N.B. Het kan zijn dat elementen ontbreken aan deze printversie.
Wapenontwikkeling Rusland en China zijn de enige landen met operationele hypersone wapens in hun arsenaal, waartegen nauwelijks verdediging mogelijk zou zijn. De VS maken nu een inhaalslag, met wisselend succes.
:format(webp)/s3/static.nrc.nl/bvhw/files/2023/04/data98904135-387a22.jpg)
Foto Giancarlo Casem / Amerikaanse luchtmacht
Op 13 maart stegen vanaf een vliegveld in Californië drie straaljagers en een B-52 bommenwerper op. Ook waren er voor twee gebieden in de Stille Oceaan waarschuwingen uitgegaan voor scheep- en luchtvaart wegens ‘hazardous operations’.
„Dit zou een test kunnen zijn van de vanuit de lucht gelanceerde hypersonische AGM-183 ARRW”, twitterde Marco Langbroek, docent-onderzoeker in space situational awareness aan de TU Delft, die satellieten, lanceringen en lucht- en ruimtevaartactiviteiten volgt. De ARRW (spreek uit ‘arrow’) is een Amerikaans prototype van een hypersonic glider: een projectiel dat met meer dan zesduizend kilometer per uur door de atmosfeer schiet.
:format(webp)/s3/static.nrc.nl/bvhw/files/2022/12/data94910641-65b6c1.jpg)
Lees ook: Patriotsysteem is duur en complex, en zeker geen wondermiddel
Tien dagen lang bleef het stil. Toen meldde de Amerikaanse luchtmacht dat er inderdaad een ARRW-testvlucht had plaatsgevonden, gelanceerd vanonder een B-52, al was niet duidelijk of de test gelukt was. „De test heeft sommige van de doelen gehaald”, meldde het persbericht cryptisch. Weer een week later erkende de Amerikaanse luchtmacht dat de test was mislukt. Eerder mislukten er drie tests in 2021 en slaagden er twee in 2022.
Onvoorspelbaar
Na jaren van relatieve luwte zetten de VS vol in op hypersonics, een buzzword in militaire kringen: een nieuw type projectiel waartegen nauwelijks verdediging mogelijk zou zijn. Hypersonische gliders schieten met snelheden boven Mach 5, vijf maal de geluidssnelheid, door de atmosfeer. Ze worden niet aangedreven, maar met een rakettrap naar de ruimte geschoten en op snelheid gebracht, waarna ze weer de atmosfeer induiken. Daar kunnen ze duizenden kilometers afleggen en onderweg bijsturen, en dus een onvoorspelbaar pad volgen.
Die onvoorspelbaarheid is hun kracht, zegt Jacco Dominicus, onderzoeker bij het Nederlands Lucht- en Ruimtevaartcentrum NLR die de ontwikkelingen op luchtmacht- en hypersonics-gebied volgt. Intercontinentale ballistische raketten, waarmee supermachten elkaar al sinds de Koude Oorlog nucleair onder schot houden, kunnen weliswaar veel sneller zijn, „maar die volgen een voorspelbaar traject door de atmosfeer. Op het moment dat hij na lancering boven de atmosfeer uitkomt, zie je al of hij onderweg is naar Parijs of Londen.” Dat maakt het minder moeilijk om een ballistische raket te onderscheppen: vandaar de ballistische raketverdediging waar de VS al jaren aan werken.
„Een hypersonic glider volgt aanvankelijk hetzelfde boogvormige profiel’, zegt Dominicus, „maar op het moment dat hij de atmosfeer inkomt, kan hij alsnog naar Den Haag toe.” De tijd die overblijft voor luchtverdediging wordt zo gereduceerd tot minuten of seconden.
Achterstand op Rusland en China
Rusland en China zijn de enige landen met operationele hypersone wapens in hun arsenaal. Rusland kondigde in 2018 de Avangard aan, een hypersone glider die snelheden tussen Mach 20 en 25 zou halen. China heeft de Dong Feng DF-17, waarmee het in augustus 2021 een test uitvoerde. Ook India werkt aan een hypersone glider, en in januari 2022 claimde Noord-Korea er ook een te hebben gelanceerd.
Daarnaast heeft Rusland ook hypersone raketten voor middellange afstanden, die niet boven de atmosfeer uitkomen, waaronder de Kinzhal- raket, gelanceerd vanonder een gevechtsvliegtuig. Daarvan schoot Rusland er op 9 maart dit jaar zes naar doelen in Oekraïne.
:format(webp)/s3/static.nrc.nl/bvhw/files/2023/03/data98483094-171056.jpg)
Poetin en Xi willen hun eigen orde, met een eigen verhaallijn
Sinds 2019 zijn de VS de achterstand aan het inhalen. Financiering en aantallen testvluchten worden opgevoerd. Het Pentagon heeft al 8 miljard dollar in de ontwikkeling van hypersone projecten gestoken, met nog 13 miljard dollar aan geplande uitgaven.
Door de oplopende spanningen met Rusland en China is de urgentie verder toegenomen. Het Pentagon wil binnen enkele jaren een wapen in gebruik nemen, al is er ook scepsis. Kernwapenexpert Jeffrey Lewis, veiligheidsadviseur van de Amerikaanse overheid, noemde de hypersonics een hype, vooral nagejaagd omdat de vijand ze ook heeft. Zo is bijvoorbeeld onduidelijk waar ze precies voor dienen. De Amerikaanse hypersone projecten zijn niet ontworpen om een kernkop te dragen (al is dat gemakkelijk te veranderen). Ze zijn daarnaast bedoeld voor minder grote afstanden, en doen niets wat een Amerikaanse intercontinentale ballistische raket niet ook kan.
Stille Oceaan
„Het heeft de aandacht omdat het nieuw is”, erkent Dominicus, „maar ook omdat er een probleem is bij de verdediging tegen dit soort wapens. De Amerikanen richten zich sterk op China, en zijn bijvoorbeeld bang voor hun vliegdekschepen in de Stille Oceaan.”
De eerste plannen voor een verdedigingssysteem tegen hypersone wapens, met 28 satellieten die de gliders kunnen volgen, zijn al in de maak. Maar om je ertegen te verdedigen, stelt Dominicus, moet je het wapensysteem zelf ook in de vingers krijgen. „Ik denk dat dat een van de belangrijkste doelen is van de VS.”
De technische obstakels zijn aanzienlijk. Door de extreme luchtwrijving warmt de romp van een hypersone glider op tot duizenden graden Celsius, dus zijn hittebestendige materialen nodig, zegt Dominicus. „Denk aan de hitteschilden van de ruimtevaartuigen.”
Technisch nóg uitdagender dan de glider is de hypersone kruisraket, die lager door de atmosfeer schiet, aangedreven met een scramjet-motor: in wezen een soort buis. Aan de voorkant stroomt lucht naar binnen, daaraan wordt brandstof toegevoegd, gemengd en verbrand, dit alles bij supersonische stroomsnelheden. Een probleem: de vlam kan in dit geweld gemakkelijk uitdoven. „Het wordt wel vergeleken met een lucifer brandend houden in een storm”, zegt Dominicus. Een mogelijke oplossing is een plasma-ontlading, een soort permanente vlam opgewekt door hoogspanning.
Op 31 januari dit jaar voerde het Amerikaanse militaire onderzoeksbureau DARPA een vierde testvlucht uit met zijn HAWC (Hypersonic Airbreathing Weapon Concept), een experimenteel scramjet-programma, waarbij een scramjet-projectiel meer dan vijfhonderd kilometer aflegde.
