Boost-Phase Interception (BPI) Israelin ohjustorjunnan kehityskohteena
Ohjusten ja rakettien tuhoaminen niiden laukaisun varhaisessa vaiheessa – eli Boost-Phase Interception (BPI) – on luonteeltaan selkeästi puolustava hyökkäysoperaatio, jonka tarkoituksena on estää todelliset tai satunnaiset vahingot hyökkäävälle maalle aiheuttaen samalla maksimaalista vahinkoa hyökkääjälle.
Israelin valtio on maailman hyökätyin maa, jota uhkaavat erityyppiset rakettiaseet sekä siviili- että sotilaskohteisiin. Raketti määritellään ammuslaitteeksi, joka laukaistaan ilman ohjausjärjestelmiä ja joka kulkee ilmakehän halki kohti maakohdetta ballistista lentorataa pitkin. Kun raketti sisältää navigointijärjestelmiä, se määritellään ohjukseksi. Ohjus, jonka toimintakanta on yli 100 km, määritellään ”ballistiseksi ohjukseksi”.
Ballististen ohjusten tuhoaminen on Israelille ensiarvoisen tärkeä teknologinen ja turvallisuushaaste, koska nämä aseet voivat aiheuttaa valtavan vahingon sekä niiden suhteellisen helpon tuotannon ja käytön takia.
Israelin monikerroksinen ohjuspuolustusjärjestelmä
Israel on maailman johtava ohjuspuolustusjärjestelmien kehittäjä ja toteuttaja tuhoamalla ohjuksen lennon puolivälissä käyttämällä Iron Dome, David’s Sling ja Arrow-ohjusjärjestelmiä ja niitä täydentäviä ilma- ja merivoimien järjestelmiä tuhoamaan drooneja, raketteja ja ohjuksia lähinnä niiden lennon puolivälissä. Kehitysvaiheessa osana Israelin puolustuskehystä ovat myös suunnatut energia-aseet (DEW) – erityisesti laseraseet – lyhyen, keskipitkän ja pitkän kantaman uhkia vastaan. Nykyisen Gazan sodan aikana Israelin puolustusministeriö hyväksyi tehokkaan Light Shield/Iron Beam -laserjärjestelmän ottamisen operatiiviseen käyttöön noin kaksi vuotta etuajassa. (tästä aimmin kirjoituksessani Laseraseet käyttöön Gazassa ).
Israelin kerroksellisella ohjuspuolustusjärjestelmällä on ratkaiseva rooli raketti- ja ohjushyökkäysten aiheuttamien vahinkojen lieventämisessä. Kuitenkin, vaikka uhkaukset olisi neutraloitu, Israelin alueen yllä tapahtuva torjunta voi silti aiheuttaa epäsuoraa vahinkoa johtuen putoavasta metalliromusta joko tuhotuista ohjuksesta tai torjuntaohjuksesta. Lisäksi välillisiä taloudellisia vahinkoja aiheutuu kotirintaman toimintojen tilapäisestä keskeyttämisestä kohdealueilla pitkiksi ajoiksi ilmahyökkäyksen sireenien ja suojan tarpeen vuoksi. Tämän vuoksi merkittävä kehitystyö suuntautuu BPI-teknologiaan.
BPI:n teknologiset haasteet
Tällä hetkellä BPI-tekniikan käyttöön liittyy merkittäviä teknisiä, taloudellisia ja teknologisia rajoituksia. Lähitulevaisuudessa BPI saattaa olla toteutettavissa vain avaruudessa sijaitsevilla tuhojärjestelmillä tai ilmassa läheltä laukaisupaikkaa olevilla järjestelmillä, jotka edellyttävät, erittäin herkkiä ja kehittyneitä anturijärjestelmiä, joilla on laaja spektrialue , nopean kuvan- ja signaalinkäsittelyn sekä kyvyn laukaista nopeita torjuntoja.
Onnistunut tuhoaminen vaatii nopean vasteajan, joka sisältää havaitsemisen ja tunnistamisen, seurannan, torjunnan suunnittelun, tuhoamispäätöksen ja osuman arvioinnin – mukaan lukien aika, joka tarvitaan sen varmistamiseen, onnistuiko torjunta. Jokainen vaihe tässä sarjassa asettaa teknisen haasteen.
Koska ilmassa oleva torjuntajärjestelmä on lähempänä kohdetta ovat vaatimukset huomattavasti alhaisemmat kuin maassa sijaitsevien järjestelmien. Lentokoneissa voidaan käyttää pieniä, nopeampia torjuntaohjuksia, joiden, toisin kuin maassa sijaitsevissa järjestelmissä, ei tarvitse kiihtyä paikallaan olevasta paikasta tiheän alemman ilmakehän läpi. Lisäksi lentokoneiden käyttö tarjoaa enemmän joustavuutta ja yksinkertaisempaa integraatiota torjuntajärjestelmän anturin ja laukaisualustan välillä, mikä virtaviivaistaa tuhoamisprosessia.
Kiinteää polttoainetta käyttävien ohjusten sieppaaminen on huomattavasti suurempi haaste kuin nestemäisten ohjusten, mikä johtuu ensisijaisesti siitä, että kiinteää polttoainetta käyttävien ohjusten varhaisvaiheet ovat paljon lyhyempiä. Edelleen lyhyen ja keskipitkän kantaman ballististen ohjusten varhaisvaihe, joka kestää yhdestä kolmeen minuuttia, on huomattavasti lyhyempi kuin mannertenvälisten ballististen ohjusten varhaisvaihe, joka kestää kolmesta viiteen minuuttia. Rajoitettu aikakehys ja matalampi korkeus, jossa lyhyen ja keskipitkän kantaman ohjukset suorittavat varhaisvaiheensa, tekevät niiden torjumisesta vaikeampaa kuin pitkän kantaman ohjukset. Tästä johtuen kiinteän polttoaineen ohjusten ja lyhyen ja keskipitkän kantaman ohjusten BPI vaatii nykyistä nopeampien lähemmäksi laukaisupaikkaa sijoitettujen torjuntajärjestelmien käyttöä.
Anturiteknologioiden parannukset yhdistettynä suuritehoisiin lasertekniikoihin – joita mahdollisesti käytetään avaruudessa tai ilmassa – mahdollistavat paremman torjuntakyvyn, nopeammat vasteajat ja pienemmät taloudelliset kustannukset. Tämä tekisi BPI:stä toteuttamiskelpoisemman ja kestävämmän. Lisäksi BPI voidaan integroida monikerroksiseen ohjuspuolustusjärjestelmään, mikä täydentää olemassa olevia torjuntajärjestelmiä.
Ballististen ohjusten torjuntaan varhaisen vaiheen aikana on ehdotettu useita menetelmiä, mukaan lukien maassa, ilmassa ja avaruudessa olevat kineettiset järjestelmät ja ilmassa olevat laserjärjestelmät. Tällä hetkellä ei ole maanpäällistä järjestelmää, joka kykenisi torjuntaan ballistisen ohjuksen varhaisessa vaiheessa. Amerikkalaiset ilmapuolustusjärjestelmät (THAAD, AEGIS, Patriot) ja Israelin järjestelmät (David’s Sling, Arrow) on kaikki suunniteltu sieppaamaan pitkän kantaman ballistisia ohjuksia joko ilmakehän sisällä tai sen ulkopuolella.
Toisin kuin ilmassa tai avaruudessa tapahtuva torjunta, maanpäälliset järjestelmät eivät tue lasertorjuntaa, mikä edellyttää laajennettua näköyhteyttä kohteeseen ja on saavutettavissa vain korkealla merenpinnan yläpuolella.
Satelliittipohjainen tunnistusjärjestelmä, joka on varustettu infrapuna- ja optisilla antureilla, on tällä hetkellä olemassa osana American Defense Support Program (DSP) -ohjelmaa. Se havaitsee ohjusten laukaisut kauko-anturoimalla ohjuksen moottorin laukaisun aikana lähettämän lämmön. Laukaisun havaitseminen, signaalien lähettäminen ja tiedon käsittely ohjusmoottorin syttymisestä alkaen kestää keskimäärin 30 sekuntia. Torjunnan valmistelu ja laukaiseminen kestää noin 100 sekuntia hälytyksen vastaanottamisesta. Tämä tarkoittaa, että torjunta on mahdollista pitkän kantaman ballistisen ohjuksen varhaisvaiheen aikakehyksessä. Vallitseva oletus on, että torjuntaohjuksen nopeuden on oltava noin 7 km sekunnissa, jolloin se voidaan sijoittaa 700–1 000 kilometrin päähän ballistisen ohjuksen laukaisupaikasta.
Nopeampien lentävien torjuntalaitteiden kehittäminen voisi parantaa merkittävästi BPI-valmiuksia vähentämällä torjunnan suorittamiseen tarvittavaa aikaa. Tämän tavoitteen saavuttamiseksi torjuntahävittäjäohjuksen on oltava mahdollisimman kevyt, varustettava erittäin herkillä optisilla ja lämpöantureilla torjuttavan ballistisen ohjuksen infrapunatunnisteen havaitsemiseksi, ja se on suunniteltu kehittyneellä aerodynamiikalla ja ohjattavilla propulsiojärjestelmillä ohjaamaan torjunta tarkasti ballistista ohjusta kohti, erityisesti lähelle moottorin ”kuumaa” pakovyöhykettä. Rafael esitteli esimerkin teknisestä edistyksestä, joka voidaan integroida BPI-järjestelmään Pariisin lentonäyttelyssä kesäkuussa 2023. Tämä järjestelmä, Sky Spear ilmasta ilmaan -ohjus, on suunniteltu siten, että siinä on kohteen tunnistus-, kohdistus- ja pitkän kantaman hyökkäysominaisuuksia.
Laser
Toisin kuin kineettiset aseet, lasersäde perustuu kohteen lämmittämiseen, mikä vaatii sen pysymään keskittyneenä ohjukseen useiden sekuntien ajan aiheuttaakseen rakenteellisen vaurion ohjuksen kotelossa. Lisäksi laserit vähentävät merkittävästi torjunta-aikaa, koska ne voivat iskeä ohjukseen lähes välittömästi valon nopeudella. Koska laseraseet eivät kuluta perinteisiä ampumatarvikkeita, niiden käyttö voi merkittävästi alentaa torjuntakustannuksia ja parantaa kykyä torjua useita samanaikaisia laukaisuja. Näistä eduista huolimatta laseraseilla on kuitenkin useita rajoituksia. Ne on rajoitettu lentokoneisiin (tai mahdollisesti avaruuteen perustuviin järjestelmiin kaukaisessa tulevaisuudessa), koska tarvitaan suora näköyhteys kohteeseen.
Jatkuvasta teknologisesta kehityksestä huolimatta mikään olemassa oleva laserjärjestelmä ei kuitenkaan näytä täyttävän lähitulevaisuudessa ballististen ohjusten varhaisvaiheen torjuntavaatimuksia.
Avaruuspohjainen torjunta
Tuleva läpimurto avaruuspohjaisten BPI-järjestelmien kehittämisessä, jota Yhdysvallat voi toteuttaa pitkällä aikavälillä torjuakseen Venäjän ja Kiinan aiheuttamia uhkia, voisi merkittävästi parantaa torjuntakykyä ja hyödyttää myös Israelia. Avaruuteen perustuvat kineettiset torjuntajärjestelmät tarjoavat optimaalisen sijainnin torjuntaa varten ilman maantieteellisiä rajoituksia. Tällaisen järjestelmän kehittäminen ei kuitenkaan ole lähitulevaisuudessa todennäköistä korkeiden kehitys- ja ylläpitokustannusten vuoksi. Lisäksi avaruuteen perustuvat järjestelmät olisivat haavoittuvia satelliittien vastaisille hyökkäyksille, mikä heikentäisi entisestään niiden pitkän aikavälin elinkelpoisuutta.
UAV:t
Tällä hetkellä BPI:lle sopivimpia ilma-alustoja ovat hävittäjät, kuten F-35I ja F-15, sekä UAV-koneet, kuten Eitan, Global Hawk ja Hermes-sarja. Korkealla toimivien, pitkäkestoisten kauko-ohjattavien lentokoneiden (HALE RPA) edistymisen odotetaan lisäävän UAV:iden käytön toteutettavuutta ja käytännöllisyyttä ohjustorjuntaan varhaisvaiheessa.
COIL-järjestelmä (Chemical Oxygen-Iodine Laser), joka on asennettu korkean korkeuden ilmalaivaan (HAA-Zeppelin), voisi toimia käyttökelpoisena menetelmänä ballististen ohjusten torjuntaan varhaisvaiheen aikana. Tässä järjestelmässä yhdistyvät pitkän kantaman ja suuren tehon COIL-laserin edut Zeppelinin käytön eduihin. Toisin kuin muut lentokonejärjestelmät, jotka vaativat monimutkaisempaa logistiikkaa pysyäkseen lähellä laukaisupaikkaa, Zeppelin voi säilyttää kiinteän asennon korkealla ja tarjoaa jatkuvaa suojaa määrätyllä alueella.
Tällä hetkellä COIL- tai muiden kemiallisten lasereiden, kuten fluorivetypohjaisiin järjestelmiin perustuvien, käyttö ilma-alustalla on rajoitettua logististen haasteiden vuoksi, kuten alipainepumppujen korkean virrankulutuksen ja jäähdytyksen vedenkulutuksen vuoksi. Simulaatiot viittaavat siihen, että Zeppelin voisi toimia jatkuvasti 20 km:n korkeudessa. Tässä korkeudessa ilmakehän paine on alhainen, optiset vääristymät minimaaliset ja yksinkertaisella optiikalla voidaan iskeä kohteisiin jopa 100 km:n päässä. Alhainen Torjuntakustannus on alhainen – vain 100 dollaria laukausta kohden 1 000 kilowatin maksimi laserteholla.
COIL-järjestelmän asentamisessa Zeppeliniin liittyy kuitenkin useita haittoja. Järjestelmä on herkkä sääolosuhteille nousun ja laskun aikana, ja sen suuri koko ja läheisyys vihollisen alueelle tekevät siitä alttiita maa-ilma-ohjushyökkäyksille.
Anturikehitys
Keskeinen teknologinen edistysaskel varhaisissa BPI-järjestelmissä on anturien suorituskyvyn parantaminen ohjusten havaitsemiseksi ja seuraamiseksi niiden varhaisvaiheen aikana. Torjuntaikkuna varhaisvaiheen aikana on erittäin lyhyt – mannertenvälisen ballistisen ohjuksen osalta 160-300 sekuntia. Varhainen havaitseminen on haastavaa infrapunasäteilyn (IR) vaimenemisen, taustamelun ja maan kaarevuuden takia. Infrapuna-anturitekniikan edistysaskeleet auttavat voittamaan nämä haasteet parantamalla tarkkuutta ja lisäämällä BPI:n toteutettavuutta.
Uusien tutkatekniikoiden, kuten galliumnitridiin (GaN) perustuvan puolijohdetutkan, integrointi voi lyhentää merkittävästi ballististen ohjusten havaitsemiseen tarvittavaa aikaa. GaN-pohjainen tutka vähentää järjestelmän painoa, parantaa resoluutiota ja kantamaa sekä johtaa tarkempiin ja nopeampiin seurantaominaisuuksiin. Tämä mahdollistaa myös tutkaintegroinnin pienemmille lentoalustoille.
Myös edistysaskeleet korkearesoluutioisissa infrapunasensoreissa johtavat parempaan herkkyyteen, resoluutioon ja tehokkuuteen. Nämä kehitystyöt yhdistettynä tekoälyn (AI), koneoppimisen ja korkearesoluutioisten kuvantunnistusalgoritmien integrointiin parantavat infrapuna-anturien suorituskykyä.
Arvioni
Israelille strategisen syvyyden puute edellyttää BPI:tä. Merkittävä etäisyys Iranista aiheuttaa kuitenkin diplomaattisia ja logistisia haasteita, jotka liittyvät torjuntajärjestelmien käyttöönottamiseen Israelin rajojen ulkopuolella. Skenaario edellyttää jatkuvan ilmapartioinnin ylläpitämistä vihollisen alueen lähellä, mikä aiheuttaa turvallisuusriskejä ja aiheuttaa huomattavan taloudellisen taakan. Sitä vastoin ilmapartiot parantavat iskukykyä vihollisen alueella ja toimivat pelotteena ja estävät mahdollisia hyökkäyksiä välittömän koston pelossa.
Iranin strateginen syvyys sallii sen laukaista ohjuksia syvältä sen alueelta, mikä vaikeuttaa BPI-järjestelmien sijoittamista lähelle sen rajoja. Tehokas BPI edellyttäisi, että ilma-alukset partioivat säännöllisesti lähellä Iranin ilmatilaa. BPI-järjestelmän partiointi voisi tapahtuat yhdysvaltalaisilta lentotukialuksilta Persianlahdella sekä naapurivaltioista Saudi-Arabiasta, Yhdistyneet arabiemiirikunnista ja Azerbaidžanista, jolloin lentokoneet voisivat toimia Kaspianmeren yli lähellä Irania.
Libanonilaisen al-Akhbar-sanomalehden mukaan Israel, Yhdistyneet arabiemiirikunnat, Saudi-Arabia ja muut valtiot suunnittelevat sotilaallista yhteistyötä Socotran saaristossa lähellä Jemeniä. Raportit osoittavat, että Israel rakentaa saaristossa olevalle Abd al-Kurin saarelle sotilastukikohtaa, joka voisi toimia israelilaisten torjuntahävittäjien laukaisupaikkana varhaisten tiedusteluvaroitusten perusteella.
BPI-järjestelmän integrointi Israelin monikerroksiseen puolustusjärjestelmään lisäisi ylimääräisen suojakerroksen, jolla on selkeitä toiminnallisia etuja. BPI vähentää todennäköisyyttä, että vaurioituneet taistelukärkien ja ohjusrunkojen jäänteet putoavat Israeliin tai ystävälliselle kolmannen osapuolen alueelle, minimoiden siten välilliset vahingot. BPI voi myös aiheuttaa taistelukärjen putoamisen hyökkääjän omalle alueelle, mikä voi aiheuttaa siellä merkittävää haittaa.
Ohjustorjunnan haasteet ohjuksen lennon myöhemmissä vaiheissa korostavat entisestään BPI-lähestymistavan etuja. Laukaisun nousu- ja keskivaiheen aikana, kunnes ohjus saavuttaa huippukorkeutensa – ohjukset voivat käyttää vastatoimia kuten valekohteita, signaalihäiriöitä, tutkahäiriöitä ja soihtuja ja voivat myös suorittaa väistöliikkeitä, jotka kaikki heikentävät ilmapuolustusjärjestelmien havaitsemis- ja torjuntakykyä.
Israelin valtion tapauksessa BPI:llä voi olla tulevaisuudessa suuri merkitys Iranin ja sen sijaisarmeijoiden uhan takia ellei tätä uhkaa poisteta lähiaikoina jo ennalta joko diplomaattisesti tai yhdessä Yhdysvaltain kanssa koordinoidulla iskulla. Israelin ohella BPI soveltuu muillekin alueeltaan pienille ohjusuhan alaisille valtiolle kuten Etelä-Korealle ja Japanille.
Lähteenä mm INSS , Center for Strategic and International Studies, 2022
Kirjoitus ensinnä ilmestynyt Ariel-Israelista suomeksi -verkkojulkaisussa
Kommentit
Lähetä kommentti