STANISLAV KAUCKÝ, JAN ČADIL

Transkript

1 4045.qxp :10 StrÆnka 1 STANISLAV KAUCKÝ, JAN ČADIL Ničení balistických raket laserem po startu Lze vůbec laser považovat za dosta tečně spolehlivý a účinný prostředek obrany proti balistickým raketám? Může být dostatečně operativní, aby zničil před pokládaný počet raket na vzdálenost sto vek kilometrů maximálně do čtyř minut po jejich odpálení? Takových a dalších po dobných otázek si jistě můžeme položit mnoho. Na některé z nich však již nyní známe uspokojivé odpovědi. Jsou totiž podloženy výsledky reálných ověřovacích zkoušek laseru. Při nich bylo spolehlivě sestřeleno, respektive propáleno něko lik různých typů imitovaných raket, od malých protiletadlový AIM 9 Sidewinder, až po velké balistický Minuteman II. Potvrdily tak předpoklady o využitelnosti laseru pro zamýšlené úkoly. Poté byl v listopadu 1996 zahájen rozsáhlý projekt letounového laseru ABL (Airborne Laser), jehož konkrétní reali Přestavba nákladního Boeingu F na stroj YAL 1A proběhla v kansaské Wichitě zací je v sou časné době letoun YAL 1A (PrototYpe At tack Laser model 1A). Celkem je předpokládána stavba až sedmi letadel vzniklých na bázi nákladní verze osvědčeného čtyřmoto rového Boeingu F Jumbo. Spo lečnost Boeing je tedy hlavním dodava telem v rámci projektu letounového laseru ABL. Dalšími nejvýznamnějšími partnery jsou firmy Northrop Grumman Space Technology (vývoj a výroba lase ru) a Lockheed Martin Space Systems z kalifornského Sunnyvale (vývoj a výro ba pasivního systému k detekci balistic kých raket a k řízení směrování lasero vého paprsku). Celkem se na projektu ABL podílí více než 30 společností. Jak zjistit start rakety? Nevhodnější i nejspolehlivější zjišťo vání balistické rakety je v její počáteční startové fázi, to je v době hoření hnacího motoru, které je z hlediska pozorování prostoru značné rozlohy velice kontrast ním demaskujícím příznakem. V závěru této fáze raketa dosahuje výšky 150 až 200 km a typické rychlosti letu okolo 7 km/s. Současné infračervené telesko pické senzory lze použít k detekci a sle dování na vzdálenosti až několika tisíc 40 11/06

2 4045.qxp :10 StrÆnka 2 Balistické rakety a protiraketová obrana patří k nejtvrdším oříškům sou časnosti. Řada špičkových odborníků si láme hlavy nad tím, jak jej roz lousknout. Raketa může nést několik vícenásobných manévrujících bojo vých subhlavic, které se od ní mohou oddělit již v postartové fázi, to je čtyři až osm minut po odpálení. Každá z těchto subhlavic, určená k ničení kon krétního cíle, je vybavena vlastním naváděcím systémem a malým moto rem. Jejich dráhy jsou odlišné a zejména při hromadném raketovém úde ru by systém protiraketové obrany mohl být doslova zahlcen. Velmi nesnadné je i rozpoznávat skutečné bojové hlavice od klamných, které mohou být z nosné rakety vypuštěny současně a jejich vnější příznaky jsou od skutečných hlavic k nerozeznání. Tyto skutečnosti vedly americké mi nisterstvo obrany k soustředění výzkumu a vývoje do oblasti zbraňových systémů, schopných ničit balistické rakety protivníka s vysokou prav děpodobností již záhy po jejich startu. Jedná se o paprskové, ze jména laserové zbraně, kombinované s účinnými senzory infra červenými průzkumnými prostředky. Uvažuje se o jejich umístění v kosmu, ve vzduchu, na moři i na zemi. kilometrů. Jsou však vysoce směrové a pro globální přehled jsou nevhodné. Rovněž dosahy radarů a jejich sektory vyzařování jsou limitovány. Vzdušné systémy jsou vzhledem k omezenému dosahu palubních prostředků (radarů AN/APY 2 systému AWACS, AN/APY 3 systému J STARS) vhodné pro nasazení pouze v omezeném regionu ozbrojeného konfliktu, jakým byla např. irácká válka, či úder na Afghánistán. Specialisté na protiraketovéou obranu tvrdí, že stoprocentní celosvětové pokrytí výstražných prostředků před balistickými raketami zatím neexistuje, proto nelze na prosto spolehlivě zjistit jakékoliv odpálení v libovolné době a místě. Jediným mož ným řešením zůstává soustředit maximál ní pozornost na dlouhodobě vyhodnoco vané nejnebezpečnější prostory a objekty, včetně ponorek nosičů jaderných raket. álných bojových pod mínkách určitá omezení. Nejsložitějším je samotné zjiš tění odpálení balistické rakety, její rozpoznání, sledování a určení směru letu. Tyto informace může získat od výše uvedených systémů prostřednictvím hlav ního střediska systému včasné výstrahy. Následuje proces počítačového zpracová ní a určení vhodného okamžiku a způsobu zásahu těla rakety laserovým paprskem tak, aby byl zničen pouze nosič, nikoliv ja derná, chemická, či biologická bojová hla vice. To by mohlo způsobit katastrofu ne předvídaného rozsahu pravděpodobně s dopadem hlavně na civilní obyvatelstvo. Optický teleskop se zrcadlem o průměru 1,7 m pro YAL 1A dodal Lockheed Martin Lze laserem zničit raketu? Samozřejmě, že laserový protiraketový systém má s ohledem na své vlastnosti i na způsob použití balistických raket v re 11/06 41

3 4045.qxp :10 StrÆnka 3 Příď YAL 1A. Dobře vidět je optický teleskop, nad kabinou umístěný systém ARS využívající komponent ze známého systému LANTIRN, pod přídí nesený povětrnostní radiolokátor se senzorem systému IRST, jehož další senzory jsou umístě ny na boku trupu na urovni ARS pohonnými hmotami je tato doba kratší, s kapalnými motory delší) po odpálení (BPI Boost Phase Intercept), kosmic kých těles, zejména průzkumných družic na nízkých oběžných dráhách ve výš kách od 150 do 800 km nad Zemí, bojo vých letounů a řízených střel s plochou dráhou letu, útočících zejména v přízem ních výškách od 20 do 300 m. Funkce systému Odborníci se shodují v názoru, že nej efektivnějším i nejvhodnějším způsobem je poškození pláště těla rakety, což ná sledně způsobí vznícení pohonných hmot. Před vlastním použitím musí laser dosáhnout potřebného výkonu a jeho optika musí být přesně nasměrována na cíl. Celý tento proces musí být zvládnut v době startové fáze, to je do 150 až 240 sekund od okamžiku odpálení rakety. Když si uvědomíme, že paprsek laseru musí dopadnout do přesně určeného místa těla rakety o průměru řádově jedno ho, dvou metrů ze vzdálenosti až několika stovek kilometrů, zdá se být jeho reálné použití téměř nemožné. A přesto první zkoušky dokázaly jeho praktické využití pro tyto účely. Z hlediska mobilnosti a co největšího dosahu se dává přednost le tounovému laseru před pozemním i kos mickým. Je zde ale jeden velký technický problém účinná stabilizace optické sou stavy laseru na letícím letounu. Určení letounového laseru Laser je díky své přesnosti a účinnos ti i na velké vzdálenosti v současné době obecně považován za nejúčinnější a nej spolehlivější protiraketovou zbraň. Spe cialisté předpokládají, že laser by mohl účinně ničit mezikontinentální rakety na kapalné pohonné hmoty do vzdálenosti až 600 km a rakety na tuhé pohonné hmoty do vzdálenosti až 300 km. Stroj YAL 1A je hodnocen jako univerzální zbraňový systém, daleko přesahující rá mec klasické koncepce protiraketové obrany. Je určen k ničení taktických, operačně taktických i strategických ba listických raket v jejich startové a postar tové fázi, to znamená v prvních asi třech až čtyřech minutách (u motorů s tuhými Základem špičkového senzoru je vy lepšené osvědčené infračervené zařízení IRST (Infrared Search and Track) z více účelového nadzvukového letounu F 14 Tomcat, které vyvinula divize Lockheed Martin Missiles & Fire Control. Bezpro středně po detekci rakety krátce po startu je zpracována výstražná informace, která je předána systému automatického sledo vání dráhy letu střediska zabezpečení bo jové činnosti, velení, řízení, spojení a vy hodnocení BMC 4 I (Battle Management Command, Control, Communication, Computers and Intelligence), jehož čtyři konzole operátorů (u prototypu osm) jsou umístěny na hlavní palubě letounu. Mimo vysoce přesného sledování dráhy letu předává data dalším neseným systémům vzdušného průzkumu a přehledu vzdušné situace a aktivnímu dálkoměrnému systé mu ARS (Active Ranging System). Samo zřejmostí je transfer dat v reálném čase pomocí utajovaného datového spojení pracujícího podle protokolu Link 16 dal Podstata a charakteristické vlastnosti laseru Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) je citlivý kvantový generátor, pracující ve viditelné a infračervené oblasti elektromagnetického spektra. Laserové záření je monochromatické, koherentní, má nepatrnou úroveň vlastního šumu, malou rozbíhavost paprsku a zejména schopnost soustředit značnou spektrální hustotou energie záření. Pro tyto své vlastnosti nachází široké uplatnění v civilní i vojenské sféře, hlavně v oborech s vyso kými nároky na přesnost a vysokou směrovost. Podle druhu aktivního prostředí (látky) mohou být kapalinové, ply nové, chemické a další. Největšího výkonu dosahují lasery kapalinové. Právě s tímto druhem laseru se počítá pro budoucí laserové zbraně k ničení balistických raket. V tomto konkrétním případě dochází na povrchu rakety k pře měně dopadající energie na teplo, způsobující roztavení kovu. Tak prosté to ale není. Jedná se o ozařování cíle o průměru řádově metrů na vzdálenosti stovek kilometrů. Z toho jasně vyplývá, že optický systém musí být mimo řádně stabilní a navíc musí dostat přesnou informaci kam se má nasměrovat. Použitelnost a účinnost laseru je te dy závislá na věrohodnosti a přesnosti zdrojů průzkumných informací. Bez těchto klíčových informací je laser ne použitelný. V současné době je provozováno mnoho průzkumných systémů a prostředků, ale pro zjišťování balistických raket jsou použitelné jen některé z nich. Jedná hlavně o včasné zjišťování startu balistických raket. V současné době tyto úkoly plní velice složitý integrovaný systém, jehož součástmi jsou pozemní výstražný systém BMEWS (Ballistic Missile Early Warning System) s rozsáhlou sítí radiolokačních a optoelektronických prostředků, družicový výstražný systém DSP (Defense Support Program), tvořený několika družicemi s infračervenými telesko pickými senzory, systém SBIRS s družicemi na nízkých a vysokých oběžných dráhách a vzdušný systém AOA (Air borne Optical Adjust) s prostředky AWACS a J STARS. Uvodní fáze přestavby B F na YAL 1A trvala přibližně rok a půl. V nové konfiguraci stroj poprvé vzlétl 18. července /06

4 4045.qxp :10 StrÆnka 4 Operační výška letu YAL 1A je předpokládána kolem metrů ším relevantním prostředkům a řídicím stanovištím ve vzduchu, na moři i na zemi. Výsledkem je velice přesné třídimenzio nální (3 D) sledování letící rakety a výpo čet balistické dráhy. Výsledky jsou takřka okamžitě zobrazovány operátorům na pa lubě YAL 1A pro potřeby řízení palby lase rem. Systém ale může pracovat zcela au tomaticky bez nutnosti zásahu operátory záleží jak jsou nastavena vstupní kritéria. I v tomto případě však má posádka kdyko liv možnost do procesu zasáhnout. Hlavní výkonný laser, jehož vývoj a vý robu zabezpečuje firma Northrop Grum man Space Technology v kalifornském Re dondo Beach (dříve TRW), je řízen několika malými lasery o výkonu 10 kw a jeho vý stupní pracovní vlnová délka je 1,315 µm. Největší předností YAL 1A je schop nost velice rychlého výpočtu polohy od palovacího zařízení a možnost automatic kého sledování cíle s vysokou přesností. Výstupní energie výkonného laseru je soustřeďována do extrémně úzkého svazku soustavou zrcadel včetně speciál ního deformovatelného zrcadla. Atmosfé rická turbulence, která oslabuje a rozpty Pracoviště operátorů Systém usměrňování paprsku Pouzdro s teleskopem Povětrnostní radar a IRST Aktivní dálkoměrný systém ARS využí vající CO 2 laser Oddělující přepážka luje laserový paprsek, je vyvolávána kolí sáním teploty vzduchu (jde o stejnou vlastnost, která způsobuje mihotání hvězd). Adaptivní optika se spoléhá hlav ně na deformovatelné zrcadlo, které kompenzuje veškerá úhlová i fázová zkreslení v atmosféře. Zrcadlo má cel kem 341 ovládacích prvků, které mohou vykonávat až 1000 změn za sekundu. Řídicí lasery Nádrže s chemiáliemi pro výkonný laser Veškeré speciální systémy jsou před zástavbou do YAL 1A pečlivě zkoušeny na zemi a to včetně je jich instalace do letounu. K tomu mimo jiné slouží vyřazený B747 společnosti Air India, dopravený na Edwards v červnu 2001 Laserové ozařování těla rakety tak vy sokým výkonem v trvání 3 až 5 sekund je plně postačující ke zničení všech soudo bých typů raket. Každý letoun s plnou zá sobou kapaliny má být schopen fyzicky ničit s intervalem 3 až 5 sekund až 40 ba listických raket. Hodnota chemické látky, potřebná ke zničení jedné rakety před stavuje částku 1000 USD. Umístění celého laserového systému na relativně velkém letounu Boeing 747 umožňuje nejen instalaci objemného a kg těžkého laseru, ale i jeho efek tivní a účelné sloučení s infračerveným systémem průzkumu a elektronického bo je vlastní ochrany proti stíhacím letounům a protiletadlovým raketám protivníka. Zdro je a palivo pro chemický kyslíkovo jodido vý laser mají být instalovány v zádi letounu. Posádka pro ovládání letounového laseru má být šestičlenná včetně dvou pilotů. Negativní vlivy na funkci letounového laseru Již nyní se objevují první obavy z dru hotných následků použití letounového la seru. Zejména skupinový úder laserů a jejich vysoký vyzařovaný výkon řádově několika MW, usměrňovaný optickým te leskopem o průměru 1,7 metru, by mohl Foto USAF, Boeing, Lockheed Martin, Northrop Grumman 11/06 43

5 4045.qxp :10 StrÆnka 5 Optický teleskop je v době kdy není požíván, tedy i při vzletu a při stání, otočen dovnitř pouzdra. Má ale vydžet i střet s ptákem mít nepříznivý vliv na vlastní bojovou techniku a živou sílu. Je velmi pravděpo dobné, že by mohly ohrozit lidské životy, či vážně poškodit zdraví, narušit provo zuschopnost technických prostředků PVO, optoelektronických navigačních prostředků letounů a družic i procesy na vedení přesných zbraní například systé mem NAVSTAR/GPS a podobně. Proti laseru hrají i špatné povětrnostní podmínky, hlavně mraky, které působí YAL 1A je v březnu 2006 připraven na stání základny Edwards k dalším zkouškám nový pasivní infračervený systém IRST se šesti čidly je schopen snímat prostor celo kruhově, tedy v rozsahu 360. YAL 1A na scéně Jak již bylo zmíněno výše, prvotní kontrakt na projekt ABL byl uzavřen v li stopadu Jeho součástí byla stavba prototypu letounu YAL 1A vzniklého na bázi nákladní verze Boeingu F. K přestavbě byl určen stroj B747 4G4F výrobního čísla 30201/1238, který opus til montážní linku Boeingu v Everettu v polovině prosince První let pak uskutečnil 6. ledna Po sérii testů jej tovární posádka pře létla 22. ledna 2000 z letiště Paine Field v Everettu do závodu Boeing Modification Center v kansaské Wichitě (vojenská část letiště je pojmenována McConnell AFB), zabývajícím se speciálními konverzemi le tadel Boeing. Mimo jiné tam například vznikly přestavby B747 pro americké pre zidenty (značeny VC 25A). Letoun také obdržel vojenské sériové číslo Ihned poté byly zahájeny práce na přestavbě na verzi YAL 1A. Z vnějšku nejmarkantnějším rozdílem je instalace v přídi neseného 6300kg otočného ku lového pouzdra ukrývajícího optický teleskop. Na úrovni centroplánu byla umístěna 2188kg přepážka oddělující prostory posádky od střední a zadní čás ti trupu, kde budou neseny nádrže pro chemikálie a další zařízení nutné pro la sery. Na spodku trupu byl standardní po tah z hliníkových slitin nahrazen dvěma 7,5 m dlouhými a 1,65 m širokými pane ly z titanu s celkem 36 otvory s průmě rem 37,5 cm, kterými jsou z letounu od značný útlum prostupu laserového paprs ku. Odhaduje se, že efektivní dosah lase ru v běžných podmínkách může být v zá vislosti na operační výšce 300 až 600 km. Vzhledem k tomu, že má působit z hloub ky asi 100 km vlastního vzdušného pro storu, dosah do hloubky cizího území se předpokládá 200 až 500 km. Nepříznivé meteorologické podmínky, hlavně mraky, by mohly být při zachycení a ničení říze ných střel s plochou dráhou letu a nízko letících letounů omezujícím faktorem. Nej větší pravděpodobnosti zničení cíle lze dosáhnout pod úhlem 10 až 30 směrem dolů od horizontální roviny, přičemž letou Do podzimních zkoušek se zapojí i NKC 135B simulující balistickou raketu, kterou má nama lovánu na boku trupu. Stroj je vybaven i zaří zením pro její tepelnou imitaci 44 11/06

6 4045.qxp :10 StrÆnka 6 váděny horké spaliny vzniklé při práci la seru. Samozřejmostí byla příprava nové elektroinstalace, která by dle slov výrob ce vystačila pro běžné vybavení více než 3000 domácností. Nechybělo ani zaříze ní pro doplňování paliva za letu. Na sklonku května 2002 byla pláno vaná modifikace hotova. Speciální systé my a lasery měly být do letounu postup ně zastavěny až na kalifornské základně Edwards, kde měl být letoun dále zkou šen. V trupu letounu je tak nahradila pro vizorní zátěž nutná pro letové a výkon nostní zkoušky modifikovaného stroje. Dne 18. července 2002 se letoun YAL 1A poprvé vznesl z letiště v kansas ké Wichitě. Poté následovaly další lety zaměřené především na ověření provoz ních charakteristik. Stoj se také na čas vrátil zpět do Everettu, kde obdržel lesk lé celošedé zbarvení. Z Wichity YAL 1A přelétl 19. prosince 2002 při svém 14. letu na základnu Ed wards a byl zařazen do stavu tamní 452. Flight Test Squadron sdružující jak vybraný vojenský personál, tak civilní za městnance dodavatelů. Na základně již v té době probíhaly nejrůznější testy spe ciálního vybavení pro YAL 1A, upravovala se infrastruktura pro jeho provoz a očeká valy se dodávky chemikálií pro lasery. Stroj mezitím procházel nejrůznějšími pozemními zkouškami a zástavbou vyba vení. Například během léta a podzimu 2004 byla do stroje instalována speciální optika včetně rozměrného zrcadla v přídi. Po dvou létech intenzivní práce byl stroj připraven opět k další fázi letových zkoušek čítající přibližně 20 letů. K první z nich vzlétl 3. prosince Při letu 17. května 2005 bylo poprvé vyzkoušeno natáčení optického teleskopu v přídi stroje jeho funkce je pro úspěch klíčo vá, neboť slouží k usměrňování tří ze čtyř nesených laserů. Ty ale zatím do letounu zastavěny nebyly, nicméně jejich po zemní zkoušky se blížily závěru. K 16. březnu 2006 byl projekt ABL převeden z podřízenosti 452. FLTS do nově ustanovené 417. FLTS mající na příště na starosti pouze tento program. Na podzim tohoto roku jsou pak naplá Pohled na zástavbu otočného kulového pouzdra pro optický teleskop v přídi YAL 1A. V podbradku je umístěn povětrnostní radiolokáror a senzor IRST novány letové zkoušky zaměřovacích la serů, kdy bude cílová raketa simulována speciálním letounem NKC 135B. Sledo vána bude především přesnost zaměře ní a zpracování údajů pro zničení rakety. Na příští rok je připravována montáž výkonného laseru do letadla. O nároč nosti celého programu letounového la seru mimo jiné svědčí skutečnost, že první ostré sestřelení balistické rakety strojem YAL 1A je v současné době plá nováno na rok 2008, tedy o pět let po zději, než bylo při zahájení projektu ABL předpokládáno. INZERCE 11/06 45