Advarsler om et russisk hypersonisk våben, som U.S.A. ikke kan forsvare sig mod, kan have haft dig til at løbe efter bombehaven i sidste uge. Men hvad er nøjagtigt dette våben, og hvordan fungerer det?
Den russiske præsident Vladimir Putin annoncerede først det hypersoniske våben, kodenavnet Avangard, i en tale i marts. I sidste uge fortalte amerikanske efterretningskilder til CNBC, at våbenet var blevet testet en række gange og kunne være operationelt i 2020.
Russerne har frigivet få konkrete detaljer om våben, men ud fra de tilgængelige oplysninger ser det ud til, at våbenet er et såkaldt hypersonisk glide-køretøj, sagde Thomas Juliano, en lektor i luftfartsteknologi ved University of Notre Dame, der er specialiseret i hypersonic flyvningen.
Putin har hævdet, at køretøjet er i stand til at nå hastigheder på Mach 20 - eller 20 gange lydens hastighed - og kunne undgå de nuværende amerikanske missilforsvarssystemer. Foruroligende kan køretøjet angiveligt bære et nukleart hoved, ifølge efterretningskilderne.
I stedet for at generere sin egen kraft til at nå hypersoniske hastigheder, fanger glidekøretøjet en tur på toppen af et interkontinentalt ballistisk missil (ICBM). Disse raketter flyver typisk til rummet på en lysbue, før de frigøres krigshoveder nær toppen af parabolen, og disse krigshoveder falder tilbage ned på målet i hypersoniske hastigheder under tyngdekraften.
I stedet for at falde tilbage til Jorden, skifter Avangard imidlertid atmosfæren i en vinkel, og dens aerodynamiske form genererer løft, der lader den glide ned i hypersoniske hastigheder, siger Juliano, der giver den mulighed for at bevæge sig længere og manøvrere, når den falder ned.
Hyper engineering
Køretøjet ser ud til at følge et design kendt som en "waverider," sagde Juliano. Waveriders er hypersoniske fly, der har kileformede rørstænger, der er specielt designet til at generere løft ved at surfe på den stødbølge, der genereres, når dets eget fly stanser gennem luften med en høj hastighed.
Dette er vigtigt i højere højder, hvor lufttætheden er lav, hvilket gør det vanskeligt at generere løft med konventionelle vingekonstruktioner. Og fordi det ikke har brug for store vinger, er køretøjet mere strømlinet, og det reducerede træk giver det mulighed for at bevare sin hastighed over en meget længere afstand, sagde Juliano.
At bygge et køretøj, der tåler hypersoniske hastigheder og temperaturerne, de genererer, er ingen let bedrift, sagde Juliano. Men det russiske design har valgt at omgå en af de største udfordringer: fremdrift.
”At designe et vellykket fremdrivningssystem ved Mach 10 eller derover er ekstraordinært udfordrende,” sagde han. "Ved at lægge svæveflyet oven på en ICBM undgår du behovet for at designe en vellykket hypersonisk luftindåndsmotor."
Det er dog stadig utroligt vanskeligt at kontrollere et køretøj i så høje hastigheder. Russerne hævder, at Avangard er meget manøvrerbar, og baseret på computergenereret video, der er inkluderet i Putins adresse, ser det ud til at have flere flapper svarende til de aerofoils, der anvendes af flyene til at skifte retning.
Justering af aerofoils i hypersonic hastigheder er ikke en triviel opgave, fordi chokbølgen kan have komplekse interaktioner med luften, der strømmer over køretøjets overflader, hvilket resulterer i "ikke-lineær" opførsel, sagde Juliano.
Det betyder, at små justeringer kan have store konsekvenser, hvilket gør det meget vanskeligt at beregne, hvor meget man skal flytte en klap eller aerofoil. ”Det skal være præcist, det skal fungere hurtigt, og det er et meget sværere miljø at forudsige,” sagde han.
Ikke desto mindre mener Juliano, at de russiske påstande er troværdige, da teknologien har været under udvikling i nogen tid. U.S. testede sin egen version, kaldet Hypersonic Technology Vehicle 2, i 2010 og 2011, men begge flyvninger var fejl. Og Kina har også et eksperimentelt system, kodenavnet DF-ZF.
Hvad er det for?
Russiske bestræbelser på at udvikle hypersoniske glide-køretøjer er eksplicit rettet mod at undgå amerikanske missilforsvarssystemer, sagde Pavel Podvig, en uafhængig analytiker, der er specialiseret i Russlands nukleararsenal.
Nuværende amerikanske forsvar er designet til at tage konventionelle stridshoved fra ICBM'er på forudsigelige ballistiske baner, mens de stadig er i rummet; disse forsvar er ikke godt egnet til at aflytte våben, der kommer ind på en højhastighedsglide i atmosfæren, sagde Podvig. Og i modsætning til traditionelle krigshoveder, vil køretøjerne være i stand til at manøvrere sig omkring forsvar.
Men Podvig sagde, at det ikke er klart, om våben virkelig leverer nyttige militære kapaciteter. ”Det er blevet beskrevet som et våben på jagt efter en mission,” fortalte han Live Science. "Min take er, at du virkelig ikke har brug for denne form for kapacitet. Det ændrer ikke rigtig meget med hensyn til evnen til at nå mål."
Podvig påpegede, at ICBM, der bar Avangard under test, SS-19, normalt bærer seks konventionelle krigshoveder. Hvis målet er at modvirke missilforsvarssystemer, ville det være lige så let at overvælde dem med et større antal standardstridshoveder, sagde han.
Men sådanne våben kunne avle farlig usikkerhed, sagde Podvig, fordi de ikke er omfattet af våbenkontrolaftaler som New START, som kræver, at lande rapporterer antallet, typen og placeringen af nukleare kapaciteter som ICBM. Derudover er kapaciteter og potentielle anvendelser af hypersoniske svæveflyvninger stadig uklare.
"Disse systemer skaber større risici for forkert beregning," sagde Podvig, "og det er ikke klart, om vi effektivt kan håndtere disse risici."
I et forsøg på at reducere en del af denne usikkerhed overvejer Pentagon efter sigende feltbaserede sensorer for at få øje på hypersoniske våben, ifølge Space News. Fremgangsmåden ville kræve en dyr konstellation af satellitter, men ville være bedre til at opdage våben, der glider i den øvre atmosfære og kunne også se længere end landbaserede systemer, der er begrænset af horisonten.
Podvig siger, at et ordentligt designet system af denne art skal være i stand til at registrere hypersoniske våben under flyvning, men det er ikke klart, at dette ville gøre det lettere at aflytte sådanne hurtige og manøvrerbare køretøjer.
