Motivation

Seit einigen Jahren werden in der Rüstungsforschung einiger Schlüsselstaaten verstärkt Anstrengungen zur Entwicklung von Hochenergielaseraffen unternommen, deren geplante Stationierung nach Ansicht von Analysten erhebliche Umwälzungen im sicherheitspolitschen Umfeld auslösen wird. In Zusammenarbeit mit den Projektpartnern (siehe oben) sollen im Rahmen eines Projektes die friedens-politischen Auswirkungen einer Stationierung solcher Waffen naturwissenschaftlich fundiert bewertet werden.Die Untersuchungen im iLAS konzentrieren sich dabei auf die Bewertung des sogenannten "Airborne Laser" (ABL) als Fallbeispiel. Die USA planen, mit einem Hochenergielaser aus einem Flugzeug heraus ballistische Raketen in ihrer Startphase über Entfernungen von mehreren hundert Kilometern zu zerstören.

Vorgehensweise

Erste Abschätzungen haben gezeigt, dass der Sprengkopf an der Spitze der Rakete, der gegen hohe Temperaturen thermisch isoliert ist, nicht vom Laser über die vorgesehenen Entfernungen zerstört werden kann. Daher konzentrieren sich die Untersuchungen auf einen Lasereinsatz gegen den Treibstofftank im Mittelteil der Rakete. Der Sprengkopf würde, abhängig von der Zeit bis zur Zerstörung der Rakete, irgendwo zwischen Start und ursprüng-lich geplantem Ziel aufschlagen. Aus diesem Grund zielt die Untersuchung auf die Abschätzung der Zeitdauer bis zur Zerstörung des Tanks. Die Untersuchungen erfolgen dabei zweigleisig. Essentiell ist der Rückgriff auf Rechnermodelle zur Bestimmung der Wärmeverteilung im Material und deren Auswirkungen auf die Struktur. Diese werden zusätzlich durch skalierte Experimente validiert.

Ergebnisse

Der erste Teil Untersuchung widmete sich der Bestimmung der zeitabhängigen Temperaturentwicklung in Metallen unter Laserstrahlbelichtung. Dazu wurde eine FEM Software verwendet und die Ergebnisse experimentell mit einer Wärmebildkamera überprüft. Es stellte sich heraus, dass bei den untersuchten Szenarien ein Aufschmelzen der Rakete ausgeschlossen werden kann.Zur Zeit werden deshalb die Auswirkungen einer punktuellen Erwärmung auf die mechanische Stabilität einer Raketenhülle untersucht. Berechnungen zeigen, dass die Kombination von thermisch induzierten Spannungen und einer Erweichung des Wandmate-rials schon deutlich vor Erreichen des Schmelzpunktes zum Materialversagen führen. Im weiteren ist auch hier eine Validierung dieser Berechnungen durch skalierte Experimente geplant.