穏やかな朝、深い山のバンカーや外洋を航行する潜水艦の発射口で、数発の大陸間弾道ミサイルが巨大な火の玉とともに空に舞い上がったところを想像してみてください。数分以内に、それらは音速の 20 倍以上に加速し、大気圏を飛び出し、静かな宇宙の端に突入します。そして彼らの終着点はあなたの足元の街です。
目標に接近した後は数十マッハの高速で大気圏に再突入し、約１分後に着陸する。次の数秒で、数十万トンのTNTに相当するエネルギーが建物上で爆発し、数秒で街全体が壊滅した。
現時点での唯一の希望は、非常に複雑で洗練された対ミサイル システムです。
では、対ミサイルシステムとは一体何なのでしょうか？本当に飛来するミサイルから身を守ることができるのでしょうか？ミサイルをうまく迎撃するには、ミサイルを見つける、ミサイルをロックオンする、ミサイルを破壊するという 3 つのことを行う必要があります。
これが人類史上初の対ミサイルシステム、ソ連の「システムA」だ。
中でも、高さ8メートル、長さ150メートルのダムのような巨大な建造物は、その「目」となるドナウ2号長距離レーダー警戒所だ。
その仕事はミサイルの位置を見つけることです。
1,200キロメートルの探知範囲内でミサイルが発見されると、「ドナウ2号」が真っ先に反応し、1キロメートル以内の目標のおおよその方向をマークし、ミサイルのおおよその高さと初速度を計算し、これらの予備データを司令センターに送信する。
次に、直径 4.65 m の 3 つのレーダーが引き継ぎます。
司令センターからデータを受信した後、ミサイルの位置を3つの角度から5メートル以内の精度でロックする。
これらのデータに基づいて、飛来するミサイルの軌道と最適な迎撃ルートを計算し、発射台に指示を送ります。最後に、迎撃ミサイルは誘導レーダーの誘導に従い、あらかじめ設定された軌道に沿って飛来するミサイルに向かって突進する。
しかし、これらすべては 1960 年代にはほとんど想像できませんでした。当時、そのようなシステムを構築するには、「ミサイルを見つける」という最初のステップでさえほとんど不可能でした。
当時のレーダー技術はかなり成熟していましたが、主に航空機用に設計されました。
航空機に比べて、ミサイルをロックするのははるかに困難です。第二次世界大戦中、ドイツの急降下爆撃機シュツーカのレーダー反射断面積は約 10 平方メートルでした。 V-2 ミサイルの反射面はわずか 0.1 平方メートルです。これは、レーダー上のエコーの強さが航空機のエコーのわずか 1% であることを意味します。
さらに厄介なのは、ミサイルは航空機よりもはるかに高速であるため、レーダーが信号を捕捉する時間が短くなることです。
ミサイルを発見するには、当時の最新鋭の防空レーダーの数十倍の探知能力が必要だった。さらに、当時の人々のミサイルに対する理解もかなり限定的でした。ミサイルを専門とする技術者であっても、その知識のほとんどは発射方法と打撃方法に集中しています。
対ミサイルシステムにとって最大の関心事である軌道追跡に関しては、研究はほとんど空白に近い。ミサイル弾頭の反射特性さえもまだ理解されていません。
したがって、ソ連共産党中央委員会がこの計画の設立を決定したとしても、対ミサイルシステム構想の実現可能性を疑問視する学者レベルの専門家は依然として多い。
後にガガーリンを宇宙に打ち上げた有人ロケットの父であるコロリョフでさえ、技術的に言えば、現在も将来も効果的な対ミサイルシステムを確立する可能性はないと公に述べています。
さらに、ミサイルデータ自体は最高機密である。ミサイル専門家は関連情報に対して非常に慎重で、対ミサイル研究チームへの重要なデータの提供さえ拒否している。
この状況に直面して、対ミサイルシステムの研究を担当する第 30 実験設計局は、かなり大雑把な解決策を考え出しました。ミサイルの軌道は分からないので、さらにミサイルを発射し、レーダーにどう映るかを確認してください。
キスニク長官の指揮の下、第 30 設計局はカザフスタンのミサイル射場近くに РЭ-1 と РЭ-2 の 2 つの実験レーダー基地を建設しました。
そして1年以上、毎日2台のレーダーで上空のミサイルを見つめさせ、記録されたエコー信号をセオドライト、カメラ、ミサイルヘッド回転センサーのテレメトリー情報記録と比較し、レーダー上のミサイルの信号構造を少しずつ解析した。
繰り返しの観察と比較を通じて、キスニクのチームは最終的にミサイルの完全なレーダー痕跡を解明した。ついに 1957 年に、РЭ-2 レーダーが空中で R-2 ミサイルを追跡することに成功しました。
これらのデータに基づいて、技術者は、千キロメートル離れたミサイルの痕跡を検出できる「ドナウ2」長距離レーダー警報ステーションをさらに開発しました。
同時に、キスニコが推進した「三角測量法」により、レーダー性能の問題も解決することに成功した。
いわゆる三角測量は、単純に、3 人が異なる方向から空で同じミサイルを指しているようなものです。空間内の 3 つの視線の交点が目標の位置です。
目標が精密測定範囲に入ると、3つのレーダーが同時にオンになり、宇宙空間におけるミサイルの正確な座標を測定します。この時点で、対ミサイルシステム研究チームは最終的に必要なスキルポイントをすべてクリックし、ミサイルの位置を把握しました。
次に、完全な対ミサイルシステムを構築する前に、ミサイルをどのように撃墜するかという最後の問題が残されています。
ミサイルの飛行終了時の速度は通常、秒速 3 ～ 4 キロメートルに達します。迎撃ミサイル自体の速度もほぼこのレベルです。
このような速度では、ミサイルがレーダーの正確な探知範囲に入ってから発射され迎撃されるまでの時間はわずか数分です。この数分間で、対ミサイルシステムは 2 つのミサイルの将来の交点を計算するだけでなく、迎撃機がその位置に正確に飛行できるように、迎撃機の飛行軌道を常に修正する必要があります。
それは、数百キロメートル離れた場所から空に向かって 2 つの弾丸を同時に発射し、空中で正確に撃ち合うように要求するようなものです。大変さは想像できるでしょう。
したがって、ソ連の技術者はミサイルの精度向上にエネルギーを費やすのではなく、より「費用対効果の高い」解決策を選択しました。迎撃機に特別な断片化弾頭を装備します。
弾頭には、炭化タングステンでコーティングされた直径 24 mm の爆発球が 16,000 個含まれています。迎撃機が目標に近づくと、弾頭が空中で爆発し、数万個の高速金属片が目標の方向に放出され、70メートルを超える巨大な扇形のキルゾーンが形成されます。
それは偉大なスナイパーをトロルに変えるのと同じだ。 1961 年 3 月 4 日、ソ連は人類史上初の本格的な対ミサイル迎撃実験を実施しました。
この実験では、破砕弾頭を搭載したV-1000迎撃ミサイルがレーダーとコンピューターの誘導を受けて所定の迎撃地点に向けて飛行し、最終的に上空25キロメートルの高度でR-12ミサイルを破壊することに成功した。
それでも、ソ連は依然として安全が十分ではないと感じていた。
その後実戦配備されたA-35防空システムでは核弾頭に置き換えられただけである。核爆発の衝撃波、放射線、高エネルギー粒子から直接形成された超大型の AOE は、数キロメートル以内のあらゆるものを吹き飛ばしました。まさに「大砲で蚊を殺す」感覚を実現しています。
それが正確かどうかは尋ねず、それは不可能だとだけ言ってください。ソ連の高官らはこの結果に非常に満足し、すぐに実戦投入し、「高速対ミサイル兵器」の名の下に赤の広場の軍事パレードに披露した。
フルシチョフもプラウダで「我々のロケットは宇宙でハエを撃てるようになった」と誇らしげに宣言した。
しかし、綏宗自ら立ち上がって人類史上初の対ミサイルシステムとして大勝利を収めたとはいえ、実はA-35には依然として致命的な問題が残されていた。
まず第一に、このシステムでは、迎撃ミサイル自体には独立したコンピューティング機能がありません。すべての軌道計算と誘導制御は地上レーダーと指令センターに依存します。核爆弾は確実にきれいに爆発しますが、爆発中に発生する電磁パルスは敵のミサイルに干渉するだけでなく、私たち自身の周波数帯域も無差別に攻撃します。
小規模な「洪水システム」に相当します。それが爆発したら、誰もが銃剣で刺すことしかできません。実験では、対ミサイル中に自分のレーダーと通信システムがオフラインになる状況が発生した。
この時点で、地元の領土で戦っている守備隊は自らの核爆弾によって目が見えなくなり、対ミサイルシステムは停止することしかできませんでした。しかし、数千キロ離れた攻撃者は、まったく影響を受けることなく別のミサイルを発射する可能性がある。第二に、迎撃高度はわずか約25キロメートルです。
この時点で弾頭はマッハ20を超える速度で最終急降下段階に入っており、迎撃システムのチャンスは一度だけ。空になると、ミサイルは数秒以内に直接着弾します。システム全体にエラーが発生する余地はほとんどありません。
これらの問題を解決するために、現代の対ミサイルシステムには多くの改良が加えられてきました。
一方で、現代の対ミサイルシステムはもはや地上レーダーに完全に依存しているわけではありません。代わりに、「目」と「脳」の一部を迎撃ミサイルに直接取り付け、ミサイルが目標の近くを飛行した後に誰を攻撃するかを判断できるようにします。有名な対ミサイルパトリオットはその典型的な例である。
レーダーとコンピューティングモジュールが内蔵されており、側面には軌道変更用のジェット装置が装備されている。地上レーダーが飛来するミサイルを検知すると、まず目標の方向と軌道を大まかに示し、近くに飛ばします。
その後、ミサイル先端のレーダーが作動し、衛星と連携して目標をより正確に識別する。最後に、計算モジュールが軌道を再計算し、ロケットのジェット装置を起動して迎撃方向を調整し、最終的に迎撃を完了します。
さらに、このシステムの正確さのおかげで、ペイトリオッツはもはや 800 回の範囲攻撃の自傷力を持つ核爆弾を必要とせず、爆発性の弾頭さえも搭載していません。彼らは物理的な攻撃のみに頼って、飛来するミサイルを粉砕することができます。
その一方で、人々は土壇場で「作戦を戦う」のではなく、戦場を前進させ、ミサイルの飛行中初期段階に注意を向けたほうが良いことにも気づいている。
中間セクションは時間が最も長く、速度変化が最も小さく、飛行経路が最も安定しています。したがって、対ミサイルシステムはより長距離の目標を検出でき、迎撃ウィンドウを計算して迎撃機を発射するための時間がより長くなります。これにより、対ミサイルミサイルのための時間がより多く確保され、エラー許容度が向上します。
しかし、中段対ミサイルミサイルにも独自の問題がある。この段階で、ミサイルは高度を上げすぎて、ほとんど空気のない大気圏を抜け出した。地上数十キロメートル上空にある末端弾頭の場合、空気抵抗の影響により、形状や体積が異なる物体の速度曲線は異なります。
レーダーはこれらの特性に基づいて弾頭を正確に見つけることができます。
しかし、大気圏外では空気抵抗がなくなるため、レーダーの目ではミサイル弾頭の飛行軌道は金属片の軌道とほぼ同じになります。防御側の対ミサイルの数は常に限られています。一般に、高い迎撃率を確保するには、3 発のうち少なくとも 1 発をブロックする必要があります。
この戦闘ダメージ率では、ハフクでもレーダーに映るすべてのミサイルを撃ち落とすほどのロケット弾を持っていない。
したがって、宇宙で本物の弾頭を見つけるために、現代のミッドコース対ミサイルシステムは、レーダー検出に基づいて、赤外線画像や光学認識などのマルチバンドおよびマルチシステムの検出方法も統合しています。
「はっきり見える」だけでは十分ではありません。ミッドコース対ミサイルミサイルは宇宙空間で柔軟に操縦する能力も持たなければならない。
数千キロメートル離れた場所では、たとえ計算誤差が1000分の1であっても、最終的には数十キロメートルもずれる可能性があります。そのためには、迎撃ミサイル自体が空間を「見る」だけでなく、柔軟に「移動」できることが求められる。そしてこれは、ミッドコース対ミサイルミサイルである大気圏外迎撃ミサイルEKVの核となる構造に依存します。
主ロケットが迎撃機を所定の軌道に送り込むと、衛星打ち上げと同様にすべてのブースターを放棄し、小型の迎撃機ユニットだけを残す。
それは、ベクトルノズルを備えた推進システム、弾頭を破壊する役割を担う弾頭、および目標を追跡するための探査機の 3 つの部分で構成されます。それは非常に高速で飛行する人工衛星のようなものです。最終段階でターゲットを確認するのは、フロントエンドにある赤外線検出器と光学センサーです。
ターゲットがロックされると、内部コンピューティング モジュールが 2 つの相対位置と速度をリアルタイムで計算し、将来の交差点を予測します。最後に、EKV に搭載されたスラスターが飛行方向を迅速に調整して、迎撃機の軌道を正しい位置に「中断」します。
今日の対ミサイルシステムは、もはや単一の迎撃機やレーダーに依存するのではなく、複数の層と方法を組み合わせた防衛ネットワークに依存しています。
低軌道赤外線早期警戒衛星や長距離フェーズドアレイレーダーなどで構築された知覚ネットワークにより、ミサイル発射の初期段階での早期発見が可能となり、多段階迎撃に十分な時間とデータの支援が可能となります。
ミサイルの飛行の最後には、バックアップとして高高度端末迎撃に重点を置いたシステムもある。しかし、それでも100％成功するわけではありません。槍と盾の間の軍備競争は今日まで続いており、決して決着がつかない可能性があります。
しかし、たとえ10億人に1人であっても、人類がそれを必要としなくなる日が来ることを私は今でも心から願っています。