211service.com
Varför missilförsvar inte fungerar
Den 23 juni 1997 lyftes en prototyp av ett amerikanskt militärt dödsfordon utformat för att fånga upp kärnvapenmissiler från en avfyrningsramp på atollen Kwajalein i södra Stilla havet. Dess syfte var inte att söka upp och förstöra. Istället var det för att flyga förbi och observera en grupp objekt som hade skjutits upp i rymden mer än 20 minuter tidigare från Vandenberg Air Force Base nära Santa Barbara, Kalifornien, nästan 8 000 kilometer bort - och avgöra om det var möjligt att urskilja ett moln av lockbeten från den falska stridsspetsen som de skyddade.
Det var en stor dag för kärnvapenmissilförsvar. Eftersom de lockbeten som användes i detta experiment var av mycket enkel design, om experimentet visade att stridsspetsen inte kunde identifieras på ett tillförlitligt sätt, skulle det kunna betyda att hela Star Wars försvarsplan för alla praktiska ändamål skulle vara ogenomförbar, eftersom de mest primitiva motståndarna kunde besegra den med de enklaste lockbetena. Av ännu större betydelse skulle det också vara en tydlig demonstration av de grundläggande fysiska skälen till varför ett missilförsvar som förlitade sig på döda fordon av denna typ aldrig skulle kunna bli framgångsrikt.
Det fungerade - det var åtminstone vad vi fick höra. Men kort efter att experimentet flög, kom tre modiga personer - en före detta anställd hos försvarsentreprenören TRW som blev whistle-blower, en TRW-pensionär och en utredare från det amerikanska försvarsdepartementet - nya bevis fram i ljuset (se Postol vs. Pentagon) . Deras information, tillsammans med min egen undersökning och upprepade krav på en fullständig redogörelse från USA:s representanter Howard Berman och Edward Markey, pekade på en annan historia - ett misslyckande, ett fynd som tycks bekräftas i februari av ett utkast till ett statligt redovisningskontor som följde- på studie, som rapporterats av tidskriften Science. Jag tror att den högsta ledningen för Pentagons missilförsvarsbyrå (tidigare känd som Ballistic Missile Defense Organization) och dess entreprenörer har förvrängt eller förvrängt resultaten från experimentet och riggat uppföljningstestprogrammet som fortsätter till denna dag. Dessa avsiktliga handlingar har dolt systemets kritiska sårbarheter för Vita huset, kongressen och de amerikanska medborgarna som missilförsvarsprogrammet var tänkt att skydda.
Hur försvarssystemet är tänkt att fungera
Som föreställts sedan 1996 består USA:s nationella missilförsvarssatsning av tre huvudelement: infraröda satelliter med tidig varning, markbaserade radarer för att exakt spåra stridsspetsar och lockbeten på tusentals kilometers avstånd, och flerstegs raketdrivna målsökande missiler som avfyras från underjordiska silor. Den mest kritiska delen av detta försvar är det ungefär 1,5 meter långa exoatmosfäriska dödningsfordonet som målsökningsinterceptorn utplacerar efter att ha skjutits upp i hög hastighet av sina raketsteg. Efter utplaceringen har dödfordonet ungefär en minut på sig att identifiera stridsspetsarna i ett moln av lockbete när det stänger sig mot målen i höga hastigheter. För det ändamålet bär den sitt eget infraröda teleskop och har små raketmotorer som gör att den kan ta sig in i sitt byte. Dödsfordonet har ingen stridsspets. Snarare är den utformad för att förstöra sitt stenbrott genom slagkraft.
När en fientlig missil avfyras tar det vanligtvis 30 till 60 sekunder att nå höjder där de infraröda varningssatelliterna kan upptäcka de heta avgaserna från dess motorer. Dessa satelliter kretsar på en höjd av 40 000 kilometer och kan hållas över samma punkt på jordens yta. När två eller flera upptäcker raketen kan de grovt spåra den i tre dimensioner genom stereovisning. Satelliterna kan dock bara se de heta avgaserna från raketens motorer, så deras spårning slutar abrupt när motorerna stängs av - en händelse som vanligtvis inträffar i rymden på mellan 200 och 300 kilometers höjd.
Ungefär tre minuter efter motoravstängning stiger raketens övre steg och den nyss släppta stridsspetsen och lockbeten över horisonten, där de kan spåras med radar. Radarsystemen som ursprungligen planerades för denna uppgift arbetar på en mycket kort våglängd (tre centimeter med en frekvens på 10 gigahertz), vilket gör att de kan identifiera objekt med en noggrannhet på 10 till 15 centimeter från många tusen kilometers avstånd. Detta gör det möjligt att observera distinkta reflektioner från olika ytor - även sömmarna på ett föremål när det tumlar genom rymden. Avståndet och intensiteten hos dessa signaler, och hur deras ekon varierar när ett målobjekts orientering ändras, kan under vissa omständigheter användas för att avgöra vilket objekt som är en stridsspets och vilket lockbete. Om allt går bra kommer denna information att användas för att distribuera en eller flera interceptorer inom cirka 10 minuter efter att en attack har lanserats. Interceptorerna kommer att flyga till försvaret och förstöra sina mål cirka 18 minuter efter lanseringen (se Rymdbaserat kontra försvar i boostfas ) .
 |
| Dödsfordonet: hjärtat av det nationella missilförsvaret |
| Det Raytheon-byggda exoatmosfäriska dödningsfordonet som används för att jaga stridsspetsar bärs ut i rymden av en Boeing-raket och skjuts upp mot hotet. Infraröda sensorer skiljer stridsspetsar från lockbeten genom karakteristiska fluktuationer i ljusstyrka. Små raketmotorer gör det möjligt för dödningsfordonet att manövrera för att förstöra sitt mål med kraft av stöten. (Illustration av John MacNeill) |
Det var i alla fall så systemet från början var tänkt att fungera. President Bushs senaste förslag inkluderar inte denna högupplösta radar, vilket gör spårning och identifiering av fiendens missiler svårare och fördröjer avlyssningstiden. Men även med det mer avancerade originalsystemet omger scenariot stora problem. Till att börja med kan en motståndare ändra reflektionerna från lockbeten och stridsspetsar genom att täcka ytor och sömmar med trådar, metallfolie eller radarabsorberande material. Dessa enkla strategier skulle göra radarn oförmögen att på ett tillförlitligt sätt sortera ut stridsspetsar från deras armadas av lockbete.
Att sammansätta detta problem är ett enkelt faktum: i rymdens nära vakuum rör sig en fjäder och en sten med samma hastighet, eftersom det inte finns något luftmotstånd som gör att det lättare föremålet saktar ner i förhållande till dess tyngre följeslagare. Denna grundläggande sårbarhet gör det ännu lättare för en motståndare att skapa lockbeten som kommer att se ut som stridsspetsar till radar eller ett infrarött teleskop som observerar dem från långt håll.
Vad mer är, en motståndare skulle sannolikt placera ut lockbeten och stridsspetsar nära varandra och i flera kluster. Under dessa förhållanden, även om radarn initialt kunde identifiera en stridsspets bland alla lockbeten, kunde den inte spåra den tillräckligt noggrant för att förutsäga de relativa platserna för de olika objekten när dödningsfordonet stötte på dem cirka åtta minuter senare. Följaktligen måste dödningsfordonet kunna identifiera stridsspetsar och lockbeten utan hjälp från satelliter, markradar eller andra sensorer. Om det inte kan utföra denna uppgift kan försvaret inte fungera. Det är här det infraröda teleskopet kommer in - och det var verkligen denna kritiska del av systemet som testet i juni 1997 handlade om.
Hur det dödande fordonet identifierar stridsspetsar
Under ett typiskt avlyssningsförsök är stängningshastigheten mellan dödfordonet och målen cirka 10 kilometer per sekund. Om mål kan upptäckas från ett avstånd av 600 kilometer, lämnar det inte mycket tid - en minut eller mindre - för att skilja mellan stridsspetsar och lockbeten och manövrera för att ramla in i rätt mål. Upplösningsförmågan hos dödfordonets teleskop är ganska begränsad, så alla föremål ser ut som ljuspunkter. Ändå kan skillnaden göras genom att mäta ljusstyrkan för varje objekt, och i viss mån dess våglängd eller färg, vilket i sin tur kan ge ledtrådar till dess infraröda temperatur.
Om till exempel ett objekt är en tumlande, sfär utan särdrag, kommer ingen orientering att se annorlunda ut än någon annan, och dess signal kommer att vara stabil. Men om ett annat föremål har en annan form, kommer de olika ytorna som det presenterar för det dödande fordonet att visa olika grader av ljusstyrka när det välter fram och tillbaka genom rymden; en stav, till exempel, kommer att vara ljusare när dess mer lysande sidoarea exponeras för teleskopet än när den ses på sidan och kommer att framstå för dödfordonet som en avlägsen ljuspunkt som ökar och minskar i ljusstyrka två gånger under varje fullständig rotation . Så om det finns förkunskaper om att ett mål är en tumlingsstav och det andra är en sfär utan särdrag, kommer det att vara klart vilket som är vilket.
Det är teorin. Sanningen är mer komplicerad. För det första är det inte möjligt att mäta temperatur med denna infraröda utrustning när objekt i rymden observeras nära jorden, eftersom deras signaler rutinmässigt förorenas av reflekterad infraröd strålning från planetens yta; de förvirras ytterligare av sådana faktorer som mängden molntäcke, tid på året och vilken del av jorden målet är över.
Insisterar på framgång
Som jag har noterat, trots de många och grundläggande experimentella misslyckandena i det första försöket, rapporterade TRW och försvarsdepartementet att experimentet var en okvalificerad framgång.
Ett andra liknande test lanserades den 16 januari 1998 - och återigen, grundläggande tecken på systemets otillräcklighet fortsatte att förbises. Chefssystemarkitekten Keith Englander hävdade att vi i båda testerna kunde välja återinträdesfordonet ur målkomplexet. Generallöjtnant Lyles och hans efterträdare, generallöjtnant Ronald Kadish, berömde också de experimentella resultaten inför kongressen. Kadish gick så långt som att hävda att de två första experimenten hade visat en robusthet i diskrimineringsförmåga som gick utöver det grundläggande hotet. Forskarna från Lincoln Laboratory som hjälpte till att granska de experimentella påståendena för försvarsdepartementet efter att Nira Schwartz, TRW-visselblåsaren, hade larmat, nämnde inget om problem med sensormatrisen i sin offentliga rapport, som utfärdades i slutet av 1998.
Mellan mitten av 1998 och december 2001 genomfördes fem andra försök. De lockbeten som var svårast att särskilja från stridsspetsar i de två första testerna togs bort från dessa och alla efterföljande tester för utveckling av missilförsvar. Dessa inkluderade de konformade lockbetena som hade samma storlek och utseende som skenstridsspetsen, de randiga ballongerna med samma basdiameter som stridsspetsen och de små konformade ballongerna som lätt kunde fås att se ut som stridsspetsar om deras ytbeläggning och/eller dimensionerna ändrades något.
Det enda lockbetet som flögs i de tre testerna omedelbart efter de två första försöken var en mycket stor ballong, som var lätt att identifiera eftersom den var känd innan testet var sju till tio gånger ljusare än skenstridsspetsen. När det sjunde testet slutligen flögs, den 3 december, minskade diametern på den stora ballongen något - från 2,2 meter till 1,6 meter - men den var fortfarande tre till fem gånger ljusare än stridsspetsen. Och för framtida försök, enligt konton i New York Times , en helt ny uppsättning infraröda lockbeten ska avtäckas. Dessa ska endast bestå av sfäriska ballonger sammansatta av enhetligt ovarierade material och utan ränder, vilket praktiskt taget garanterar att de kommer att ha perfekt stabila och oföränderliga signaler. Däremot kommer dummy-stridsspetsarna avsiktligt att placeras ut så att de faller i ända. Detta simulerar den mest primitiva ICBM-tekniken, där stridsspetsen inte är spinnstabiliserad - för att bibehålla sin orientering i rymden och göra dess intåg i atmosfären och efterföljande flygbana mer förutsägbar - och får dess signalljusstyrka att blinka vilt.
Innebörden av detta noggrant utarbetade val av nya lockbeten är skrämmande tydlig. Alla problematiska brister i försvarssystemet som upptäcktes i de två första experimenten har tagits bort genom den noggranna utformningen av en uppsättning lockbeten som aldrig skulle användas av någon motståndare, men skulle göra det möjligt att skilja stridsspetsar från lockbeten i flygtester.
Detta borde vara av stor oro för varje amerikansk medborgare. Officerarna och programcheferna som är involverade i utvecklingen av antimissilsystemet har avlagt eder att försvara nationen. Ändå har de dolt det faktum för det amerikanska folket och kongressen att ett vapensystem som betalas av surt förvärvade skattemedel för att försvara vårt land inte kan fungera.
Hur ett framgångsrikt missilförsvarssystem kan fungera
Oavsett om man tror att det finns något hot som är tillräckligt allvarligt för att kräva utplacering av ett nationellt missilförsvar, är det ingen mening att förespråka ett koncept som inte kommer att fungera. Det finns dock ett sätt att tillhandahålla ett försvar som sannolikt skulle vara mycket effektivt, en strategi som undviker de allvarliga och ännu olösliga problem som orsakas av rymdutplacerade lockbeten som jag har diskuterat.
Ett missilförsvar i boostfas skulle rikta in sig på interkontinentala ballistiska missiler under de första minuterna av flygningen, medan de fortfarande accelereras upp till hastighet av sina raketmotorer. Eftersom ett sådant system skulle bestå av mycket snabba avlyssningsanordningar med kort räckvidd (kanske tusen kilometer) placerade bara några hundra kilometer från de oseriösa nationerna som sannolikt kommer att attackera USA, skulle det endast vara effektivt över en relativt liten del av jorden . Även om systemet skulle vara förödande när det används mot geografiskt små framväxande missilstater, skulle det i stort sett vara värdelöst mot missiler som avfyras från stora länder som Ryssland eller Kina; det skulle helt enkelt inte vara möjligt att placera tillräckligt med interceptorer tillräckligt nära deras uppskjutningsplatser. Detta är dock också goda nyheter, eftersom det skulle göra det möjligt för USA att rikta in sig på de tredje världens stater som de påstår sig vara mest oroade över utan att provocera fram negativa reaktioner från Ryssland och Kina.
När det gäller Nordkorea skulle fartyg eller ombyggda Trident-ubåtar kunna fungera som uppskjutningsplattformar för dessa interceptorer. Silos utplacerade i östra Turkiet skulle vara effektiva för att täcka uppskjutningar inifrån Irak. Om ett försvar krävdes mot Iran, skulle dess större storlek och läge kräva försvarsplatser i Turkiet, Azerbajdzjan, Turkmenistan eller Kaspiska havet.
När en ICBM lanserades skulle den upptäckas och spåras av sensorer på marken, i obemannade flygplan, ombord på fartyg eller på satelliter. Interceptorerna skulle accelerera till 8 till 8,5 kilometer per sekund på lite över en minut. Vid dessa hastigheter, även om deras uppskjutning försenades i en minut eller mer för att fastställa fiendens missilbana, kunde interceptorerna fortfarande förstöra ICBM medan den var under motorflyg, vilket gjorde att dess stridsspets hamnade långt under sitt mål.
Till skillnad från det föreslagna rymdbaserade systemet skulle detta försvar vara svårt att motverka. Länder som vill besegra den kan försöka minska flygtiden i boostfasen och därigenom minska möjligheterna för en framgångsrik avlyssning. Men det skulle kräva utveckling av mycket avancerad teknologi för ballistiska missiler för fast drivmedel - en innovation som är i en helt annan liga än den flytande bränsle-, Scud-missilteknologi som för närvarande är grunden för missilprogrammen i Nordkorea, Iran och Irak. Dessutom är tekniken som behövs för att implementera detta försvar mycket mindre krävande än den som behövs för mellanflygningar i rymden. Eftersom boosterfasavskiljare bara skulle behöva detektera boosterns mycket heta plym och inte den kallare stridsspetsen eller lockbeten, kan sådana interceptorer använda kortvågssensorer med högre upplösning som är lättare att bygga och mycket billigare än långvåglängden sensorer som används av exoatmosfäriska döda fordon i det planerade kärnvapenmissilförsvarssystemet. Slutligen är ICBM-boostermålet stort och skulle förstöras av en träff nästan var som helst, så sannolikheten för en lyckad avlyssning skulle vara mycket hög.
Vissa försvarssystem i boostfas skulle säkert möta betydande geopolitiska hinder. Att få länder som Azerbajdzjan eller Turkiet, till exempel, att tillåta basering av interceptorer på deras territorium kan vara en utmaning. Om en utplacering mot Iran behövdes skulle det också kräva ett nära samarbete mellan Ryssland och USA, vilket sannolikt skulle öka befintlig kinesisk oro för en allians mellan USA och Ryssland.
Men dessa och andra problem är alla mycket mer hanterbara än de som tas upp av det för närvarande planerade rymdbaserade kärnvapenmissilförsvarssystemet. Till och med den första fasen av detta bräckliga och lättbesegrade försvar hotar att skapa allvarliga problem med både Ryssland och Kina – samtidigt som det ger USA i princip inget meningsfullt skydd mot dem eller någon annan potentiell fiendestat.
En plädering för vetenskapligt och politiskt ledarskap
I kölvattnet av de skrämmande attackerna mot World Trade Center och Pentagon kommer hela den civiliserade världen att behöva arbeta för att besegra krafterna av okunnighet, intolerans och förstörelse. Enligt min åsikt är Bushadministrationens nuvarande inställning att vi kan klara oss själva en av de farligaste och mest ogenomtänkta säkerhetspolitikerna som USA har antagit och fört i senare minne.
Den nuvarande amerikanska strategin för missilförsvar är en direkt följd av den irrationella idén att vi kan hantera världen utan att arbeta med andra. Det är inte bara en irrationell position när den granskas i termer av sociala realiteter, den är också irrationell i termer av grundläggande principer för fysikalisk vetenskap. Det är sorgligt och oroande att det mest tekniskt avancerade och rika samhället i mänsklighetens historia har visat så lite vetenskapligt och politiskt ledarskap i frågor som nästan säkert kommer att påverka varje aspekt av global utveckling under 2000-talet.