چطور می توان موشک های هایپرسونیک را رهگیری کرد؟

در دنیای پروازهای با موتور، پرواز هایپرسونیک به معیار جدیدی برای طراحی موشک و هواپیمای سرنشین دار تبدیل شده است. با تکنولوژی مدرن، رسیدن به پرواز مافوق صوت یا حفظ آن دشوار نیست و بسیاری از هواپیماهای جنگنده مدرن و برخی هواپیماهای بزرگ مانند هواپیماهای بمب افکن می توانند به پرواز مافوق صوت دست یابند. اما پرواز هایپرسونیک چه تفاوتی با پرواز مافوق صوت دارد؟ به بیان ساده، پرواز هایپرسونیک به عنوان پرواز پایدار با سرعت پنج ماخ یا بالاتر از آن تعریف می شود، در حالی که پرواز مافوق صوت به پرواز پایدار در یک ماخ یا بالاتر از یک ماخ گفته می شود. جدیدترین سلاح های در حال توسعه، برای پرواز با سرعت های مافوق صوت طراحی می شوند.

موشک SM-65 Atlas اولین موشک بالستیک قاره پیمای عملیاتی ایالات متحده بود گه توسط کمپانی جنرال داینامیکس ساخته شد.

معرفی موشک های بالستیک به میدان نبرد

موشک‌های بالستیک یک اختراع جنگی بسیار بزرگ بودند زیرا امکان استفاده از سلاح ها از تأسیساتی که دور از میدان جنگ بودند را فراهم می‌کردند. نمونه ای از سلاح های بالستیک اولیه، موشک های V-2 است که توسط آلمان نازی برای بمباران تاسیسات متفقین در طول جنگ جهانی دوم استفاده شد. راکت های V-2 موشک های بالستیک کوتاه بردی بودند که از جو زمین خارج نمی شدند. موشک‌های بالستیک قاره‌پیمای بعدی که در طول جنگ سرد توسعه یافتند، دارای مسیر پرتابی بودند که آنها را از جو زمین خارج می‌کرد و سپس برای رسیدن به هدف مورد نظر خود، به جو باز می گشتند.

پدافندهای هوایی متعددی برای محافظت در برابر موشک های بالستیک توسعه یافته است. سامانه‌های دفاع موشکی، پرتاب موشک بالستیک را شناسایی می‌کنند، مسیر آن را ردیابی کرده و زمانی که موشک در مسیر نهایی به سمت هدف دوباره وارد جو می‌شود، موشک را در مرحله پایانی رهگیری می‌کنند. در حالی که موشک‌های بالستیک قاره‌پیما در طول پرواز خود به سرعت های بیش از پنج ماخ می‌رسند، موشک‌های هایپرسونیک محسوب نمی‌شوند زیرا در طول پرواز هایپرسونیک خود قابلیت مانور ندارند. این عدم توانایی مانور یکی از نقاط ضعف عمده موشک های بالستیک قاره پیما است.

گلایدر هایپرسونیک

حامل های هایپرسونیک یا همان گلایدرهای هایپرسونیک راه حلی برای مشکل عدم مانورپذیری در موشک های بالستیک قاره پیما هستند. این حامل های گلایدری به عنوان تقویت کننده شلیک یا همان بوستر، روی موشک های بالستیک نصب می شوند، اما در مدار پایین زمین از موشک جدا شده و با سرعت های هایپرسونیک در جو زمین به حرکت خود ادامه می دهند. این مسیر پرواز ارتفاع پایین گلایدرهای هایپرسونیک به آن ها اجازه می دهد تا از رادارهای زمینی و دریایی معمول دوری کنند. دلیل آن این است که بخش بزرگی از پرواز آنها به دلیل انحنای زمین از دید رادار دور باقی می ماند.

آنها همچنین می توانند بهتر از موشک های بالستیک قاره پیمای معمول از رهگیری جلوگیری کنند زیرا می توانند ارتفاع و مسیر خود را در طول پرواز تنظیم نمایند. این موضوع اجازه می دهد تا الگوهای پرواز آنها اغلب تغییر کرده و ممکن است نامنظم و اشتباه به نظر برسد که البته باعث می شود هدف آن ها نامشخص باشد. این مسیر پروازی نوسان دار، رهگیری را سخت‌تر می‌کند، زیرا پیش‌بینی مسیر حامل گلایدری و هدف نهایی آن دشوار است.

مراحل پرتاب حامل های هایپرسونیک

مراحل زیادی برای پرتاب حامل های هایپرسونیک وجود دارد. در مرحله اول، پرتابه های گلایدری هایپرسونیک به یک حامل پرتاب متصل می شوند. اکثر آنها برای پرتابشان روی یک موشک بالستیک نصب می شوند. با این حال، می توانند بعد از رها شدن از یک هواپیما، توسط یک موتور راکتی به پیش برده شوند. این فاز با نام فاز بوست یا تقویت کننده شناخته می شود و چیزی است که حامل را به سمت جو زمین یا فضا پیش می برد.

فاز دوم، فاز بالستیک، زمانی شروع می شود که حامل گلایدری از بوستر جدا شده و به مسیر بالستیک خود ادامه می دهد.

تا این مرحله، پرتاب پرتابه هایپرسونیک مشابه پرتاب یک موشک بالستیک معمولی است. مرحله بعدی پرتاب جایی است که تفاوت حامل گلایدری هایپرسونیک آشکار می شود. سپس حامل گلایدری وارد فاز ورود مجدد شده و دوباره وارد جو می شود. در این مرحله، با کاهش ارتفاع در هنگام ورود مجدد به جو، سرعت این پرتابه افزایش می یابد. در طول مرحله بالا کشیدن یا pull-up، گلایدر هایپرسونیک شیرجه خود را صاف می کند. مرحله بعدی حرکت گلایدری است و این جایی است که پرتابه در مسیر پروازی نسبتاً مسطح و صافی حرکت می کند.

در مرحله حرکت گلایدری، حامل برای جلوگیری از شناسایی و مخفی نگه داشتن هدف مانور می دهد. حامل گلایدری باید با اثرات اصطکاکی اتمسفر اطراف نیز مبارزه کند. این معمولاً در مورد موشک های بالستیک مشکل به شمار نمی آید زیرا آنها بیشتر مسیر پرواز خود را خارج از جو زمین می گذرانند. علاوه بر این، اگر چه این پرتابه ها در مرحله گلایدری قابلیت مانور دارند، هر پرواز خارج از پرواز مستقیم و مسطح، بر برد نهایی پرتابه تأثیر می گذارد.

فاز پایانی گلایدر هایپرسونیک، مرحله پایانی است که طی آن حامل آخرین شیرجه خود را به سمت هدف مورد نظرش انجام می دهد.

شناسایی گلایدرهای هایپرسونیک

چالش رهگیری یک حامل گلایدری هایپرسونیک این است که این پرتابه ها دارای مراحلی از پرواز است که برای رادارهای زمینی یا دریایی و قابلیت مانور آنها قابل مشاهده نیست. این موضوع به سیستم‌های دفاع موشکی زمان هشدار کمتری برای شناسایی موشک هایپرسونیک می‌دهد و تعیین هدف واقعی را دشوارتر می سازد. با این حال، نقاط ضعفی وجود دارد که می توان از آنها برای شناسایی پرتاب گلایدرهای هایپرسونیک استفاده کرد.

اولین نقطه ضعف این است که دو مرحله اول پرتاب مشابه پرتاب موشک های بالستیک است. این اجازه می دهد تا دو مرحله اول توسط کشورهایی که دارای سیستم های موشکی هشدار زودهنگام مستقر در فضا هستند، شناسایی شوند. علاوه بر این، از آنجایی که حامل های گلایدری با سرعت بالایی در جو زمین حرکت می کنند، قسمت بیرونی بدنه آن ها به دمای بالایی می رسد. این دمای بالا در سنسورهای فروسرخ مستقر روی ماهواره ها که توسط سیستم‌های هشدار اولیه موشکی آمریکا و روسیه استفاده می‌شود، قابل مشاهده است.

Notional hypersonic strike glide vehicle.

رهگیری یک گلایدر هایپرسونیک

فناوری گلایدرهای هایپرسونیک هنوز یک فناوری رو به رشد است که توسط بسیاری از کشورها در حال توسعه می باشد. یک پروژه هماهنگ توسط آژانس دفاع موشکی ایالات متحده برای ایجاد یک فناوری در حال انجام است که نه تنها پرتاب یک گلایدر هایپرسونیک را تشخیص می دهد، بلکه آن تهدید را رهگیری و از بین می برد. کمپانی نورثروپ گرومن برای توسعه این فناوری انتخاب شده است. این فناوری در حال توسعه، موشک را در مرحله گلایدری رهگیری می کند. در این مرحله به دلیل ردپای راداری پرتابه، شناسایی آن به راحتی امکانپذیر است.

با این حال، این سیستم احتمالاً برای پیش‌بینی مسیر حامل و پرتاب موشکی برای رهگیری آن، به شدت به مدل‌سازی رایانه‌ای وابسته است. تهدید گلایدرهای هایپرسونیک به شدت در حال افزایش است، در شرایطی که کشورهای جهان به توسعه این فناوری ادامه می دهند. دور از انتظار نیست که این نوع سلاح ها در آینده بر روی ستون های هواپیماهای جنگنده و بمب افکن ها نصب شوند، که بیش از پیش تحرک آن ها را افزایش داده و پنجره زمانی شناسایی و رهگیری آن ها را کاهش می دهد.