יירוט טילים בליסטיים בשלב ההאצה

מערכת COIL המותקנת על גבי צפלין  

שימוש במערכת COIL (לייזר חמצן-יוד כימי) המותקנת על גבי צפלין בגובה רב HAA)      (High Altitude Airship  יכול להיות אפשרי לשם  יירוט טילים בליסטיים בשלב ההאצה. מערכת זו מנצלת את היתרונות של לייזר ,COIL שלו טווח ארוך ועוצמה גדולה בשילוב היתרונות של השימוש בצפלין. הצפלין יכול לשמור על מיקום קבוע בגובה רב ולספק הגנה רציפה על אזור מסוים, זאת בשונה ממערכות מוטסות, שדורשות לוגיסטיקה מורכבת יותר כדי להישאר קרובות לאתר השיגור באופן קבוע.

כיום, השימוש בCOIL או בלייזרים כימיים אחרים, אלו המבוססים על מימן פלואורי למשל, שמורכבים על פלטפורמות אוויריות, מוגבל בגלל לוגיסטיקה סבוכה הכוללת צריכת חשמל רבה לצורך משאבות ואקום וצריכת מים עבור מנגנוני קירור. סימולציות מראות כי שימוש בגז ניטרלי (buffer) בלחץ גבוה יותר מהלחץ החיצוני יוכל להחליף את השימוש במשאבת הוואקום בצפלין וכך לאפשר פעילות רציפה שלו בגובה של 20 ק"מ. בגובה זה, הלחץ האטמוספירי נמוך, העיוותים האופטיים מצומצמים ועל כן ניתן להשתמש באופטיקה פשוטה כדי לפגוע במטרה במרחק 100 ק"מ ובעלות יירוט נמוכה של 100$ ליירוט בהספק לייזר מקסימלי של 1000 קילוואט. ניתן להאריך את זמן השימוש במערכת על ידי אספקת הכימיקלים מצפלין נוסף או מספינה. עם זאת, השימוש במערכת COIL המותקנת על גבי צפלין נתקל במספר חסרונות, וטרם נוסה מבצעית. המערכת חשופה לתנאי מזג האוויר במהלך ההמראה והנחיתה, ובשל קרבתה לשטח האויב וגודלה היא פגיעה לתקיפות בטילי קרקע-אוויר. כמו כן, היא מוגבלת בכמות הכימיקלים שהיא יכולה לשאת ודורשת מילוי תקופתי מחדש. 

פיתוח חיישנים

פיתוח טכנולוגי, הקריטי עבור מערכת ליירוט מוקדם בשלב ההאצה, קשור ביישום שיפורים בביצועי החיישנים המיועדים לאיתור ומעקב אחרי טילים בשלב ההאצה.  שיפורים אלו יאפשרו קיצור ניכר של משך הזמן לזיהוי וקביעת מסלול הטילים מרגע השיגור. חלון הזמן לביצוע יירוט בשלב ההאצה הוא קצר מאוד, בטווח של 160-300 שניות עבור טיל בליסטי בין יבשתי. האתגר הכרוך בגילוי מוקדם נובע מהנחתה של קרינת ה-IR (אינפרא אדום) בעיקר עקב נוכחות אדי מים באטמוספירה, רעש רקע שנובע מהחזרי קרינה מהקרקע וכן מעקמומיות כדור הארץ, מה שמציב מגבלות על גילוי מוקדם של המטרה. שיפורים אלו במיוחד בתחום האינפרא-אדום  יפחיתו מהדרישות המאתגרות שמוטלות כיום על מערכות היירוט וכך ישפרו את ביצועי היירוט ויגדילו את ההיתכנות ליירוט בשלב ההאצה. בנוסף, שיפורים ביכולות הייצור של חיישנים בתחומים ספקטראליים נוספים, שדרוג מכ"מים ורכיבים אופטיים יפחיתו את עלות הייצור שלהם באופן שיעשה את השימוש בהם לישים באופן נרחב, ובמקביל יש פיתוחים בטווח הקצר-בינוני שיוכלו לאפשר זאת.

השימוש בטכנולוגיות מכ"ם חדשות, דוגמת מכ"ם מבוסס על מוליכים למחצה מסוג גליום ניטריד ,(GaN) עשוי לקצר את זמן הזיהוי של הטילים הבליסטיים. השימוש בגליום ניטריד מציע יתרונות משמעותיים למערכות מכ"ם בכך שהוא תומך במתחים גבוהים יותר, מגביר את היעילות האנרגטית ומשפר את יכולת החלפת התדרים. יתרה מכך, הוא מאפשר את הפחתת משקל המערכות ומשפר את הרזולוציה והטווח, מה שמוביל ליכולות מעקב מדויקות ומהירות יותר ויכולת להתקין את המכ"ם על כלי טיס יותר קטנים.

השיפורים הנוכחיים והעתידיים בחיישני אינפרה אדום ברזולוציה גבוהה מובילים לשיפור ברגישות, ברזולוציה וביעילות של החיישנים, תוך הפחתת עלויות הייצור. מערכי גלאים בטווחי הגל הקצרים(SWIR)  והבינוניים  (MWIR)מאפשרים גילוי מדויק ורגיש יותר של אותות מתוך רעשי רקע, בעוד שטכנולוגיות קריאה מתקדמות באמצעות מערכי הגלאים (Focal Plane Arrays FPA) מאפשרות עיבוד נתונים מהיר יותר ויכולת זיהוי ומעקב תוך התמודדות עם כמות נתונים גדולה.  פיתוחים אלה, בשילוב השימוש בבינה מלאכותית, למידת מכונה ואלגוריתמים לזיהוי תמונות ברזולוציה גבוהה ומעקב מהיר יוכלו לשפר את הביצועים של חיישני האינפרה אדום ולאפשר איתור טילים בשלב ההאצה על בסיס הלוויינים הקיימים, ללא צורך לשגר לוויינים חדשים.

אתגר מדיני

האתגר המדיני והאתגר הטכנולוגי בתרחיש שמתבצע BPI שלובים זה בזה. על מנת לבצע יירוט מקדים של איום בליסטי יש צורך למקם את מערכת היירוט, מוטסת או יבשתית, במרחק אופטימלי על מנת שהטיל המיירט יפגע בטיל המטרה לפני גמר הבעירה ולפני שהאיום הבליסטי צובר תאוצה אשר עלולה לסכן את המטרה שאליה הוא מכוון. המיקום האופטימלי מהווה לעתים אתגר מדיני, במיוחד במקרה ירי טיל בליסטי ארוך טווח אל מדינה נעדרת עומק אסטרטגי, דוגמת המקרה ישראל מול איראן או המורדים החות'ים בתימן.  בישראל למשל, חוסר העומק האסטרטגי מחייב יירוט מקדים בסקלת זמנים מהירה, ומצד שני המרחק הרב מציב בעיה מדינית הכרוכה בהצבת מערכת היירוט מחוץ לגבולות המדינה. ליירוט טילים בשלב ה-BPI יש יתרון עבור מדינות הנמצאות בסמיכות גאוגרפית למדינות ידידותיות או למים בינלאומיים, במיוחד כאשר הן נמצאות בסיכון מוגבר לתקיפה אווירית. מכאן מתחייבת החזקה של כלי טיס, שיסיירו באופן שוטף סמוך למדינת אויב ובכך גלומים סיכונים ביטחוניים ועלות כלכלית המוערכת בעשרות מיליארדי דולרים. לכן, הפעלת מערכות היירוט בשלב ההאצה רלוונטית יותר בעתיד הנראה לעין לזמני מתיחות ומלחמה או בעת קבלת התראה מודיעינית מוקדמת. מערכת יירוט המוצבת בחלל אינה נדונה כאן שכן מדובר בנושא שהוא בעל היתכנות עתידית. עם זאת, בשלב ההאצה של כלי הטיס, מספר מאות קילומטרים ממרחב השיגור, השימוש  ב-BPI בעתיד הקרוב לא מאיים על מדינות בעלות עומק אסטרטגי דוגמת סין ורוסיה, היכולות לשגר את הטילים מעומקן.

סיורים שוטפים של כליי טיס סמוך לגבולות מדינת אויב בזמן שגרה יכולים להגביר את המתיחות ואת הפוטנציאל להסלמה. הם יכולים להיתפס כפרובוקציה וכפגיעה בריבונות ולגרום לתקריות ביטחוניות לא רצויות. כלומר, הסיורים יכולים לייצר פער אפשרי בין כוונתם ההגנתית המקורית לבין הפרשנות שלהם כמצג שווא של מתקפה. בנוסף, כלי הטיס מתמודדים במהלך הסיורים עם מגוון איומים ביטחוניים, ביניהם מערכות הגנה אווירית, לוחמה אלקטרונית ותנאי מזג אוויר קשים. ככל שמשך השהייה באוויר אורך והיקף הפעילות גובר, כך עולה רמת הסיכון הנובעת מאיומים אלה. מצד שני, הסיורים האוויריים משפרים את היכולת של כלי הטיס לתקוף בשטח האויב והם יכולים להרתיע אותו מלתקוף מחשש לתגובת נגד. יתרה מכך, היכולת ליירט טילים בשלב ההאצה על ידי "נוכחות קדמית משופרת" של האמצעים המיירטים, להלן enhanced Forward Presence) eFP), מפחיתה משמעותית את האפקטיביות של שימוש בטילים בליסטים מצד האויב באופן היכול לייצר אפקט של הרתעה על ידי ענישה, ובכך למנוע ממנו לתקוף מלכתחילה.

זמן התגובה שניתן ליירט טילים בשלב ההאצה מרגע השיגור הוא קצר, ומשאיר חלון זמן צפוף לקבלת החלטה אנושית על יירוט ובנוסף מקשה על שיתוף פעולה בזמן אמת בין מדינות. משום כך, שיתוף פעולה ביירוט בשלב ההאצה מוגבל לתיאום מראש ומחייב כל מדינה לפעול באופן עצמאי. שיפורים בתחום החיישנים יקצרו את זמן איתור הטילים ויתנו יותר מרווח זמן לקבלת החלטה אנושית.

בנוגע לישראל, במקרים של שיגורים מיעדים קרובים, בפרט סוריה ולבנון, היא תיאלץ ליירט את האיום בכוחות עצמה, ואילו במקרים של שיגורים ממקומות רחוקים, דוגמת איראן ותימן, התרחיש מורכב יותר ועשוי לדרוש שיתוף פעולה אזורי. השימוש ב-BPI רלוונטי גם באזור מזרח אסיה, נגד מערך הטילים הבליסטיים וראשי הקרב הגרעיניים של צפון קוריאה. הצורך המשותף והפיתוחים הקיימים ב-BPI של בעלות ברית שונות של ארצות הברית (ישראל, יפן, דרום קוריאה) יכול להוות בסיס לשיתוף פעולה בתחום המחקר ופיתוח.

היבטים מבצעיים ומדיניים: יישום הפתרון המוצע בהקשר למדינות האזור

איראן

הפעלה של מערכות לשם יירוט בשלב ההאצה BPI)) נגד איום בליסטי מאיראן הינה מאתגרת. בשל עומקה האסטרטגי, יש לאיראן יכולת לשגר טילים מעומקה באופן היכול להקשות על שימוש והצבה של מערכות BPI סמוך לגבולותיה. כדי ליירט טילים בליסטיים איראניים בשלב ההאצה, יש למקם כלי טיס שיסיירו באופן תדיר סמוך לגבולות איראן. האיור הבא מדגים את חשיבות הטופוגרפיה בתכנון מבצעי של טיל מיירט בשלב ההאצה. חשיבות רבה נודעת לכוון הזוויתי של שיגור הטיל המיירט מכיוון שיירוט אחורי (Tail–chase intercept) דורש קינמטיקה מהירה יותר מאשר יירוט קדמי (Head – on intercept) ולעתים התנאים המבצעיים מכתיבים גיאומטריה, המחייבת שימוש במיירטים מהירים מאוד. יש להניח כי ישראל תתקשה לבדה להעמיד מערך מסוג זה בשל הגבלות כלכליות והגבלות טכניות של מרחק, והיא תלויה במקרה זה בארצות הברית.