موشک رهگیر درون جوی آینده: فناوری‌ها و تهدیدات

دفاع موشکی در حال تغییرات بنیادین است. دفاع موشکی بطور کلی بعد از دهه ۹۰ برای دفع تهدیدات جدید، بر روی توسعه موشک‌های رهگیر “برون جوی” متمرکز شد؛ این موشک‌ها قابلیت رهگیری موشک‌های بالستیک برد بلند را در برد زیادی دارند و اثرات جانبی ناشی از شکار تسلیحات کشتار جمعی را به حداقل می‌رسانند.
موشک‌های رهگیر “درون جوی” بیشتر به عنوان دفاع نقطه‌ای یا منطقه ای در برابر موشک بالستیک برد کوتاه یا متوسط (حداکثر برد ۱۲۰۰-۱۵۰۰ کیلومتر) در نظر گرفته می‏‍‎شدند اما با تکامل موشک‌های بالستیک و ظهور تسلیحات هایپرسونیک(گلایدر هایپرسونیک، کروز هایپرسونیک) اهمیت استفاده از موشک‌های رهگیر درون جوی افزایش پیدا کرده است .

از آنجایی که اروپا هنوز در توسعه رهگیرهای خارج از جو عقب است، اکنون زمان مناسبی برای طراحی سامانه‌های درون جوی است.

کشورهای اروپا هم مانند ایران تاکنون رهگیر خارج از جو توسعه نداده‌اند و اکنون با ظهور تسلیحات نوین ذکر شده و ظهور تهدیدات درون جوی عملا توسعه رهگیرهای برون جوی دیگر اولویت نیست.

پیشرفت فناوری هدایت و ناوبری موشک‌های بالستیک اکنون باعث شده که موشک‌های بالستیک بتوانند قسمتی از مسیر حرکت یا اصطلاحا ترجکتوری خود را درون جو دنبال کنند که باعث افزایش مانور پذیری و دقت می‌شود. از این رو دیگر افزایش برد به معنی کاهش دقت اصابت نیست و این موضوع توسعه موشک‌های بالستیک با برد بسیار بلند و دقت بالا را فرآهم می‌کند. موشک‌های برد کوتاه‌تر هم که به عنوان موشک شبه بالستیک شناخته می‌شوند، از دیگر تهدیدات هستند که این موشک‌ها بطور کامل یا بطور عمده داخل جو حرکت کرده و هدایت می‌شوند.

هم اکنون موشک‌های بالستیک با سرجنگی مانور پذیر بطور عمده توسط چین روی موشک‌هایی تا برد ۳۰۰۰ کیلومتر بکارگیری شده‌اند؛ اما هند، پاکستان، ایران و کره شمالی هم به توسعه این قابلیت می‌پردازند .
ایران در حال توسعه سرجنگی مانور دهنده برای موشک‌های خانواده شهاب-۳ (عماد) است است و کره شمالی هم روی مانور پذیر کردن موشک‌های برپایه اسکاد C تلاش می‌کند. آمریکا روی موشک‌های قاره پیما کار می‌کند و احتمالا روسیه کلاهک مانور دهنده برای موشک‌های قاره پیمای خود را به نتیجه رسانده است.

موشک‌های بالستیک با سرجنگی مانوردهنده و موشک‌های شبه بالستیک در برابر دفاع موشکی آسیب پذیر هستند زیرا در فاز خارج از جو یا فاز ورود به جو سرعت آنها بشدت کاهش می‌یابد. گلایدرهای هایپرسونیک به منظور رفع این آسیب پذیری‌ها توسعه پیدا کرده اند. اگرچه توسط موشک‌های بالستیک حمل میشوند اما فاز ورود به جو آنها خیلی زودتر از موشک‌های متداول است و این موضوع مانع از رهگیری آنها در خارج از جو می‌شود. گلایدرهای هایپرسونیک می‌توانند در لایه‌های بالای جو در سرعت‌های بسیار بالا و زمان طولانی پرواز کنند.

فناوری اسکرمجت یا رمجت احتراق مافوق صوت که توسعه آن دشوار است در تسلیحات با پیشران هواتنفسی بکار گیری می‌شوند که سرعت آن بیش تر از ۵ ماخ است و عموما در بردهای کمتر از گلایدر هایپرسونیک پرتاب شده و نسبت به گلایدر هایپرسونیک سبک‌تر و کوچکتر هستند.
آمریکا و روسیه برنامه استفاده عملیاتی از موشک‌های کروز اسکرمجت را در دهه آینده در دستور کار دارند. موشک زیرکان در روسیه یکی از این تسلیحات است.
استفاده از موشک‌های هایپرسونیک و سوپرسونیک (اینجا منظور تسلیحات مافوق صوت در ماخ‌های ۳ تا ۴.۵ ماخ است) باید به عنوان مکمل موشک‌های بالستیک مانور پذیر و شبه بالستیک دیده شوند. تمامی این تسلیحات در حال حاضر به سختی قابل رهگیری هستند. با یادآوری این واقعیت که پدافندهای موشکی بطور عمومی برای رهگیری بالستیک و یا رهگیری در فاز نهایی ارتفاع پایین در برد کوتاه بهینه سازی شده‌اند.

رهگیری تهدیدات آینده: شناسایی فناوری برای موشک‌های آینده
رهگیری اهداف مانورپذیر خیلی سریع، نیازمند نوعی از موشک رهگیر است که خود سریع و مانور پذیری بالایی داشته باشد و یا در نقطه‌ای هدف را رهگیری کند که مانور پذیری هدف در آنجا کاهش یافته است(ارتفاع بالای ۳۰-۴۰ کیلومتر). یکی از راه حل‌هایی که پتانسیل بکار گیری در چنین رهگیری را دارد پیشران سوخت جامد راکتی است اما از آنجا که هدف توانایی شروع فاز مانور پذیری خود را از فواصل بیش از ۱۰۰ کیلومتر و بدون مسیر حرکت قابل پیش بینی دارد، حفظ سرعت موشک رهگیر در سرعت های بالا در چنین فواصلی، نیاز به استفاده از پیشران راکتی چند مرحله‌ای دارد.

توسعه رهگیرهایی با پیشران اسکرمجت امکان رهگیری بسیار سریع در فواصل زیاد را فراهم می‌کند اما هنوز این گزینه با چالش‌های جدی پیشرانشی همراه است که دامنه رهگیری و پرواز را محدود می‌کند. پیشرانش بر پایه اسکرمجت محدودیت ارتفاع و عملکرد بالای ۳۰ کیلومتر به دلیل کاهش نسبی اکسیژن را دارد اما این محدودیت را می‌توان با استفاده از مرحله دوم سوخت جامد (مرحله اول اسکرمجت – مرحله دوم سوخت جامد) مرتفع کرد اما هزینه چنین ترکیبی بشدت افزایش پیدا می‌کند.

با توجه به این موضوع، بهینه سازی ارتفاع رهگیری به ارتفاع ۲۰-۳۰ کیلومتری یکی از گزینه‌ها است. استفاده از پیشرانش رمجت، ترکیبی از مانورپذیری، سرعت و انعطاف پذیری را در کنار وزن کم موشک ممکن می‌سازد. بیشتر زمان پرواز موشک رهگیر در جو چگال‌تر اتفاق می‌افتد که نیاز به پیشرانش ممتد را اعمال می‌کند اما رهگیر می‌تواند در طول پرواز به خوبی مانور داده و انرژی جنبشی کافی برای درگیری با هدف را داشته باشد. موتورهای رمجت پیشرفته تا ماخ حدود ۵ قابل پرواز هستند که برای رهگیری اهداف مافوق صوت دست بالا (۳.۵ تا ۵ ماخ) و ماوراء صوت دست پایین (ماخ ۵ تا ۷) مناسب است. این راه حل بشدت قابل اعتمادتر از پیشرانش بر پایه اسکرمجت است و اثر گذاری بیشتری نسبت به موتور های راکتی سوخت جامد دارد و برد رهگیری تا ۱۰۰ کیلومتر را امکان پذیر می‌کند. این رهگیرهای مبتنی بر پیشرانش رمجت برای شکار گلایدر هایپرسونیک تا برد ۲ تا ۳ هزار کیلومتر نیز قابلیت بکارگیری دارند.

فناوری مواد
برای طراحی رهگیرهایی با پیشرانش رمجت پیشرفته، چالش‌های مواد، بسیار شبیه فناوری هایپرسونیک است. برای چنین موشک رهگیری استفاده گسترده از مواد کامپوزیتی برای کاهش وزن سازه مورد نیاز است. به عنوان مثال کامپوزیت‌های پایه سرامیکی می‌تواند جایگزین تیتانیوم شود که در برابر گرمایش (Aerodynamic heating) و خورندگی مقاوم است.
تحقیقات روی کامپوزیت‌های پایه سرامیکی برای بخش هدایت موشک نیز تعیین کننده است. این مواد برای استفاده در رادوم و پنجره‌های اپتیکی که در برابر دمای بالا مقاوم باشند بشدت حیاتی هستند.
افزایش شدید در سرعت نسبی رهگیری (نسبت به گذشته) نیاز به افزایش برد هدایت نهایی موشک های رهگیر را بالا برده بطوریکه زمان کافی برای تطبیق مسیر پرواز موشک رهگیر با جابجایی و مانور هدف لازم است.
افزایش سه برابری برد کشف رادار نیازمند افزایش ۲۰ برابری توان آنتن است که این مورد نیز نیازمند توسعه نسل جدیدی از زیر مجموعه‌ها است. ترکیب سنسور فروسرخ با سنسور های الکترومغناطیسی (راداری) همچنین یک مسیر تعیین کننده در حوزه تحقیق و توسعه است. همچنین به منظور افزایش مانور پذیری، احتمالا نیازمند توسعه نسل جدیدی از روش های جدید هدایت مکانیکی، ترکیب سطوح آیرودینامیک با ابزار های انفجاری (پیروتکنیک) به منظور کاهش زمان عکس‌العمل عملگرهای آیرودینامیکی است.

مقاله اصلی

بیشتر بخوانید: موج سوار یا Wave rider چیست؟