Amerykańskie rakiety hipersoniczne – bronią precyzyjną

Wielu obserwatorów uważa, że uzbrojenie hipersoniczne, poruszające się z prędkością większą niż 5 Mach, jest ograniczone jeżeli chodzi o możliwości, z powodu otaczającej ją plazmy. W Stanach Zjednoczonych z jej negatywnym wpływem zetknęli się w pierwszej kolejności specjaliści z NASA oraz twórcy amerykańskich systemów strategicznych. Okazało się bowiem, że statki kosmiczne i międzykontynentalne rakiety balistyczne wchodząc w atmosferę ziemską miały kłopoty z łącznością przez tworzącą się wokół nich plazmę.

Plazma ta powstaje, gdy obiekt porusza się w „gęstym” powietrzu z prędkością wielokrotnie przekraczającą dźwięk. Gazy atmosferyczne przez ciepło i duże ciśnienie ulegają wtedy jonizacji, w trakcie której elektrony są oddzielane od atomów. Wokół szybko lecącego obiektu tworzy się więc warstwa dużej ilości jonów o różnym ładunku i wolnych elektronów, która silnie oddziałuje na pole magnetyczne i elektryczne (chociaż jako całość plazma jest obojętna elektrycznie).

Ta warstwa blokuje promieniowanie elektromagnetyczne co nie pozwalała na nawiązanie łączności zarówno w jedną, jak i w drugą stronę (moment ten jest często pokazywany w filmach, by zwiększyć napięcie wśród widzów - np. w filmie „Apollo 13”). Blokowane są również sygnały wykorzystywane w nawigacji satelitarnej GPS oraz fale radarowe. Tak więc na uzbrojeniu otoczonym plazmą teoretycznie nie można wykorzystać głowicy naprowadzanej radiolokacyjnie.

To kłopotliwe zjawisko miało dotyczyć nie tylko obiektów wchodzących z dużą prędkością w atmosferę, ale również tych statków powietrznych, które w tej atmosferze poruszają się z prędkością większą niż 5 Mach – w tym rakiet hipersonicznych rozwijanych obecnie w kilku państwach świata. Ta „cisza radiowa” miała być podstawowym ograniczeniem dla tych nowych systemów uzbrojenia, które przez to, przynajmniej teoretycznie, nie mogły się samodzielnie naprowadzać na cel.

Amerykanie twierdzą jednak, że zaradzili temu problemowi. Efekt plazmy jest bowiem według nich wywoływany tylko przez obiekty o kształcie powodującym duży opór i wchodzące w atmosferę z Kosmosu. Inaczej jest jednak w przypadku obiektów mających specjalnie dopracowany kształt i wykonujących długie loty.

Amerykańskie siły zbrojne pracują nad dwoma tego rodzaju obiektami hipersonicznymi. Pierwszym z nich jest beznapędowy pocisk szybujący (boost-glide) natomiast drugim – napędzana własnym silnikiem, superszybka rakieta manewrująca.

W pierwszym przypadku część bojowa jest doprowadzona w rejon obiektu za pomocą oddzielanej rakiety balistycznej lub silnika rakietowego. Odpowiednio zaprojektowana głowica po wyniesieniu na bardzo dużą wysokość jest następnie oddzielana od nosiciela i wchodzi ponownie w atmosferę „szybując” nawet z prędkością 20 Mach. W odróżnieniu jednak od „tradycyjnej” międzykontynentalnej rakiety balistycznej, który ma paraboliczny tor lotu lecąc daleko w Kosmos, pocisk szybujący szybuje w górnej części atmosfery przez większą część swojej trasy lotu.

Amerykanie pracują nad dwoma takimi projektami:

• Common Hypersonic Glide Body (C-HGB) – tworzonym wspólnie przez wojska lądowe i marynarkę wojenną;
• Tactical Boost Glide – opracowywany wspólnie przez siły powietrzne i agencję do spraw zaawansowanych projektów obronnych DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency).

W przypadku rakiety manewrującej Amerykanie stosują jako napęd silnik strumieniowy z naddźwiękową komorą spalania - scramjet (Supersonic Combustion Ramjet). Taki system napędowy nie ma ruchomych części. Samo powietrze jest wprowadzane do komory spalania z prędkością ponaddźwiękową dzięki rakietowemu silnikowi wspomagającemu. Tam to powietrze jest mieszane z paliwem, dzięki czemu uzyskuje się wystarczającą siłę ciągu do lotu z prędkością hipersoniczną.

Prędkość ta jest mniejsza niż w przypadku „kosmicznego” pocisku szybującego, ale dzięki temu superszybka rakieta manewrująca może lecieć niżej i torem bardziej płaskim. Rozwiązanie tego rodzaju pod nazwą HAWC (Hypersonic Air-breathing Weapon Concept) zostało opracowane wspólnie przez amerykańskie siły powietrzne i agencję DARPA.

Amerykanie twierdzą, że ich uzbrojenie hipersoniczne zostało tak zaprojektowane, aby w odniesieniu do powietrza było „opływowe, smukłe i aerodynamicznie wydajne”. Dzięki temu pociski „ślizgają” się w powietrzu łatwiej niż np. wchodzące w atmosferę statki kosmiczne, bez nadmiernego gromadzenia się plazmy. Próby rakiety HAWC przeprowadzone w 2011, 2017 i marcu 2020 roku potwierdziły to założenie wykazując, że podczas lotu z prędkością hipersoniczną jest możliwość komunikowania się rakiety z naziemnymi centrami kierowania.

To właśnie dzięki temu istniała możliwość zainstalowania na pociskach testowych urządzeń telemetrycznych, z których dane o locie były przekazywane w czasie rzeczywistym do stacji naziemnych rozmieszczonych na trasie do celu. Amerykanie potwierdzili w ten sposób, że na ich uzbrojeniu hipersonicznym można bez problemu zainstalować głowicę naprowadzającą – z wbudowaną stacją radiolokacyjną lub precyzyjnym systemem nawigacji satelitarnej.

Dzięki temu można zwiększyć skuteczność przeprowadzonego ataku, dodając do dużej energii kinetycznej pocisku zwiększoną celność. Pamiętając, że cały czas chodzi o uzbrojenie nieatomowe, może przypuszczać, że powstaje w ten sposób nowy sposób nacisku i oddziaływania – na podobieństwo obecnie realizowanej przez USA „polityki Tomahawków”.