ד”ר אלי מירון: כל מה שרצית לדעת על לייזר ליירוט טילים בליסטיים ארוכי טווח וטילים היפרסוניים

לייזר ליירוט טילים בליסטיים ארוכי טווח וטילים היפרסוניים

 

מבוא
אלי בר-און מסביר במאמר שפירסם לאחרונה  מדוע “את מרבית הטילים הבליסטיים ארוכי הטווח החדישים, הטילים שפותחו, ונכנסים כעת לשימוש מבצעי, לרבות באיראן ,וגם את טילי השיוט ההיפרסונים שעדיין אין לאיראן, ניתן ליירט רק באמצעות מיירטי לייזר”.
הטילים האירניים המבצעיים או שיהיו מבצעיים ממש בקרוב הם וטילים היפרסוניים מהירים במיוחד וטילים בליסטיים עם ראשי נפץ מתמרנים מתבייתים ומדויקים בעוצמות שטרם ידענו, עם ראש נפץ של 1-2 טון ומהירות קינטית עצומה. טיל בודד מסוג זה יכול להשמיד שכונות שלמות. היכולות של הטילים הבליסטיים החדשים כוללות תמרון במסלולי גישה חמקניים שעוקפים את מערך יירוט הטילים הקיים (קלע דוד וחץ 2 ו 3).

 

יירוט באמצעות לייזר מתבצע על ידי שיגור קרן לייזר עוצמתית שפוגעת בשטח קטן מאד על חלק ספציפי מהמטרה בדומה לפעולת מבער גז בעיבוד מתכת (איור 1), רק בדיוק הרבה יותר גדול. מערכת ההכוונה של הלייזר מסוגלת לייצב את כתם הלייזר על נקודת פגיעה רצויה במטרה ללא תזוזה, למרות המהירות הגבוהה בה הטיל נע.
מבער גז פועל היטב רק כשיש להבה חזקה וממוקדת. בצורה דומה, כדי שהלייזר יוכל לבצע את המשימה יש צורך בקרן חזקה וממוקדת על המטרה.

איור 1:

 

את העוצמה של קרן לייזר כלשהי מודדים בהספק (power) – קצב שיגור האנרגיה ליחידת זמן. יחידת ההספק היא ואט. ההספק של נשק לייזר מבוטא בדרך כלל בקילוואטים.
המהירות הגדולה של הטילים מחייבת יירוט שלהם כאשר הם במרחק של קילומטרים רבים ממקור אור הלייזר. לכן, טווח יירוט (יעיל) הוא המרחק המירבי בו פגיעת קרן הלייזר תגרום להשמדת המטרה על ידי חימומה ו/או פיצוצה תוך 1-3 שניות. כדי להשמיד טיל (כל טיל, כולל המשוכללים והמהירים ביותר) יש לרכז עוצמה מינימלית של קרן הלייזר על שטח קטן מוגדר – הוא הכתם שנבחר על המטרה. מקובל להעריך את יכולתו של נשק לייזר להשמדת מטרות על פי צפיפות ההספק על המטרה ביחידות קילוואט לסמ”ר.

מכון המחקר CSBA Center for Strategic and Budgetary Assessments)) פרסם הערכה שצפיפות ההספק הנדרשת בתוך כתם הלייזר על המטרה כדי לגרום ליירט אותה בשניות בודדות היא 1-3 קילוואט לסמ”ר.
איור 2 מציג את מפת הדרכים של ארה”ב לפיתוח נשק לייזר ליירוט כאשר המיון נעשה לפי הספקי הלייזר. ההספקים הנדרשים מחולקים ל 3 קבוצות כאשר לכל קבוצה מוצג ההספק של לייזר שיאפשר לשים על המטרה כתם בצפיפות ההספק הנדרשת להשמדתה או ניטרולה (קילוואט = kW).
1. 100 kW – ליירוט, מל”טים רחפנים ורקטות – זו רמה תת טקטית
2. 300-500 kW – ליירוט טילי שיוט והגנת בסיסים (מטילים ורקטות)- רמה טקטית
3. 1,000 kW – להגנה מטילים בליסטיים וטילים היפרסוניים – רמה אסטרטגית

 

 

איור 2 – מפת הדרכים של ארה”ב לנשק לייזר

 

המערכת החדשה של צהל, אור איתן, שהיא בהספק של כ 100 קילוואט בלבד מיועדת לפי רפא”ל ליירוט רקטות, כטב”מים, רחפנים ופצצות מרגמה ולכן מוגדרת רק כמסייעת לכיפת ברזל. מדובר לכן במערכת מקומית/נקודתית שאינה מכסה את הרמה הטקטית כולה ובוודאי שלא את הרמה האסטרטגית. מחברי המאמר על אור איתן ערים לצורך בהספק גדול יותר, הרבה יותר גדול …במכפלות כדי לענות לרמה האסטרטגית… “במפא”ת ורפאל עובדים על גרסאות חזקות יותר, תחילה בעוצמה כפולה ובעוד מספר שנים חזקה פי עשרה, עוצמה שאמורה כבר לאפשר יירוט של טילים בליסטיים והיפרסוניים מהדור המתקדם שבידי האויב לצד טילי החץ”.
ניסוי מוצלח של יירוט בפועל של טילים מדמי טילי אויב על ידי לייזר מוטס היה כבר בשנת 2009. הלייזר היה לייזר כימי (מקור האנרגיה הוא ריאקציה כימית) הספק הלייזר היה בסדר גודל של מגוואט (1,000 קילוואט) ומרחק המטרה היה מסדר גודל של 100 ק”מ (המספרים המדויקים חסויים). מחקרים שלא פורסמו בספרות הגלויה אישרו שיש צורך בהספק מסדר גודל של מגוואט (1,000 קילוואט) כדי ליירט טילים בליסטיים והיפרסוניים. מסקנה זו ידועה ואינה חדשה.

בפרסום הראשון על הלייזר הצה”לי ב 2020 אמר תא”ל יניב רותם ראש מו”פ דאז: “כדי ליירט טילים כבדים ומהירים יותר, יש צורך בעוצמה של 1,000 קילוואט”. ואכן מערכת מבצעית המבוססת על לייזר בהספק של מגוואט (נקרא לו מג”ל – מגוואט לייזר) שמשלבת גם לייזר קרקעי וגם לייזר מוטס מספקת פתרון אופטימלי שמבוסס על טכנולוגיות מוכחות. מג”ל קרקעי מסוגל ליירט טילים ממרחק של עשרות קילומטרים (טווח ירוט). ההספק המירבי האפקטיבי של מג”ל קרקעי מוגבל ל כ 1,000 קילוואט בגלל ההשפעה של האטמוספרה על הקרן. מערכת לייזר מוטסת פועלת בגובה בו האטמוספירה דלילה מאד וללא עננים כך שאין לה כמעט כל השפעה על ביצועי קרן הלייזר וניתן עקרונית להגיע להספקים גדולים יותר.

 

מערכת כזו מסוגלת עקרונית ליירט את הטילים המדוברים בטווחים של כ 100 ק”מ, כאשר הגורם העיקרי שיגביל את הטווח יהיה היציבות המכנית שלה (רעד מכני גורם לתזוזות של כתם הלייזר על המטרה ומקטין בכך את יכולת המיקוד שלה). שילוב מערכות הלייזר הקרקעית והמוטסת מספק פתרון הכרחי ויעיל למול האיומים האמורים. שילוב מערכות הלייזר בשכבות ההגנה הקינטיות (הטיליות) הוא קריטי כדי למנוע את חדירת הטילים המתקדמים המהירים והמתמרנים דרך החורים בשכבות ההגנה הקיימות.
גם אם לייזר קרקעי בהספק 100 קילוואט היה מסוגל ליירט חלק מהטילים האיטיים, הפחות מתקדמים, ממרחק של ק”מ בודדים, אזי הטווח המוגבל היה מחייב הצבה של כמות עצומה של מערכות כדי להגן על העורף ונקודות חיוניות. מעבר מלייזר בהספק 100 קילוואט למג”ל משמעותו אם כן מעבר ממענה טקטי חלקי למענה אסטרטגי כולל ומניעת נזק בלתי קביל למדינה במספר מערכות מצומצם. ללא המג”ל אנחנו חשופים אסטרטגית.
הבעיה בהתמקדות הנוכחית במענה הטקטי היא שהאיום האסטרטגי אינו איום עתידי, האיום כבר כאן. הוא מבצעי והפעלתו נגדנו מותנית רק בהחלטה של האויב. כדי להתמודד עם האיום הזה יש צורך בפרויקט חירום לאומי בשת”פ צמוד עם ארה”ב. העיתון וול סטריט ג’ורנל ממליץ על כך “אם הסיוע הצבאי של ארה”ב לישראל יצליח לפתור את הבעיה הזו – בנוסף לירידה בכוחה של היריבה ההדדית איראן – מה טוב. הברית בין ארה”ב לישראל יכולה להתגבר על ידי העברת כספים רבים יותר מסיוע רשמי לשותפויות בטכנולוגיות ביטחוניות שיעזרו לשתי המדינות לשמור על יתרון הלחימה שלהן”.
לארה”ב יש מספר סיבות ליטול חלק בפרויקט כזה. הם מתייחסים לנושאות המטוסים הגדולות והיקרות שלהן כאל “ברווזים במטווח”, שאין להם יכולת להתמודד עם הטילים המתקדמים הן באיכות והן בכמות. הזרוע האסטרטגית שלהם מאוימת במיידי. נושאת המטוסים אייזנהאור פשוט ברחה מאיזור העימות עם החותים, ונושאת המטוסים טרומן איבדה מטוס 18F בניסיון התחמקות מטיל חותי. עלות ההגנה באמצעות טילי יירוט היא מעמסה כבדה אפילו על תקציב ארה”ב:
“The U.S. Navy is nearly $1 billion in the hole after defending Israel from Iranian missiles last weekend and fighting off Houthi attacks on Red Sea shipping since October”.

עודד עמיחי, מומחה בעל ניסיון של עשרות שנים בפיתוח לייזר רב עוצמה, ממליץ ללכת לכיוון של פיתוח מג”ל בהקדם האפשרי. הניסוי האמריקאי היה באמצעות לייזר כימי בהספק מסדר גודל של מגוואט (ההספק המדויק חסוי). האם המשימה להגיע ללייזר מהסוג בו משתמשים באור איתן שמקור האנרגיה שלו הוא חשמל (לייזר חשמלי) בהספק של כ 1,000 קילוואט היא ברת השגה? עודד עמיחי , מסביר שרק לפני כ 5 שנים נמצא פתרון טכנולוגי שמאפשר להגיע להספקים כאלו עם לייזר חשמלי. הפתרון מבוסס על שיטה לחיבור מודולרי של אלומות לייזר בהספק נמוך לאלומה חזקה אחת. השיטה נקראת Coherent Beam Combining – CBC. הסבר קצר על השיטה נמצא במאמר שפורסם על ידי המכון למחקרי ביטחון לאומי).
חשוב לציין בהקשר זה שארה”ב כבר מתקצבת ומממנת במקביל שתי חברות לפיתוח לייזר בהספק מסדר גודל של מגוואט (1,000 קילוואט) בטכניקת CBC: חברת Northrop Grumman וחברת nLIGHT. טכניקת CBC היא הטכניקה המקובלת גם אצלנו ומאפשרת שיתוף פעולה.

ננצל את ההזדמנות כדי לנפץ מספר מיתוסים בקשר לאמצעי נגד לייזר ליירוט.
• צבע לבן מחזיר בדרך כלל עד 90% מהאור פוגע, דהיינו כ 10% נבלע. בהספקים המדוברים הצבע יתאדה בשבריר שנייה. יש לציין שצביעה איכותית בתנור של חלקים בגודל הנדרש לטילים בליסטים, היא קשה לביצוע ויקרה מאד – ובעצם חסרת תועלת.

• הפיכת שטח הפנים החיצוני של הטיל למראה על ידי ליטוש שטח הפנים של הטיל לטיב אופטי וציפויו בשכבה דקיקה של כסף או בזהב יאפשר החזרה של 95% ויותר. העלות של יישום ציפוי כזה גבוהה לאין שיעור מצביעה בצבע לבן, אבל גם האחוזים הבודדים שייבלעו ינדפו את הציפוי כהרף עין עם פגיעת הלייזר.
• ציפויים המיוחדים (ציפויים דיאלקטריים) המאפשרים העברה ושיגור קרני לייזר רבות עוצמה. ציפויים אלה מבוצעים בתאי ואקום מיוחדים ועלותם גבוהה מאד. מראות מצופות בציפויים כאלה נשמרות בתנאי נקיון קפדניים ביותר מיוחדים כי גם גרגר אבק על המראה יבלע כמות אנרגיה כזו שתגרום להריסתן.
כל סוגי הציפויים האלה, גם אם יבוצעו כהלכה, ייהרסו לחלוטין ברגע שהטיל משייט באטמוספירה.
• עטיפה של הדופן החיצונית בחומר קרמי מהסוג שמגן על חלליות נגד החום הרב שנוצר בעת החדירה לאטמוספירה בזמן הנחיתה. לטילים ההיפרסוניים יש הגנה דומה בפני החימום במשך השיוט באטמוספירה. במחקר שנעשה לאחרונה נמצא שצפיפות הספק של 1 קילוואט לסמ”ר מספיקה כדי “להפשיט” טיל היפרסוני ממעטפת ההגנה הקרמית שלו. יתר על כן, בצפיפות הספק של 2 קילוואט לסמ”ר הציפוי הקרמי מקולף תוך שניה אחת ומתחיל להיווצר נזק למעטפת המתכתית של הטיל. צפיפויות ההספק שדווחו במחקר נמצאות בתוך תחום ההערכות של CSBA שפורסמו בתחילת המאמר.
טענה נוספת היא שהטיל מסתובב על צירו וכך הכתם של קרן הלייזר על המטרה לא יכול להינעל על מקום קבוע. טענה זו אינה יכולה להתממש בטילים מדויקים. ראש הביות מפעיל סנפירים כדי לתקן את מסלול הטיל כדי שיפגע במטרה, כשהטיל מסתובב על צירו אין לסנפירים יכולת להסיט אותו. מצורף סרטון הסבר על הכוונת טילים למטרה.

סרטון הסבר על הכוונת טילים למטרה :

 

סיכום
אין צורך בנשק גרעיני כדי לגרום נזק משמעותי ביותר למדינת ישראל. האיום האסטרטגי הנוכחי של טילים למיניהם הוא בעל פוטנציאל נזק גדול עשרות מונים ממה שחווינו במלחמת 12 הימים עם איראן.
מערכת משולבת של מג”ל קרקעי ומג”ל מוטס מהוות נדבך הכרחי להשלמת מערך היירוט הקינטי הנוכחי ויכולה להוות מענה אסטרטגי לאיום הקיומי על מדינת ישראל.
הדרך המהירה ביותר למימוש היא הקמת פרויקט חירום לאומי בשיתוף פעולה הדוק עם ארה”ב. גם לארה”ב יש אינטרס בפיתוח מג”ל, שכן נושאות המטוסים שלה פגיעות לטילים, ועלות יירוטים באמצעות טילים יקרים מכבידה מאוד על התקציב. יש בארה”ב החלטה לשת”פ אסטרטגי בפיתוח נשק לייזר עם ישראל, ועלינו לממש זאת בהקדם האפשרי.

קרדיט: ד”ר אלי מירון, חבר עמותת מגן לעורף, בעבר שימש כסגן מנהל יחידת הלייזרים בקריה למחקר גרעיני נגב ועסק בפיתוח לייזרים ושימושי לייזרים