Чому найбільша сила гіперзвукових ракет також є їх слабкістю: нова доповідь CSIS Missile Defense Project
20 грудня 2023 | Девід Роза
Нещодавня доповідь “мозкового центру” попереджає, що хвиля нової зброї, як-от гіперзвукові плануючі апарати, гіперзвукові крилаті ракети і маневрені боєголовки, зможуть уникати сучасної протиракетної оборони через їх високу швидкість і непередбачувані маневри. Але унікальні явища на гіперзвукових швидкостях (близько 3800 миль на годину або швидше, ≈1700 м/с прим. ред.) також можуть полегшити виявлення та відстеження цієї зброї певними датчиками.
«Гіперзвукова зброя, речі які роблять її такою небезпечною, також роблять її такою вразливою», — сказав Масао Дальгрен, співробітник проекту протиракетної оборони Центру стратегічних і міжнародних досліджень і автор нової доповіді про гіперзвукову протиракетну оборону під час панельнох дискусії 18 груд.
«Зараз проводиться багато роботи, наприклад, над слідами та шлейфами, залишеними гіперзвуковою зброєю», — сказав Дальгрен. «Ці речі летять у повітрі з надзвичайною швидкістю. Плазма, яка їх оточує, зриває молекули з поверхні транспортного засобу. Там відбуваються хімічні реакції, які можуть вивільняти світло з характеристичними довжинами хвиль (спектром, прим. ред.)».
Інструменти для виявлення цих хвиль можуть бути корисними доповненнями до зростаючої військової мережі космічних датчиків для попередження про ракети (виявлення запусків ракет), відстеження (відстеження траєкторій ракет) і управління вогнем (наведення перехоплювачів до загрози).
Сьогодні США використовують космічні та наземні датчики для виявлення та відстеження ракет. Супутники космічної інфрачервоної системи (SBIRS) і програми підтримки оборони (DSP) забезпечують початкове попередження про ракети та раннє відстеження, що запускає «складну мережу наземних і морських радарів для визначення позицій, траєкторій і ознак балістичних ракет». – написав Дальгрен.
Інформація з цих датчиків має бути об’єднана в єдину картинку, щоб визначити, скільки ракет було запущено, де вони знаходяться та куди прямують, усю необхідну інформацію для їх знищення.
«Вся історія починається з датчиків. Вони керують усіма іншими шматочками головоломки, коли справа доходить до проектування цих сузір’їв», – сказав Далгрен 18 грудня. «Кращі датчики означають дешевші перехоплювачі».
Проблема полягає в тому, що новітнє озброєння можє уникнути поточних датчиків. Геометрії Землі призводить до того, що нові класи гіперзвукових ракет можуть літати нижче радіогоризонту наземних і морських радарів, написав Дальгрен. Щоб виявити ці загрози, військові витрачають мільярди доларів на запуск космічних датчиків для попередження та відстеження ракет. Вони також розроблють більше космічних датчиків для управління вогнем.
20 грудня Агентство космічного розвитку схвалило план розробки та виробництва від оборонного підрядника L3Harris на створення 16 супутників для виявлення та відстеження гіперзвукових ракет на низькій навколоземній орбіті. Оголошення з’явилося приблизно через три тижні після того, як Космічні сили завершили критичний аналіз конструкції шести супутників попередження про ракети та відстеження, які будуть займати середню навколоземну орбіту (MEO) з кінця 2026 року. До кінця десятиліття служба передбачає понад 90 супутників попередження про ракети та стеження за ними в LEO(низька навколоземна орбіта, прим. ред.) і 27 в MEO.
Ці нижчі орбіти доповнюватимуть пару надземних інфрачервоних супутників наступного покоління, що літають високо над головою на геосинхронній орбіті, і ще два на високоеліптичних орбітах над північним і південним полюсами.
Історично США використовували інфрачервоні датчики для виявлення теплових сигнатур ракет з космосу, написав Дальгрен. Це чудово працює для виявлення великих гарячих газів від запуску ракети, але інфрачервоні сигнатури гіперзвукової зброї зменшуються після фази розгону, пояснив він.
«Розрізнення гіперзвукової теплової сигнатури на фоні Землі порівнюють із відстеженням «трохи яскравішої свічки в морі свічок», що потребує ретельного тестування для перевірки» — написав Дальгрен.
Що ще складніше, гіперзвукова ракета настільки мала, що її важко знайти серед пікселів матриці датчика, сказав Дальгрен. Використання датчиків із ширшим полем огляду охоплює більшу частину поверхні Землі, але це може призвести до погіршення точності, необхідної для відстеження ракети та забезпечення керування вогнем — це лише один із прикладів багатьох компромісів, пов’язаних із розробкою архітектури датчика.
Одним із способів закрити сліпі зони в цій архітектурі може бути дослідження нових технологій для виявлення унікальних ознак гіперзвукових ракет. До них можуть входити гіперспектральні або ультрафіолетові датчики, здатні виявляти «кількість іонів, газів, частинок та інших хімічних побічних продуктів», що вивільняються, коли поверхня гіперзвукового об’єкта реагує на високотемпературний повітряний потік, написав Дальгрен. Радар може бути ще одним альтернативним датчиком, і, можливо, навіть буде можливо перехоплювати сигнали від ракет, під час передачі даних, додав він.
Інфрачервоні датчики зможуть отримувати зображення з вищою роздільною здатністю в міру вдосконалення технології, сказав Дальгрен, але різноманітне поєднання датчиків може допомогти гарантувати, що нічого не прослизне крізь щілини.
«Поєднання цих кількох типів(датчиків, прим. ред.) забезпечить більшу стійкість і можливості, якщо один тип не спрацює через умови навколишнього середовища, ворожу хитрість чи інші засоби зменшення ознак», — написав він. «Хоча можливо уникнути однієї частини електромагнітного спектру, важче уникнути кількох із них».
«Є більше ніж один спосіб вирішити цю проблему, і я сподіваюся, що цьому буде приділено більше уваги та цей звіт зробить свій внесок в це», — додав Дальгрен під час панельної дискусії.
Нові загрози та датчики розвиваються швидкими темпами, а це означає, що військові потребують відповідної політики та підтримки, щоб йти в ногу з цими змінами, сказав полковник армії Олександр Расмуссен, керівник відділу стеження в Агентстві космічного розвитку.
«Іноді ми зосереджуємось на розробці технологій, але нам потрібні зміни в політиці, нам потрібні зміни в надбанні, щоб підтримувати відповідний підхід, спіральний розвиток» — сказав він під час панельної дискусії. «Як ми можемо змінити інституції та культуру, щоб зараз вони були зосереджені майже на воєнному часі, щоб потім не дивуватися, це те, що нам справді потрібно добитися».