الليزر والسلامة في مجال الطيران

مروحية شرطة في فلوريدا تتعرض للإضاءة بواسطة مؤشر ليزر خاص بطفل، مما يوضح التأثيرات المربكة للشعاع على طاقم الطائرة.

في ظروف معينة، قد تشكل أشعة الليزر أو غيرها من الأضواء الساطعة (كالأضواء الكاشفة ) الموجهة نحو الطائرات خطراً. السيناريو الأكثر ترجيحاً هو عندما يتسبب ضوء الليزر المرئي الساطع في تشتيت انتباه الطيار أو إصابته بعمى مؤقت أثناء مرحلة حرجة من الرحلة، كالهبوط أو الإقلاع . مع ذلك، يبقى احتمال تسبب شعاع مرئي أو غير مرئي في ضرر دائم لعيني الطيار ضئيلاً للغاية، وإن كان ممكناً. ورغم أن القوات المسلحة تعمل على تطوير أسلحة الليزر ، إلا أنها متخصصة للغاية ومكلفة وتخضع لرقابة صارمة، ما يجعل من المستبعد أن تتسبب أشعة الليزر غير العسكرية في إلحاق ضرر هيكلي بالطائرة.

قد يُشكّل توجيه الليزر نحو الطائرات خطراً على الطيارين، [ 1 ] وقد أسفر ذلك عن اعتقالات ومحاكمات وأحكام بالسجن. كما أدى إلى مطالبات بترخيص مؤشرات الليزر أو حظرها . وقد فرضت بعض الولايات القضائية، مثل نيو ساوث ويلز في أستراليا ، قيوداً على استخدام مؤشرات الليزر نتيجةً لحوادث متعددة. [ 2 ]

بالإضافة إلى أشعة الليزر، يمكن أن يكون للأضواء الموجهة الساطعة الأخرى مثل أضواء البحث والأضواء الكاشفة نفس التأثيرات المبهرة والمشتتة والمسببة للعمى المؤقت.

الليزر في المجال الجوي

تُستخدم أشعة الليزر في الصناعة والبحث العلمي، مثل الاستشعار عن بُعد للغلاف الجوي ، وكنجوم مرجعية في علم الفلك البصري التكيفي . كما تُستخدم أشعة الليزر والكشافات في مجال الترفيه؛ على سبيل المثال، في العروض الخارجية مثل عرض "إلومينيشنز" الليلي في منتزه إيبكوت بمنتجع والت ديزني وورلد . ويستخدم عامة الناس مؤشرات الليزر ؛ وقد تُوجّه أحيانًا، عن طريق الخطأ أو عمدًا، نحو الطائرات أو بالقرب منها.

تُستخدم أشعة الليزر، أو يُقترح استخدامها، في الطائرات. فعلى سبيل المثال، يمكن تحذير الطيارين الذين يدخلون المجال الجوي غير المصرح به فوق واشنطن العاصمة للعودة عن طريق تسليط أشعة ليزر حمراء وخضراء منخفضة الطاقة وآمنة للعين عليهم. [ 3 ] وقد تم اختبار نظام واحد على الأقل يستخدم أشعة الليزر في مرحلة الاقتراب النهائي لمساعدة الطيار على محاذاة مسار الانزلاق الصحيح . كما اختبرت وكالة ناسا نظام تحديد المواقع بالليزر المحمول جواً للمروحيات. [ 4 ] واختبرت إدارة الطيران الفيدرالية (FAA) خطوطًا مُسقطة بالليزر على مدارج المطارات لزيادة وضوح علامات "التوقف قبل الوصول". [ 5 ] ونظرًا لهذه الاستخدامات المتنوعة، فإنه من غير العملي حظر استخدام أشعة الليزر في المجال الجوي.

المخاطر الرئيسية لأشعة الليزر والأضواء الساطعة

جهاز محاكاة طيران تابع لإدارة الطيران الفيدرالية يُظهر تشتيت الانتباه حيث لا يحجب الضوء الرؤية ولكنه قد يشتت انتباه الطيار. شدة الضوء 0.5  ميكروواط/سم² ؛ على سبيل المثال،  مؤشر ليزر قانوني بقدرة 5 ميلي واط على ارتفاع 1100 متر (3700 قدم) . 
جهاز محاكاة طيران تابع لإدارة الطيران الفيدرالية يُظهر وهجًا مُحجبًا يصعب معه الرؤية عبر الضوء إلى المشهد الخلفي. مستوى الإضاءة 5.0 ميكروواط/سم² ؛ على سبيل المثال، مؤشر ليزر قانوني بقدرة 5 ميلي واط على ارتفاع 1200 قدم (370 مترًا) . 
محاكاة لعمى مؤقت ناتج عن وميض ضوئي ، حيث تستغرق الصورة من بضع ثوانٍ إلى بضع دقائق لتتلاشى، وذلك تبعًا لكمية الضوء الداخلة إلى العين. مستوى الإضاءة 50 ميكروواط/سم² ؛ على سبيل المثال، مؤشر ليزر قانوني بقدرة 5 ميلي واط على مسافة 110 أمتار (350 قدمًا) . 

تظهر الصور على اليمين ومضات ضوئية لأن معظم الحوادث عبارة عن ومضات وليست إضاءة مستمرة. في حالات الإضاءة العرضية، قد تحدث ومضة واحدة أو بضع ومضات فقط. حتى في حالات الإضاءة المتعمدة، يصعب الحفاظ على تركيز الليزر المحمول يدويًا على هدف متحرك، لذا ستكون هناك سلسلة من الومضات الأطول. [ 6 ] مع المروحيات على مسافة قريبة، من الممكن الحصول على ضوء شبه مستمر. تبالغ الومضات الموضحة بشكل كبير في مدة ومضة الليزر وتستخدم الضوء الأخضر بدلًا من الضوء الأحمر الأقل وضوحًا. مع طائرة تسافر بمئات الأميال في الساعة وحجم شعاع ليزر يبلغ مترًا واحدًا تقريبًا، تُقاس مدة الومضات بأجزاء من الألف من الثانية. [ 6 ]

هناك بعض المواضيع التي يتفق خبراء سلامة الطيران على أنها لا تشكل خطراً حقيقياً. وتشمل هذه المواضيع تعرض الركاب لأشعة الليزر، وتشتت انتباه الطيار أثناء التحليق أو المراحل غير الحرجة الأخرى من الرحلة، وتلف الطائرة بفعل الليزر. وتتركز المخاوف الرئيسية لخبراء السلامة على تأثيرات الليزر والضوء الساطع على الطيارين، لا سيما عندما يكونون في مرحلة حرجة من الرحلة: الإقلاع، والاقتراب، والهبوط، والمناورات الطارئة. [ 7 ]

هناك أربعة مجالات رئيسية مثيرة للقلق. أول ثلاثة منها عبارة عن تأثيرات بصرية تشتت انتباه الطيارين مؤقتًا أو تحجب رؤيتهم. ولا تُشكل هذه التأثيرات مصدر قلق إلا عندما يُصدر الليزر ضوءًا مرئيًا.

  • التشتيت والفزع: قد يُشتت انتباه الطيارَ ضوءُ ليزرٍ أو ضوءٌ ساطعٌ غير متوقع أثناء الهبوط أو الإقلاع ليلاً. قد لا يدرك الطيار ما يحدث في البداية، وقد يخشى ظهور ضوءٍ أكثر سطوعاً أو خطرٍ آخر.
  • الوهج والتشويش: مع ازدياد سطوع الضوء، يبدأ بالتأثير على الرؤية. فالوهج الشديد يُصعّب الرؤية من خلال الزجاج الأمامي، كما تتدهور الرؤية الليلية. يتميز ضوء الليزر بتوجيهه العالي، لذا قد يلجأ الطيارون إلى استبعاد مصدره من مجال رؤيتهم المباشر. تبلغ شدة إضاءة مؤشرات الليزر حوالي 1 لوكس ، بينما يواجه الطيارون خلال النهار ضوء الشمس الذي يفوقه قوةً بمئة ألف مرة. 
  • يحدث العمى المؤقت الناتج عن وميض الكاميرا تمامًا كما يحدث عند استخدام وميض كاميرا ساطع: لا يُسبب أي ضرر، لكن الرؤية الليلية تتأثر مؤقتًا. وقد تظهر آثار ضوئية لاحقة، مثل بقع وميض الكاميرا الساطعة التي تتركها.

تُشكّل التأثيرات البصرية الثلاثة المذكورة أعلاه مصدر القلق الرئيسي لخبراء الطيران، إذ يُمكن أن تحدث هذه التأثيرات حتى مع استخدام أشعة الليزر منخفضة الطاقة المتوفرة بكثرة. أما القلق الرابع، وهو تلف العين، فهو أقل احتمالاً بكثير، ويتطلب معدات متخصصة غير متوفرة بسهولة لعامة الناس.

  • تلف العين. على الرغم من ندرة حدوث ذلك، إلا أن ضوء الليزر عالي الطاقة، المرئي أو غير المرئي ( الأشعة تحت الحمراء ، فوق البنفسجية )، قد يُسبب إصابة دائمة في العين. قد تكون الإصابة طفيفة نسبيًا، مثل بقع لا يمكن اكتشافها إلا بالفحص الطبي أو في محيط الرؤية. عند مستويات طاقة أعلى، قد تظهر البقع في مركز الرؤية، في نفس المنطقة التي رُصد فيها الضوء في البداية. أما الإصابة التي تُسبب فقدانًا كاملًا ودائمًا للبصر فهي الأقل احتمالًا على الإطلاق. يتطلب ذلك معدات متخصصة للغاية ورغبة في استهداف الطائرات عمدًا.

من المستبعد للغاية أن يتسبب أي من العناصر الأربعة المذكورة أعلاه في فقدان الطائرة.

تحليل المخاطر

يعتمد الخطر الدقيق في موقف معين على عدد من العوامل.

عوامل الضوء الساطع

  • القوة: كلما زاد الضوء المنبعث، زاد سطوعه وخطورته.
  • تباعد الشعاع : سيكون الشعاع "الضيق" ذو التباعد المنخفض خطراً على مسافات أكبر من الشعاع الذي ينتشر بسرعة.
  • طول موجة الشعاع: لا يُشكّل شعاع الليزر بالأشعة تحت الحمراء أو فوق البنفسجية أي خطر على رؤية الطيارين، لأنهم لا يستطيعون رؤيته. مع ذلك، عند استخدام طاقة عالية، قد يُشكّل خطرًا على العين. في بعض الحالات، قد يكون هذا الخطر أكبر لأن الطيار قد لا يُدرك أنه مُضاء. عمومًا، تكون عيون الطيارين في قمرة القيادة الليلية المُضاءة أكثر حساسية للضوء الأخضر المصفر (بطول موجة يتراوح بين 500 و 600 نانومتر، ويبلغ ذروته عند 555  نانومتر). سيبدو الليزر الأزرق أو الأحمر أقل سطوعًا - وبالتالي أقل تشتيتًا للانتباه - من الليزر الأخضر أو ​​الأصفر ذي الطاقة المُماثلة. [ 8 ] على سبيل المثال، قد يبدو ليزر الإيتريوم والألومنيوم والجارنيت ذو الموجة المستمرة بقدرة 10 واط عند 532 نانومتر (أخضر) أكثر سطوعًا للعين من ليزر الأرجون أيون ذي الموجة المستمرة بقدرة 18 واط والذي يُخرج 10 واط من الضوء عند 514  نانومتر (أخضر-أزرق) بالإضافة إلى 8 واط من  الضوء عند 488 نانومتر (أزرق). [ 9 ]
  • النبضات: تُصدر بعض أشعة الليزر طاقتها على شكل نبضات. يُشكل الليزر النبضي خطرًا أكبر على العين من الليزر المستمر ذي القدرة المتوسطة نفسها، وذلك لأن الطاقة تُركّز في نبضات أقصر ولكنها أكثر كثافة.

العوامل التشغيلية

  • حركة الشعاع: إذا كان الشعاع يتحرك، كما هو الحال في عروض الليزر، فإنه يغطي مساحة أكبر من السماء، وبالتالي تزداد احتمالية إضاءة الطائرة. أما إذا كان يمسح قمرة القيادة، فإن مدة التعريض ستكون أقصر عمومًا.
  • موقع الشعاع بالنسبة للمطارات: حددت إدارة الطيران الفيدرالية مناطق أمان حول المطارات، موضحة في قسم "اللوائح" أدناه. يُسمح باستخدام الأشعة داخل هذه المناطق، شريطة ألا تتجاوز طاقة الشعاع الحد المسموح به من قِبل إدارة الطيران الفيدرالية لتلك المنطقة.
  • استقرار جهاز العرض والليزر: في حالة انزلاق جهاز العرض، أو فشل برنامج السلامة، فقد يدخل الشعاع إلى مناطق غير آمنة من المجال الجوي.

العوامل الظرفية

  • النهار مقابل الليل: ينصبّ الاهتمام الأكبر على الإضاءة الليلية. أما التأثيرات البصرية الثلاثة المذكورة أعلاه (التشتت، والوهج، والعمى المؤقت) فتُقلَّل خلال النهار لأن العين لا تتكيف مع الظلام ، ولأن أشعة الليزر المرئية لا تُستخدم عادةً في الهواء الطلق نهارًا.
  • حركة الطائرة وسرعتها. الطائرة البطيئة أكثر عرضة للخطر من الطائرة السريعة (بالنسبة لعبورها خط رؤية المشاهد). وتُعدّ المروحيات الأكثر عرضة للخطر لأنها قادرة على التحليق، مما يجعلها هدفًا ثابتًا نسبيًا.
  • المسافة إلى الطائرة. الطائرات التي تحلق على ارتفاع منخفض تكون أكثر عرضة للخطر. كذلك، فإن المروحيات معرضة للخطر بسبب قربها الشديد من الأرض.
  • الاتجاه بالنسبة للطائرة وقمرة القيادة. يشكل الشعاع الموجه مباشرةً نحو الطائرة القادمة أكبر خطر على الطيارين. أما الشعاع الموجه بشكل عرضي أثناء حركة الطائرة فيقلل من هذا الخطر، ويعود ذلك جزئيًا إلى دخول الضوء عبر النوافذ الجانبية، وجزئيًا إلى صعوبة الحفاظ على توجيه الشعاع بدقة نحو منطقة قمرة القيادة. بينما يشكل الشعاع الموجه للأعلى مباشرةً أقل خطر، مع أنه لا يزال من الممكن أن يضيء قمرة القيادة أثناء الانعطاف.

عوامل الطيار وطاقم الطائرة

  • مرحلة الطيران. يكون الخطر أكبر عندما يحدث التعرض خلال فترة ضغط العمل العالي: عمليات الإقلاع، والمناورات الحرجة أو الطارئة، والهبوط.
  • وعي الطيار واستجابته: يمكن للطيار أن يزيد الوضع سوءًا إذا بالغ في رد فعله، أو حدق في الضوء لمحاولة تحديد مصدره، أو قام بمناورات مراوغة غير ضرورية.

أجرت إدارة الطيران الفيدرالية الأمريكية دراسة لبعض هذه العوامل. [ 10 ] وأجرت أبحاثًا باستخدام طيارين في أجهزة محاكاة الطيران لتحديد آثار التعرض لأشعة الليزر على أداء الطيار؛ ونُشرت النتائج في أغسطس 2003 [ 11 ] ويونيو 2004. [ 7 ]

الحد من المخاطر

توجد عدة طرق يمكن لمستخدمي الليزر والجهات التنظيمية والطيارين من خلالها تقليل المخاطر المحتملة لاستخدام الليزر في الهواء الطلق. وتشمل هذه التدابير ما يلي:

إنفاذ القانون من قبل الشرطة

بدأت الشرطة باستخدام طائرات الهليكوبتر للقيام بدوريات والبحث عن الأشخاص الذين يستخدمون أشعة الليزر لتعطيل الطيران. [ 12 ]

تدابير الحد من مخاطر المستخدم

  • باستخدام أقل قدر ممكن من الطاقة اللازمة للمهمة.
  • زيادة تباعد الشعاع. ينتشر الشعاع بشكل أسرع، لذلك عند أي مسافة معينة، ستكون كمية الضوء الداخلة إلى العين أو الزجاج الأمامي لقمرة القيادة أقل (على سبيل المثال، انخفاض الإشعاع ).
  • إبقاء الحزم الضوئية بعيدة عن المناطق التي تكثر فيها الطائرات، مثل المطارات ومسارات الطيران.
  • يتم تثبيت أشعة الليزر على المباني والأشجار الكثيفة وغيرها لمنع دخولها إلى المجال الجوي المحمي. يُعد هذا إجراءً وقائيًا شائعًا لعروض الليزر الخارجية، إذا توفرت هياكل مناسبة لتثبيت الأشعة.
  • استخدام المراقبين لمراقبة الطائرات. يتم ذلك عادةً في عروض الليزر التي تميل إلى أن تكون قصيرة المدة (حوالي ساعة) وغير متكررة (العروض الليلية نادرة).
  • باستخدام أنظمة الكشف الآلية مثل الرادار أو كاميرات السماء. تُستخدم هذه الأنظمة في التطبيقات طويلة الأمد (طوال الليل) والمتكررة (ليلاً)، مثل نجوم الليزر المستخدمة في المراصد الفلكية.
  • وضع سياسات لعمليات الليزر الخارجية واتباعها، مثل معيار ANSI "الاستخدام الآمن لأجهزة الليزر في الهواء الطلق" [ 13 ] أو "سياسة استخدام أجهزة الليزر الخارجية" الصادرة عن وكالة ناسا . [ 14 ]

تدابير الحد من المخاطر التنظيمية

  • تقييد بيع أو استخدام أجهزة الليزر. يُطبّق هذا الإجراء في بعض الولايات القضائية. فعلى سبيل المثال، في أبريل/نيسان 2008، حظرت ولاية نيو ساوث ويلز الأسترالية حيازة مؤشرات الليزر، باستثناء حاملي التصاريح الخاصة، في محاولة للحد من عدد مرات تسليط أشعة الليزر على الطائرات. [ 15 ] وفي أكتوبر/تشرين الأول 1997، اتُخذت في المملكة المتحدة إجراءات إدارية لتقييد بيع مؤشرات الليزر التي تزيد قدرتها عن 1 ميلي واط، لأسباب مماثلة (مع أن شراء هذه المؤشرات واستيرادها واستخدامها في المملكة المتحدة لا يزال قانونيًا). [ 16 ] وفي الولايات المتحدة، تشير دائرة أبحاث الكونغرس إلى أن الحظر قد "يُشكّل تحديات كبيرة لأن هذه الأجهزة متوفرة على نطاق واسع وبتكلفة منخفضة، وتُستخدم في تطبيقات متنوعة مثل مؤشرات الليزر، ومستويات الليزر، ومناظير الليزر للأسلحة". [ 17 ]
  • يتطلب استخدام الليزر في الأماكن المفتوحة مراجعة أو موافقة. سيتم تناول هذا الموضوع في قسم التنظيم والرقابة أدناه.
  • تعديل القوانين القائمة، أو سنّ قوانين جديدة، في محاولة للحد من الاستخدام غير المسؤول لأشعة الليزر. ومن الجهود الفيدرالية الأمريكية في هذا الاتجاه "قانون تأمين قمرات قيادة الطائرات ضد أشعة الليزر لعام 2005"، الذي نوقش في قسم التاريخ أدناه.
  • في أعقاب سلسلة من الحوادث الناجمة عن أشعة الليزر، أصدرت ولاية أريزونا القانون رقم 2164 (2014) الذي يصنف توجيه الليزر نحو الطائرات كجنحة من الدرجة الأولى. [ 18 ]

تدابير الحد من المخاطر للطيارين/أطقم الطائرات

  • قد تُحدد مواقع منشآت الليزر الثابتة (مثل نجوم الليزر المستخدمة في المراصد) على الخرائط الملاحية لتنبيه الطيارين إلى وجود أشعة ليزر محتملة على طول مسار رحلتهم. أما الاستخدامات المؤقتة (عروض الليزر) فقد تُذكر في معلومات ما قبل الرحلة. على سبيل المثال، في الولايات المتحدة، غالبًا ما تُدرج استخدامات الليزر المُقدمة إلى إدارة الطيران الفيدرالية في إشعارات الطيارين (NOTAMs ). [ 19 ]
  • التعليم والتدريب. تعمل اللجنة الفرعية لمخاطر الليزر التابعة للجنة SAE G-10T على وثيقة الممارسات الموصى بها في مجال الطيران والفضاء رقم 5598، بعنوان "التداخل البصري الناتج عن الليزر - إجراءات التشغيل للطيارين". [ 20 ] ستوفر هذه الوثيقة معلومات للطيارين حول كيفية التعرف على حوادث الليزر أو الضوء الساطع والتعافي منها. كما قدمت مقالات في منشورات الطيران معلومات مفيدة، مثل مقال "إضاءات الليزر: خط الدفاع الأخير - الطيار!". [ 21 ]

الحد من المخاطر بشكل فعال (التدابير المقترحة)

تم اقتراح بعض التدابير لحماية أطقم الطائرات، بما في ذلك النظارات الواقية وفلاتر الزجاج الأمامي. [ 22 ] قد تكون هذه التدابير فعالة نظريًا (خاصةً ضد الأطوال الموجية المعروفة) وقد تكون مفيدة في بعض الحالات مثل العمليات العسكرية. [ 23 ] ومع ذلك، قد لا تكون هذه التدابير مناسبة أو عملية أو موصى بها لعمليات الطيران المدني واسعة النطاق.

  • نظارات السلامة من الليزر: لا تُعدّ نظارات السلامة من الليزر المُخصصة للمختبرات مناسبةً تمامًا لتشغيل الطائرات بدون طيار، نظرًا لانخفاض نفاذيتها وجودتها البصرية. [ 24 ] كما قد يكون هناك تنوّع في أطوال موجات الليزر التي يجب الحماية منها. فإذا كانت جميع أطوال الموجات محمية، تصبح النظارات معتمةً تمامًا. إضافةً إلى ذلك، تُشكّل مشكلة عدم الراحة عند ارتداء النظارات بشكلٍ روتيني، نظرًا لندرة حوادث الليزر نسبيًا.
  • نظارات ذكية نشطة قادرة على رصد ضوء الليزر، ومن ثم تفعيل عملية حجب أو تعتيم بناءً على قوته وطول موجته. [ 25 ] من غير المعروف ما إذا كانت هذه النظارات قيد الإنتاج أو الاستخدام؛ وإن كانت كذلك، فمن المرجح أنها تُستخدم فقط في التطبيقات العسكرية.
  • واقيات من الوهج يمكن سحبها لأسفل فوق الزجاج الأمامي لتقليل كل الضوء الداخل. [ 26 ]
  • أجهزة كشف وتسجيل أحداث الليزر التي تستشعر إشعاع الليزر وتسجل معلومات حول طول الموجة وقوتها. لا توفر هذه الأجهزة الحماية، ولكنها تقدم معلومات حول الإشعاع قد تكون مفيدة للتحليل اللاحق أو الإجراءات القانونية.

التنظيم والرقابة

تمتد منطقة حظر الليزر التابعة لإدارة الطيران الفيدرالية الأمريكية أفقيًا مسافة 2 ميل بحري (3700 متر) من محور جميع مدارج الطائرات (الخطان الداكنان في هذا الرسم التوضيحي)، مع امتدادات إضافية بطول 3 أميال بحرية (5600 متر) عند كل طرف من أطراف المدرج. أما رأسيًا، فتمتد منطقة حظر الليزر إلى ارتفاع 2000 قدم (610 أمتار) فوق مستوى سطح الأرض.     
تمتد منطقة الطيران الحرجة التابعة لإدارة الطيران الفيدرالية الأمريكية أفقيًا لمسافة 19 كيلومترًا (10 أميال بحرية) حول المطار، وعموديًا حتى ارتفاع 3000 متر (10000 قدم) فوق مستوى سطح الأرض. أما منطقة الطيران الحساسة الاختيارية، فتُخصص حول المجال الجوي الخاص الذي يتطلب حماية من الضوء الساطع.   

في الولايات المتحدة، يمكن الاطلاع على إرشادات المجال الجوي المتعلقة بالليزر في الأمر الصادر عن إدارة الطيران الفيدرالية رقم JO 7400.2، الفصل 29 "عمليات الليزر في الهواء الطلق"، بينما توجد إرشادات المجال الجوي المتعلقة بالضوء الساطع في الفصل 30 "عمليات الضوء عالي الكثافة". [ 27 ]

في المملكة المتحدة، CAP 736 هو "دليل تشغيل الليزر والأضواء الكاشفة والألعاب النارية في المجال الجوي للمملكة المتحدة". [ 28 ]

بالنسبة لجميع مستخدمي الليزر، توفر وثيقة ANSI Z136.6 إرشادات للاستخدام الآمن لأجهزة الليزر الخارجية. [ 13 ] ورغم أن هذه الوثيقة محمية بحقوق الطبع والنشر لصالح ANSI وتكلفتها مرتفعة نسبيًا، إلا أنه يمكن الاطلاع على لمحة من توصياتها في سياسة استخدام ناسا لأجهزة الليزر الخارجية. [ 14 ]

مناطق المجال الجوي

أنشأت إدارة الطيران الفيدرالية الأمريكية مناطق للمجال الجوي. تحمي هذه المناطق المنطقة المحيطة بالمطارات وغيرها من المجالات الجوية الحساسة من مخاطر التعرض لضوء الليزر المرئي الآمن ولكنه شديد السطوع:

  • تمتد المنطقة الخالية من الليزر مباشرةً حول مدارج الطائرات وفوقها، كما هو موضح على اليمين. يجب ألا تتجاوز شدة الإشعاع الضوئي داخل هذه المنطقة 50 نانوواط لكل سنتيمتر مربع (0.05 ميكروواط لكل سنتيمتر مربع). وقد حُدد هذا المستوى بأنه "مستوى لا يُسبب أي تشويش بصري". [ 17 ]
  • تغطي منطقة الطيران الحرجة مسافة 10 أميال بحرية (12 ميلاً؛ 19 كم) حول المطار؛ ويبلغ حد الإضاءة 5 ميكروواط لكل سنتيمتر مربع (ميكروواط/سم 2 )، وهو المستوى الذي يصبح عنده الوهج ذا أهمية. [ 21 ]   
  • تُحدد إدارة الطيران الفيدرالية أو السلطات العسكرية أو غيرها من سلطات الطيران منطقة الطيران الحساسة الاختيارية، حيث يجب ألا تتجاوز شدة الإضاءة 100 ميكروواط/سم² . ويمكن تطبيق ذلك، على سبيل المثال، حول مسار طيران مزدحم أو في مواقع العمليات العسكرية. وقد حُدد هذا المستوى كحد أقصى قد يؤدي تجاوزه إلى حدوث عمى ضوئي وظهور صور لاحقة. [ 21 ]
  • تشمل منطقة الطيران العادية جميع المجالات الجوية الأخرى. يجب ألا تتجاوز شدة الإضاءة 2.5 ملي واط لكل سنتيمتر مربع (2500 ميكرو واط/سم² ) . وهذا يعادل نصف مستوى الطاقة في الفئة 3R تقريبًا.

بالنسبة لأشعة الليزر غير المرئية (الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية)، يجب أن يكون مستوى الإشعاع عند الطائرة آمناً للعين، أي أقل من الحد الأقصى المسموح به للتعرض لهذا الطول الموجي. أما بالنسبة لأشعة الليزر المرئية النبضية، فيجب أن يكون مستوى الإشعاع عند الطائرة آمناً للعين، وأن يكون مساوياً أو أقل من أي منطقة ليزر معتمدة من إدارة الطيران الفيدرالية.

في المملكة المتحدة، تُفرض قيود في منطقة تشمل دائرة نصف قطرها 5.6 ​​كيلومترات (3 أميال بحرية) حول المطار، بالإضافة إلى امتدادات من طرفي كل مدرج. وتكون مناطق المدرج مستطيلات طولها الإجمالي 37 كيلومترًا (20 ميلًا بحريًا) وعرضها 1000 متر (3300 قدم) ، وتتمركز حول كل مدرج.    

إعداد التقارير

في الولايات المتحدة، يُطلب من مشغلي أجهزة الليزر الخارجية تقديم تقارير إلى إدارة الطيران الفيدرالية (FAA) قبل 30 يومًا على الأقل، تتضمن تفاصيل موقعها وقوة الليزر. ويُسمح باستخدام أجهزة الليزر التي تتجاوز طاقتها حدود هذه المناطق، شريطة وجود تدابير تحكم أخرى. على سبيل المثال، يمكن الاستعانة بمراقبين لرصد الطائرات، وإيقاف تشغيل الليزر في حال رصد أي احتمال للتداخل. لا تُصدر إدارة الطيران الفيدرالية موافقات أو رفضًا على الطلبات، لعدم امتلاكها الصلاحية التنظيمية لذلك، بل تُشير فقط إلى موقفها من عدم الاعتراض. في حال استخدام الليزر لعرض أو استعراض، يلزم الحصول على موافقة من مركز الأجهزة والصحة الإشعاعية التابع لإدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) . ومن الشروط الأساسية لهذه الموافقة الحصول على خطاب عدم ممانعة من إدارة الطيران الفيدرالية. ويتم إبلاغ الطيارين بنشاط الليزر في منطقة معينة قبل رحلاتهم عبر إشعار للملاحة الجوية (NOTAM) . [ 19 ]

يقوم مشغلو الليزر في المملكة المتحدة بالإبلاغ عن عمليات الليزر أو الأضواء الكاشفة أو الألعاب النارية في الهواء الطلق قبل 28 يومًا على الأقل. [ 28 ]

تطوير الأنظمة والمعايير

تُعدّ اللجنة الفرعية لمخاطر السلامة الليزرية التابعة لجمعية مهندسي السيارات (SAE) G-10T، إحدى المجموعات الرئيسية في الولايات المتحدة الأمريكية العاملة في مجال السلامة الليزرية والطيران . وتتألف هذه اللجنة من خبراء وباحثين في مجال السلامة الليزرية، وطيارين، وجهات معنية أخرى تمثل قطاعات الطيران العسكري والتجاري والخاص ، بالإضافة إلى مستخدمي الليزر. وقد شكّلت توصياتهم أساس لوائح ونماذج إدارة الطيران الفيدرالية (FAA) المتعلقة بالليزر والضوء الساطع، فضلاً عن المعايير المعتمدة في دول أخرى ومن قِبل منظمة الطيران المدني الدولي (ICAO) .

معيار ANSI Z136.6 هو "المعيار الوطني الأمريكي للاستخدام الآمن لأجهزة الليزر في الهواء الطلق". [ 13 ] وقد عملت لجنة Z136.6 بشكل وثيق مع SAE G-10T وغيرها، لتطوير إجراءات السلامة الموصى بها لاستخدام الليزر في الهواء الطلق.

تاريخ

حتى أوائل التسعينيات، كانت حوادث الطيران المتعلقة بالليزر والأضواء الساطعة نادرة. ففي الولايات المتحدة، لم يُسجّل نظام الإبلاغ عن سلامة الطيران التابع لوكالة ناسا سوى حادثة أو اثنتين سنويًا. [ 29 ] وبدأت اللجنة الفرعية G-10T التابعة لجمعية مهندسي السيارات (SAE) اجتماعاتها حوالي عام 1993 مع ازدياد عدد الحوادث. وكان من المعروف أو يُشتبه في أن جميع الحوادث تقريبًا ناجمة عن عروض الليزر الخارجية. وانصبّ معظم القلق على احتمالية تلف العين؛ إذ كان يُعتقد آنذاك أن التأثيرات البصرية تُعدّ من العواقب الثانوية.

في أواخر عام ١٩٩٥، وقعت عدة حوادث إضاءة في لاس فيغاس بسبب عروض الليزر الخارجية الجديدة. ورغم موافقة إدارة الغذاء والدواء الأمريكية على هذه العروض باعتبارها آمنة للعين لقربها من المطار، لم يدرك أحد أن الوهج وخطر تشتيت الانتباه سيؤثران سلبًا على الطيارين. وفي ديسمبر ١٩٩٥، أصدرت إدارة الغذاء والدواء أمرًا طارئًا بإغلاق عروض لاس فيغاس.

في إطار اللجنة الفرعية G-10T التابعة لجمعية مهندسي السيارات، نُوقشت إمكانية تقليص عروض الليزر أو حظرها. إلا أنه اتضح وجود عدد كبير من مستخدمي الليزر لأغراض غير ترفيهية أيضًا. فانصبّ التركيز على ضبط مستخدمي الليزر المعروفين، سواءً في العروض أو في الصناعة/البحث. ووُضعت سياسات وإجراءات جديدة، مثل الفصل 29 من لوائح إدارة الطيران الفيدرالية 7400.2، والتعميم الاستشاري 70-1. ورغم استمرار وقوع الحوادث (فقد رصدت منطقة غرب المحيط الهادئ التابعة لإدارة الطيران الفيدرالية أكثر من 150 حادثة خلال الفترة من يناير 1996 إلى يوليو 1999، حيث أُضيئت طائرات تحلق على ارتفاع منخفض بأشعة الليزر)، [ 30 ] بدا الوضع تحت السيطرة.

ثم في أواخر عام 2004 وأوائل عام 2005، حدثت زيادة ملحوظة في الحوادث المبلغ عنها والمرتبطة بمؤشرات الليزر. وقد يكون سبب هذه الموجة من الحوادث جزئيًا هو تقليد البعض لما ورد في تقارير صحفية عن حوادث مؤشرات الليزر. في إحدى الحالات، وُجهت تهمة إلى أحد سكان ولاية نيوجيرسي بموجب قانون باتريوت الفيدرالي لمكافحة الإرهاب، بعد أن زُعم أنه وجّه مؤشر ليزر نحو طائرة. [ 31 ]

استجابةً لهذه الحوادث، أصدرت دائرة أبحاث الكونغرس دراسةً حول "تهديد الليزر لسلامة وأمن الطيران". [ 17 ] ولعدم وجود قانون اتحادي يحظر صراحةً تسليط أشعة الليزر عمدًا على الطائرات، قدّم عضو الكونغرس ريك كيلر مشروع قانون HR 1400، "قانون تأمين قمرات قيادة الطائرات ضد أشعة الليزر لعام 2005". [ 32 ] أقرّ مجلس النواب ومجلس الشيوخ الأمريكيان مشروع القانون، لكنه لم يُحال إلى لجنة مشتركة، وبالتالي لم يُصبح قانونًا نافذًا. [ 33 ] في عام 2007، أعاد كيلر تقديم مشروع القانون تحت اسم HR 1615. ورغم إقراره من قبل مجلس النواب في مايو 2007، إلا أن مجلس الشيوخ لم يتخذ أي إجراء بشأنه قبل نهاية الدورة 110 للكونغرس ، ولم يُصبح قانونًا نافذًا. [ 34 ]

في 28 مارس/آذار 2008، وقع هجوم منسق باستخدام أربعة مؤشرات ليزر خضراء استهدفت ست طائرات كانت تهبط في مطار سيدني بولاية نيو ساوث ويلز الأسترالية . [ 35 ] [ 36 ] ونتيجةً لهذا الهجوم وغيره، اقتُرح قانون في منتصف أبريل/نيسان 2008 في نيو ساوث ويلز لحظر حيازة أجهزة الليزر المحمولة، بما في ذلك مؤشرات الليزر منخفضة الطاقة المستخدمة في الفصول الدراسية. [ 37 ] [ 38 ] وتفرض ولاية فيكتوريا الأسترالية حظرًا مماثلًا منذ عام 1998، إلا أن التقارير الصحفية تشير إلى سهولة شراء أجهزة الليزر دون ترخيص. [ 39 ]

في 22 فبراير 2009، استُهدفت اثنتا عشرة طائرة بأشعة ليزر خضراء في مطار سياتل-تاكوما الدولي . [ 40 ] وقالت متحدثة باسم إدارة الطيران الفيدرالية إن هناك 148 هجومًا بالليزر على الطائرات في الولايات المتحدة في الفترة من 1 يناير 2009 إلى 23 فبراير 2009. [ 41 ]

خلال احتجاجات يوليو 2013 ضد رئاسة محمد مرسي في مصر، والاحتفالات اللاحقة بعزله، وجّه آلاف المتظاهرين والمحتفلين مؤشرات الليزر نحو طائرات الهليكوبتر الحكومية. [ 42 ] [ 43 ]

في فبراير 2016، اضطرت رحلة تابعة لشركة فيرجن أتلانتيك من مطار هيثرو إلى مطار جون إف كينيدي في نيويورك إلى العودة أدراجها بعد تسليط شعاع ليزر على قمرة القيادة. [ 44 ] وقد دفعت هذه الحادثة رابطة الطيارين البريطانيين إلى المطالبة بتصنيف الليزر كسلاح هجومي . [ 45 ]

في الأشهر السبعة الأولى من عام 2018، استُهدف طيارو القوات المسلحة الأمريكية بأشعة الليزر في مناطق متعددة، ولكن بشكل خاص في الشرق الأوسط. [ 46 ]

في ديسمبر 2021، واجه رجل من ولاية ميسيسيبي اتهامات فيدرالية، بما في ذلك السجن لمدة 5 سنوات وغرامات قدرها 25000 دولار، بسبب استهدافه لعدة أشهر طائرات متجهة إلى مطار ممفيس الدولي . [ 47 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. السلامة من الليزر في الطيران
  2. "نيو ساوث ويلز تحظر مؤشرات الليزر" . هيئة الإذاعة الأسترالية . 21 أبريل 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 سبتمبر 2018 .
  3. فيديو نظام الإنذار بالليزر لفريق السلامة التابع لإدارة الطيران الفيدرالية في المنطقة الشرقية (تم التحديث: 8:26 صباحًا بتوقيت شرق الولايات المتحدة، 5 أكتوبر 2007) مؤرشف في 6 أكتوبر 2006 على موقع Wayback Machine
  4. أنظمة تحديد المواقع بالليزر المحمولة جواً بواسطة المروحيات (HALPS) (مارس 1990) ناسا
  5. بيان صحفي صادر عن إدارة الطيران الفيدرالية: تقنية الليزر ستسهل على الطيارين رؤية علامات المدرج. مؤرشف بتاريخ 13 أبريل 2009 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) .
  6. 1 2 "السلامة عند استخدام مؤشر الليزر - لا توجه مؤشر الليزر أبدًا نحو الطائرات" . الصفحة الرئيسية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 22-12-2021 .
  7. دراسة متابعة أجرتها إدارة الطيران الفيدرالية (FAA) في 1-2 يونيو 2004 بعنوان: "تأثيرات إضاءة الليزر على الأداء التشغيلي والبصري للطيارين أثناء الاقتراب النهائي"، DOT/FAA/AM-04/9. مؤرشفة في 1 أكتوبر 2006 على موقع Wayback Machine .
  8. "الفعالية الضوئية في هايبرفيزيكس" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 24-08-2002.
  9. يوضح الجدول 5 من منشور إدارة الطيران الفيدرالية AC-70-1 هذه الحسابات، والتي تم تلخيصها هنا باستخدام معامل التصحيح البصري الدقيق للأطوال الموجية قيد الدراسة (توفر إدارة الطيران الفيدرالية نطاقات فقط). يبدو الضوء عند 555 نانومتر أكثر سطوعًا للعين، لذا فإن معامل تصحيحه البصري هو 100% (1.0). وبما أن الضوء عند 532 نانومتر يبدو ساطعًا بنسبة 88% فقط (استنادًا إلى منحنى وظيفة الرؤية الضوئية المعياري CIE للمراقب القياسي)، فإن معامل تصحيحه البصري هو 0.88. أما الضوء عند 514 نانومتر فله معامل تصحيح بصري قدره 0.585، والضوء عند 488 نانومتر فله معامل تصحيح بصري قدره 0.194. لنلقِ نظرة الآن على الليزرين لدينا. لدينا ليزر YAG بقدرة 10 واط يُصدر 10 واط من الضوء بطول موجي 532 نانومتر. القدرة المصححة بصريًا هي 10 واط × 0.88 معامل تصحيح بصري = 8.8 واط مصححة بصريًا. يُصدر ليزر الأرجون بقدرة 18 واط 10 واط من الضوء بطول موجي 514 نانومتر (10 واط × 0.585 VCF = 5.85 واط بعد التصحيح البصري) بالإضافة إلى 8 واط من الضوء بطول موجي 488 نانومتر (8 واط × 0.194 VCF = 1.55 واط بعد التصحيح البصري). بجمع طاقتي الأرجون، نحصل على إجمالي 5.85 + 1.55 = 7.40 واط بعد التصحيح البصري. هكذا يبدو شعاع ليزر YAG بقدرة 10 واط أكثر سطوعًا للعين من شعاع ليزر الأرجون بقدرة 18 واط ، مع تساوي جميع العوامل الأخرى مثل تباعد الشعاع.
  10. ↑ فان ب. ناكاجاوارا ( أبريل 2001). "مؤشرات الليزر: آثارها المحتملة على الرؤية وسلامة الطيران DOT/FAA/AM-01/7" ( ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 26 يونيو 2013.
  11. دراسة إدارة الطيران الفيدرالية (FAA) الصادرة في أغسطس 2003 بعنوان: "تأثيرات إضاءة الليزر على الأداء التشغيلي والبصري للطيارين أثناء عمليات المطار"، DOT/FAA/AM-03/12. مؤرشفة في 16 سبتمبر 2006 على موقع Wayback Machine .
  12. بي بي سي: الشرطة تتصدى لتهديد الليزر
  13. 1 2 3 معيار ANSI Z136.6، "الاستخدام الآمن لأجهزة الليزر في الهواء الطلق"
  14. 1 2 سياسة ناسا بشأن "استخدام الليزر في الهواء الطلق" مؤرشفة من الأصل
  15. "حظر مؤشرات الليزر بعد الهجمات"، مقال لوكالة رويترز بتاريخ 21 أبريل 2008
  16. «توصيات السلامة الخاصة بمؤشرات الليزر»، من إعداد شركة روكويل ليزر إندستريز والمعاهد الوطنية الأمريكية للسلامة والصحة المهنية، مؤرشفة من الأصل بتاريخ 9 يونيو 2007 على موقع Wayback Machine
  17. 1 2 3 تقرير خدمة أبحاث الكونغرس للكونغرس - أشعة الليزر الموجهة إلى قمرات قيادة الطائرات: الخلفية والخيارات الممكنة لمعالجة التهديد لسلامة وأمن الطيران - بارت إلياس (26 يناير 2005) رمز الطلب: RS22033
  18. "HB 2164" (PDF) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 سبتمبر 2014 .
  19. 1 2 أمر إدارة الطيران الفيدرالية JO 7400.2، الفصل 29، الفقرة 29-4-1 "إصدار الإشعارات للطيارين (NOTAM)"
  20. معايير جمعية مهندسي السيارات للأعمال قيد التنفيذ، ARP5598، التداخل البصري بالليزر - إجراءات التشغيل التجريبية
  21. 1 2 3 "إضاءات الليزر: خط الدفاع الأخير - الطيار!" بقلم الكابتن سي دبليو "بيل" كونور، الحاصل على درجة الدكتوراه، طيار خطوط جوية ، أبريل 2005، ص 21
  22. صفحة نموذجية مقدمة من بحث كتب جوجل، من كتاب أسلحة الخسائر الجماعية والاستجابة للإرهاب لتشارلز إدوارد ستيوارت، جونز وبارتليت للنشر، 2006.
  23. "أقنعة حماية العين من أشعة الليزر لأفراد الطاقم الجوي"، مجلة الهندسة البصرية، المجلد 44، 084303، 29 أغسطس 2005، مأخوذة من مكتبة SPIE الرقمية على الإنترنت
  24. "برنامج المخاطر العسكرية يقيس العتبات البشرية" بقلم حسون جونز باي، مجلة LaserFocusWorld ، 1 سبتمبر 2000
  25. "نظام الحماية النشط من الليزر"، براءة اختراع أمريكية رقم 7202852، تم استرجاعها من موقع freepatentsonline.com
  26. "حماية العين من الليزر قابلة للطي"، براءة اختراع أمريكية رقم 7344260، تم استرجاعها من موقع freepatentsonline.com
  27. أمر إدارة الطيران الفيدرالية رقم JO 7400.2
  28. 1 2 CAP736: دليل تشغيل الليزر، وأضواء الكشاف، والألعاب النارية في المجال الجوي للمملكة المتحدة (www.caa.co.uk) مؤرشف بتاريخ 26 سبتمبر 2006 في أرشيف الإنترنت ( Wayback Machine)
  29. يمكن الاطلاع على عينة من تقارير حوادث الليزر التابعة لوكالة ناسا من خلال البحث عن مصطلح "الليزر".
  30. فان ب. ناكاجاوارا؛ رونالد و. مونتغمري. "مؤشرات الليزر: آثارها المحتملة على الرؤية وسلامة الطيران" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 26 يونيو 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 فبراير 2016 .
  31. ليفين، آلان (4 يناير 2005). "رجل من نيوجيرسي يُتهم بتوجيه شعاع ليزر نحو طائرة" . يو إس إيه توداي . مؤرشف من الأصل في 20 سبتمبر 2005.
  32. عضو الكونغرس الأمريكي ريك كيلر: الدائرة الثامنة في فلوريدا: اللجنة تُقرّ مشروع قانون كيلر لحماية الطيارين (واشنطن، 29 سبتمبر/أيلول 2005). مؤرشف في 30 أغسطس/آب 2006 على موقع Wayback Machine.
  33. مشروع قانون مجلس النواب رقم 1400 (الدورة 109): قانون تأمين قمرات قيادة الطائرات ضد أشعة الليزر لعام 2005 (GovTrack.us)
  34. مشروع قانون رقم 1615: قانون تأمين قمرات قيادة الطائرات ضد أشعة الليزر لعام 2007 (GovTrack.us)
  35. «أسوأ هجمات ليزرية على الطائرات في المدينة»، فرانك ووكر، 30 مارس 2008، smh.com.au
  36. هجوم "مجموعة" من أشعة الليزر على طائرات سيدني | هيرالد صن (29 مارس 2008، الساعة 10:37 مساءً)
  37. ردود فعل غاضبة على حظر مؤشرات الليزر - أخبار محلية - smh.com.au (جوردان بيكر، كبير مراسلي الشرطة، 22 أبريل 2008)
  38. أستراليا تواجه مهووسي الليزر (21 أبريل 2008، الساعة 10:52 صباحًا، بقلم مايك نيزا) - مقدمة - مدونة نيويورك تايمز
  39. انتشار حظر مؤشرات الليزر (22 أبريل 2008، الساعة 12:00 صباحًا) هيرالد صن
  40. صحيفة سياتل تايمز - شخص يسلط شعاع ليزر على الطائرات التي تهبط في مطار سياتل تاكوما الدولي. مؤرشف بتاريخ 30 أبريل 2009 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).
  41. CNN.com - طيارون يهبطون في مطار سياتل-تاكوما يبلغون عن رؤية أشعة ليزر
  42. "مصريون مبتهجون يضيئون مروحية بأشعة الليزر - بي بي سي نيوز" . بي بي سي نيوز . تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 فبراير 2016 .
  43. "أزمة مصر: لماذا يستخدم متظاهرو القاهرة أقلام الليزر؟ - بي بي سي نيوز" . Bbc.co.uk. 2013-07-04 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 فبراير 2016 .
  44. «عودة رحلة طيران فيرجن أتلانتيك إلى المملكة المتحدة بعد «حادثة ليزر» - بي بي سي نيوز» . بي بي سي نيوز . 15 فبراير 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 فبراير 2016 .
  45. وكالة الصحافة (15 فبراير 2016). "حادثة ليزر فيرجن أتلانتيك: نقابة الطيارين تطالب باتخاذ إجراء" . صحيفة الغارديان . تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 فبراير 2016 .
  46. لوبولد، غوردون (17 أغسطس 2018). "هجمات شعاع الليزر تُرهق الطيارين العسكريين الأمريكيين في الشرق الأوسط" . صحيفة وول ستريت جورنال . تاريخ الاسترجاع: 17 أغسطس 2018 .
  47. فيلبس، مارك (22 ديسمبر 2021). "رجل من ولاية ميسيسيبي يواجه عقوبة السجن لاستهدافه طائرات بالليزر" . AVweb . تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 ديسمبر 2021 .