Nowe „Gwiezdne Wojny”. Amerykańska tarcza przed bronią hipersoniczną

W ostatnich dekadach gwałtowne zmiany we wprowadzanych do eksploatacji i testowanych systemach uzbrojenia spowodowały, że broń hipersoniczna stała dostępna dla szerszego grona odbiorców. Może też być łatwiej opracowywana lub dostosowywana do własnych potrzeb przez kraje dotąd pozbawione potencjału w tej dziedzinie.

Dotyczy to też systemów „robotycznych”, czy tych wspomaganych przez sztuczną inteligencję (chociażby z obszaru dowodzenia i wymiany danych), ale też pocisków rakietowych i amunicji precyzyjnego rażenia. Ten stan rzeczy zmusza wiele krajów, w tym Stany Zjednoczone oraz ich partnerów z NATO, do wprowadzania na wyposażenie własnych sił zbrojnych coraz bardziej zaawansowanych urządzeń do wykrywania nowych zagrożeń lub zakłócania ich pracy.

Tylko w 2021 roku same Stany Zjednoczone odnotowały 1168 odpaleń rakiet na całym świecie. Już w ciągu pierwszych 10 miesięcy kolejnego roku było ich 4150. W zbiorze tym zawarto również pociski manewrujące zdolne do poruszania się z prędkością hipersoniczną. Już w trakcie wojny na Ukrainie na Starym Kontynencie zaobserwowano 3 tys. odpaleń. Również na terenie naszego kraju spadły pociski, a ostatnio zaobserwowano trzy rosyjskie balony, których przeznaczenie jest wciąż badane. Co prawda w tych przypadkach mieliśmy do czynienia z obiektami lecącymi na niskim pułapie, a nasze Siły Zbrojne działają w reżimie pokojowym. Jednak to nie znaczy, że nie stwarza to poważnego zagrożenia, które w przyszłości jeszcze wzrośnie.

Aby efektywnie przeciwdziałać tym i innym zagrożeniom, Siły Kosmiczne Stanów Zjednoczonych (United States Space Force, USSF) wprowadzają wielodomenową (choć w dużej mierze skoncentrowaną na przestrzeni kosmicznej) doktrynę obrony przeciwrakietowej. Połączone wysiłki USSF i Dowództwa Systemów Kosmicznych (Space Systems Command, SSC) mają zaowocować nowym systemem ostrzegania i śledzenia odpalanych pocisków. Ma otrzymywać częste aktualizacje i analizować gromadzone dane w celu lepszej identyfikacji, śledzenia, a w efekcie eliminowania wrogich środków napadu powietrznego.

Definicja zagrożenia

W USA broń hipersoniczna jest definiowana jako systemy zdolne do długotrwałego poruszania się z prędkością równą lub większą niż pięciokrotna prędkość dźwięku (5 Machów). Jednak w odróżnieniu od rakiet balistycznych, które mają przewidywalną trajektorię, pocisk hipersoniczny może wykonywać manewry w atmosferze. Z kolei konwencjonalne pociski manewrujące działają w atmosferze, ale nie poruszają z prędkością hipersoniczną, dając przeciwnikowi sporo czasu na identyfikację i zniszczenie. Można śledzić je z pomocą radiolokatorów, a na podstawie toru lotu da się przewidzieć, gdzie uderzą.

W konstrukcji pocisków hipersonicznych niezwykle trudne do przezwyciężenia są wyzwania z dziedziny inżynierii materiałowej, bowiem lot z tak wysoką prędkością naraża powierzchnie płatowca na działanie niezwykłych temperatur spowodowanych tarciem i kompresją powietrza. To wymusza stosowanie nowatorskich kompozytów i egzotycznych stopów metali, ale też poniesienie niemałych kosztów projektowania oraz produkcji.

Mówiąc w pewnym uproszczeniu, pełnoprawne pociski hipersoniczne łączą prędkość rakiet balistycznych ze zwrotnością charakterystyczną dla pocisków manewrujacych. To czyni je niezwykle trudnymi do zniszczenia. Taka broń może być odpalana z wykorzystaniem silnika startowego lub rakiety balistycznej, a następnie odłączyć się, samodzielnie poruszając się z prędkością hipersoniczną. Przykładowo, rosyjski pocisk 3M22 Cyrkon startuje z pomocą klasycznego silnika rakietowego na paliwo stałe, po czym podtrzymuje bardzo wysoką prędkość dzięki zastosowaniu zasilanego paliwem płynnym silnika strumieniowego z naddźwiękową komorą spalania (ang. supersonic combustion ramjet, scramjet).

Powszechnie uważa się, że w procesie zwalczania broni hipersonicznej podstawowe znaczenie ma jej efektywne namierzenie i śledzenie oraz dostępny czas reakcji na takie zagrożenie. Oprócz typowego zestrzelenia (choćby przez system obrony przeciwrakietowej taki jak MIM-104 Patriot) można też z powodzeniem wykorzystać systemy WRE (walki radioelektronicznej) lub działania w cyberprzestrzeni. Jednak najlepiej jest stosować te wszystkie metody walki jednocześnie.

Dlatego w kontekście ostrzegania przed takim rakietami, metodami ich śledzenia i obrony zarówno producenci uzbrojenia, jak i sami wojskowi upraszczają szerokie spektrum możliwości manewrowych broni hipersonicznej. Zdaniem niektórych ekspertów prawdziwym kryterium przynależności do tej kategorii jest zdolność do lotu z dużymi prędkościami z zachowaniem wysokiej manewrowości. Przekłada się to na wysoką precyzję trafienia w cel wraz z zachowaniem wysokiej zdolności do unikania zestrzelenia przez obronę przeciwrakietową przeciwnika.

Wiele nowoczesnych pocisków rakietowych eksploatowanych w krajach takich jak Rosja, Chiny czy nawet Korea Północna i Iran posiada mniejsze lub większe zdolności manewrowe. Stanowi to realne zagrożenie i stawia nowe wymagania wobec systemów obrony przeciwrakietowej. Z drugiej strony istnieją środki bojowe reklamowane jako hipersoniczne, ale w istocie nienależące do tej kategorii. Przykładowo, rakieta Ch-47M2 Kinżał to nic innego jak pocisk aerobalistyczny wystrzeliwany z naddźwiękowego myśliwca przechwytującego MiG-31K. Owszem, Kinżał osiąga prędkość hipersoniczną, ale wówczas nie jest zdolny do wykonywania manewrów.

Natomiast w samym procesie ostrzegania przed takimi środkami napadu powietrznego istotne jest, aby efektywnie zidentyfikować zagrożenie, scharakteryzować cel ataku i określić, gdzie w danej chwili znajduje się głowica bojowa i kiedy trafi w przewidywane miejsce. W takim przypadku pocisk z pojedyncza głowicą bojową, poruszający się po prostej trajektorii balistycznej (jak Kinżał), jest najłatwiejszym obiektem do rozpoznania. Natomiast pocisk hipersoniczny, zwłaszcza taki dysponujący wieloma głowicami (ang. multiple independently targetable reentry vehicle, MIRV), z których każda może wykonać manewr i uderzyć w cele oddalone od siebie nawet o tysiące kilometrów, to zupełnie inna skala problemu do rozwiązania.

Działania wielodomenowe

Dlatego SSC współpracuje z Agencją Obrony Przeciwrakietowej (Missile Defense Agency, MDA) oraz Agencją Rozwoju Przestrzeni Kosmicznej (Space Development Agency, SDA) za pośrednictwem Połączonego Biura Programowego (Combined Program Office, CPO), dostarczając nowe rozwiązania w zakresie ostrzegania i śledzenia różnych rakiet z wykorzystaniem systemu satelitów. Te ostatnie będą rozmieszczone zarówno na niskiej orbicie okołoziemskiej (ang. Low Earth Orbit, LEO), jak i na średniej (ang. Middle Earth Orbit, MEO). SSC odpowiada za dane z systemów na MEO, zaś SDA z LEO. Z kolei MDA pomaga w procesie integrowania pozyskiwanych danych i przekazu ich do naziemnych zestawów przeciwrakietowych. Sieć MEO koncentruje się na zapewnianiu niewielkich opóźnień, co oznacza możliwość przetwarzania i pobierania ogromnych ilości danych w bardzo krótkim czasie.

Konstelacja Resilient Missile Warning/Missile Tracking – MEO (MEO MW/MT) jest rozwijana w modelu rozwoju spiralnego. Celem jest szybkie wdrażanie zdolności w kolejnych fazach, które mogą zapewnić początkowe możliwości, z czasem stopniowo ewoluując, tworząc bardziej dojrzałą architekturę zadaniową i wykonawczą. Spirale satelitów w ramach programu MEO nazwano Epokami. Pierwszy, bazowy zestaw możliwości określono mianem Epoch 1. Będzie dostarczony przez dwa różne podmioty, które przyjęły nieco odmienne podejście do zagadnienia wykrywania ataku hipersonicznego. W ramach Epoch 1 powstanie dziewięć satelitów na dwóch płaszczyznach. Raytheon Intelligence & Space i Boeing Millennium Space Systems budują MEO MW/MT w ramach Epoch 1, a SSC przyznała firmie L3Harris Technologies kontrakt na zaprojektowanie specjalnych czujników napowietrznych w trwałej podczerwieni przenoszonych przez nowe satelity.

Zgodnie z planem faza Epoch 1 ma zostać w pełni zrealizowana w 2026 r. Wówczas SSC skupi się na dodawaniu nowych możliwości oraz kolejnych satelitów w następnych fazach, co dwa do trzech lat. Przy czym nie będzie następowało wycofywanie wykorzystywanych już systemów, tylko dołączanie do nich modułów pozyskujących nowe dane o ciągle udoskonalanych pociskach. Zagrożenie jest dynamiczne, co wymusza podobne podejście do systemów jego wykrywania i zwalczania.

Kolejnym kluczowym zagadnieniem jest możliwość wykorzystania komercyjnego sektora kosmicznego do szybkiego projektowania, produkcji i wystrzeliwania satelitów. W przyszłości pojawią się zupełnie nowe zagrożenia, które dziś są dopiero definiowane i analizowane. Luka technologiczna pomiędzy USA a Chinami w dziedzinach takich jak technologia komputerowa, układy scalone, silniki odrzutowe, biotechnologia czy wszelkiego rodzaju zaawansowane materiały szybko się kurczy. Dlatego SSC już ogłosiło inicjatywę Rapid Fielding Initiative (RFI) wobec fazy Epoch 2, w ramach której szykowany jest grunt pod pozyskanie kolejnych satelitów oraz systemów naziemnych.

W ramach Epoch 2 dostarczone będą cztery kolejne płaszczyzny, których łączna liczba wyniesie sześć (z około 27 satelitami). Ta konfiguracja stanie się podstawowym zestawem możliwości operacyjnych i zapewni globalny zasięg systemu rozpoznania. Epoch 2 to nacisk na „dojrzewanie czujników MW/MT, optyczne sieciowanie, fuzję danych, zarządzanie misjami w konstelacjach z solidną komunikację naziemną”.

Z kolei w ramach Epoch 3 na początku lat 30. nastąpi zastąpienie systemów Epoch 1 „dwoma nowymi samolotami i satelitami wyposażonymi w nowszą, świeżą technologię mającą na celu ciągłe jednoczesne śledzenie i ostrzeganie”.

Sami Amerykanie zdają sobie sprawę, że w rozwoju broni hipersonicznej w pewnym stopniu wyprzedzili ich Rosjanie i Chińczycy. Z kolei w systemach wykrywania i obrony przed tymi zagrożeniami jest wręcz odwrotnie. Ponadto, Waszyngton może liczyć na wsparcie sojuszników w rozwoju nowych technologii, podczas gdy Moskwa i Pekin muszą polegać wyłącznie na własnych zasobach, choć teoretycznie mogłyby się wspierać się w wielu obszarach.

Interesujesz się kosmosem i chciałbyś wiedzieć więcej na temat eksploracji, przemysłu, wojska i nowych technologii? Dołącz do grona naszej społeczności zapisując się do newslettera i zaobserwuj nas na social mediach, aby zawsze być na bieżąco!