Anwendungen ist beliebig erweiterbar.

ES&T: Je größer die Entfernung, desto leistungsstärker muss der Laser sein?

Jung: Im Prinzip ja – wobei dies natürlich auch von den Eigenschaften des Ziels abhängig ist. In der Klasse bis 20 kW lassen sich Optroniken auf eine Entfernung von fünf bis zehn Kilometer neutralisieren. Fluggeräte und UAV können wir bis drei Kilometer bekämpfen, dies haben wir auch nachgewiesen. Bis zwei Kilometer können wir Mittelkalibermunition und auch Munition in Munitionsboxen unschädlich machen. Wenn wir an die Bekämpfung von Mörsergranaten denken, sprechen wir über die Leistungsklasse 100 kW, und bei der Bekämpfung von Flugzeugen müssen wir bereits eine Leistungsklasse von deutlich über 120 kW in Betracht ziehen, weil wir dann von Entfernungen von vier und mehr Kilometern ausgehen müssen.

Man muss immer jedes einzelne Szenario betrachten, um zu beurteilen, welche Zeit zur Bekämpfung eines Ziels zur Verfügung steht und welche Leistung erforderlich ist. Sicherlich könnte man theoretisch mit einem Laser niedriger Leistung – z.B. 20 kW – ein Flugzeug neutralisieren, müsste dann den Strahl aber länger auf das Ziel richten, als es in dem Szenario mit einem schnell fliegenden Objekt realistisch ist.

ES&T: Welche operationellen Vorteile bieten Laserwaffen?

Jung: What you see is what you hit – also was wir sehen, das treffen wir auch; man braucht hierzu keinen Vorhalterechner. Laserwaffen stehen daher für eine sehr hohe Präzision im Ziel wie auch für eine hohe Multi-Target-Fähigkeit, und der Anwender kann die Waffe sehr schnell auf ein neues Ziel ausrichten. Hinzu kommt ein großer logistischer Vorteil. Solange die Waffenplattform Stromversorgung hat, sind Bekämpfungsvorgänge möglich. Amerikaner sprechen hier von einem Deep Magazine.

Man benötigt keine Munition, die gelagert, transportiert und bewacht werden müsste. Die Kosten für einen Bekämpfungsvorgang sind sehr niedrig, da der Laser keine Verbrauchsmaterialen benötigt und letztlich nur die Kosten für die Stromerzeugung anfallen, also weniger als ein Euro pro Bekämpfung. Nicht zu vergessen ist die Lautlosigkeit. Es gibt Szenarien, in denen dies ein entscheidender Vorteil ist.

ES&T: Eine Finanzierung vorausgesetzt: Wie lange könnte es aus Ihrer Sicht dauern, bis so ein System einsetzbar ist?

Jung: Für die Marineanwendung gehen wir nach den bisherigen Untersuchungen davon aus, dass wir, wenn es grünes Licht gibt, innerhalb von zwei bis drei Jahren ein Laserwaffensystem der Leistungsklasse 10-20 kW auf der Lafette des Marineleicht-geschützes MLG27 realisieren können. Mit diesem System besteht die Möglichkeit, die aktuellen Bedrohungen auf See zu neutralisieren, nämlich Fast Attack Boats, Jet-Skis, Skiffs sowie UAV.

Da das System keinen Rückstoß hat, können wir es, beispielsweise containerisiert, auch auf Schiffe oder Boote bringen, die zurzeit im Nahbereich so gut wie keine oder nur eine geringe Verteidigungsfähigkeit besitzen.

ES&T: Denkbar ist sicher auch das Wirken von der See gegen Ziele an Land?

Jung: In der Tat, das ist ebenfalls ein Thema, das uns im Moment sehr beschäftigt. Wenn ein Schiff an der Küste entlang fährt, gerät es sehr schnell in die Reichweite von Standard Anti-Tank-Missiles, die auch für maritime Einheiten eine Bedrohung sind. Mit einem Laserwaffensystem können Sie den Schützen detektieren, seine Optronik neutralisieren (dazzeln) oder auch direkt auf die Struktur der Missiles wirken und diese neutralisieren.

ES&T: Welche Möglichkeiten sehen Sie für die Integration eines derartigen Systems in Landfahrzeuge, die bereits eingeführt sind?

Jung: Unser Ziel ist die Integration eines Laserwaffensystems in vorhandene Fahrzeuge. Wir haben dies in der Leistungsklasse 10 kW für einen GTK Boxer (San-Modul) mit einem Demonstrator bereits nachgewiesen. Auf der IDEX-Messe in Abu Dhabi haben wir im vergangenen Jahr gezeigt, wie beim Standard-Missionsmodul des GTK Boxer die Waffe des Lance-Turms durch einen Lasereffektor mit einer Leistung von 20 kW ersetzt werden kann. Was die Fahrzeug- und die Waffenplattform angeht, sind wir äußerst flexibel. Es muss lediglich ein gewisses Mindestvolumen zur Verfügung stehen und Spielraum bei der Zuladung gegeben sein.

Containerisierte Lösungen können per Lkw zu einem stationären Einsatz an jedem beliebigen Ort transportiert werden, zu einem späteren Zeitpunkt vielleicht sogar mit der Option, auch aus der Fahrt zu schießen.

ES&T: Wo liegen die Limitationen dieser Technologie, wenn wir sie mit anderen, etwa ballistischen Effektoren vergleichen?

Jung: Sicherlich unterliegt die Leistungsfähigkeit unter bestimmen Witterungs-bedingungen wie starker Regen und Schneefall sowie Nebel gewissen Limitationen. Aus Experimenten in der Schweiz unter Witterungsbedingungen von plus 29° im August bis zu -12° im Oktober und November sowie mit Schneefall und Regen wissen wir, dass wir das System nur bei starkem Schneefall nicht einsetzen können, weil die Schneekristalle zu stark reflektieren. Bei starkem Nebel fehlt die Sicht auf die Ziele. Diese Einschränkungen gelten aber ebenfalls für einen großen Teil der potentiellen Ziele, die unter diesen Witterungsbedingungen auch nicht eingesetzt werden können.

ES&T: Werden die Laserwaffen die klassischen Rohrwaffen ablösen?

Jung: Wir sprechen nicht von einer Ablösung, sondern von einer Ergänzung zu den vorhandenen konventionellen Waffen. Denn die Laserwaffen besitzen Fähigkeiten, über die das Militär bisher nicht verfügt.

Ich bemühe hier gerne ein historisches Bild. Die Einführung des Lasers heute erscheint mir wie die Einführung der ersten Schusswaffen im Mittelalter. Es gibt ein neues System mit neuen Fähigkeiten, aber es geht im Moment nicht darum, andere Systeme zu verdrängen. Laserwaffen bieten eine bislang ungekannte Präzision und sie erlauben es, Kollateralschäden deutlich einzuschränken. Auch ihre Flexibilität ist einmalig, denn sie können extrem schnell vom Störmodus geringer Intensität auf den Neutralisationsmodus hoher Intensität umgeschaltet werden.

ES&T: Kommen wir zur anspruchsvollen Technik der Lasersysteme. Welche besonderen Anforderungen gelten für Laserstrahlerzeuger, die in Waffen verwendet werden können?

Jung: Ein wichtiger Faktor ist zunächst einmal eine gewisse Laserleistung. Von Relevanz ist ferner die Strahlqualität, die Auskunft darüber gibt, wie gut sich der Strahl fokussieren lässt. Da wir ihn gut fokussieren wollen, interessieren uns nur Laser mit niedrigen M2-Werten. Der optimale Wert im Sinne des theoretischen Minimums wäre 1. Wir setzen auf Laser mit einem M2-Wert von 2,5 oder kleiner. Zu beachten ist darüber hinaus auch die Effizienz: Je höher sie ist, desto kleiner und leichter können Systeme zur Energieversorgung und zur Kühlung ausfallen.

Die Dimensionierung des Laserwaffensystems darf die Trägerplattform, auf der die Waffe zum Einsatz kommt, nur so wenig wie möglich einschränken. Und nicht zuletzt ist natürlich die Zuverlässigkeit ein wesentlicher Faktor.

ES&T: In welcher Weise können Sie auf Technologien zurückgreifen, die die deutsche Industrie für andere, zivile Zwecke einsetzt?

Jung: Wir greifen im Moment ausschließlich auf Laser zurück, die auch die Industrie für Schweißarbeiten einsetzt – z.B. in der Automobilherstellung. Dies hat für uns den Vorteil, dass wir es mit ausgereiften, zuverlässigen Technologien zu tun haben, in deren Entwicklung wir nicht selbst noch einmal investieren müssen.

Wir bewegen uns hier in der Leistungsklasse 10 kW. Es gibt auch Industrielaser mit höherer Leistung, etwa 50 kW, hier sind aber die M2-Werte dann oberhalb von 10 und somit für uns nicht mehr von Interesse.

Ein großer Vorteil für uns ist, dass Deutschland ein in der Lasertechnologie führendes Land ist. Auf die bei den Forschungsinstitutionen und Zulieferern verfügbare Expertise können wir aufbauen.

ES&T: Welche Entwicklungsleistung wird dann von Rheinmetall erbracht?

Jung: Zunächst einmal definieren wir die Anforderungen an das Laserwaffensystem und brechen diese speziellen waffentechnischen Anforderungen auf die einzelnen Komponenten wie Laser, Strahlführungssystem, Energieversorgung und Kühlung herunter.

Für militärische Anwendungen ist die Funktionsfähigkeit unter Bedingungen herzustellen, die man im zivilen Bereich so nicht berücksichtigen muss – ich denke hier etwa an die Unempfindlichkeit gegen extreme Vibrationen oder Temperaturen. Dies erfordert diverse Modifikationen an den COTS-Komponenten (commercial off the shelf).

Wir designen das gesamte Strahlführungssystem und nehmen uns des Themas Feintracking an. Wir entscheiden, welche Wirkung wir im Ziel haben wollen, und definieren auf der Grundlage dieser Parameter das Laserwaffensystem im Detail.

Es gilt eine Vielzahl technologischer Herausforderungen zu meistern, um aus einem Laser einen Laserwaffensystem zu entwickeln.

ES&T: Von Rheinmetall entwickelt wurde auch die "Beam Super Imposing Technologie". Was ist darunter zu verstehen?

Jung: Wir greifen ja auf kommerzielle Laser zurück, und hier ist die für uns derzeit stärkste nutzbare Leistungskategorie die 10 kW-Klasse. Für Anwendungen auf größere Entfernung oder gegen härtere Ziele braucht man jedoch mehr als nur 10 kW Laserleistung, das heißt, wir müssen die Leistung von mehreren Lasern im Ziel addieren. Mit Standard-Laserwaffenmodulen zu je 10 kW, deren Leistung wir durch die "Beam Super Imposing Technologie" im Ziel überlagern, erreichen wir dies.

ES&T: Lange Zeit war die Energiegewinnung das zentrale Problem. Wie stellt es sich heute dar?

Jung: Mit dem Übergang von den Gaslasern zu den Festkörperlasern hat sich das Problem des Wirkungsgrades drastisch verringert. Früher hatten wir Wirkungsgrade im Bereich von fünf bis zehn Prozent für die Gaslaser, und jetzt kommen wir an Wirkungsgrade von nahezu 30 Prozent heran. Das heißt: Um 1 kW Laserleistung zu erzeugen, brauchen wir jetzt nur noch etwas mehr als 3 kW elektrisch, und das ist natürlich eine deutliche Reduktion hinsichtlich der Anforderungen an die Trägerplattform – zumal man immer bedenken muss, dass die Energie für die elektrischen Laser nur dann benötigt wird, wenn der Laser tatsächlich strahlt.

Ein Motor, der heute in Fahrzeugen verbaut wird, kommt typischerweise auf 80 bis 100 kW und kann deutlich über 20 kW Laserleistung elektrisch erzeugen.

ES&T: Hat die Bundeswehr an dieser Entwicklung Interesse genommen oder ist sie auf Ihre eigene Initiative zurückzuführen?

Jung: Wir wurden mit Forschungs- und Technologieaufgaben beauftragt. Rheinmetall hat zusätzlich auch eigenes Geld eingesetzt, um diese Technologie nach vorne zu treiben. Diesem Aufwand verdanken wir heute unsere technologische Führungs-position auf diesem Gebiet.

Dr.-Ing. Markus Jung, Abteilungsleiter Technologie & Innovation, Geschäftsbereich Directed Energy, Rheinmetall Defence.

Dr.-Ing. Markus Jung, Abteilungsleiter Technologie & Innovation, Geschäftsbereich Directed Energy, Rheinmetall Defence.

Quelle: Europäische Sicherheit & Technik. Ausgabe 2/2016, Autor: Dr.Peter Boßdorf.

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