Mach 11 is niets bijzonders voor een ballistische raket die doel treft

Het was een Oresjnik-raket die we op Dnipro afvuurden, zei president Poetin toen op 21 november het stof was opgetrokken. „Voor de gelegenheid hadden we hem geen nucleaire maar conventionele lading gegeven. De Oresjnik is een nieuwe hypersone raket die tien maal de geluidssnelheid haalt: mach 10.” Het Amerikaanse Pentagon wist op dezelfde dag te melden dat de nieuwe, nog experimentele raket een afgeleide was van de RS-26 Roebezj. Misschien hadden de Amerikanen dat wel van de Russen zelf gehoord, want ze waren vóór de inzet van het wapen gewaarschuwd.

De eerste uren na de spectaculaire aanval op de raket- en ruimtevaartfabriek Pivdenmasj, ’s ochtends even over vijven, had de buitenwacht het moeten doen met de conclusies die de Oekraïense luchtmacht uit haar radarwaarnemingen had getrokken: de raket kwam uit de omgeving van Astrachan, 800 km verderop, en had een snelheid bereikt van mach 11. Je mocht dus aannemen dat het een intercontinentale ballistische raket, een ICBM, was geweest, ook al omdat hij boven Dnipro in één keer zes springkoppen (‘warheads’) had losgelaten. Dat is een mogelijkheid die eigenlijk alleen ICBM’s kennen, meestal worden zulke springkoppen elk naar een eigen doel geleid. Vandaar het acroniem MIRV: multiple independently targetable reentry vehicle. Opvallend genoeg werden de springkoppen boven Dnipro alle naar hetzelfde doel geleid: het Pivdenmasj-terrein dat 1 bij 2 km meet.

Dat de raket later van iets bescheidener kaliber bleek – de tweetraps Oresjnik met zijn vaste brandstof is eerder een IRBM, een intermediate range ballistic missile – veranderde weinig aan de commotie. Niet eerder was onder oorlogsomstandigheden zo’n zware raket met meervoudige springkop ingezet.

Zes springkoppen

De video’s van bewakingscamera’s die op X en Bluesky belandden lieten zien dat de zes springkoppen met regelmatige intervallen van ongeveer 1,5 seconden bijna loodrecht insloegen in het fabrieksterrein. Kennelijk was de raket in Astrachan een heel steile baan gegeven, een lofted trajectory. Die bracht hem vele honderden kilometers buiten de atmosfeer en bezorgde de koppen de hoge inslagsnelheid. Overigens is mach 11 niets bijzonders, veel ICBM’s vallen met mach 20 terug uit hun ballistische baan.

Maar wonderlijk is dat de springkoppen niet ontploften, de relatief beperkte schade die ze aanrichtten dankten ze louter aan hun massa en snelheid. Nog verrassender was dat hun oplichtende sporen bij nadere beschouwing steeds bleken samengesteld uit zes aparte sporen, hoewel dat niet in alle filmpjes goed te zien is. Even dachten de professionele en selfmade wapenexperts van X en Bluesky dat in Astrachan zes raketten waren afgevuurd, later besloten ze dat de zes genoemde warheads zelf ook weer in zes delen waren uiteengevallen, dus dat ze submunitie hadden bevat, ongeveer zoals dat van clusterbommen bekend is. Waaruit de submunitie bestond is niet bekend of niet bekend gemaakt. De Oekraïense autoriteiten geven weinig informatie over de Russische raketaanslag die misschien ook of vooral een test was. Russische sites veronderstellen dat de submunitie bestond uit ‘penetrators’ die diep in de aarde ontzaglijke verwoestingen aanrichtten. Daarvan is weinig gebleken.

De vraag waar de amateuronderzoeker mee zit is wat eigenlijk wordt bedoeld met de eindsnelheid van zo’n zware raket. Hoe is die gedefinieerd? Een raket die terugvallend naar aarde de atmosfeer induikt verliest gaandeweg veel snelheid in het contact met de lucht. Het zijn waarschijnlijk compressie- en wrijvingseffecten die de submunitie van de springkoppen boven Dnipro aan het gloeien bracht waardoor ze zichtbaar werd. Dat de munitie een eigen voortstuwing had is niet goed voorstelbaar. (Oudere lezers herinneren zich hoezeer het ongelukkige ruimteveer Columbia in 2003 aan het gloeien raakte toen het met mach 22 de atmosfeer in dook en bij mach 18 uiteenviel.)

Door de wolken gebroken

Met een kleine inspanning is een eigen schatting te maken van de snelheid die de submunitie had boven het Pivdenmasj-terrein. Volgens de website meteomanz.com was het op 21 november om 5 uur ’s ochtends in Dnipro 11,6 graden bij een relatieve luchtvochtigheid van 78 procent. Daaruit valt af te leiden dat de wolkenbasis op ongeveer 500 meter hoogte lag. (Het was geheel bewolkt.) De video’s van de hoog aangebrachte bewakingscamera’s (zie het X-account GeoConfirmed) laten duidelijk de momenten zien waarop de submunitie door de wolken breekt en even later op de grond slaat. Daartussen ligt ongeveer 0,2 seconde zoals blijkt als je de videoframes afzonderlijk telt. Onder de wolken had de submunitie dus nog maar een snelheid van 2.500 m/s, dat is mach 7,6. (Waarom de zes springkoppen niet alle tegelijk boven het Pivdenmasj-terrein verschenen maar met intervallen van 1,5 seconde door de wolken braken is niet duidelijk. Kennelijk werden ze in een vast ritme losgemaakt van de zogenoemde ‘bus’ waarop ze waren gemonteerd.)

Had de submunitie eigenlijk moeten ontploffen? Dat kun je je ook afvragen. David Hambling van Forbes kwam op het idee om uit te rekenen hoeveel energie er uit de 36 stuks submunitie vrij kon komen zonder bijkomende explosie. Hij ging ervan uit dat de totale massa 800 kg was (zoals opgegeven voor de RS-26) en dat die vlak voor inslag een snelheid zou hebben van mach 10, zoals president Poetin beweerde. Kiezen we liever de zojuist geschatte snelheid van 2.500 m/s dan berekenen we met een klassieke formule (1/2mv2) voor de constellatie een totale ‘kinetische energie’ van 2,5 gigajoule. Als we aannemen dat bij de explosie van 1 kg TNT 4,2 megajoule vrijkomt dan mogen we dit gelijk stellen aan 600 kg TNT: ruim een halve ton. Het is een scheve vergelijking natuurlijk – de energie komt op een heel verschillende manier vrij – maar maakt toch invoelbaar waarom de inslagen gepaard gingen met felle lichtverschijnselen op de wolken.