تفاوت موشک بالستیک، کروز و هایپر سونیک

آسیانیوز ایران؛ سرویس علم و تکنولوژی:

بر اساس تعاریف محققان نظامی، موشک بالستیک موشکی است که در بخش اعظم مسیر پروازی خود یک خط سیر بالستیک را دنبال می کند. خط سیر بالستیک بدین معناست که وقتی سوخت پیشرانه موشک به اتمام رسید، موشک همچنان به حرکت خود ادامه می دهد، همان کاری که یک گلوله پس از خارج شدن از لوله اسلحه انجام می دهد. وقتی سوخت به پایان رسید دیگر نمی تواند مسیر سیر موشک را تغییر داد. در واقع موشک بالستیک مسیری را ادامه می دهد که توسط سرعت پرتاب و نیروی جاذبه زمین برای بازگرداندن آن به سطح زمین تعیین می کنند.

در نهایت این جاذبه زمین است که موشک و مهمات همراه آن را به سمت هدف هدایت می کند، مهمات یا کلاهکی که می تواند مواد منفجره، شیمیایی یا بیولوژیکی و حتی هسته ای باشد اما باید بدانید که موشک بالستیک با موشک کروز متفاوت است. موشک های کروز موشک هایی هستند که در بخش اعظم پروازشان خودکششی عمل می کند، نسبتاً در مسیری مستقیم و ارتفاعات پایین حرکت می کنند و از پیشران یا خرج پرتاب راکتی سود می برند. وقتی به موشک بالستیک فکر می کنید باید به مسیر پروازی شبیه یک منحنی بزرگ فکر کنید که بسیار بالا رفته و سپس پایین می آید اما موشک کروز که معمولاً از کشتی های جنگی پرتاب می شود، بیشتر در یک مسیر خطی ثابت پرواز می کند.

موشک‌های بالستیک، کروز و فراصوت هر یک جایگاه ویژه‌ای در نبردهای مدرن دارند. موشک‌های بالستیک سرعت و برد گسترده را برای بازدارندگی استراتژیک فراهم می‌کنند، موشک‌های کروز دقت و انعطاف‌پذیری درون جو را میسر می‌سازند، و سلاح‌های هایپرسونیک ترکیبی از سرعت بسیار بالا، قابلیت مانور و پرواز در ارتفاعی که سیستم‌های دفاعی سنتی را دور می‌زند، ارائه می‌دهند.

موشک کروز: پیشران و الگوی پرواز

موشک‌های کروز برخلاف بالستیک، در تمامی مسیر دارای موتور فعال و هدایت آیرودینامیک هستند. آن‌ها معمولاً در ارتفاع پایین درون جو پرواز می‌کنند تا از پوشش زمین برای پنهان‌سازی از رادار بهره ببرند و کشف‌شان دشوار شود. نیروی پیشران آن‌ها از موتورهای توربوجت یا توربوفن تأمین می‌شود و سرعت آن‌ها معمولاً زیر صوت یا نزدیک صوت است (گاهی در انواع مخصوص، سرعت نزدیک یا اندکی بالای صوت). مسیر پرواز را می‌توان با نقاط عطف (waypoint) برنامه‌ریزی کرد تا از مناطق دارای دفاع هوایی دوری کرده و دقت بالا برای اصابت به هدف تضمین شود. به دلیل حرکت درون جو، برد آن‌ها محدودتر از موشک‌های بالستیک قاره‌پیماست، اما دقت در برخورد بالاتر است. موشک ایرانی سومار از جمله موشک‌های کروز است.

موشک بالستیک: مسیر پرواز و ویژگی‌ها

موشک‌های بالستیک مسیر پروازی قوسی (کمانی) و زیر-مداری دارند که می‌تواند از جو خارج شده و دوباره وارد جو شود. در فاز اولیه (boost)، موتور راکت روشن است و موشک را به ارتفاع و سرعت بالا می‌رساند؛ پس از پایان سوخت، بخش عمده پرواز غیرفعال می‌شود و تنها با اینرسی و نیروی جاذبه ادامه می‌یابد. موشک‌های بالستیک برحسب برد طبقه‌بندی می‌شوند: از سیستم‌های کوتاه‌برد تاکتیکی تا موشک‌های بین‌قاره‌ای (ICBM) با برد بیش از ۵۵۰۰ کیلومتر. این مسیر قوسی اجازه می‌دهد سرعت بسیار بالا (در مراحل بازگشت حتی سرعت فراصوت) حاصل شود، اما مسیر اصلی پس از فاز پرتاب عمدتاً قابل پیش‌بینی است و همین تشخیص زودهنگام آن را امکان‌پذیر می‌کند. با این حال سرعت نهایی هنگام ورود مجدد به جو، زمان واکنش دفاع‌ها را بسیار محدود می‌کند. از جمله ویژگی‌های مهم می‌توان به سرعت زیاد، برد طولانی و دشواری رهگیری در فاز نهایی اشاره کرد. موشک ایرانی شهاب 3 از جمله نمونه‌های موشک بالستیک است.

موشک‌های فراصوت (هایپرسونیک): تعریف و زیرگونه‌ها

سلاح‌های فراصوت با سرعت پایدار بیش از ماخ 5 (حدود ۶۱۰۰ کیلومتر بر ساعت) همراه با قابلیت مانورپذیری در حین پرواز تعریف می‌شوند. دو زیرگونه اصلی وجود دارد:

وسیله‌های گلاید فراصوت (Hypersonic Glide Vehicles - HGV): پس از پرتاب توسط یک راکت، در ارتفاع بالا از موشک جدا می‌شوند و با سرعت فراصوت در لایه‌های بالای جو می‌لغزند و به‌صورت غیرفعال اما با قابلیت مانور به سمت هدف حرکت می‌کنند. این مسیر در مقایسه با موشک بالستیک در فاز میانی کمتر قابل پیش‌بینی است.

موشک‌های کروز فراصوت (Hypersonic Cruise Missiles - HCM): از پیشران‌های پیشرفته هوارسان مانند اسکرامجت (scramjet) استفاده می‌کنند تا درون جو و با سرعت بیش از 5 ماخ برای مسافت نسبتاً طولانی پرواز کنند. این فناوری در دست توسعه جدی است و برخی کشورها نمونه‌هایی همچون موشک ۳M22 Zircon روسیه را آزمایش می‌کنند که گفته می‌شود نزدیک Mach 9 پرواز می‌کند. هر دو نوع چالش جدی برای سیستم‌های هشدار و دفاعی ایجاد می‌کنند، زیرا سرعت بالا، ارتفاع پایین‌تر نسبت به مسیر بالستیک سنتی و قابلیت مانور، تشخیص و رهگیری را دشوار می‌سازد. موشک فتاح 2 از جمله انواع موشک‌های فراصوت (هایپرسونیک) است.

مقایسه مسیر پرواز و سرعت

• بالستیک

  مسیر قوسی با فاز پرتاب راکتی و فاز میانی غیرفعال در خارج یا لبه جو و فاز نهایی با سرعت فراصوت هنگام ورود دوباره. ارتفاع بالا در فاز میانی، اما مسیر پس از پرتاب تا حد زیادی قابل پیش‌بینی است.

• کروز

  مسیر تقریباً افقی و کم‌ارتفاع درون جو با موتور فعال پیوسته. سرعت زیر صوت یا نزدیک صوت، اما قابل هدایت و انعطاف‌پذیر برای تغییر مسیر.

• فراصوت

  ترکیبی از ویژگی‌های بالا؛ HGV ابتدا با راکت صعود می‌کند سپس با مانور در لایه‌های بالای جو به سمت هدف می‌لغزد و سرعت فراصوت دارد؛ HCM درون جو و کم‌ارتفاع‌تر نسبت به مسیر میانی بالستیک پرواز می‌کند، اما با سرعت بسیار بالاتر از موشک‌های کروز معمولی. قابلیت مانور در هر دو زیرگونه، رهگیری را پیچیده می‌کند.

تفاوت‌های پیشران

1. بالستیک

   موتور راکتی فقط در فاز اولیه روشن است؛ پس از آن مسیر با اینرسی و جاذبه ادامه می‌یابد.

2. کروز

   موتورهای هوارسان (توربوجت/توربوفن) در طول پرواز فعال هستند و نیاز به اکسیژن جو دارند، بنابراین محدود به ارتفاع‌هایی هستند که هوا برای احتراق کافی باشد. سرعت معمولاً زیر 3 ماخ.

3. فراصوت

   در HGV: پیشران برای صعود اولیه (راکت) فعال است؛ پس از جدایش، وسیله بدون پیشران فعال می‌لغزد ولی با استفاده از سطوح کنترلی یا سامانه‌های کنترل واکنشی قادر به مانور است.

   در HCM:

   از پیشران‌های پیشرفته هوارسان مانند اسکرامجت برای نگه‌داشتن سرعت بیش از 5 ماخ استفاده می‌شود. این فناوری تازه و هزینه‌بر است و به توسعه مواد مقاوم در برابر حرارت بسیار بالا نیاز دارد.

قابلیت مانور و هدایت

• بالستیک سنتی

  پس از فاز اولیه پرتاب، مانورپذیری محدود است؛ هرچند نسخه‌های مدرن ممکن است در فاز نهایی توانمندی‌هایی برای تغییر مسیر جزئی داشته باشند تا رهگیری دشوار شود، ولی مسیر کلی نسبتاً قابل پیش‌بینی باقی می‌ماند.

• کروز

  هدایت دقیق درون جو با سامانه‌های GPS/اینرسی، حسگرهای تعبیه‌شده و فناوری تطبیق مسیر برای اجتناب از پدافند. مانورپذیری مناسب در سرعت پایین‌تر و ارتفاع کم، اما سرعت کمتر زمان واکنش پدافند را فراهم می‌کند.

• فراصوت

  مانورپذیری بی‌سابقه در سرعت بسیار بالا، که تشخیص و پیش‌بینی مسیر را بسیار دشوار می‌کند. HGV می‌تواند در فاز لغزش مسیر خود را تغییر دهد؛ HCM هم در سرعت فراصوت قادر به تغییر جهت است. البته کنترل دقیق در برابر نیروهای آیرودینامیک و گرمای شدید چالشی بزرگ است.

چالش‌های شناسایی و دفاع

• شناسایی موشک بالستیک

  سامانه‌های هشدار اولیه مبتنی بر رادارها و ماهواره‌ها می‌توانند فاز پرتاب و میانی را رصد کنند، اما رهگیری بخش ورود مجدد مشکل است زیرا سرعت بالا زمان پاسخ پدافند را محدود می‌کند.

• شناسایی موشک کروز

  پرواز کم‌ارتفاع و پوشش زمین می‌تواند آن را از رادار پنهان کند، اما سرعت پایین‌تر امکان استفاده از سامانه‌های دفاع هوایی لایه‌ای (مثل پدافند نقطه‌ای و برد میانی) را فراهم می‌کند.

• شناسایی سلاح‌های هاپیرسونیک

  سرعت بسیار بالا و اغلب پرواز در ارتفاعی که کمتر تحت پوشش سنسورهای فضایی و رادارهای از پیش‌بینی‌شده است، پنجره شناسایی را به شدت کاهش می‌دهد. سامانه‌های دفاعی سنتی که برای مسیرهای قابل پیش‌بینی بالستیک طراحی شده‌اند، در برابر این تهدیدها کارآمد نیستند. بنابراین، نیاز به توسعه سنسورهای جدید (مانند ماهواره‌های فروسرخ پیشرفته یا رادارهای فراپهنای باند)، الگوریتم‌های رهگیری سریع‌تر و رهگیرهای ویژه احساس می‌شود.

تاریخچه موشک بالستیک

موشک های بالستیک اولین بار در طول جنگ جهانی دوم مورد استفاده قرار گرفتند، وقتی نیروهای آلمانی از یک موشک بالستیک موسوم به V-2 برای حمله به لندن استفاده کردند. سیستم های دفاعی بریتانیا برای ساقط کردن هواپیماهای جنگی طراحی شده بودند و نه موشک های لاستیک زیرا راکت ها به ارتفاعات بالای جو رفته و سرعت بسیاری بالایی نیز دارند. بعد از جنگ جهانی دوم، ایالات متحده به کمک دانشمندان آلمانی و تکنولوژی های بالستیک کشف شده در آلمان نازی، زرادخانه خاص خود از قدرتمندترین موشک های بالستیک قاره پیما را خلق کرد که توانایی نابود کردن اهداف در هر نقطه ای از جهان با کلاهک هسته ای را داشتند.

قابلیت حمل کلاهک های هسته ای

در حال حاضر تنها کشورهای روسیه، ایالات متحده، چین، فرانسه، هند، کره شمالی و بریتانیا دارای موشک های بالستیک قاره پیما هستند هر چند موشک های بالستیک کوتاه برد در بسیاری از کشورها تولید می شوند. باید گفت که تقریبا تمام موشک های بالستیک دوربرد و انواعی از موشک های کروز توانایی حمل کلاهک های هسته ای را دارا هستند.

نتیجه‌ گیری

موشک‌های بالستیک، کروز و فراصوت هر یک جایگاه ویژه‌ای در نبردهای مدرن دارند. موشک‌های بالستیک سرعت و برد گسترده را برای بازدارندگی استراتژیک فراهم می‌کنند، موشک‌های کروز دقت و انعطاف‌پذیری درون جو را میسر می‌سازند، و سلاح‌های فراصوت ترکیبی از سرعت بسیار بالا، قابلیت مانور و پرواز در ارتفاعی که سیستم‌های دفاعی سنتی را دور می‌زند، ارائه می‌دهند.