לוויינים בעקבות טילים
גילוי שיגורים של טילים בליסטים הוא צורך עיקרי עבור מדינות שגם מחזיקות ביכולות יירוט מתקדמות. מערך העקיבה החללי SBIRS של ארה"ב מסמן את עתיד התחום
טל ענבר
| 19/05/2011
שלהי 2012, דומה כי אין צורך לשכנע בחשיבות החלל, במיוחד מן ההיבט הצבאי. די לציין את מגוון השימושים בהם נעשה שימוש בלוויינים, לרבות חישה מרחוק (אופטית ומכ”מית), תקשורת לסוגיה, ניווט, תזמון מדויק, גילוי שיגורים של טילים בליסטיים ועוד. בסקירה זו אביא בקצרה תחום מעניין, העוסק במשימת גילוי שיגורים (גל”ש) של טילים בליסטיים. מטבע הדברים, החומר מבוסס על מקורות גלויים בלבד.
מערך התרעה חדש
ארצות הברית מפעילה מערך של לוויינים המיועדים לגלות שיגור של טילים בליסטיים כבר למעלה מארבעים שנה. לוויינים אלה מכונים לווייני DSP (Defense Support Program), ולקוראים שזוכרים את מלחמת המפרץ הראשונה (1991) – אלה הלוויינים שאפשרו להפעיל את האזעקות בישראל בטרם נחתו הטילים העיראקיים בשטחה. במקור, לוויני DSP נועדו להתריע על מתקפה אפשרית של טילים בליסטיים מברית המועצות וסין כנגד ארצות הברית.
מערך לווייני ההתראה של ארצות הברית הלך והתיישן, בד בבד עם התפתחויות טכנולוגיות מרשימות בתחום הגלאים האלקטרו אופטיים, ומערכות המחשוב. כתוצאה משילוב גורמים אלה, החלה ארצות הברית לפני שנים אחדות בפיתוח מערך לוויינים שנועד להחליף את מערך ה–DSP, המכונה SBIRS – Space Based Infra Red System. מערך הלוויינים החדש מחולק לשניים, לוויינים במסלול נמוך (LEO Low Earth Orbit) ולוויינים במסלול גיאוסטציונרי (בגובה 36,000 ק”מ). מערך הלוויינים החדש יהיה מסוגל לספק התראות על שיגורים של טילים בליסטיים זירתיים ואפילו טילים ורקטות כבדות לטווחים קצרים. הלוויינים נמוכי המסלול כונו בעבר SBIRS-Low וכעת שונה שם המערך ל–STSS – Space Tracking and Surveillance System.
מערך הלוויינים החדשים של ארצות הברית זכה לחיזוק משמעותי עם שיגורו המוצלח לחלל של ראשון לווייני SBIRS שהוצב במסלול גיאוסטציונרי. ללוויין זה אמורים להצטרף שני לוויינים נוספים למסלול גבוה, וכן 2 מטע”דים אלקטרו אופטיים מיוחדים שיותקנו על לוויינים מסווגים של ארצות הברית שינועו במסלולים אליפטיים מאוד ( HEO – Highly Elliptic Orbit). כמו כן, כולל המערך את הלוויינים במסלולים הנמוכים ומערך קרקעי תומך (ובו תחנות קליטה ועיבוד, ציוד נפרס שיוצב באתרים שונים בעולם לפי הצורך, ומערך תקשורת מתקדם). עלות המערך הכולל עומדת על מעט יותר מ–15 מיליארד דולרים. עלות לוויין SBIRS יחיד היא כ–1.3 מיליארד דולרים.
מספר שינויים בזירה הגיאו אסטרטגית החריפו את הצורך האמריקני בפריסת מערך ההתראה החדש. לארצות הברית קשיים מדיניים (בעיקר עקב התנגדות רוסיה) בהצבת מערכי מכ”ם התראה נגד טילים באירופה; מפת האיומים על ארצות הברית ויעדיה בעולם התרחבה, במובן של שחקנים חדשים המצוידים בטילים בליסטיים (למשל צפון קוריאה ואיראן); וכן התבססות של מערך מיירטים (טילים נגד טילים) הנזקק להכוונה ממקורות מידע חיצוניים. חשוב לציין, כי תוכניות מערך לווייני ההתראה של ארצות הברית לוקות בעיקוב משמעותי בפיתוח, ובהצבתן בחלל.
מטבע הדברים, המידע המפורסם על מערכות ההתראה החלליות של ארצות הברית מפני שיגורי טילים מוגבל ומצומצם. אולם, המידע הגלוי שפורסם עד כה, מאפשר לנתח יכולות מסוימות של המערכת באופן מקצועי, ולקבוע כי יכולת ההתראה של המערך המשולב גבוהה ואמינה, כנגד מגוון רחב של איומים. החל מרגע השיגור ועד סמוך למועד פגיעת הטילים במטרתם. עקיבה רציפה מעין זו הינה חדשנית וחשובה לשיפור משמעותי ביעילותן של מערכות הגנה אקטיבית (טילים נגד טילים, ובעתיד אף מערכות לייזר) כנגד האיום.
המטרה: יירוט מוצלח
מטרות מערך העקיבה החללי SBIRS שפורסמו רשמית על ידי ארצות הברית הן: התרעה מפני שיגור טילים בליסטיים בין יבשתיים (ממשגרים יבשתיים ומצוללות); עקיבה מדויקת אחר הטילים התוקפים – מרגע השיגור ועד כניסתם לאטמוספירה; אבחנה בין גופי החדירה (הראש הקרבי של הטיל) לבין שברים, ואמצעי הונאה והטעיה למיניהם; יצירת תמונת מצב; הפקת מודיעין טכני בעת מעקב אחר טיל בניסוי.
לאחר גילוי שיגור טיל, המערכת תייצר מידע רב שיועבר לכלל הכוחות המעורבים במתן פתרון ליירוט הטיל. המידע יכלול זיהוי הטיל התוקף, נ.צ מדויק של נקודת השיגור ונקודת הפגיעה המשוערת, נתונים על כיוון המעוף של הטיל התוקף, וציון זמן מדויק הנחוץ לסנכרון כלל המערכות. סביר להניח כי מידע נוסף יופק על ידי המערכת ויועבר לצרכניה, אך לא פורסם אודותיו חומר רשמי גלוי.
על מנת לכסות בתצפית את כל שטחו של כדור הארץ, ניתן להסתפק בשלושה לוויינים במסלול גיאוסטציונרי, המוצבים בכל 120 מעלות אורך. בהינתן תקציב מתאים, ניתן לעבות מערך זה ולאפשר תצפית סטריאוסקופית על טיל בליסטי במעופו. לוויני SBIRS נבנים על ידי חברת לוקהיד מרטין, ושוקלים בשיגור 4833 ק”ג. משקלם במסלול, לאחר ניצול הדלק הרב הדרוש לתמרוניהם בחלל הוא 2547 ק”ג. המטע”ד (מערך הגילוי והעקיבה) שוקל 450 ק”ג. יודגש, כי הלוויין הראשון ששוגר באפריל 2011, הוצב תחילה מעל ארצות הברית לשם בדיקות וכיול מערכותיו. מיקומו הסופי, ומכאן מהי העקבה הקרקעית שלו, לא פורסם. ללוויין אורך חיים מתוכנן של 12 שנה.
לב הלוויין הוא מערך הגלאים המותקן בו, והוא כולל זוג יחידות אלקטרו אופטיות, אחת סורקת באופן מכני, והשנייה “בוהה” ( Staring). יצרן הסנסורים הוא נורת’רופ גרומן, שדיווח כי על מישורי המוקד של החיישנים יש כמיליון פיקסלים. החיישנים פועלים בתחום האינפרא אדום (IR), בתחום הקצר (בדומה למערך לווייני DSP הקיים) ובתחום הבינוני. קיים תחום תדר שלישי שטיבו המדויק לא פורסם, שיאפשר מבט עמוק יותר אל תוך האטמוספרה (שלב המעוף הסופי של הטילים הבליסטיים).
אחד ההיבטים החשובים ביותר של מערך הגילוי וההתראה החדש של ארצות הברית, הוא היכולת להעביר מידע מדויק על מסלולם של טילים בליסטיים תוקפים לסוללות הגנה המוצבות במקומות שונים, דבר שיאפשר לשגר טיל מיירט כנגד טיל תוקף, עוד בטרם נקלט האיום על ידי מכ”ם הסוללה המיירטת. זו יכולת חדשה ומהפכנית, שתשפר באופן דרמטי את יכולת מערכות ההגנה האקטיבית להתמודד עם איומים בליסטיים שונים. במאמר זה לא נידונו לווייני מערך ה–STSS, לווייני גלוי ומעקב השיגורים המוצבים במסלולים נמוכים. לוויינים אלה יידונו במאמר נפרד.
לסיכום, מערך ההתראה מפני שיגור טילים בליסטיים ניצב כיום בפני אתגרים לא פשוטים, בשל התגברות תפוצתם של טילים בליסטיים שונים ורקטות כבדות, במקומות רבים בעולם. הארכת זמן ההתראה מזה, ומתן פתרונות יירוט חדשניים מזה, יקדמו את יכולתן של מערכות הגנה אקטיביות לממש את יעודן – הגנה על אזרחים, מטרות ערכיות וכוחות משלוח צבאיים ברחבי העולם.
===
הכותב הוא ראש המרכז לחקר החלל, מכון פישר למחקר אסטרטגי אוויר וחלל
שלהי 2012, דומה כי אין צורך לשכנע בחשיבות החלל, במיוחד מן ההיבט הצבאי. די לציין את מגוון השימושים בהם נעשה שימוש בלוויינים, לרבות חישה מרחוק (אופטית ומכ”מית), תקשורת לסוגיה, ניווט, תזמון מדויק, גילוי שיגורים של טילים בליסטיים ועוד. בסקירה זו אביא בקצרה תחום מעניין, העוסק במשימת גילוי שיגורים (גל”ש) של טילים בליסטיים. מטבע הדברים, החומר מבוסס על מקורות גלויים בלבד.
מערך התרעה חדש
ארצות הברית מפעילה מערך של לוויינים המיועדים לגלות שיגור של טילים בליסטיים כבר למעלה מארבעים שנה. לוויינים אלה מכונים לווייני DSP (Defense Support Program), ולקוראים שזוכרים את מלחמת המפרץ הראשונה (1991) – אלה הלוויינים שאפשרו להפעיל את האזעקות בישראל בטרם נחתו הטילים העיראקיים בשטחה. במקור, לוויני DSP נועדו להתריע על מתקפה אפשרית של טילים בליסטיים מברית המועצות וסין כנגד ארצות הברית.
מערך לווייני ההתראה של ארצות הברית הלך והתיישן, בד בבד עם התפתחויות טכנולוגיות מרשימות בתחום הגלאים האלקטרו אופטיים, ומערכות המחשוב. כתוצאה משילוב גורמים אלה, החלה ארצות הברית לפני שנים אחדות בפיתוח מערך לוויינים שנועד להחליף את מערך ה–DSP, המכונה SBIRS – Space Based Infra Red System. מערך הלוויינים החדש מחולק לשניים, לוויינים במסלול נמוך (LEO Low Earth Orbit) ולוויינים במסלול גיאוסטציונרי (בגובה 36,000 ק”מ). מערך הלוויינים החדש יהיה מסוגל לספק התראות על שיגורים של טילים בליסטיים זירתיים ואפילו טילים ורקטות כבדות לטווחים קצרים. הלוויינים נמוכי המסלול כונו בעבר SBIRS-Low וכעת שונה שם המערך ל–STSS – Space Tracking and Surveillance System.
מערך הלוויינים החדשים של ארצות הברית זכה לחיזוק משמעותי עם שיגורו המוצלח לחלל של ראשון לווייני SBIRS שהוצב במסלול גיאוסטציונרי. ללוויין זה אמורים להצטרף שני לוויינים נוספים למסלול גבוה, וכן 2 מטע”דים אלקטרו אופטיים מיוחדים שיותקנו על לוויינים מסווגים של ארצות הברית שינועו במסלולים אליפטיים מאוד ( HEO – Highly Elliptic Orbit). כמו כן, כולל המערך את הלוויינים במסלולים הנמוכים ומערך קרקעי תומך (ובו תחנות קליטה ועיבוד, ציוד נפרס שיוצב באתרים שונים בעולם לפי הצורך, ומערך תקשורת מתקדם). עלות המערך הכולל עומדת על מעט יותר מ–15 מיליארד דולרים. עלות לוויין SBIRS יחיד היא כ–1.3 מיליארד דולרים.
מספר שינויים בזירה הגיאו אסטרטגית החריפו את הצורך האמריקני בפריסת מערך ההתראה החדש. לארצות הברית קשיים מדיניים (בעיקר עקב התנגדות רוסיה) בהצבת מערכי מכ”ם התראה נגד טילים באירופה; מפת האיומים על ארצות הברית ויעדיה בעולם התרחבה, במובן של שחקנים חדשים המצוידים בטילים בליסטיים (למשל צפון קוריאה ואיראן); וכן התבססות של מערך מיירטים (טילים נגד טילים) הנזקק להכוונה ממקורות מידע חיצוניים. חשוב לציין, כי תוכניות מערך לווייני ההתראה של ארצות הברית לוקות בעיקוב משמעותי בפיתוח, ובהצבתן בחלל.
מטבע הדברים, המידע המפורסם על מערכות ההתראה החלליות של ארצות הברית מפני שיגורי טילים מוגבל ומצומצם. אולם, המידע הגלוי שפורסם עד כה, מאפשר לנתח יכולות מסוימות של המערכת באופן מקצועי, ולקבוע כי יכולת ההתראה של המערך המשולב גבוהה ואמינה, כנגד מגוון רחב של איומים. החל מרגע השיגור ועד סמוך למועד פגיעת הטילים במטרתם. עקיבה רציפה מעין זו הינה חדשנית וחשובה לשיפור משמעותי ביעילותן של מערכות הגנה אקטיבית (טילים נגד טילים, ובעתיד אף מערכות לייזר) כנגד האיום.
המטרה: יירוט מוצלח
מטרות מערך העקיבה החללי SBIRS שפורסמו רשמית על ידי ארצות הברית הן: התרעה מפני שיגור טילים בליסטיים בין יבשתיים (ממשגרים יבשתיים ומצוללות); עקיבה מדויקת אחר הטילים התוקפים – מרגע השיגור ועד כניסתם לאטמוספירה; אבחנה בין גופי החדירה (הראש הקרבי של הטיל) לבין שברים, ואמצעי הונאה והטעיה למיניהם; יצירת תמונת מצב; הפקת מודיעין טכני בעת מעקב אחר טיל בניסוי.
לאחר גילוי שיגור טיל, המערכת תייצר מידע רב שיועבר לכלל הכוחות המעורבים במתן פתרון ליירוט הטיל. המידע יכלול זיהוי הטיל התוקף, נ.צ מדויק של נקודת השיגור ונקודת הפגיעה המשוערת, נתונים על כיוון המעוף של הטיל התוקף, וציון זמן מדויק הנחוץ לסנכרון כלל המערכות. סביר להניח כי מידע נוסף יופק על ידי המערכת ויועבר לצרכניה, אך לא פורסם אודותיו חומר רשמי גלוי.
על מנת לכסות בתצפית את כל שטחו של כדור הארץ, ניתן להסתפק בשלושה לוויינים במסלול גיאוסטציונרי, המוצבים בכל 120 מעלות אורך. בהינתן תקציב מתאים, ניתן לעבות מערך זה ולאפשר תצפית סטריאוסקופית על טיל בליסטי במעופו. לוויני SBIRS נבנים על ידי חברת לוקהיד מרטין, ושוקלים בשיגור 4833 ק”ג. משקלם במסלול, לאחר ניצול הדלק הרב הדרוש לתמרוניהם בחלל הוא 2547 ק”ג. המטע”ד (מערך הגילוי והעקיבה) שוקל 450 ק”ג. יודגש, כי הלוויין הראשון ששוגר באפריל 2011, הוצב תחילה מעל ארצות הברית לשם בדיקות וכיול מערכותיו. מיקומו הסופי, ומכאן מהי העקבה הקרקעית שלו, לא פורסם. ללוויין אורך חיים מתוכנן של 12 שנה.
לב הלוויין הוא מערך הגלאים המותקן בו, והוא כולל זוג יחידות אלקטרו אופטיות, אחת סורקת באופן מכני, והשנייה “בוהה” ( Staring). יצרן הסנסורים הוא נורת’רופ גרומן, שדיווח כי על מישורי המוקד של החיישנים יש כמיליון פיקסלים. החיישנים פועלים בתחום האינפרא אדום (IR), בתחום הקצר (בדומה למערך לווייני DSP הקיים) ובתחום הבינוני. קיים תחום תדר שלישי שטיבו המדויק לא פורסם, שיאפשר מבט עמוק יותר אל תוך האטמוספרה (שלב המעוף הסופי של הטילים הבליסטיים).
אחד ההיבטים החשובים ביותר של מערך הגילוי וההתראה החדש של ארצות הברית, הוא היכולת להעביר מידע מדויק על מסלולם של טילים בליסטיים תוקפים לסוללות הגנה המוצבות במקומות שונים, דבר שיאפשר לשגר טיל מיירט כנגד טיל תוקף, עוד בטרם נקלט האיום על ידי מכ”ם הסוללה המיירטת. זו יכולת חדשה ומהפכנית, שתשפר באופן דרמטי את יכולת מערכות ההגנה האקטיבית להתמודד עם איומים בליסטיים שונים. במאמר זה לא נידונו לווייני מערך ה–STSS, לווייני גלוי ומעקב השיגורים המוצבים במסלולים נמוכים. לוויינים אלה יידונו במאמר נפרד.
לסיכום, מערך ההתראה מפני שיגור טילים בליסטיים ניצב כיום בפני אתגרים לא פשוטים, בשל התגברות תפוצתם של טילים בליסטיים שונים ורקטות כבדות, במקומות רבים בעולם. הארכת זמן ההתראה מזה, ומתן פתרונות יירוט חדשניים מזה, יקדמו את יכולתן של מערכות הגנה אקטיביות לממש את יעודן – הגנה על אזרחים, מטרות ערכיות וכוחות משלוח צבאיים ברחבי העולם.
===
הכותב הוא ראש המרכז לחקר החלל, מכון פישר למחקר אסטרטגי אוויר וחלל
