Uncharted territory

The laser weapon project for the navy continues after an extremely successful start. The engineers involved are entering uncharted territory - and face new challenges every day.

In 2020, the Federal Office of Bundeswehr Equipment, Information Technology and In-Service Support (BAAINBw) commissioned Arge Hochenergielaser Marinedemonstrator, a joint venture between Rheinmetall Waffe Munition and MBDA Deutschland, to develop and manufacture a laser weapon demonstrator (LWD). The aim was to investigate the state of the art for this new type of weapon system and gain initial experience in its use. The LWD was brought on board the frigate Sachsen in June 2022.

Die fast einjährige Erprobungszeit begann mit Unter­suchungen zu Reich­­­­weite und Präzision von Radar, optischen Sen­so­ren und Trackingsystem. Letzteres muss für eine erfolg­reiche Bekämpfung mit[ds_preview] dem Wirk­laser den anvisierten Zielpunkt in großen Entfer­nungen sicher im Faden­kreuz zu hal­ten, selbst wenn sich Schiff oder Zielpunkt bewegen.

Am 30. August 2022 hieß es dann „first light“ für den Wirklaser. Die Sachsen ging dafür vor der Steilküste des Truppenübungsplatzes Putlos an der Ostseekü­ste Schleswig-Holsteins in Position. An Land wurden Beschussplatten aufgebaut, die von Bord aus nur mit dem Fernglas ausgemacht werden konnten.

Nun zeigte die Laserwaffe ihre hohe Präzision: Der Laser­strahl traf und beschädigte die Beschussplatten genau dort, wo der Bediener auf seinem Bild­schirm den Zielpunkt markierte. Anders als bei Geschossen oder Lenkflugkörpern muss eine Laserwaffe keine ballistische Flug­bahn, keinen Windversatz oder Vorhalt berücksich­tigen. Es ist eine echte Line-of-sight-Bekämpfung:  Genau dort wirken, wo Kamera und Tracking hinschauen. Dies heißt aller­dings auch, dass Horizont und Wetter, beispielsweise Nebel, das System be­gren­zen.

Im Laufe der nächsten Tage und Monate folgten weitere Erprobungen von Sensorik, Trackingsystem und Wirklaser gegen verschiedene Ziele zu Lande, zu Wasser und in der Luft.

Ein zweites Highlight war der Abschuss einer kleinen, handelsüblichen Drohne, die vor der Steil­küste in Putlos entlangflog. Der Demonstrator brauch­te hierfür nur weni­ge Se­kun­­den. Waffen­laser funktio­nieren anders als konven­tio­nelle Waffen, welche eine ge­wis­­se Flug­zeit zum Ziel brauchen und dann nahezu unverzüglich wirken. Der Laser­strahl ist zwar mit Licht­ge­­schwin­digkeit am Ziel, muss dann aber über einen Zeitraum, der dwell time, Energie im Ziel deponieren, um es un­schäd­lich zu machen. Das Beson­dere war, dass sich sowohl Drohne als auch Wirk­laser­­system in Bewe­gung befanden. Zieltracker und Laser haben per­fekt mit­ein­­an­der harmoniert und so die für diesen Abschuss erforderliche Präzision er­mög­licht.

Tracking einer Drohne, Foto: Bw

Bei einer Testkampagne im Mittelmeer – und bereits bei der Überfahrt dorthin in stürmischer See – wurde das System auf seine Seetauglichkeit geprüft. Dabei musste sich der Laserwaffendemonstrator auch den Herausforderungen des Mittelmeerklimas stellen.
Nach zehn Monaten, über 28 000 Seemeilen, etlichen inten­­siven Test­kampagnen und vielen Laserschüssen stand das Fazit fest: Der Laserwaffendemonstrator hat überzeugt und die an ihn gestellten Erwar­tun­gen erfüllt. Die verwendete Technik besitzt somit das Po­tenzial für ein opera­tives Laserwaffensystem. Die Voraussetzungen für die Entwicklung eines Hochenergie-Laserwaffensystems für die Bundeswehr sind damit geschaffen.

Ende Februar 2024 wurde die Freigabe für die nächste Projektphase erteilt: die Entwick­lung eines Prototyps. Das Gerät wird eine höhere optische Aus­gangs­leistung haben als der LWD. Dies ermög­licht größere Wirkreichwei­ten sowie eine Wirkung gegen här­tere Ziele. Eine ebenfalls vorgesehene Reduzierung der dwell time kann mit einer höheren Kadenz bei kon­ventionellen Waffen verglichen werden. Zudem werden Sensoren und Tracking­­system ein umfassendes Upgrade erhalten.

Neben den technischen Herausforderungen gibt es auch Arbeit in anderen Disziplinen. So ist es für die Nutzung von Laserwaffen unabdingbar, die Auswirkung der Atmosphäre auf den Laserstrahl und die Wechselwirkung des Laserstrahls mit verschiedenen Materialen zu verstehen. Hierzu wurden durch das BAAINBw mehrere Arbeitsgruppen eingerich­tet, um die Expertise von verschiedenen Forschungs­insti­tuten und Bundeswehrdienststellen zu bündeln.

Die Arbeitsgruppen Risikomodelle und Simulationen befassen sich nicht nur mit Frage­stellungen der Laserphysik. Ein für das Laser­waffenprojekt wichtiges Arbeits­ergeb­nis sind zwei Computermodelle, die den Einsatz eines Wirklasers und dessen Wirkung auf die Umgebung simulieren: Wohin und mit welcher Intensität wird der Laser­strahl gestreut oder reflektiert, wenn er auf das Ziel trifft? Die Modelle sind essenziell für die Ermittlung von Risiken durch den Wirklasereinsatz für unbetei­lig­te Dritte genauso wie für das eigene Per­sonal, aber auch zur Planung von Ausbildung und Übungen.

Rechtliche Aspekte

Wie bei allen neuen Waffensystemen, ist eine waffen­rechtliche Prü­fung notwendig. Neue Waffen dürfen nicht grau­sa­mer sein als bereits eingeführte Systeme. Sie dürfen keine inakzeptablen Risiken bergen, we­der für Solda­ten, noch für unbeteiligte Zivilisten. Zudem müssen neue Waffen im Einklang mit natio­nalen und internationalen Gesetzen stehen.

Die Nutzung von Lasern als Antimaterialwaffe ist so neu und die Wirkmechanismen so unter­schiedlich zu konventionellen Waffen, dass es derzeit keine be­last­baren Daten gibt, auf die zurückgegriffen werden kann. Hierbei helfen wiederum die Untersuchungen und Ergebnisse aus den oben erwähnten Arbeitsgruppen.

Schaden an einer Drohne nach wenigen Sekunden
Lasereinwirkung, Foto: Bw

Schiffe der Deutschen Marine operieren oft in internationalen Verbänden. Ein gemeinsames Verstän­d­nis zu Laserwaffen ist un­erlässlich. Lasersicherheit und Risiko­modelle müssen abge­stimmt, Grenz­werte für ein akzep­tables Rest­risiko formuliert und Verhal­tens­regeln beim Um­gang mit Laserwaffen in Ausbildung, Übung und Einsatz ver­ein­bart werden. Daher engagiert sich das Projekt in Kooperationen mit anderen Nationen und in NATO-Arbeits­gruppen.

Die Arbeiten sind also vielfältig, spannend und umfang­reich. Bis zur Einrüstung des Laserwaffensystems an Bord des Einsatzgruppenversorgers Bonn vergehen noch Monate. Bis dahin werden die theoretischen Grundlagen und Er­kennt­nisse ebenso wie die erforderlichen Technologien immer weiter vorangetrieben.

D. Boller ist Mitarbeiter in der Abteilung K des Bundesamts für Ausrüstung, Informationstechnik und Nutzung der Bundeswehr.