Pole walki przyszłości

Zapewnienie możliwości prowadzenia ciągłej obserwacji z powietrza oraz zwiadu, wywiadu i rozpoznania (ISR) jest kluczowe dla prowadzenia skutecznych operacji wojskowych. Amerykańska Agencja Zaawansowanych Projektów Obronnych (DARPA) pracuje nad systemem jednorazowych mikrosatelitów, które będzie można błyskawicznie i w łatwy sposób umieścić na orbicie. Mają to być satelity do użytku taktycznego - uruchamiane doraźnie, na potrzeby danej misji, lub po to, aby zwiększyć możliwości działania danego oddziału żołnierzy.

W ramach programu "Space Enabled Effects for Military Engagements" (SeeMe) firma Raytheon opracowuje satelitę o wymiarach 30x90 cm i wadze 11 kg. Ma on mieścić się w głowicy rakiety wynoszącej Airborne Launch Assist Space Access (ALASA), której budową zajmuje się firma Boeing. ALASA będzie wynoszona na odpowiedni pułap przez samolot myśliwski. Po odpaleniu wzniesie się dalej na odpowiednią orbitę, gdzie uwolni satelitę, który będzie utrzymywać się tam od 45 dni do trzech miesięcy, po czym spadnie i spali się w atmosferze. Program SeeMe zakłada budowę 24 satelitów, z których każdy kosztowałby około 500 tys. dol. Obraz z satelitów będzie transmitowany bezpośrednio do urządzeń odbiorczych operujących na ziemi żołnierzy.

Alternatywą dla rozpoznania satelitarnego mają być latające statki, utrzymujące się w powietrzu miesiącami lub nawet latami. Program "Vulture" zakłada budowę samolotu bezzałogowego, który będzie mógł przebywać w powietrzu przez ponad pięć lat, wykonując zadania ISR oraz odgrywając rolę latającego centrum łączności. Przypominająca szybowiec maszyna ma mieć silniki śmigłowe napędzane energią słoneczną, gromadzoną w specjalnych komórkach paliwowych. Vulture będzie pomostem pomiędzy tradycyjnymi samolotami zwiadowczymi i rozpoznawczymi a satelitami. DARPA oraz USAF prowadzą również program "Integrated Sensor is Structure" (ISIS), który zakłada budowę olbrzymich stratosferycznych sterowców, wyposażonych w potężne, ale lekkie radary działające w technologii AESA. Radar ma być zintegrowany z konstrukcją sterowca, napędzanego, podobnie jak Vulture, energią słoneczną.

Już w niedalekiej przyszłości na pokładach okrętów US Navy zagoszczą działa elektromagnetyczne oraz laserowe. Wspólne badania prowadzone przez firmy BAE Systems, General Atomics oraz Boeing doprowadziły w 2008 roku do skonstruowania pierwszego szynowego działa elektromagnetycznego. Dziś jest to w pełni funkcjonalna konstrukcja, którą już niedługo będzie można zainstalować na pokładzie okrętu. Działo o mocy 32 MJ jest w stanie wystrzelić ważący około 10 kg pocisk z prędkością rzędu Ma = 7 na odległość ponad 160 km. Pociski o mniejszej wadze będzie można miotać na dystansach 200-300 km. Lecące z olbrzymią prędkością nie potrzebują żadnego materiału wybuchowego - zniszczą cel samą energią kinetyczną. Dzisiejsze pociski okrętowe, wspomagane napędem rakietowym (ERGM), osiągają maksymalny zasięg około 100 km. Większy mają już tylko rakiety. Ograniczenia fizyczne ładunków miotających sprawiają, że tradycyjne pociski nie osiągają prędkości wylotowej większej niż 1,5 km/s. Działo elektromagnetyczne potrafi wystrzelić z prędkością wylotową od 2,5 do 6 km/s. Już 2,5 km/s pozwala rozpędzić pocisk do prędkości rzędu Ma = 5.

Działa elektromagnetyczne sprawią, że spod pokładów okrętów znikną ładunki i materiały wybuchowe, zarówno służące do wystrzeliwania pocisków, jak i te znajdujące się w ich głowicach. Wyeliminuje to chociażby niebezpieczeństwo wybuchu amunicji w razie pożaru. Pod pokładem, na tej samej powierzchni użytkowej, będzie można zmagazynować dziesięć razy więcej pocisków do działa elektromagnetycznego niż obecnie. Pociski kinetyczne wyposażone w systemy naprowadzania precyzyjnego (GPS/INS) docelowo zastąpią rakiety manewrujące typu Cruise. W dodatku ich koszt będzie stanowił ułamek tego, ile trzeba zapłacić za rakiety Tomahawk.

Opracowanie działa laserowego okazuje się większym wyzwaniem. Amerykańskie siły powietrzne przez lata prowadziły program budowy powietrznego lasera tlenowo-jodowego (ABL) zdolnego do zestrzeliwania rakiet balistycznych.

W 2007 roku umieszczony na pokładzie Boeinga 747 laser zdołał zniszczyć lecącą rakietę. Jednakże wykorzystanie bojowe chemicznego lasera tlenowo-jodowego okazało się ślepym zaułkiem. Jest zbyt skomplikowany, zajmuje za dużo miejsca, a efektywność jego działania jest niewystarczająca. W ostatnich latach nastąpił szybki rozwój laserów półprzewodnikowych oraz tzw. laserów na ciele stałym. Są to konstrukcje mniej skomplikowane i bardziej poręczne. US Navy w ramach programu LAWS testuje laser docelowo przystosowany do zamontowania na pokładach okrętów. Jak na razie, te urządzenia będą służyć do niszczenia mniej zaawansowanych celów, takich jak niewielkie jednostki nawodne czy samoloty bezzałogowe.

W przyszłości będą niszczyć zagrażające okrętom rakiety, pociski czy torpedy. Oczywiście działo laserowe nie strzela, jak ma to miejsce w filmach fantastycznych. Generuje stały promień, który przepala wyznaczony cel, podobnie jak przepuszczone przez szkło powiększające światło słoneczne przepala kartkę papieru.

Dopracowanie i miniaturyzacja laserów sprawią, że w przyszłości będzie to broń montowana również w pojazdach naziemnych oraz w samolotach. Już dziś DARPA prowadzi program HELLADS, którego celem jest skonstruowanie lasera o mocy 150 kW. Ma on mieć kompaktową budowę, umożliwiającą przenoszenie przez samoloty załogowe i bezzałogowe. Będzie przeznaczony do niszczenia celów powierzchniowych. Stąd już tylko krok do opracowania lasera powietrze-powietrze dla samolotów myśliwskich.

System geolokalizacji (GPS) jest integralną częścią jakichkolwiek działań wojskowych. To podstawa nawigacji, wyznaczania i wskazywania celów. Używają go jednostki naziemne, morskie oraz samoloty. Całe spektrum uzbrojenia precyzyjnego działa dzięki GPS-owi. Jednakże jego sygnał można zakłócać, podobnie jak działanie satelitów GPS, które można też bezpośrednio zniszczyć. Siły zbrojne wielu państw zastanawiają się, jak operować przy braku nawigacji satelitarnej oraz jaką znaleźć dla niej alternatywę.

W Wielkiej Brytanii i Stanach Zjednoczonych trwają zaawansowane badania nad akcelerometrami kwantowymi. DARPA prowadzi dwa programy, których celem jest opracowanie mikrochipowych urządzeń nawigacji atomowej (C-SCAN) oraz czujników działających na bazie zmian kwantowych (QuASAR). Jeśli uda się określić dokładny wpływ ziemskiego pola magnetycznego na pozycję poszczególnych atomów, będzie można opracować system geolokalizacji nawet tysiąc razy precyzyjniejszy od nawigacji satelitarnej czy inercyjnej. Jeżeli uda się go wprowadzić do systemów wojskowych, to w jednej chwili nawigacja satelitarna stanie się tak niewydolna i przestarzała, że wojsko będzie mogło z niej całkowicie zrezygnować.

Dziś już wszystkie środki rażenia, takie jak bomby lotnicze, rakiety niekierowane, pociski artyleryjskie, czołgowe czy moździerzowe, mają swoje precyzyjnie naprowadzane na cel wersje. Wszystkie oprócz jednego - kuli karabinowej.

Amerykańscy naukowcy od kilku lat prowadzą zaawansowane badania nad poprawieniem celności pocisków wystrzeliwanych z karabinów maszynowych oraz snajperskich. Chodzi o opracowanie kierowanych kul karabinowych oraz systemów naprowadzania i celowania, które pozwolą zniszczyć dany obiekt jednym strzałem.

W amerykańskim laboratorium rządowym Sandia w Albuquerque opracowano pocisk karabinowy standardowego kalibru 12,7 mm, który będzie mógł trafić w cel oddalony o 2 tys. m z dokładnością do 20 cm. Pocisk naprowadza się na cel podświetlony promieniem lasera. Czujnik optyczny pocisku po wykryciu promienia przekazuje informacje o celu do ośmiobitowego komputera sterującego elektromagnetycznymi aktuatorami. Te odpowiadają za sterowanie lotkami pocisku.

DARPA również prowadzi program budowy kierowanego pocisku snajperskiego kalibru 12,7 mm, nazwany EXACTO. Ma on być kierowany na cel dzięki nowatorskiemu systemowi naprowadzania. Pocisk będzie mógł wykonywać automatycznie kompensacje kierunku lotu zaburzonego przez zmieniające się warunki atmosferyczne.

Z kolei program DARPA "One Shot" zakłada skonstruowanie montowanego na karabinie snajperskim urządzenia automatycznie mierzącego odległość od celu. Urządzenie w swoich pomiarach będzie uwzględniało różne czynniki wpływające na celność strzału, takie jak wiatr czy efekt Coriolisa. Snajper bez pomocy obserwatora uzyska jak największe prawdopodobieństwo zniszczenia celu jednym strzałem.

Amerykańska armia oraz dowództwo operacji specjalnych (SOCOM) od dłuższego czasu badają możliwość wyposażenia żołnierzy w specjalny strój bojowy. Łączyłby on w sobie cechy kuloodpornego pancerza i egzoszkieletu. Analogie ze zbroją komiksowego i filmowego Iron Mana są tu jak najbardziej wskazane. SOCOM rozpoczęło niedawno program budowy lekkiego taktycznego stroju bojowego (Tactical Assault Light Operator Suit - TALOS).

Szlak dla tego ambitnego programu przetarły w 2009 roku firmy Berkeley Bionics oraz Lockheed Martin, które skonstruowały egzoszkielet o wdzięcznym akronimie HULC (Human Universal Load Carrier). Jest to samonośny, sterowany hydraulicznie antropomorficzny egzoszkielet, który zapewnia użytkownikowi możliwość dźwigania ładunków do 90 kg, jak również przemieszczania się bez większego wysiłku, w każdym terenie. Pod koniec 2010 roku również firma Raytheon przedstawiła projekt swojego egzoszkieletu XOS 2. Jak na razie podstawowym zadaniem egzoszkieletów ma być przede wszystkim odciążanie żołnierzy podczas dźwigania i przenoszenia ciężkich przedmiotów i ładunków. Kolejnym etapem będzie skonstruowanie funkcjonalnego stroju bojowego.

Jak na razie, piętą achillesową każdego egzoszkieletu jest zasilanie. HULC-a napędzają dwie 60-woltowe baterie, które pozwalają na maksymalnie dwugodzinny marsz z prędkością 4,8 km/h. Dlatego priorytetem programu TALOS jest przede wszystkim opracowanie źródła zasilania o mocy 12 kW, które działałoby przez 12 godz., a jednocześnie miałoby wielkość standardowego plecaka. Istotne jest też obniżenie masy całego stroju, który nie powinien ważyć więcej niż 180 kg.

Noktowizory oraz gogle noktowizyjne okazały się wynalazkiem przełomowym, całkowicie zmieniającym obraz walki nocnej. Pierwsze gogle przypominały przystawioną do oczu całkiem pokaźną lornetkę. A już niedługo być może zmniejszą się do rozmiarów szkieł kontaktowych.

Naukowcy z uniwersytetu w Michigan opracowali materiał, który w temperaturze pokojowej absorbuje promieniowanie podczerwone i zamienia je na impulsy elektryczne. Materiał składa się z izolatora obłożonego z dwóch stron grafenem, czyli jednoatomową warstwą grafitu. Grafen jest tak cienki, że praktycznie tworzy strukturę dwuwymiarową. Absorbuje większą część spektrum elektromagnetycznego - od podczerwieni do ultrafioletu. Uzyskany materiał jest wytrzymały i elastyczny. Może stanowić podstawę do skonstruowania noktowizyjnych okularów lub soczewek kontaktowych oraz różnego rodzaju miniaturowych urządzeń wykrywających aktywność w podczerwieni.

Możliwość pokonywania pionowych przeszkód bez potrzeby używania specjalistycznego sprzętu wspinaczkowego od dawna absorbowała uwagę wojska. Taka umiejętność byłaby szczególnie przydatna dla komandosów i różnego rodzaju oddziałów specjalnych. Prowadzony przez DARPA program "Z-Man" ma na celu opracowanie syntetycznych materiałów inspirowanych naturalnymi zdolnościami gekonów. Naukowcy opracowali sztuczną skórę nazwaną "geckskin". Jest to sztywny materiał impregnowany elastomerem (polimerową mikrostrukturą). Układa się on na pionowej powierzchni, całkowicie dopasowując do jej faktury, bez tendencji do odkształcania. Pierwsze testy z 2012 roku pokazały, że płachta geckskinu o powierzchni 40 cm2 przyłożona do pionowej szklanej tafli była w stanie utrzymać ciężar o wadze 300 kg. W czerwcu 2014 roku

DARPA przeprowadziła przełomowy eksperyment. Ważący blisko 100 kg wspinacz użył dwóch wykorzystujących geckskin chwytaków do wejścia i zejścia po pionowej tafli szklanej. W jednej z prób dźwigał jeszcze dodatkowo ciężar o masie 22 kg. Wizja żołnierzy wspinających się niczym jaszczurki po pionowych ścianach nie jest wiec już tak bardzo odległa.

Opracowanie kroczącego robota, który pomagałby żołnierzom nosić ciężkie ładunki, jest celem prowadzonego wspólnie przez DARPA oraz amerykańską piechotę morską programu Legged Squad Support System - LS3. W 2008 roku firma Boston Dynamics przy wsparciu DARPA opracowała czteronożny robot nazwany "BigDog". Program okazał się tak udany, że firma otrzymała kontrakt na budowę kolejnego prototypu, pod nazwą "AlphaDog". Robot o udźwigu 180 kg ma działać w każdych warunkach atmosferycznych, poruszać się sprawnie na sypkim, mokrym i śliskim podłożu, pokonywać strome zbocza oraz chodzić i biegać z prędkością 0,5-11 km/h. Oprócz dźwigania ładunków będzie też mógł być wykorzystywany jako "chodzący akumulator", pozwalający na podładowywanie używanych przez żołnierzy urządzeń elektrycznych. Pomoże też jako chodząca kamera - jego urządzenia optyczne będą miały funkcję nagrywania obrazu.

Model AlphaDog jest przynajmniej dziesięć razy cichszy od pierwszego prototypu BigDog. Najważniejsza modyfikacja dotyczy jednak jego systemu sterowania. Zrezygnowano z panelu, którego obsługa odrywałaby żołnierza od wykonywania zadań bojowych. Nowe prototypy są sterowane głosowo za pomocą dziesięciu podstawowych komend, takich jak: "silnik start/stop", "za mną" (gdy robot ma podążać tuż za operatorem) albo "idź po ścieżce" (robot idzie wówczas za operatorem, ale wybiera najbardziej optymalną dla siebie trasę). Konie pociągowe i muły zostały wyparte z wojska przez pojazdy kołowe i gąsienicowe. Teraz powrócą w nowej, syntetycznej postaci.

Paweł Henski