Artikel
Pieter Teirlinck
De huidige defensiesystemen tegen raketaanvallen zijn niet in staat om hypersonische wapens te onderscheppen.
Printvriendelijke versie
De nieuwe hypersonische wapens
Kh-47M2 Kinzhal. Photo Credit: kremlin.ru (CC BY 4.0) https://tinyurl.com/y5s2d3sm

De nieuwe hypersonische wapens

In deze volatiele tijden gebeurt alles altijd maar sneller: aandelenhandel, communicatie,… en binnenkort ook oorlogsvoering met een nieuwe klasse van hypersnelle wapens. 

Er wordt al decennialang gewerkt aan hypersonische vliegtuigen en er werden in het geheim ook al onderzoeksprogramma’s opgezet naar hypersonische (kern)wapens, dus het is geen nieuw idee, maar momenteel wordt er flink geïnvesteerd in de ontwikkeling van hypersonische wapens, in hoofdzaak door Rusland, China en de Verenigde Staten. 

De Russische president Poetin schept er graag publiekelijk over op, China werkt er in alle stilte aan en in de VS heerst de idee dat ze serieus achterophinken. 

Deze drie grootmachten zijn niet de enige landen die naarstig werken aan hypersonische wapens. Landen zoals Frankrijk en India staan ook al ver in hun onderzoek, voornamelijk dankzij hun samenwerking met Rusland. Japan, Australië en dan nog een rits Europese landen overzien eveneens hun eigen militaire en/of civiele hypersonische onderzoeksprogramma’s.

Maar wat zijn hypersonische wapens eigenlijk? Met 'hypersonisch' wordt een snelheid van hoger dan Mach 5 aangeduid. Mach 1 staat gelijk aan de snelheid van het geluid, een slordige 1200 kilometer per uur (km/h). Hypersonische wapens zijn dus wapens die vliegen met een snelheid van meer dan 5000 km/h, soms tot zelfs 25.000 km/h. Ter vergelijking: dat is minstens zes keer zo snel als een gewoon lijnvliegtuig voor internationale vluchten. Hypersonische wapens zouden kunnen vliegen op een hoogte van tussen de tientallen tot 100 km boven het aardoppervlak.

Hoge snelheid in combinatie met grote hoogte en het feit dat de hypersonische projectielen ook wendbaar zouden zijn, maakt van deze wapens de natte droom van elke militaire planner en beleidsmaker met een minimum aan grootheidswaanzin. Met deze wapens kan namelijk op zeer korte tijd een aanval uitgevoerd worden zonder dat de vijand het exacte eindtraject en -doel van het wapen kan voorspellen. Dat maakt het dus bijzonder moeilijk om zich ertegen te beschermen. En daarin schuilt dan weer de reden waarom deze wapens wellicht ook een grote nachtmerrie zijn voor diezelfde militaire planners en beleidsvoerders.

Aangezien iedereen de eerste wil zijn, kunnen we vandaag zonder twijfel spreken van een nieuwe dimensie in de wereldwijde wapenwedloop. De tijd dat hypersonische wapens ‘de wapens van de toekomst zijn’, lijkt definitief voorbij.

Technologie

Momenteel wordt er sterk ingezet op de ontwikkeling van twee verschillende types van aandrijving waarmee hypersonische snelheden behaald kunnen worden. Het eerste is de ‘klassieke’ ballistische rakettechnologie. Het tweede type is de zogenaamde 'scramjet'-technologie.

Bij het eerste type van aandrijving wordt een wapen via raketmotoren op hoogte (tot 100 km) en hypersonische snelheid gebracht, waarna het via een wendbare glijvlucht een 'Hypersonic Glide Vehikel' naar het doelwit brengt - als het ware surfend of glijdend op de verschillende lagen in de atmosfeer. Het innovatieve zit hem dus in de ontwikkeling van een nieuw soort glijtuig dat wendbaar is en daardoor geen voorspelbaar ballistisch traject volgt. Bovendien kan dit soort glij-vehikel op veel lagere hoogtes (10 tot 30 km) vliegen in vergelijking met ballistische wapenkoppen. Dat maakt detectie door de bestaande antiraketschilden bijna onmogelijk. Intercontinentale ballistische raketten bereiken typisch immers een veel grotere hoogte (tot 1200 km) boven het aardoppervlak.

Scramjetmotoren vormen een tweede type aandrijving met het potentieel hypersonische snelheden te bereiken. Hypersonische kruisraketten ('hypersonic cruise missiles') kunnen met scramjets, eens ze op supersonische snelheid (een snelheid hoger dan Mach 1) gebracht worden, via een andere aandrijving (raketmotor of een gevechtsvliegtuig) nog verder versnellen tot hypersonische snelheden. Scramjets werken door de atmosferische lucht samen te persen in hun motor wanneer deze vliegt aan een snelheid hoger dan de snelheid van het geluid. Scramjet staat dan ook voor ‘supersonic combustion ramjet’. Scramjets zijn technologisch uiterst moeilijk te realiseren.

Naast het feit dat deze beide wapensystemen extreem snel vliegen, zijn ze dus ook wendbaar en vliegen ze op een hoogte waarop de meeste antiraketsystemen niet voorzien zijn. Doordat er bij dergelijke hoge snelheden een gigantische kinetische energie ontstaat, is de explosiekracht van de impact van een dergelijke raket op zich al enorm, laat staan dat er nog een conventionele of nucleaire explosieve lading aan gekoppeld wordt. In een rapport van de Amerikaanse denktank RAND Corporation wordt ruw geschat dat de explosiekracht van een hypersonische raket zonder conventionele of nucleaire lading, met een massa van 400 kg en een hypersonische snelheid van Mach 7, een explosieve kracht heeft van 2 ton TNT (*). Ter vergelijking: het kernwapen dat Hiroshima van de kaart veegde was een nucleaire bom met een explosiekracht van 15 kiloton TNT. Een hogere snelheid en/of massa resulteert logischerwijs in een nog veel hogere explosiekracht, denk maar aan een meteorietinslag op aarde. Hypersonische wapens hebben dus een enorm militair potentieel. Ze hebben een enorme explosieve kracht, maar zonder het nadeel van kernwapens, radioactieve neerslag (fall-out).

Geen nieuw idee

De idee van hypersonisch vliegen is niet per se nieuw. In de Verenigde Staten bijvoorbeeld ontwikkelden ze in het verleden al tal van vliegtuigen waarmee hypersonisch gevlogen werd. In de jaren 1960 werd met het bemande raketvliegtuig X-15 een snelheid van meer dan 7000 km/h behaald. Een van de testpiloten was Neil Armstrong, die later -in 1969- als eerste mens een voet op de maan zette. De testen met de X-15 leverden een massa kennis op over hypersonisch vliegen die gebruikt werd in de aanloop naar de bemande ruimtevaart in het kader van het Amerikaans ruimtevaartprogramma. Ook de Spaceshuttle waarmee de VS in de jaren 1980 en 1990 naar de ruimte vloog was een voorbeeld van een hypersonisch toestel. Het cirkelde aan 28.000 km/h in een baan rond de aarde en gleed daarna terug de atmosfeer van onze planeet binnen om te landen aan een slordige 350 km/h.

De X-51 is het laatste toestel in rij. Het is een experimenteel onbemand hypersonisch vliegtuig ontwikkeld door o.a. de Amerikaanse luchtmacht, DARPA ('Defense Advanced Research Projects Agency'), NASA en Boeing om de scramjet-technologie te testen. De X-51 vloog slechts enkele keren, tussen 2011 en 2013. Verschillende van de testen mislukten, maar het toestel bereikte wel één keer gedurende 210 seconden een snelheid van Mach 5 op een hoogte van 21 km. De ontwikkeling van de scramjettechnologie verloopt uiterst moeizaam.

Naast de duidelijke militaire invalshoek, wordt er ook voor civiele toepassingen onderzoek gedaan naar hypersonische technologieën, bijvoorbeeld om de vluchtduur van intercontinentale vluchten drastisch in te korten. Dit doet een beetje denken aan de ontwikkeling van de supersonische vliegtuigen in het verleden. De Concorde die gezamenlijk door Groot-Brittannië en Frankrijk ontwikkeld werd en de Sovjet-Russische tegenhanger Tupolev Tu-144 lieten beide al snelheden van meer dan Mach 2 optekenen aan het begin van de jaren 1970. De huidige Europese en Japanse onderzoeksprogramma’s focussen sterk op de ontwikkeling van de hypersonische burgerluchtvaart. De meeste onderzoeks- en ontwikkelingsprogramma’s zijn en blijven echter militair van aard.

Stand van zaken

China was het eerste land dat in november 2017 aankondigde een succesvolle test te hebben uitgevoerd met een hypersonisch systeem dat ook operationeel wordt gemaakt – dus geen louter testsysteem is. Het hypersonische glij-vehikel werd gelanceerd vanaf een ballistische Dongfeng 17-raket. De afstand die het Chinees glij-vehikel kan afleggen, ligt naar verluidt tussen de 1800 km en 2500 km. Het vehikel zou geladen kunnen worden met een conventioneel of nucleair explosief. De bedoeling is om het systeem operationeel te hebben voor het Chinees leger tegen 2020. Als het systeem effectief werkt, zal het een formidabele bedreiging vormen voor de Amerikaanse zeevloot in de Zuid- en Oost-Aziatische wateren.

De Russische president Poetin kondigde in maart 2018 aan dat zijn land allerlei soorten nieuwe wapensystemen aan het ontwikkelen is, waaronder ook hypersonische strategische en tactische wapens. Twee van die wapensystemen zijn veelbesproken in de media en worden nu al ontplooid.

Het Russische 'Avanguard'-systeem is een strategisch wapen, d.w.z ontworpen om doelen te raken die het vermogen van de vijand om oorlog te voeren zoveel mogelijk uitschakelt. Het systeem bestaat uit een grond-gelanceerde raket (wellicht de nieuwe intercontinentale ballistische raket RS-28 Sarmat) die een wapenkop lanceert voor een glijtraject, en geladen kan worden met zowel een conventioneel als een nucleair explosief tot 2 megaton. Er zou al sedert midden de jaren 1980 aan het project gewerkt worden als een reactie op de ontwikkeling van het 'Strategic Defense Initiative' (het antirakettenschild) van de VS onder de regering van president Reagan. Eind december 2018 verklaarde de Russische viceminister van Defensie, Yuri Borisov, dat Avanguard met succes een wendbaar projectiel gelanceerd heeft dat een snelheid van 33.000 km/h of Mach 27 bereikte terwijl het naar z’n doelwit vloog zo’n 6000 km verderop. Dit jaar nog moet het eerste Russische regiment gewapend met het Avanguard-systeem gevechtsklaar zijn.

Eind augustus vlogen in een Russische luchtvaartshow MiG-31K jachtvliegtuigen mee, geladen met Kinzhal-raketten die een nucleaire lading kunnen dragen. Deze vanuit de lucht gevuurde hypersonische, wendbare raketten zouden tot Mach 10 kunnen vliegen en een reikwijdte hebben van om en bij de 1000 km. De reikwijdte kan vergroot worden wanneer deze raket onder een vliegtuig gemonteerd wordt met een grotere actieradius. Klein detail, het ontwerp van deze Kinzhal-raket zou gebaseerd zijn op dat van de grond-gelanceerde ballistische Iskander-raket, het Russische raketsysteem dat door de VS onlangs aangevoerd werd als de reden om uit het INF-verdrag te stappen omdat het naar verluidt een reikwijdte heeft van meer dan 500 km. Volgens de VS schond Rusland op die manier het INF-verdrag dat grond-gelanceerde systemen met een reikwijdte tussen de 500 en 5500 km verbood.

Gezien in de VS het gevoel ontstaan was dat er een technologische achterstand bestaat ten opzichte van Rusland en China met betrekking tot de ontwikkeling van hypersonische wapens, nam het Congres in 2018 een wet aan die bepaalt dat het land over een operationeel supersonisch wapen moet beschikken tegen oktober 2022. Michael D. Griffin, in 2018 benoemd tot Onderminister van Defensie voor Ontwikkeling en Technologie, was nauw betrokken bij het Strategic Defense Initiative van president Reagan in de jaren 1980 en stond vier jaar lang aan het hoofd van de NASA. Hij beschouwt het onderzoek naar en de ontwikkeling van hypersonische wapens voor het Amerikaans leger als een absolute prioriteit. Deze zomer maakte de regering Trump in haar voorstel van defensiebudget een slordige 2,6 miljard dollar vrij voor onderzoek naar hypersonische wapens. Verwacht wordt dat de middelen hiervoor binnen een vijftal jaren zullen oplopen tot ongeveer 5 miljard dollar per jaar. Twee ontplooibare systemen moet binnen de drie jaar gerealiseerd worden.

Defensiebedrijven staan aan te schuiven om deze budgetten binnen te halen, niet alleen om hypersonische raketten te ontwikkelen maar ook om een rakettenschild te ontwerpen dat dergelijke wapens moet tegenhouden. Lockheed Martin haalde als hoofdaannemer van Defensie in 2019 een contract binnen van 2,5 miljard dollar om samen met andere defensiebedrijven tegen 2023 een eerste prototype van een glij-vehikel te realiseren.

Impact op militaire doctrines?

De huidige defensiesystemen tegen raketaanvallen -waarvan op zich al zeer twijfelachtig is dat ze 100% performant werken- zijn zeker niet in staat om hypersonische raketten tegen te houden, gezien hun grote snelheid, hun onvoorspelbare traject en de hoogte waarop ze vliegen (in vergelijking met ballistische raketten vliegen ze te laag en in vergelijking met kruisraketten vliegen ze te hoog).

Hypersonische wapens vliegen niet alleen supersnel, ze zouden ook veel minder snel te detecteren zijn met de huidige radar- en sensorsystemen. Het tijdskader om te reageren op een eventuele aanval verkleint dus enorm. Niet alleen is er veel minder tijd om de omvang van een raketaanval vast te stellen en om te verifiëren of er wel degelijk een echte aanval is (en het niet louter om een fout in het systeem gaat), de tijd om een tegenaanval te lanceren verkort ook aanzienlijk. Ter illustratie: als de VS Rusland vandaag aanvalt of omgekeerd, wordt de huidige tijd tussen de lancering van een intercontinentale ballistische raket en het bereiken van het doelwit geschat op maximaal 23 minuten. Dit korte tijdsbestek wordt dus nog kleiner en de kans op fouten bijgevolg groter.

Deze nieuwe technologische ontwikkelingen zullen zeker gevolgen hebben voor de bestaande militaire doctrines, en in het bijzonder in landen met een defensiesysteem dat steunt op een antirakettenschild om de raketten van de vijanden te neutraliseren (zoals bijvoorbeeld de VS). De huidige antiraketsystemen kunnen zoals gezegd immers geen hypersonische raketten tegenhouden.

Een eerste gevolg is dat iedereen zo snel mogelijk zelf hypersonische wapens wil ontwikkelen en ontplooien in een poging gelijke tred te houden met de vijand door de respectievelijke arsenalen in ‘balans’ te houden. Dit proces is duidelijk al volop aan de gang. Verder zullen landen er alles aan doen om de reikwijdte van hun antirakettenschilden uit te breiden zodat ze ook hypersonische wapens kunnen detecteren en onderscheppen. Er zullen enorme sommen geld naar de defensie-industrie vloeien voor de ontwikkeling van nieuwe onderscheppingsraketten die vijandige ballistische raketten al tijdens hun lancering ('boost-fase') moeten kunnen uitschakelen.

Een mogelijk ander gevolg is dat bestaande offensieve wapensystemen op nóg hogere alertheid geplaatst worden. Momenteel staan wereldwijd al 2000 kernraketten, in ondergrondse raketsilo’s en in duikboten, op zeer hoge alertheid ('hair trigger alert'). Dat wil zeggen dat ze constant (24 uur op 24 uur en 7 dagen op 7) gereedstaan om afgevuurd te worden. Ze kunnen binnen de 10 minuten gelanceerd worden, wat nucleaire machten in staat moet stellen om een tegenaanval uit te voeren vóórdat een vijandige aanval hun capaciteit daartoe uitschakelt tijdens een eerste aanvalsgolf (First Strike). Het is vanzelfsprekend dat nog meer strategische wapens in een staat van zeer hoge alertheid brengen, enorme risico’s met zich meebrengt. De afbouw van deze hoge alertheid voor kernwapens is nu net al jaren een prioriteit voor veel experts wegens véél te gevaarlijk.

Het valt te verwachten dat ook de ruimte verder gemilitariseerd wordt. Nieuwe detectiesystemen zullen immers nood hebben aan een hele serie van nieuwe militaire satellieten en een nieuwe snelle communicatie- en commandostructuur. Generaal Samuel Greaves, de directeur van het Amerikaans Raketdefensie Agentschap ('Missile Defense Agency') dringt hier heel sterk op aan. De onderminister van Defensie voor Onderzoek en Techniek, Griffin, richtte in maart 2019 al een Ruimteontwikkelingsagentschap op ('US Space Development Agency') en voegde het toe aan zijn departement.

Nieuw proliferatiegevaar

Hypersonische wapens lijken vanuit militair opzicht handig om snel strategische doelwitten, zoals commandostructuren en strategische (kern)wapens, uit te schakelen, maar ook om doelwitten te elimineren die de militaire sterkte van grootmachten tentoonspreiden aan de andere kant van de wereld, bijvoorbeeld Amerikaanse vliegdekschepen in de Zuid-Chinese Zee. Met hypersonische wapens kunnen ook meer bescheiden militaire machten gemakkelijker een militaire grootmacht bedreigen, zelfs al beschikt die grootmacht over geavanceerde defensiesystemen. Er zijn dus duidelijke beweegredenen voor kleinere mogendheden om hypersonische wapens te proberen bemachtigen en dat illustreert ook onmiddellijk het gevaar op de verspreiding (proliferatie) van deze wapens, die nucleair geladen kunnen worden.

De vernietigende aanval met ‘gewone’ kruisraketten en drones op Saoedische olie-installaties in september 2019 -geclaimd door de Houthi-rebellen in Jemen maar wellicht uitgevoerd met materiaal van Iraanse makelij- is een perfect voorbeeld. Iran is erin geslaagd om op eigen houtje kruisraketten te produceren, het ligt dus in de lijn der verwachtingen dat hypersonische technologie op termijn ook in handen zal komen van dergelijke regionale grootmachten, ook al ontbreekt het hen nu misschien aan financiële middelen en de technologische knowhow.

Technologische samenwerking kan ervoor zorgen dat ook andere landen zich de technologie eigen maken. Rusland heeft samenwerkingsverbanden met India en Frankrijk, en de Verenigde Staten werkt nauw samen met Australië voor de ontwikkeling van hypersonische systemen.

Hypersonische wapens zullen op termijn ook een handelswaar worden. De Russische president Poetin suggereerde begin september tijdens de G20-meeting in Japan de verkoop van zijn hypersonische wapens aan president Trump om de strategische balans tussen de twee landen ter herstellen. Serieus voorstel of niet, ook India heeft al aangeboden om zijn toekomstige hypersonische wapens die het samen met Rusland ontwikkelt (project BrahMos II) op de markt te brengen.

We mogen bij de commercialisering van de hypersonische technologie ook niet uit het oog verliezen dat ze een zogenaamde dual-use capaciteit heeft, d.w.z. zowel civiel als militair toegepast kan worden. De droom van snelle internationale luchtvaart zorgt ook voor onderzoek door civiele instellingen. Zelfs België herbergt in Brussel een onderzoeksinstituut (Von Karman Institute) met enige internationale faam en eigen hypersonische windtunnels.

Conventie voor hypersonische wapens?

Als er een wapenrace aan de gang is, als alle militaire doctrines op zijn kop gezet lijken te worden, en als er een groot gevaar voor proliferatie aan de einder opdoemt, dan lijkt een internationaal verbod op hypersonische wapentechnologie een logische uitweg. Helaas bestaat daarvoor momenteel helemaal geen appetijt bij de drie hoofdrolspelers Rusland, China en de VS.

Het rapport van RAND Corporation doet een aantal voorstellen om de verspreiding van hypersonische technologie tegen te gaan, zoals het beëindigen van bilaterale samenwerkingsakkoorden en de invoering van een zeer restrictief exportregime op totale hypersonische systemen en de belangrijkste dual-use onderdelen door China, Rusland en de VS, mogelijks uitgebreid met Frankrijk en India. Dat zou volgens het rapport al voor een aanzienlijke vertraging zorgen van de mogelijke verspreiding van dergelijke wapensystemen, vermits sommige technische aspecten zeer moeilijk te realiseren, tijdrovend en duur zijn zoals de ontwikkeling van voldoende hittebestendige materialen en scramjet-motoren. Er wordt ook gesuggereerd om het bestaande rakettechnologie-exportcontroleregime verder te verdiepen ('Missile Technology Control Regime'), gezien er al 35 landen bij aangesloten zijn. Maar China is hier geen lid van en het is duidelijk zichtbaar dat de bestaande rakettechnologie toch verder verspreid geraakt ondanks dit exportregime. Een nieuw exportregime zal dus niet kunnen voorkomen dat deze wapentechnologie zich zal verspreiden op lange termijn.

Het enige afdoende middel om proliferatie te voorkomen, is dat er een principiële keuze gemaakt wordt. Er moet een totaalverbod komen op deze hypersonische wapensystemen nu het nog kan en dat verbod moet rigoureus bewaakt wordt door een controleorgaan met tanden. En er is enige haast bij of we zijn vertrokken voor een decennialange, miljarden verslindende wapenrace waarbij alle grootmachten ongelimiteerd hypersonische wapens zouden kunnen opstapelen.

(*) Rechtzetting bij het artikel op 10 oktober 2019: de explosieve kracht is 2 ton TNT en geen 2 kiloton TNT zoals eerst geschreven stond. Ter vergelijking, de GPS-geleide Mk84 vliegtuigbom die ook door de Belgische F16's gebruikt worden heeft 429 kg Tritonal springstof aan boord (Tritonal is 1,18 keer sterker dan TNT). De explosiekracht van een Mk84 komt dus neer op een slordige 500 kg TNT, sterk vergelijkbaar met de springlading van de door de VS veelgebruikte Tomahawk-kruisraket. Dat is dus 4 keer minder krachtig dan de explosieve kracht van het hypersonische wapen hierboven beschreven ZONDER enige conventionele of nucleaire springlading aan boord.

 

Dit artikel verscheen in het tijdschrift Vrede van juli-augustus-september 2019.

Proefnummer opvragen of abonneren kan via deze link.

 

 

 

 

 

steun ons

© 2019 vrede vzw - website by