Science >> Wetenschap >  >> anders

Hoe raketafweersystemen zullen werken

De Verenigde Staten hebben plannen om binnen het komende decennium een ​​nationaal raketschild in te zetten. Foto met dank aan BMDO

Een National Missile Defense (NMD)-systeem is al meer dan een halve eeuw het onderwerp van veel discussie in de Verenigde Staten. Volgens de aanhangers zou een dergelijk systeem een ​​soort beschermend schild bieden tegen een beperkte raketaanval. In 1999 besloot het Amerikaanse Congres dat de tijd van praten voorbij was; ze keurden een wetsvoorstel goed waarin werd opgeroepen tot de implementatie van het NMD-systeem om de Verenigde Staten te verdedigen tegen een groeiend aantal landen die langeafstandsrakettechnologieën ontwikkelen.

Tijdens de presidentiële campagne van 2000, George W. Bush maakte duidelijk dat zijn regering een NMD-programma krachtig zal steunen, zelfs als dit ten koste gaat van de Amerikaans-Russische betrekkingen. Rusland heeft geprotesteerd tegen de plannen van de Amerikaanse regering voor een nationaal raketschild. Sinds zijn aantreden hebben Bush en minister van Defensie Donald Rumsfeld hebben de plannen voor de bouw van het 30,2 miljard dollar kostende raketverdedigingssysteem doorgezet, en zouden het al in 2005 operationeel kunnen hebben.

Als je je hebt afgevraagd hoe de VS van plan zijn vijandelijke ballistische raketten te richten en te vernietigen, wil je deze editie van Hoe dingen zullen werken lezen. . We nemen u mee in de plannen van het Amerikaanse ministerie van Defensie en leggen gedetailleerd uit hoe NMD-radarsystemen en wapenonderschepping zullen werken.

Inhoud
  1. Anticiperen op aanvallen
  2. Schilden omhoog!
  3. Zoon van "Star Wars"

Anticiperen op aanvallen

Artistiek concept van SBIRS-satelliet Afbeelding met dank aan BMDO

De NMD die nu wordt ontwikkeld is een afgezwakte versie van het raketverdedigingssysteem dat president Reagan heeft voorgesteld. Vergeet de lasers en snelle projectielwapens. Het huidige systeem zal niet het ondoordringbare krachtveld zijn dat werd voorgesteld in het Strategisch Defensie-initiatief (SDI). In plaats daarvan werken de Verenigde Staten aan een grondgebaseerd raketverdedigingssysteem dat kan reageren op een beperkte raketaanval. Dit NMD-systeem bestaat uit vijf delen:

  • Geüpgradede radar voor vroegtijdige waarschuwing (UEWR)
  • X-band/grondgebaseerde radar (XBR)
  • In de ruimte gebaseerd infraroodsysteem (SBIRS)
  • Gevechtsbeheer, commando, controle en communicatie (BMC3)
  • Interceptors op de grond (GBI's)

Het eerste deel van NMD omvat het detecteren en volgen van de lancering van vijandelijke raketten. Gegevens verzameld door een systeem van radar en satellieten worden teruggestuurd naar het personeel van BMC3, dat vervolgens passende actie zal ondernemen. Laten we eens kijken naar de drie componenten waaruit het detectie- en volgsysteem van NMD bestaat.

  • Geüpgradede radar voor vroegtijdige waarschuwing (UEWR) - Dit is een phased-array surveillanceradar die ballistische raketten kunnen detecteren en volgen. NMD zal verbeterde versies van bestaande, ultrahoge frequentie radar voor vroegtijdige waarschuwing gebruiken. Er zullen ook hardwarewijzigingen aan de EWR worden aangebracht, waaronder de vervanging van bestaande computers, grafische displays, communicatieapparatuur en de radarontvanger/opwekker. UEWR's zullen worden gebruikt om raketten en andere projectielen te detecteren en te volgen tijdens hun middenfase, voordat ze de nauwkeurigere X-Band Radar sturen.
  • X-band/grondgebaseerde radar (XBR) - Deze bestaat uit een multifunctionele phased array-radar dat gebruik maakt van hoogfrequente en geavanceerde radarsignaalverwerkingstechnologie. De XBR zal raketten volgen naarmate ze dichter bij de Verenigde Staten vliegen en beoordelen welke raketten lokmiddelen zijn en welke bewapend zijn met kernkoppen. Het is uitgerust met een radar met hoge resolutie waarmee het nauwkeurig onderscheid kan maken tussen dicht bij elkaar gelegen objecten. XBR-radar heeft een gezichtsveld van 50 graden en kan 360 graden draaien om doelen te volgen. Het zendt een stralingspatroon uit in een smalle straal die bestaat uit elektromagnetische pulsen. De radarlocatie bestaat uit de X-bandradar gemonteerd op een voetstuk, een controle- en onderhoudsfaciliteit, een energieopwekkingsinstallatie en een beschermd gebied van 150 meter. Het XBR-terrein zal 17,46 hectare beslaan.
  • In de ruimte gebaseerd infraroodsysteem (SBIRS) - De SBIRS-satellieten worden ontwikkeld door de luchtmacht en bevinden zich op een tienjarig ontwikkelingsplan. Er wordt verwacht dat ze drie tot vier jaar nadat NMD operationeel wordt aan het systeem worden toegevoegd. Deze satellieten zullen de huidige satellieten van het Defense Support Program (DSP) vervangen. Er zijn drie soorten SBIRS-satellieten, waaronder vier geostationaire banen om de aarde (GEO)-satellieten, twee zeer elliptische banen (HEO)-satellieten en een onbepaald aantal lage baan om de aarde (LEO) satellieten. Uiteindelijk zal er een constellatie van 24 satellieten zijn die vijandelijke raketten eerder dan de radar zal volgen, waardoor een snellere reactie mogelijk is.

Zodra de radar heeft vastgesteld dat een vijandelijke raket is gelanceerd en zich op de Verenigde Staten richt, is de volgende fase het activeren van een of meer van de honderd onderscheppingsraketten om de vijandelijke ballistische raket te vernietigen voordat deze het Amerikaanse luchtruim bereikt. In het volgende gedeelte leer je hoe deze interceptors vijandelijke raketten zullen aanvallen en vernietigen.

Schilden omhoog!

Een voertuig met nuttige lading gelanceerd vanaf de Kwajalein Missile Range van het leger in de centrale Stille Oceaan tijdens Integrated Flight Test 5 op 8 juli 2000. Deze specifieke test was niet succesvol. Foto met dank aan BMDO

Het hele idee van een NMD-systeem is om een ​​soort schild te bieden dat bescherming biedt tegen een lichte ballistische raketaanval. Het volgen van vijandelijke raketten via radar is allemaal leuk en aardig, maar het doel van het NMD-systeem is om ze neer te schieten voordat ze het Amerikaanse luchtruim bereiken. Dit zal geen kleine taak zijn voor het Amerikaanse leger, en er moet nog veel worden getest. Laten we eens kijken naar een van de grondgebaseerde interceptors van de NMD .

De op de grond gebaseerde interceptors bestaan ​​uit twee delen:

  • Voertuig met lading (PLV) - Er zijn vliegtests uitgevoerd met een PLV ontworpen door Lockheed Martin. Het bestaat uit de tweede en derde fase van de gepensioneerde Minuteman II boosters. De Minuteman II PLV zal later worden vervangen door een geavanceerder model voor dekking op één locatie van de hele Verenigde Staten. Naast de twee boostertrappen op de PLV is er ook een ladingsmantel bevestigd aan de bovenkant. De ladingsmantel bevat de EKV.
  • Exoatmosferisch moordvoertuig (EKV) - Het moordvoertuig is de kogel van het wapensysteem van NMD. Dit apparaat is bedoeld om de beoogde raket te treffen met een snelheid van 24.140 km/u (15.000 mph). Volgens defensiefunctionarissen zou de kracht van de botsing elke ballistische raket moeten vernietigen.

Het gevechtsbeheer, commando, controle en communicatie (BMC3) is het zenuwcentrum van het NMD-systeem. Het begint de dreigende ballistische raket te volgen zodra deze door een vijandelijke staat wordt gelanceerd. Informatie over de vijandelijke raket, inclusief traject en waarschijnlijk impactpunt, wordt doorgegeven aan de BMC3 via sensoren in de ruimte en radar op de grond. Ongeveer twintig minuten nadat de vijandelijke raket is gelanceerd, stijgt een interceptor op. Deze interceptor is geprogrammeerd met informatie verkregen van de radar.

Ongeveer twee en een halve minuut na het opstijgen zal het kill-voertuig zich scheiden van de booster. Vlak vóór deze scheiding krijgt het kill-voertuig een laatste update over het doelwit. Het moordvoertuig zal ongeveer 2.253 km verwijderd zijn van zijn doelwit wanneer het zich scheidt. Vervolgens zal het een reeks manoeuvres beginnen om zijn sensoren te kalibreren. Eén manier waarop het zichzelf kalibreert is door een sterrenopname te maken . Bij een sterrenopname vergelijkt de EKV zichzelf met een sterrenbeeld waarnaar hij geprogrammeerd is om naar te zoeken.

Nadat de EKV klaar is met kalibratie, zal hij het doel opzoeken, verwerven en zichzelf naar het doel leiden zonder enige externe begeleiding of communicatie. Dit gebeurt ongeveer zes minuten na het opstijgen. Vervolgens vestigt de EKV een figuurlijke roos op de beoogde ICBM en begint een ramkoers. Als alles volgens plan verloopt, zal de EKV in botsing komen met het doel op 193 km boven de aarde.

Het proces van het lokaliseren, richten van een interceptor en het vervolgens doden van het doelwit met een EKV is zeer complex. Er zijn veel componenten die in realtime moeten worden gecoördineerd, en de hele procedure is voltooid minder dan 30 minuten nadat de vijandelijke raket is opgestegen. Sommige critici hebben gezegd dat het systeem te complex is om effectief te kunnen werken. Het leger heeft gemengd succes gehad bij het testen van het systeem.

Zoon van "Star Wars"

Het idee van een raketverdedigingsschild kreeg ongeveer twintig jaar geleden veel aandacht, toen de toenmalige president Ronald Reagan stelde zijn Strategisch Defensie-initiatief voor (SDI). SDI riep op tot de inzet van ruimtewapens die intercontinentale ballistische raketten zouden neerschieten (ICBM's). Het voorgestelde gebruik van lasers en ruimtevaartuigen bracht de media en critici ertoe het systeem 'Star Wars' te noemen. Terwijl het ambitieuze defensieplan van Reagan de aandacht van de wereld richtte op raketverdedigingssystemen, gaat de oorsprong van een dergelijk systeem terug tot het begin van de Koude Oorlog.

In 1946, na de ontdekking van een nazi raketprogramma, dat plannen omvatte om ICBM's in New York City te lanceren, begon het Amerikaanse leger interceptorraketten te bestuderen die binnenkomende ballistische raketten konden vernietigen. In 1961 bereikte het leger de eerste succesvolle onderschepping van een dummy ICBM-kernkop, wat leidde tot een grote impuls voor de inzet van een nationaal verdedigingsschild. Zes jaar later ontstond het eerste raketverdedigingsprogramma van het land, genaamd Sentinel , werd ingezet.

In 1968 heroriënteerde president Richard Nixon het Sentinel-systeem om de Amerikaanse afschrikkingstroepen te beschermen. Het systeem kreeg de nieuwe naam Safeguard . Safeguard-interceptors waren ontworpen om kernkoppen te vervoeren om terugkeervoertuigen van ICBM's te vernietigen.

De onderhandelingen tussen de Verenigde Staten en de Sovjet-Unie over de proliferatie van wapens leverden het Anti-ballistische Raketverdrag op. (ABM) uit 1972. Het ABM-verdrag verbood nationale raketverdedigingssystemen en was bedoeld om de verdere escalatie van de wapenwedloop tussen de twee landen te voorkomen. Op grond van dit verdrag kwamen de VS en de Sovjet-Unie overeen om raketverdedigingssystemen te beperken tot twee locaties per land, waarbij geen enkele locatie meer dan 100 interceptors zou hebben. Het aantal locaties werd in 1974 teruggebracht tot één. De Verenigde Staten plaatsten hun locatie in Grand Forks, N.D., maar sloten deze in 1976.

Het ABM-verdrag moet door de VS worden gewijzigd of verworpen als het land een nationaal raketschild wil inzetten. Tijdens de presidentiële campagne van 2000 zei president Bush dat hij een nationaal raketverdedigingssysteem zou nastreven, zelfs als dit ten koste zou gaan van de buitenlandse betrekkingen met Rusland. Hij zei dat hij zich zou inzetten om het ABM-verdrag te wijzigen, maar dat hij zou aandringen op een Amerikaanse terugtrekking uit het verdrag als dat nodig was. Minister van Defensie Rumsfeld heeft gezegd dat het ABM-verdrag verouderd is, omdat veel andere landen in de dertig jaar sinds de ondertekening ervan langeafstandsrakettechnologie hebben ontwikkeld.

Eind jaren zeventig en begin jaren tachtig richtte het leger zijn aandacht op de ontwikkeling van een raketverdedigingssysteem dat niet afhankelijk was van met kernkoppen uitgeruste interceptors. Daartoe ontwikkelde het Amerikaanse leger een sensor- en geleidingssysteem waarmee een interceptor in botsing kon komen met een vijandelijke kernkop. Deze technologie werd in 1984 gedemonstreerd. (Een jaar eerder had president Reagan zijn Strategic Defense Initiative (SDI) aangekondigd in een nationale televisietoespraak).

Na het einde van de Koude Oorlog suggereerden sommigen dat Reagans SDI-plannen niet langer nodig waren. In 1991 riep president George Bush op tot een herzien raketverdedigingssysteem dat gebruik zou maken van op de grond gestationeerde raketonderscheppers. In datzelfde jaar zag de wereld de eerste confrontatie met een ballistische raket en een raketafweersysteem tijdens de Perzische Golfoorlog , toen een Amerikaanse patriot raket vernietigde een Iraakse Scud raket. De plannen van Bush legden de basis voor het systeem dat nu wordt gesteund door zijn zoon, George W. Bush.

In 1998 bracht een congrescommissie het Rumsfeld Report uit , waarin werd gesteld dat verschillende landen het Amerikaanse vasteland binnen vijf tot tien jaar zouden kunnen aanvallen. Zes weken na de publicatie van het rapport testte Noord-Korea een drietrapsraket die boven Japan vloog. Noord-Koreaanse tests brachten het Amerikaanse Congres ertoe de National Missile Defense Act van 1999 aan te nemen, die de Verenigde Staten verplichtte een raketverdedigingsschild op te richten. NMD zal naar verwachting in 2005 operationeel zijn.

Veel meer informatie

Gerelateerde HowStuffWorks-links

  • Hoe een Amerikaans spionagevliegtuig werkt
  • Hoe kruisraketten werken
  • Hoe raketmotoren werken
  • Hoe ruimteoorlogen zullen werken
  • Hoe militaire pijnstralen zullen werken
  • Hoe radar werkt
  • Hoe satellieten werken
  • Hoe dingen ZULLEN werken

Andere geweldige links

  • Boeing:hoofdsysteemintegrator van het nationale raketverdedigingssysteem
  • Raytheon
  • Ballistische Raketverdedigingsorganisatie (BMDO)
  • BMDO:Mijlpalen in de raketverdediging
  • VS Ministerie van Defensie
  • Ruimtegebaseerde infraroodsystemen (SBIRS)
  • Centrum voor Defensie-informatie
  • Nationale raketverdediging