Od czasu, gdy jesienią 1944 roku po raz pierwszy w historii użyto bojowo balistycznych pocisków rakietowych, broń ta uchodziła za niemożliwą do powstrzymania. Przyjmowano niemal jako aksjomat, że rakieta odpalona uderzy w cel, jeżeli tylko nie dozna poważnej awarii. Oczywiście poszukiwano sposobów zestrzelenia pocisków balistycznych, ale przez długie dziesięciolecia rozwój techniki nie dawał takich możliwości i nawet coraz nowocześniejsze rakiety przeciwlotnicze jeszcze do niedawna były bez szans.
Już w latach sześćdziesiątych Amerykanie opracowali wprawdzie systemy ochrony antybalistycznej, ale działały one na zasadzie siekierki i kijka. Kluczowym elementem było detonowanie głowic jądrowych nad własnym terytorium, tak aby zniszczyć nieprzyjacielskie pociski w górnych warstwach atmosfery. Z biegiem lat obmyślono więc kompleksowy system obrony warstwowej, mający pozwolić niszczyć rakiety także w początkowej i końcowej fazie lotu (właśnie w tej ostatniej działać ma znany wielu Polakom choćby ze słyszenia system THAAD).
Największe nadzieje – ale i największe wyzwania – wiązały się z atakiem na pocisk tuż po odpaleniu. Cel jest wówczas bardzo wrażliwy (wystarczy unieruchomić silnik) i łatwy do namierzenia, a po zestrzeleniu spadnie z powrotem na głowy tym, którzy go odpalili. Do tego w przypadku pocisków z wieloma głowicami wszystkie one znajdują się jeszcze w jednym miejscu i stanowią pojedynczy cel. Z drugiej strony jednak trzeba działać w ogromnym pośpiechu: na przestrzeni kilku minut należy zauważyć odpalenie, namierzyć cel, zdecydować o podjęciu kontrakcji i zaatakować. A w tym celu trzeba być w pobliżu nieprzyjacielskiej wyrzutni.
ALL
Latający laser miał stanowić taką właśnie pierwszą linię obrony. Nadawał się do tej roli lepiej niż antyrakiety odpalane z okrętów głównie ze względu na mobilność oferowaną przez samolot. Gdyby w Pentagonie uznano, że państwo X może wkrótce wystrzelić pociski balistyczne, samolot mógłby znaleźć się w rejonie dozorowania w pobliżu granic tego państwa przed upływem doby.
Boeing NKC-135A w National Museum of the United States Air Force
(fot. U.S. Air Force)
Protoplastą YAL-1 było Airborne Laser Lab – przebudowany KC-135, oznaczony NKC-135A (numer seryjny 55-3123). W ciągu wieloletniego cyklu prób rozpoczętego w 1975 roku udowodnił on, że zainstalowanie lasera o dużej mocy jako broni na samolocie nie jest marzeniem ściętej głowy. Rzecz jasna to nie sama obecność lasera stanowiła problem, chodziło przede wszystkim o namierzanie i śledzenie celu oraz precyzję „strzału”. Okazało się, że pomysł ma szanse powodzenia: ALL zapisało sobie na konto zestrzelenie pięciu pocisków AIM-9 Sidewinder (pierwszy w maju 1983 roku) i trzech celów latających BQM-34A (wszystkie 26 września 1983 roku). Samolot wycofano z użytku w następnym roku, a jakiś czas potem odesłano do muzeum.
Mimo że eksperyment z ALL bezdyskusyjnie zakończył się sukcesem, dowództwo amerykańskich wojsk lotniczych miało pewne zastrzeżenia. Chodziło przede wszystkim o rozmiary lasera pracującego na dwutlenku węgla i jego zbyt małą moc, aby dało się za jego pomocą niszczyć cele z odległości większej niż dziesięć kilometrów.
Koncepcja latającego lasera pewnie nigdy by nie odżyła, gdyby nie Saddam Husajn i jego Scudy (zobacz też: Co się stało w Dhahranie). Rozwój techniki pozwolił zaradzić najważniejszym zastrzeżeniom wobec ALL. Kiedy amerykańskie wojska lotnicze w 1996 roku powierzyły projekt Boeingowi, laser pracujący na dwutlenku węgla ustąpił miejsca dużo potężniejszemu i dużo mniejszemu laserowi tlenowo-jodowemu COIL (Chemical Oxygen Iodine Laser), emitującemu niewidzialną dla ludzkiego oka wiązkę o długości fali 1,315 mikrometra.
Laserowy nos
Płatowca bazowego nie można już było szukać w wywodzącej się z lat pięćdziesiątych (i to wczesnych) rodzinie B707/KC-135. W grę od początku wchodził praktycznie tylko jeden nosiciel: Boeing 747, który jako jedyny gwarantował odpowiedni zasięg i zdolny był wystarczająco długo utrzymywać się w rejonie dozorowania. W 2001 roku, kiedy programem zawiadywała już Missile Defense Agency, US Air Force zakupiło od Air India wycofanego ze służby rejsowej Boeinga 747-200F. Kadłub bez skrzydeł przewieziono z lotniska Mojave do bazy lotniczej Edwards, gdzie stał się rdzeniem placówki nazwanej System Integration Laboratory, w której testowano sprawne działanie wszystkich instalacji, ze szczególnym uwzględnieniem COIL. Stworzono mu tam warunki panujące na dużej wysokości – zbliżonej do tej, na której miał działać – i oddano ponad pięćdziesiąt próbnych „strzałów”. Po pomyślnym ukończeniu cyklu prób laboratorium rozmontowano, a Jumbo Jet trafił na złom.
O tym, jak wielkie wyzwanie stanowił projekt latającego lasera, najlepiej świadczy lista zaangażowanych do niego przedsiębiorstw. Boeing wziął na siebie przygotowanie płatowca i integrację systemów, Northrop Grumman dostarczył COIL, a Lockheed Martin – wieżyczkę nosową i system kontroli ognia. Z grona pięciu gigantów amerykańskiego przemysłu zbrojeniowego zabrakło tylko General Dynamics i Raytheona.
Airborne Laser Turret – „lufa” działa laserowego zainstalowanego na YAL-1
(fot. Lockheed Martin)
Do kolejnego etapu prób, mających się odbywać zarówno na ziemi, jak i w locie, producent wybrał egzemplarz najnowszego modelu Jumbo Jeta, Boeinga 747-400, tym razem w wersji cargo (-400F). Przebudowany samolot wystartował w pierwszy lot 18 lipca 2002 roku z fabrycznego lotniska Boeinga w Wichicie w stanie Kansas. Maszynę, już oficjalnie oznaczoną YAL-1 i sklasyfikowaną jak Airborne Laser Testbed (Platforma Doświadczalna Lasera Lotniczego, ALTB), przydzielono do 417. Eskadry Doświadczalnej stacjonującej w bazie Edwards.
Próby z YAL-1 przebiegały w tempie, które na pierwszy rzut oka można by uznać za żółwie. Na użycie lasera – i to nie COIL, ale jedynie pary laserów TIL służącej do oświetlania celu – w locie trzeba było czekać aż do 15 marca 2007 roku. Celny „strzał” do NKC-135E Big Crowa z wymalowaną na kadłubie tarczą celowniczą dowiódł, że system jest w stanie śledzić obiekt poruszający się w powietrzu i wyliczyć poprawkę na dystorsję powodowaną przez atmosferę. Następnym etapem były próby z użyciem SHEL (Zastępczego Lasera Wysokiej Energii), który stanowił etap przejściowy między oświetlaniem celu a niszczeniem go.
Instalację sześciu modułów COIL – każdy o rozmiarach sporego samochodu osobowego i ważący około trzech ton – zakończono dopiero w lutym 2008 roku.
Panaceum?
Wyniki prób wskazywały, że laser powinien być w stanie niszczyć nie tylko taktyczne pociski balistyczne, które miały być jego podstawowym celem, lecz także pociski międzykontynentalne. Szacowano, że rakiety na paliwo ciekłe da się zniszczyć z odległości nawet sześciuset kilometrów, te na paliwo stałe zaś, z natury rzeczy o solidniejszej budowie – z trzystu kilometrów.
Trzeba w tym momencie podkreślić, że COIL nie miał działać na zasadzie wypalenia dziury w celu czy tym bardziej znanego z filmów rozerwania go na strzępy. Laser miał podgrzewać korpus pocisku, aby ten wskutek zmniejszonej przez temperaturę wytrzymałości sam rozpadł się na kawałki pod wpływem przeciążeń. Pojedynczy „strzał” miałby trwać od trzech do pięciu sekund, co po uwzględnieniu fazy namierzania i celowania dawało dwanaście sekund od wykrycia do zniszczenia celu. Przyjęto, że samolot będzie zabierał dość paliwa (substancji o składzie zbliżonym do paliwa rakietowego) na dwadzieścia „strzałów” do pocisków międzykontynentalnych lub nawet czterdzieści do małych i wrażliwych pocisków taktycznych. W czasie jednego pięciosekundowego „strzału” wyzwalana była ilość energii wystarczająca do zasilania domku jednorodzinnego przez godzinę.
YAL-1 w Wichicie; wieżyczka nosowa z głowicą lasera w pozycji marszowej
(fot. USAF / Master Sgt. James Graham)
Obiecujące początki projektu sprawiły zaś, że zaczęły się rozważania nad użyciem lasera nie tylko do niszczenia rakiet balistycznych. Zaczęto myśleć o strącaniu pocisków manewrujących, samolotów (choćby w samoobronie) czy satelitów na niskiej orbicie okołoziemskiej, a nawet… wozów pancernych. O ile ten ostatni pomysł kwalifikował się raczej do komiksu o Supermanie z lat pięćdziesiątych (COIL nie był w stanie wytworzyć dość energii, aby w kilka sekund zniszczyć czołg czy bojowy wóz piechoty, a już na pewno nie kiedy od celu dzieliłoby go kilka kilometrów gęstej atmosfery, która znacząco osłabiłaby wiązkę), o tyle pozostałe mogłyby być wrażliwe na działanie lasera. Nie było jednak wiadomo, czy system celowniczy dałby radę je namierzyć. Skonstruowano go bowiem wyłącznie z myślą o pociskach balistycznych i zoptymalizowano pod kątem ich sygnatury cieplnej w fazie startowej.
Najprawdopodobniej gdyby próby trwały dłużej, w końcu spróbowano by zniszczyć pocisk manewrujący albo satelitę. Trudności występowały bowiem na poziomie oprogramowania, a nie hardware’u. Kariera YAL-1 dobiegła jednak końca, zanim program osiągnął ten etap (z podobnymi założeniami rozpoczęto też program Advanced Tactical Laser z C-130 w roli nosiciela, ale to temat na zupełnie inną opowieść).
Celne strzały na próżno
Czarne chmury nad programem ALTB zbierały się bardzo długo. Z jednej strony były obiecujące wyniki, z drugiej – żółwie tempo (osiem lat opóźnienia!) i horrendalne koszty (kosztorys przekroczony o cztery miliardy dolarów). 6 kwietnia 2009 roku sekretarz obrony Robert Gates oznajmił: „Anulujemy budowę drugiego prototypu latającego lasera. Zachowamy istniejący samolot, ale przesuniemy zakres programu w kierunku prac badawczo-rozwojowych. Program zmaga się z poważnymi kłopotami natury finansowej i technicznej, a jego znaczenie operacyjne stoi pod dużym znakiem zapytania”.
YAL-1 w locie; wieżyczka z głowicą lasera w pozycji bojowej
(fot. US Missile Defense Agency)
Jakby w reakcji na te słowa 24 kwietnia Missile Defense Agency wraz z partnerami przemysłowymi rozpoczęła próby latającego lasera – już kompletnego, z pełnym systemem uzbrojenia – w locie. 21 lipca po raz pierwszy sprawdzono w praktyce, że przepływ substancji chemicznych umożliwiających laserowi działanie jest możliwy w powietrzu. A 10 stycznia 2010 roku nadeszła wiekopomna chwila: pierwszy „strzał” do rzeczywistego celu. Przechwycenie celu pozorowanego MARTI (Missile Alternative Range Target Instrument) miało wreszcie udowodnić ponad wszelką wątpliwość, że całe to wielomiliardowe przedsięwzięcie ma rację bytu.
Napędzanego paliwem ciekłym MARTI-ego wystrzelono z leżącej u wybrzeży Kalifornii wyspy San Nicolas. Test (ukazany na filmie poniżej) przebiegł zgodnie z planem: MARTI został trafiony. ALTB nie miał go bowiem zniszczyć, ale jedynie trafić, tak aby aparatura we wnętrzu pocisku zebrała dane do dalszych analiz przed wielką chwilą: lethal intercept, czyli nie tylko trafieniem, ale i zniszczeniem pocisku balistycznego.
3 lutego 2010 roku, niejako na rozgrzewkę, zniszczono napędzaną paliwem stałym rakietę sondażową Terrier Black Brant. Ale prawdziwa wielka chwila nadeszła w czwartek 11 lutego o godzinie 8:44 czasu pacyficznego. Z okrętu znajdującego się na wodach Oceanu Spokojnego, u wybrzeży Kalifornii, wystrzelono pocisk balistyczny krótkiego zasięgu napędzany paliwem ciekłym. Czujniki na pokładzie czekającego w gotowości ALTB w ciągu kilku sekund prawidłowo namierzyły rakietę, śledziły ją i obliczyły poprawkę na zakłócenia atmosferyczne. Uruchomiono laser bojowy, który zgodnie z planem rozgrzał wciąż rozpędzający się pocisk na tyle, że doprowadził do jego dezintegracji w niecałe dwie minuty pod odpaleniu.
Niespełna godzinę później z wyspy San Nicolas odpalono kolejną rakietę Terrier Black Brant. I w tym wypadku laser trafił w cel, ale wiązkę zgodnie z planem wyłączono, zanim doszło do zniszczenia rakiety. Podwójna próba zakończyła się stuprocentowym sukcesem, więc mogło się wydawać, że czarne chmury trochę się przerzedziły.
W 2010 roku przeprowadzono jeszcze trzy ważne próby: 3 maja ALTB trafił rakietę z aparaturą pomiarową z odległości dwukrotnie większej niż podczas testów w lutym, ale podczas dwu kolejnych testów wystąpiły błędy oprogramowania. 1 września odnotowano trafienie, ale laser trzeba było wyłączyć przedwcześnie ze względu na błąd, który mógł spowodować wyjście wiązki poza cel, a 20 października podczas śledzenia rakiety Terrier Black Brant system błędnie poinformował obsługę, że nie jest gotów do strzału, i przerwał działanie.
14 lipca 2011 roku doszło do uszkodzenia jednego z luster w COIL, toteż kolejne próby trzeba było ograniczyć do namierzania i śledzenia. Trzynaście dni później ALTB po raz pierwszy mógł stanąć w szranki z międzykontynentalnym pociskiem balistycznym. Po dwu wpadkach z rzędu tym razem wszystko przebiegło zgodnie z planem – rakieta Minuteman III stała się pierwszym w historii pociskiem międzykontynentalnym śledzonym za pomocą lasera. 11 sierpnia powtórzono eksperyment z wystrzeloną w ramach programu DARPA Falcon rakietą Minotaur IV Lite (pochodną międzykontynentalnego pocisku LGM-118 Peacekeeper), którą śledzono z odległości ponad pięciuset kilometrów. Udowodniono przy okazji, że ALTB nie ma problemów z rakietami wielostopniowymi i oddzielanie kolejnych części nie grozi utratą namiaru.
YAL-1 szykuje się do niskiego przelotu nad bazą Edwards przed wyruszeniem w ostatnią drogę do bazy Davis-Monthan
(fot. U.S. Air Force / Bobbi Zapka)
Ostatni z ponad dwustu lotów eksperymentalnych – w celu dokonania pomiarów wpływu drgań płatowca i warstw granicznych atmosfery na propagację wiązki laserowej – wykonano 11 października 2011 roku. Los programu był już wszakże przesądzony. US Air Force nie wystąpiło o fundusze na jego przedłużenie. 14 lutego 2012 roku YAL-1 / Airborne Laser Testbed odbył swój ostatni lot – do bazy Davis-Monthan w stanie Arizona, gdzie trafił w ręce 309. Grupy Utrzymania i Regeneracji, powszechnie znanej pod skrótowcem AMARG, a żargonowo zwanej Cmentarzyskiem.
Do kwietnia 2014 roku z ALTB odzyskano ponad trzydzieści sześć tysięcy części – wartych ponad sto pięćdziesiąt milionów dolarów – które przekazano siedemnastu instytucjom rządowym, między innymi NASA (w celu użycia w programie SOFIA – Stratosferycznego Obserwatorium Astronomii Podczerwonej) i US Air Force (dla latającego centrum dowodzenia E-4B).
Dlaczego się nie udało?
Kiedy na początku dwudziestego pierwszego wieku rozpoczynano program latającego lasera na bazie Boeinga 747, planowano zbudowanie siedmiu uzbrojonych w ten sposób maszyn; flota miała być gotowa w 2008 roku.
Mimo że na podstawowym poziomie założenia techniczne projektu okazały się słuszne i spójne, pogrzebały go niemożliwe do obejścia ograniczenia natury, rzec by można, polityczno-wojskowej. Jeżeli laser miał niszczyć pociski na paliwo stałe z odległości trzystu kilometrów, musiałby w praktycznie każdym możliwym do przewidzenia przypadku dozorować ponad terytorium przeciwnika. Nie trzeba tłumaczyć, że wielogodzinne przebywanie nad Rosją, Chinami czy Iranem nie wchodziłoby w grę, tym bardziej że samolot musiałby krążyć na niewielkiej przestrzeni, praktycznie wystawiając się na odstrzał – zakładano, że w rejonie dozorowania będzie kreślił na niebie ósemki, tak aby przez możliwie najdłuższy czas wyrzutnie znajdowały się w polu widzenia wieżyczki.
YAL-1 rozbierany w AMARG. Zdjęcie z 27 sierpnia 2014 roku, kilka tygodni później samolot przestał istnieć
(fot. Soracatna licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Na tych samych warunkach 4.0 Międzynarodowe)
Ostatecznie gwoździem do trumny okazały się koszty: w sumie ponad pięć miliardów dolarów. Myliłby się jednak ten, kto sądziłby, że pieniądze te wyrzucono do kosza. Większość nakładów zwróciła się (lub zwróci się w niedalekiej przyszłości) dzięki odniesieniu wyników lotów badawczych YAL-1 do innych programów naukowych i zbrojeniowych amerykańskiego rządu. Badania nad bronią laserową, zarówno lotniczą, jak i lądową czy morską, trwają – Lockheed Martin odnosi spore sukcesy w pracach nad laserem ATHENA. Nawet sama koncepcja niszczenia pocisków balistycznych za pomocą lasera nie musi popaść w zapomnienie.
Być może za jakiś czas powstanie bezpilotowy aparat latający zdolny zastąpić w tej roli Jumbo Jeta, mogący wznieść się wyżej i latać szybciej, a do tego mniejszy, gdyż laser tlenowo-jodowy ustąpi miejsca laserowi na ciele stałym, niewymagającemu tak mamuciej aparatury. Jest więc całkiem prawdopodobne, że w przyszłości znów ujrzymy latający laser jako element – rzeczywisty, a nie eksperymentalny – tarczy przeciwrakietowej.
Opracowano na podstawie:
Amy Butler, Lights Out For The Airborne Laser, aviationweek.com, 21 grudnia 2011. Dostęp: 2 maja 2015.
Kyle Sherer, Laser modules installed on Airborne Laser prototype aircraft. gizmag.com, 28 lutego 2008. Dostęp: 29 kwietnia 2015.
Jim Wolf, David Alexander, U.S. successfully tests airborne laser on missile, reuters.com, 12 lutego 2010. Dostęp: 28 kwietnia 2015.
Airborne Laser Laboratory, globalsecurity.org. Dostęp: 29 kwietnia 2015.
Airborne Laser Test Bed (ALTB), mda.mil. Dostęp: 2 maja 2015.
Airborne Laser Test Bed Successful in Lethal Intercept Experiment, mda.mil, 11 lutego 2010. Dostęp: 29 kwietnia 2015.
The Airborne Laser Test Bed: Fact Sheet, mda.mil. Dostęp: 1 maja 2015.
YAL-1A Airborne Laser Testbed (ALTB), globalsecurity.org. Dostęp: 24 kwietnia 2015.
airborne-laser.com (kopia Google). Dostęp: 29 kwietnia 2015.
Zdjęcie tytułowe: Northrop Grumman
