»Wenn man einen Laser im Freien einsetzt, wird die Atmosphäre Teil des Systems« (Interview)

Prof. Eichhorn, Hochenergielaser sind plötzlich zu einem zentralen Thema in den Debatten über Verteidigungstechnologie geworden. Warum gerade jetzt?

Marc Eichhorn: Zwei Trends laufen zusammen: bedeutende Fortschritte bei Faserlasern und der Strahlkombinierung sowie eine sich rasch wandelnde Konfliktlandschaft mit zunehmendem Einsatz unbemannter Luftfahrzeuge. Dies macht die gerichtete Energie attraktiv, da sie einen hochpräzisen Einsatz mit Lichtgeschwindigkeit ermöglicht und dabei lediglich elektrische Energie verbraucht – ein nahezu unbegrenztes »Magazin« – zu sehr geringen Kosten pro Schuss. Genau dieses Profil ist für präzise und wiederholbare Maßnahmen zur Abwehr von UAS erforderlich.

Viele Menschen glauben, es gehe hauptsächlich darum, »mehr Kilowatt« zu erreichen. Stimmt das?

Eichhorn: Eine hohe Ausgangsleistung ist zwar wichtig, doch die Einsatzfähigkeit wird durch eine vorhersagbare Bestrahlungsstärke am Ziel definiert. In der Praxis bedeutet dies, einen kleinen Punkt auf einem schnellen, sich dynamisch bewegenden Objekt lange genug zu halten, um eine Wirkung zu erzielen. Dies erfordert eine ganzheitliche Betrachtung des Systems: Sensoren, Optik, Regelkreise und Echtzeitalgorithmen – sowie die Kompensation atmosphärischer Einflüsse wie Turbulenzen, Absorption, thermisches Blooming und Plattformvibrationen. Der Laser ist nur ein Element in einer eng verzahnten Kette.

An welchen zentralen Bausteinen arbeiten Sie entlang dieser Kette?

Eichhorn: Wir decken das gesamte Spektrum ab: Skalierung und Charakterisierung von Laserquellen, einschließlich Strahlkombinierung; präzise mehrstufige Nachführkonzepte und Sensoren; sowie die Simulation und Modellierung der Ausbreitung in der Atmosphäre, damit die Leistung vorhergesagt und nicht nur geschätzt werden kann. Parallel dazu untersuchen wir die Laser-Materie-Wechselwirkung und die Lasersicherheit, da der Einsatz vor Ort sowohl Effektivität als auch kontrollierte Risiken erfordert.

Wie lässt sich die Kluft zwischen Modellen, Laboraufbauten und der Realität überbrücken?

Eichhorn: Die Validierung ist entscheidend. Aus diesem Grund entwickeln wir HELIKS, ein flexibles, containerbasiertes mobiles Untersuchungssystem für Hochenergielaser. Seine modulare Architektur ermöglicht Experimente auch dort, wo die Infrastruktur begrenzt ist, und unterstützt Hochleistungsstrahlen durch kohärente Kopplung, wodurch realistische Messungen hinsichtlich Sicherheit, Ausbreitung in der Atmosphäre, Laser-Materie-Wechselwirkung und Gesamtsystemleistung möglich sind. Diese Daten fließen direkt in unsere Gesamtsystemsimulationen ein.

Wie schafft man den Sprung von der Demo zur zuverlässigen Anwendung?

Eichhorn: Hochenergielaser sind keine einzelne bahnbrechende Komponente, sondern ein System aus verschiedenen Systemen. Laserquelle, Strahlsteuerung, Nachführung, Umgebungsbedingungen und Sicherheit wirken alle zusammen. Zuverlässige Leistungsfähigkeit entsteht durch Investitionen in die weniger sichtbaren Teile – robuste Nachführung, Verständnis der Ausbreitung und Feldversuche –, die beeindruckende Vorführungen in vorhersehbare Leistung verwandeln.

Prof. Dr. habil. Marc Eichhorn ist Institutsleiter des Fraunhofer IOSB und insbesondere für den Standort Ettlingen und den Bereich Verteidigung verantwortlich.