F‑22 kontra chiński balon. Dlaczego aerostaty są trudne do zniszczenia?

Oto #HIT2023. Przypominamy najlepsze materiały minionego roku.

Jak zniszczyć balon? Na pozór może wydawać się to banalnym zadaniem, zwłaszcza gdy skojarzenie podsunie nam obraz dziecięcego balonika dotkniętego szpilką. Jedno nakłucie powodujące efektowną eksplozję działa dobrze w przypadku zabawek, jednak dla dużo większych obiektów, których powłoki nie są cieniutką, rozciągliwą gumą, okazuje się znacznie bardziej skomplikowane.

Dobrze wiedzieli o tym piloci w czasie I wojny światowej, gdzie przez pierwszy rok konfliktu nie udało się zestrzelić żadnego sterowca, choć były one wówczas wypełniane niebezpiecznym wodorem. Również współcześnie zniszczenie dużego balonu stanowi większe wyzwanie, niż może się to w pierwszej chwili wydawać.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Dowodem na to jest liczba prób zniszczenia chińskiego balonu – jak podaje serwis Altair Agencja Lotnicza, po raz pierwszy próbowano go zestrzelić w momencie, gdy nad Montaną przekraczał granicę USA. Próba okazała się nieudana, więc zaniechano kolejnych.

Oficjalnie decyzja była podyktowana troską, by nie spowodować zniszczeń na ziemi (balon mógł być wyposażony w ładunki wybuchowe w celu samozniszczenia). Jednym z powodów mogła być również chęć przechwycenia zestrzelonego sprzętu w jak najlepszym stanie, na co rosną szanse w przypadku upadku do wody.

Dlatego na kolejną próbę zniszczenia balonu zdecydowano się 4 lutego 2022 r., gdy – po przeleceniu nad niemal całą Ameryką – znalazł się on nad oceanem. Jak wyglądała ta operacja?

W misji zestrzelenia balonu wzięły udział dwa samoloty F-22 Raptor. Jak opisuje emerytowany pilot, komandor podporucznik Ward Carroll, balon początkowo poruszał się na wysokości "powyżej 65 tys. stóp", czyli więcej niż 19,8 km.

To więcej niż praktyczny pułap większości samolotów wojskowych. F-16 może latać na wysokości nieco ponad 15 km. Dla F-15 – w zależności od wersji – maksymalna wysokość lotu waha się od 18 do nieco ponad 19 km.

Spośród amerykańskich maszyn wielozadaniowych i myśliwskich najwyższy pułap lotu, sięgający 20 km, oferuje F-22 Raptor. Para tych właśnie samolotów została wysłana z misją zniszczenia balonu.

Pilot atakującego F-22 nie wspinał się jednak na pułap aerostatu. Jak podaje Departament Obrony Stanów Zjednoczonych, wystrzelenie pocisku miało miejsce na wysokości około 17,7 km, gdy cel znajdował się na wysokości około 19,5 km.

Do zestrzelenia balonu został użyty pocisk AIM-9X Sidewinder. To współczesna wersja bardzo starej, bo rozwijanej od niemal 70 lat konstrukcji. Pociski Sidewinder są klasyfikowane jako broń krótkiego zasięgu, a ich możliwości były niegdyś bardzo ograniczone.

Ponieważ były naprowadzane na źródło ciepła, początkowo nadawały się jedynie do atakowania przeciwników od tyłu, gdy głowica pocisku dobrze "widziała" najgorętszą część samolotu – dysze silników.

Rozwój technologii sprawił, że tamte ograniczenia są już przeszłością. Formalnie to nadal pocisk naprowadzany na źródła ciepła, jednak wyższa jakość sensorów przekłada się na znacznie większe możliwości, jak m.in. atak z przedniej półsfery – strzał do nadlatującego, a nie oddalającego się przeciwnika.

W przypadku zestrzelenia balonu kluczowym podzespołem okazał się sensor optyczny. Choć pocisk jest naprowadzany na cel, którego temperatura jest kontrastowa względem tła, to w ostatniej fazie lotu korzysta również z sensora, dzięki któremu "widzi" cel na tle nieba, a eksplozja następuje nie po bezpośrednim uderzeniu w cel, ale po zbliżeniu się do niego.

Tę właśnie możliwość prawdopodobnie wykorzystał pilot Raptora podczas ataku. Na udostępnionych materiałach wideo można zobaczyć, że eksplozja następuje w idealnym momencie, powodując zniszczenie znacznej części balonu.

Chińczycy twierdzą, że ich balon był obiektem cywilnym, nad którym utracono kontrolę. Trasa jego przelotu, wiodąca m.in. nad silosami międzykontynentalnych rakiet balistycznych czy bazami lotniczymi, w tym trudnowykrywalnych bombowców strategicznych B-2 Spirit każe wątpić w te zapewnienia.

Aby balon podążał w pożądanym kierunku, nie musi mieć napędu czy steru – na różnych wysokościach wiatry mogą wiać w różnych kierunkach, co można wykorzystać w celu kierowania lotem balonu.

Choć próba odgadnięcia zadań chińskiego aerostatu to na razie spekulacje, prawdopodobny wydaje się trop, że jego celem mogło być testowanie reakcji amerykańskiego systemu obrony powietrznej.

Komentujący tę sprawę dowódca NORAD przyznaje się w tej kwestii do niepowodzenia, choć warto zaznaczyć, że mimo dużej powierzchni balony mają mało elementów wykonanych np. z metalu, co ułatwiałoby wykrycie ich przez radar.

Nawet jeśli zostaną wykryte, to zniszczenie balonu wcale nie jest proste. Gdy w 1998 r. Kanada utraciła kontrolę nad własnym balonem meteorologicznym, który leciał w kierunku rosyjskiej przestrzeni powietrznej, próbę zniszczenia go podjęły siły powietrzne aż trzech państw – Norwegii, Szwecji i Kanady.

Choć kanadyjskie Hornety (CF-18) wystrzeliły do balonu ok. 1000 pocisków kal. 20 mm, nie udało się go zniszczyć. Na dużej wysokości różnica ciśnienia była na tyle niewielka, że gaz – w tym przypadku hel – ulatniał się przez przestrzeliny bardzo powoli.

Balon próbowano także zniszczyć niekierowanymi rakietami, ale jego powłoka była zbyt delikatna, by spowodować eksplozję i rakiety przelatywały przez niego bez detonacji.

Współczesne doświadczenia są zgodne z tymi z czasów złotej epoki aerostatów, jaką był początek I wojny światowej. Sławę zdobyły wówczas niemieckie zeppeliny – produkowane przez wytwórnię Ferdinanda von Zeppelina wielkie sterowce. Choć były one wypełniane palnym wodorem, to w początkowym okresie wojny ich zestrzelenie było niemal niemożliwe.

Sterowce z powodzeniem wytrzymywały nie tylko dziurawienie powłoki karabinami maszynowymi, ale także eksplozję pocisków artyleryjskich: miękka powłoka aerostatów była łatwa do podziurawienia, ale trudna do powierzchniowego zniszczenia.

Co więcej, wbrew stereotypom, utwierdzonym przez późniejszą katastrofę sterowca LZ 129 Hindenburg, spowodowanie eksplozji wodoru wcale nie było proste, bo wymagało powstania mieszanki tego gazu i powietrza w określonej proporcji.

Sytuację radykalnie zmieniło dopiero opracowanie specjalnej, zapalającej amunicji, która znacząco zwiększała szansę na skuteczne zapalenie sterowca. Przyniosło to oczekiwany skutek, ale dopiero w drugiej połowie Wielkiej Wojny zeppeliny z władców przestworzy stały się łatwiejszym celem.

Mimo tego nadal zniszczenie balonu czy zeppelina oceniano bardzo wysoko. Dobitnie świadczy o tym los amerykańskiego pilota z czasów I wojny, porucznika Franka Luke'a, który za zniszczenie 14 niemieckich aerostatów otrzymał najwyższe wojskowe odznaczenie – Medal Honoru.

W tym przypadku historia zatoczyła koło, bo wysłane z misją zniszczenia chińskiego balonu F-22 miały – na cześć nagrodzonego niemal wiek wcześniej porucznika – znaki wywoławcze FRANK01 i FRANK02.