導彈防禦系統是如何工作的?

你可能知道美國有一個導彈防禦系統,光是這個想法就讓你在美國感到(相對)安全和舒適。但是你知道這些系統是怎麼工作的嗎?或者他們能有多有效?他們不是你想象中的不可逾越的盾牌。...

via NATO

你可能知道美國有一個導彈防禦系統,光是這個想法就讓你在美國感到(相對)安全和舒適。但是你知道這些系統是怎麼工作的嗎?或者他們能有多有效?他們不是你想象中的不可逾越的盾牌。

朝鮮最近試射了另一枚導彈,專家們確信,假設導彈的有效載荷很輕,那麼整個美國本土現在都是他們洲際彈道導彈的射程。這讓人們更加關註美國的導彈防禦系統,以及它們是否真的有效。在美國提供的愛國者導彈系統在沙烏地阿拉伯進行了一次據稱失敗的防禦嘗試之後,人們開始懷疑“我們安全嗎?”但是在我們討論這些東西有多有效之前,讓我們先談談它們是如何工作的。

導彈防禦系統的工作原理

導彈防禦系統的基本功能很簡單,你可以使用彈道導彈擊落其他導彈,但在這個過程中會發生很多事情。以下是中段導彈防禦系統(如美國陸基中段防禦系統(GMD)和美國海軍的SM-3宙斯盾BMD系統)應該如何阻止類似於朝鮮最近測試的洲際彈道導彈來襲:

  1. 威脅導彈發射了。
  2. 衛星利用紅外技術和雷達探測導彈的發射並跟蹤導彈的彈道。
  3. 威脅導彈釋放彈頭和誘餌(稱為“威脅雲”)。
  4. 陸基和海基雷達不斷跟蹤威脅雲,試圖識別彈頭(有效載荷所在的位置)。
  5. 導彈防禦系統發射攔截導彈。
  6. 攔截器的有效載荷“殺傷車輛”與導彈體分離。
  7. 殺傷車輛發現了威脅雲,並試圖攔截高空大氣層中的彈頭。

如果一切按計劃進行,威脅有效載荷在到達其下方目標之前就會在太空中被摧毀。

然而,這些系統不同於大氣導彈防禦系統中的愛國者、箭和鐵穹頂終端階段(談論繞口令)。這些系統以類似的方式工作,使用雷達和大氣制導進行跟蹤,但只設計用於攔截比洲際彈道導彈速度慢得多、高度低得多的中短程導彈。它們只覆蓋幾十公里的區域,因此作為中段系統的備份,它們是很好的,但它們在韓國和日本等地區可能比在美國更有用(假設發射來自朝鮮)。美國陸軍的終端高空區域防禦系統(THAAD)被歸類為終端階段系統,但它有一些祕密。它的工作原理更像一個中段系統,可以透過高層大氣或更高層大氣中的直接碰撞摧毀目標。

好吧,那它們有多有效?

說到中段洲際彈道導彈防禦,我們不知道。也許他們會工作,也許他們不會。為什麼?作為喬治N。康奈爾大學朱迪思·雷皮和平與衝突研究所的物理學家兼高階研究員劉易斯在其論文《彈道導彈防禦效能》中解釋說,在使用中段彈道導彈防禦方面沒有實際經驗。當然,我們的GMD系統已經過測試,並且取得了成功,但目前的中段防禦攔截測試很少,而且往往是高度指令碼化的演示,更多地反映了這些系統的可靠性,而不是它們在現實場景中的實際有效性。

你看,攻擊敵人很可能在發射導彈時使用“反制措施”。這些對抗措施包括誘餌或冷卻罩等機制,旨在迷惑或破壞防禦系統,使其失效。我們在測試我們的防禦系統時並沒有考慮到這些,即使開發這種對抗措施的技術是眾所周知的。我們的GMD系統在探測導彈發射和遠端跟蹤多個目標方面非常有效,但在知道哪些目標是彈頭,哪些是誘餌方面卻不是很好。火奴魯魯海基X波段(SBX)雷達中系統的主要識別感測器存在明顯的操作限制。也就是說,美國美國國家科學院的《**彈道導彈防禦》表明,從理論上講,可能不容易部署的對策,援引美國和英國在冷戰期間試圖開發此類滲透援助的經驗。這種反制措施很有可能會降低導彈的有效載荷、射程或可靠性。

儘管如此,雖然我們的GMD防禦系統理論上能夠保護所有50個國家免受洲際彈道導彈的攻擊,但它在很大程度上仍然沒有經受過真正的威脅,而且它的測試資料也不完全令人欣慰:

via Ballistic Missile Defense Effectiveness, George N. Lewis

正如您所看到的,GMD系統只成功了大約一半的時間,而且它似乎沒有得到改進。海軍的宙斯盾BMD系統在測試中表現更好:

via Ballistic Missile Defense Effectiveness, George N. Lewis

他們不僅成功率高,而且在白天和晚上都經過了測試;針對短程、中程和中程目標進行測試;針對完整的導彈和分離的彈頭進行測試;同時測試了兩個目標。但不幸的是,劉易斯說,他們較低的速度,使他們無法覆蓋足夠的領土,成為有用的防禦在這裡的家園。明年,美國希望部署新的SM-3 Block IIA攔截導彈,或許能夠完成任務(儘管它們最近在6月份也遭遇了測試失敗)。

那麼,我們在美國安全不受導彈襲擊。?很難說,但我們可能沒有你想象的那麼安全。美國軍方歷來聲稱成功率遠遠高於現實。海灣戰爭期間,美軍宣稱對伊拉克改裝飛毛腿導彈的成功率為96%,後來又將這一說法降低到61%。專家進一步分析認為,成功率很低,可能為0%。沙特最近發生導彈襲擊事件後,有報道援引特朗普總統的話說:

“我們的系統擊落了空中的導彈……這就是我們的實力。我們做的東西沒人做,現在我們把它賣到全世界。”

但進一步的證據分析表明,愛國者導彈系統失靈,彈頭幾乎擊中了它所瞄準的機場,人們聽到並目睹了爆炸。關於我們的本土GMD防禦,劉易斯指出,美國官員也誇大了這些成功率:

然而,美國官員的宣告表明,如果一個旨在對抗核武導彈的系統的預期有效性大於90%,那麼它就可以被認為是有效的。2009年6月16日,就在國防部長羅伯特M。美國參謀長聯席會議副主席詹姆斯·卡特賴特(James Cartwright)將軍在參議院一個委員會上說,蓋茨告訴國會,目前的GMD NMD系統“完全足以保護我們免受朝鮮的威脅”,他評估GMD系統對朝鮮導彈的有效性為“百分之九十以上”。一年後,在美國官員不斷宣告對GMD系統的有效性充滿信心之際,MDA主任帕特裡克·奧賴利中將對眾議院軍事委員會說,該系統能夠對抗伊朗發射的單一洲際彈道導彈的可能性“將遠遠超過90年代。”

但問題是:即使GMD和Aegis BMD系統在未來的成功率達到80%到90%,這可能仍然不夠好。畢竟,10%到20%的失敗率不足以對付一小堆核武導彈。正如美國過去所證明的那樣,只需要一個人就可以摧毀一個地區。但要提高這些防禦能力,甚至達到這一步,需要更多的測試(理想情況下是真實場景測試),這需要更多的關註和資金。這些測試並不便宜,最近5月份的測試花費了2.44億美元,但如果我們要依賴這些系統,它們是必要的。不過,也許我們最好避免任何衝突,因為我們需要這樣的防禦措施。

  • 發表於 2021-05-15 10:42
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  • 發佈於 2021-05-01 19:43
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