Una spiegazione dell'evidenza delle debolezze nel sistema di difesa della cupola di ferro

Nota dell'editore: La risposta dei lettori a una notizia recente, Il sistema di difesa missilistica israeliano che fallisce in un compito cruciale, dicono gli esperti analisti, in cui Ted Postol è stato citato per dire che Iron Dome non stava effettivamente facendo esplodere le testate, era così negativo e ha fatto arrabbiare così tante persone, in particolare gli israeliani , che abbiamo chiesto al professor Postol di spiegare come è giunto alle sue conclusioni e di mostrare i suoi dati. Ha acconsentito con grazia. Il seguente articolo rappresenta la sua opinione e non è necessariamente l'opinione di Revisione della tecnologia del MIT —e non rappresenta alcuna valutazione collettiva da parte del MIT o di uno dei suoi dipartimenti, laboratori o centri. (Questo perché siamo editorialmente indipendenti dall'Istituto.)

introduzione

Nelle prime settimane di luglio 2014 il conflitto tra Israele e palestinesi a Gaza è di nuovo divampato. Ciò ha portato a una nuova serie di attacchi missilistici su larga scala lanciati da Hamas, che opera da Gaza, contro i centri abitati israeliani. L'ultima volta che si sono verificati attacchi missilistici su larga scala tra Hamas e Israele è stato nel novembre 2012. Durante il conflitto del novembre 2012 sono state osservate nel cielo un gran numero di fotografie di scie di intercettori Iron Dome. Queste scie hanno rivelato che il tasso di intercettazione dell'Iron Dome era molto basso, forse fino al 5 percento o inferiore.

Questo articolo spiega perché la geometria delle scie di condensazione fotografate nel cielo indica se un tentativo di intercettazione di Iron Dome aveva o meno possibilità di intercettare un bersaglio di un razzo di artiglieria.

Mostrerò dati campione che indicano che le prestazioni dell'Iron Dome erano molto basse a novembre 2012 e mostrerò dati simili per luglio 2014, il che indica che le prestazioni dell'Iron Dome quasi un anno e mezzo dopo probabilmente non sono migliorate.

Al momento è ancora in corso la raccolta dei dati di luglio 2014. Tuttavia, tutti i dati che ho raccolto finora indicano che le prestazioni di Iron Dome non sono migliorate.

Uno dei problemi più impegnativi nell'intercettare un razzo di artiglieria è che l'intercettore deve distruggere la testata del razzo. Se l'intercettore colpisce l'estremità posteriore del razzo, tutto ciò che accadrà è il danneggiamento del tubo del motore del razzo esaurito, che è fondamentalmente un tubo vuoto. Danneggiare la parte posteriore del razzo di artiglieria essenzialmente non ha alcun effetto sull'esito dell'ingaggio. I pezzi del razzo cadranno essenzialmente nella stessa area dell'imputato e la testata quasi certamente andrà a terra ed esploderà. Questi fatti significano che l'unica definizione significativa di un'intercettazione riuscita è la distruzione della testata del razzo dell'artiglieria. Come verrà mostrato nella discussione che segue, distruggere la testata del razzo di artiglieria è considerevolmente più impegnativo che danneggiare altre parti del razzo di artiglieria o danneggiare con successo un aereo, causando il fallimento della sua missione.

Proteggere una popolazione distribuita su aree difese dai rischi di tali attacchi missilistici deve comportare la protezione contro la caduta di detriti, che possono causare gravi lesioni alle persone che non si trovano in rifugi protettivi.

Come discuterò più avanti in questo articolo, Israele ha in effetti una difesa missilistica estremamente efficace. Quella difesa è il sistema di allerta precoce che dice alle persone a terra che un razzo sta viaggiando nella loro direzione e i rifugi sono disposti in modo che le persone possano facilmente raggiungere la protezione entro decine di secondi dall'allerta. In un articolo a cui si fa riferimento più avanti in questo documento, viene mostrato che durante il bombardamento di Londra da parte dei razzi V-1 e V-2, secondi di allerta precoce hanno notevolmente ridotto le vittime e i decessi per attacchi individuali.

Nel caso particolare degli attacchi missilistici contro Israele, il numero schiacciante di testate missilistiche di artiglieria è compreso tra 10 e 20 libbre, il che rende l'efficacia dei rifugi ancora maggiore.

Questi due fattori, le piccole dimensioni delle testate e il sistema di allerta e protezione spiegano completamente perché non ci sono state vittime dagli attacchi missilistici.

Valutare se un tentativo di intercettazione Iron Dome ha successo o meno dalle fotografie di scie di Iron Dome

Per prima cosa mostrerò perché l'intercettore Iron Dome deve avvicinarsi al razzo di artiglieria bersaglio da una direzione frontale. Mostrerò quindi che l'intercettore Iron Dome non ha, per tutti gli scopi pratici, alcuna possibilità di distruggere la testata sui razzi di artiglieria in arrivo se l'intercettore ingaggia il razzo di lato o da dietro.

Presenterò quindi prove fotografiche di scie di condensazione nel cielo, indicando che gli intercettori Iron Dome stavano per lo più inseguendo o ingaggiando razzi di artiglieria con geometrie laterali.

Non so perché le Iron Domes non stavano ingaggiando la maggior parte dei razzi di artiglieria usando la corretta geometria frontale. Tuttavia, è chiaro che il sistema di tracciamento e guida radar Iron Dome non funziona, poiché inizialmente invia intercettori Iron Dome per intercettare punti che poi fanno sì che l'intercettore non sia in grado di ottenere la giusta geometria per un impegno di successo contro l'artiglieria razzi.

Mostrerò fotografie di scie di condensazione del novembre 2012 e del luglio 2014, indicando che le Iron Domes si stanno ancora comportando in modo irregolare, con conseguenti tassi di intercettazione molto bassi.

Valutare il significato delle scie di cupola di ferro

Per capire perché l'intercettore Iron Dome deve avvicinarsi al razzo di artiglieria da una direzione frontale, è necessario avere una comprensione rudimentale dell'intercettore Iron Dome.

La figura 1 sotto mostra un'immagine concettuale di uno scontro frontale da parte di un intercettore Iron Dome contro un razzo di artiglieria Grad. La linea tratteggiata blu che emana dalla sezione anteriore dell'intercettore Iron Dome rappresenta la linea di vista di quella che viene chiamata una miccia laser. Lo scopo della miccia laser è creare un raggio di luce che si rifletterà sull'estremità anteriore del razzo di artiglieria in modo che l'intercettore possa determinare che il razzo di artiglieria bersaglio sta attraversando l'intercettore. Come si può vedere dal diagramma, la testata nell'intercettore Iron Dome è posizionata ben dietro il gruppo fusibile, a una distanza di circa tre piedi dall'apertura del fusibile laser. Questo dà alla miccia abbastanza tempo per determinare dove si trova la parte anteriore del razzo bersaglio, stimare quanto tempo impiegherà la parte anteriore del razzo di artiglieria a passare parallela alla testata del razzo di artiglieria e far esplodere la testata Iron Dome.

Il ritardo temporale è piuttosto critico per molte variabili. Deve tenere conto non solo della posizione della testata del razzo bersaglio, ma anche della velocità dei frammenti della testata Iron Dome, della distanza di miss, dell'orientamento fuori parallelo dell'intercettore Iron Dome rispetto al razzo di artiglieria e dell'alto velocità di passaggio dell'intercettore Iron Dome e del razzo di artiglieria.

La figura 2 mostra come si muovono i frammenti, supponendo che la velocità di attraversamento dell'intercettore Iron Dome e del razzo di artiglieria sia di circa 1.200 metri al secondo e che i frammenti della testata Iron Dome siano proiettati a circa 2.100 metri al secondo perpendicolarmente all'asse di l'intercettore Iron Dome. Poiché l'intercettore Iron Dome si muove a 1.200 metri al secondo rispetto al razzo di artiglieria, la velocità di attraversamento aggiuntiva deve essere aggiunta alla velocità laterale di 2.100 metri al secondo dei frammenti. La direzione netta della nuvola di frammenti, come si vedrebbe se un osservatore fosse seduto sul razzo di artiglieria, è mostrata dalla freccia azzurra che attraversa sia la testata Iron Dome che la testata del razzo di artiglieria.

La figura 3 mostra il risultato se tutto funziona come previsto. Tuttavia, esiste una serie di possibili risultati in cui il successo è molto probabile e, oltre tale gamma, la possibilità di successo diminuisce drasticamente.

Come si può vedere dalla freccia segnata 1.500 metri al secondo nelle figure 2 e 3, la maggiore velocità di attraversamento può comportare un cambiamento significativo nella direzione netta della nuvola di frammenti. Pertanto, la miccia deve determinare il momento migliore per far esplodere la testata in base alla velocità di attraversamento, alla distanza del bersaglio del razzo di artiglieria mentre passa dall'intercettore Iron Dome e ai vari ritardi di fusione associati alla detonazione della testata dell'intercettore Iron Dome.

A causa delle incertezze nell'esatta velocità di attraversamento e nella geometria di attraversamento, anche una miccia perfetta potrebbe non riuscire a mettere frammenti letali sulla testata del razzo di artiglieria.

Inoltre, a meno che la distanza tra la testata Iron Dome e la testata del razzo di artiglieria non sia piccola (circa un metro o giù di lì), ci sarà una probabilità notevolmente ridotta che un frammento della testata Iron Dome colpisca, penetri e causi la detonazione della testata del razzo di artiglieria.

Pertanto, un impegno frontale non garantisce che l'intercettore Iron Dome distruggerà la testata del razzo di artiglieria.

La figura 4 e la figura 4A mostrano le conseguenze di un guasto nella tempistica della miccia in quello che quasi certamente era un impegno tra un intercettore Iron Dome e il razzo di artiglieria mostrato a terra nelle foto. Come si può vedere osservando la fotografia in figura 4, sono presenti danni significativi nell'area in cui è caduto il razzo. Questo danno era quasi certamente dovuto alla detonazione della piccola testata del razzo. La Figura 4A mostra l'estremità anteriore ingrandita del razzo, dove si possono vedere dei buchi nell'involucro del motore a razzo esaurito e vuoto che si trovava immediatamente dietro la testata. Questa fotografia mostra quindi un esempio di quello che potrebbe essere stato un tentativo riuscito di intercettazione di Iron Dome.

In questo caso, è quasi certo che il razzo di artiglieria sia stato ingaggiato da un intercettore Iron Dome che si stava avvicinando correttamente al razzo di artiglieria frontalmente. Sfortunatamente, i comandi di temporizzazione della miccia hanno provocato l'esplosione di frammenti della testata Iron Dome che hanno colpito il razzo di artiglieria dopo che la testata era passata. La densità relativamente bassa di buchi nel corpo posteriore del razzo di artiglieria suggerisce che l'incontro ha avuto anche una distanza di miss relativamente alta, forse diversi metri.

Questa fotografia illustra come anche quando l'intercettore Iron Dome si trova in una corretta traiettoria frontale, può comunque non riuscire a distruggere la testata di un razzo di artiglieria bersaglio.

Le figure 5, 6, 7 e 8 mostrano diagrammi vettoriali dettagliati che indicano come si sarebbe comportato l'intercettore Iron Dome se avesse ingaggiato un razzo di artiglieria da una varietà di direzioni. In questi diagrammi le velocità sono mostrate in piedi al secondo, anziché in metri al secondo usati nelle figure 1, 2 e 3.

La Figura 5 mostra una direzione di innesto quasi frontale (di nuovo, si noti che tutte le velocità del vettore sono ora in piedi al secondo). Un'attenta revisione della geometria dell'ingaggio rivelerà che anche una direzione di avvicinamento decentrata fuori frontale ridurrà drasticamente le possibilità che frammenti della testata Iron Dome possano essere spruzzati sulla testata del razzo di artiglieria. Ciò dimostra quindi che la geometria front-on è molto sensibile a piccoli errori off-frontal che potrebbero essere il risultato di guasti del sistema di controllo principale nella guida e nel controllo dell'intercettore Iron Dome.

Questo particolare diagramma (figura 5) dimostra quanto sia importante per il sistema di guida e controllo principale posizionare l'intercettore nella giusta posizione prima che inizi l'effettivo processo di homing contro un razzo di artiglieria bersaglio

Le figure 6, 7 e 8 mostrano diagrammi vettoriali dettagliati per gli impegni di intercettori che si avvicinano al razzo di artiglieria bersaglio dal lato o dal retro. Un'attenta ispezione della geometria del raggio di rilevamento della miccia e del modello di spruzzatura dei frammenti della testata Iron Dome mostra che ci sono due problemi molto seri con questo tipo di impegni.

Prima di tutto, se la miccia rileva il razzo di artiglieria, non ha modo di determinare dove si trova la testata sul razzo di artiglieria. In secondo luogo, è quasi certo che anche se la miccia dovesse esplodere per caso in un momento in cui la testata potrebbe trovarsi nello schema di spruzzatura della testata Iron Dome, la distanza tra la testata Iron Dome e la testata del razzo di artiglieria sarà in quasi tutte le circostanze molto grande, risultando in una densità molto bassa di frammenti nella posizione della testata del razzo di artiglieria. Dato il piccolo numero di frammenti che possono essere dispersi dalla testata Iron Dome, ciò si traduce in un'altissima probabilità che nessun frammento colpisca la testata. A rendere le cose ancora più difficili, l'area proiettata della testata è molto piccola, poiché verrà incontrata dalla parte anteriore o posteriore piuttosto che di lato. Inoltre, è molto probabile che i frammenti colpiscano superfici metalliche che si trovano ad angoli radenti molto bassi rispetto alla direzione del movimento del frammento. Ciò comporterà la tendenza dei frammenti a rimbalzare sul guscio o a trasmettere quasi nessuna energia a un bersaglio. Quindi, le figure 6, 7 e 8 mostrano che per tutti gli scopi pratici, la probabilità che l'intercettore Iron Dome possa distruggere la testata del razzo di artiglieria ingaggiato è essenzialmente zero.

Cosa mostrano i dati sulle prestazioni di Iron Dome a novembre 2012 e luglio 2014?

Le figure 9, 10 e 11 mostrano scie di condensazione nel cielo che indicano che gli intercettori Iron Dome stavano tentando di ingaggiare razzi di artiglieria bersaglio inseguendoli da dietro o attaccandoli di lato.

Le geometrie dell'ingaggio sono facilmente stabilite perché i razzi di artiglieria stanno cadendo ad alti angoli di elevazione rispetto al suolo, forse da 60 a 70 gradi rispetto alla verticale. Questo angolo di rientro è dovuto alla resistenza aerodinamica, che rallenta il razzo di artiglieria e alla fine lo fa cadere con un angolo relativamente ripido.

Le figure 12 e 13 mostrano fotografie che dovrebbero essere state scattate a luglio 2014. Ho trovato fotografie di novembre 2012 che sono state etichettate erroneamente come risalenti a luglio 2012, quindi sto verificando che le fotografie raccolte siano state effettivamente scattate nel tempi stabiliti. Queste due fotografie sono state verificate come risalenti a luglio 2014.

La Figura 14 mostra una stima molto approssimativa basata sulle mie osservazioni nel novembre 2012, quando ho visto forse non più del 10-20 percento di scie di condensazione Iron Dome che indicavano una geometria di impegno frontale.

Come mostrato nella stima delle prestazioni, se assumiamo che la geometria di ingaggio e il 20 percento degli ingaggi fossero frontali, a quel tempo ho stimato che la probabilità di distruggere una testata SCUD potesse essere compresa tra 0,3 e 0,6. Pertanto, se tutti gli altri impegni risultassero effettivamente in una probabilità di intercettazione pari a zero, il tasso di intercettazione sarebbe approssimativamente

0,2 × (0,3 o 0,6) = da 0,06 a 0,12

Questo è un tasso di intercettazione, definito come distruzione della testata del razzo di artiglieria, compreso tra il 6 e il 12 per cento.

La mia stima migliore è che meno del 20 percento degli impegni su cui sono stato in grado di ottenere dati erano effettivamente frontali e non ho informazioni sulle effettive distanze mancate o se le geometrie del tentativo di coinvolgimento erano vicine all'antiparallelo. Quindi l'affermazione che la prestazione di intercettazione di Iron Dome sembra essere probabilmente del 5 percento o meno.

Un esempio di tale calcolo è mostrato nella figura 14.

Perché le vittime israeliane da attacchi missilistici sono così basse?

Un articolo pubblicato sulla rivista Natura nel 1993 ha affrontato il dibattito sulle prestazioni della difesa missilistica Patriot nella Guerra del Golfo del 1991. A quel tempo, venivano sollevate le stesse domande: perché i danni erano così bassi e perché ci furono così poche vittime? (Tutti i rapporti ora indicano che c'è stata solo una vittima a causa degli effetti diretti degli attacchi SCUD. Questa vittima è stata causata da un missile Patriot che si è tuffato a terra nel tentativo di intercettare un missile SCUD.)

Nel caso degli attacchi SCUD, c'erano molti meno razzi lanciati contro Israele (forse circa 40), ma le testate dei missili erano molto più grandi, circa 500 libbre. Tuttavia, molte testate SCUD caddero in aree aperte, provocando relativamente pochi danni. Nei casi in cui le testate sono cadute vicino agli edifici, le misure di protezione civile hanno essenzialmente protetto la popolazione dalle conseguenze dell'impatto dello SCUD.

Le figure 15, 16 e 17 mostrano i danni in Israele causati dagli attacchi di razzi dell'artiglieria nel novembre 2012 e nel luglio 2014. Come si può vedere esaminando le fotografie, anche quando i razzi colpiscono gli edifici, il danno tende ad essere abbastanza localizzato. Ciò non significa che le persone nell'area dell'attacco missilistico non sarebbero ferite o uccise se fossero abbastanza vicine al luogo dell'impatto, ma è molto chiaro che le testate non sono di dimensioni sufficienti per causare vittime o morti a coloro che sono adeguatamente riparati.

Al contrario, le figure 17 e 18 mostrano i risultati degli attentati dinamitardi a Gaza nel luglio 2014. La resa esatta delle bombe è incerta, ma sembra che siano probabilmente nella categoria da 1.000 a 2.000 libbre. In questi casi, i tentativi di proteggere la popolazione potrebbero fallire, poiché pochi rifugi possono sostenere il livello di danno che potrebbe essere inflitto da bombe così grandi.

Quindi, ancora una volta, questo dimostra che le piccole dimensioni delle testate a razzo di artiglieria e la capacità di avvertire rapidamente le popolazioni di queste piccole testate in arrivo sono una difesa estremamente capace che funziona in modo molto più efficace dell'Iron Dome.

Theodore Postol è professore di scienza, tecnologia e politica di sicurezza nazionale nel programma di scienza, tecnologia e società al MIT.

Figura 1

figura 2

Figura 3

Figura 4

Figura 4A

Figura 5

Figura 6

Figura 7

Figura 8

Figura 9 (novembre 2012)

Figura 10 (novembre 2012)

Figura 11 (novembre 2012)

Figura 12 (10 luglio 2014)

Giovedì due razzi sono stati abbattuti su Sderot. (Credito fotografico: Mitch Ginsburg/Times of Israel)

Figura 13 (8 luglio 2014)

Immagine scattata martedì 8 luglio

Figura 14

Figura 15

Figura 16

Un razzo è esploso vicino a una strada nel Consiglio regionale di Sdot Negev, provocando danni alla strada ma nessun ferito. (luglio 2014)

Figura 17

Tetto della stalla attaccata

Iron Dome ha anche intercettato un razzo lanciato contro la città meridionale di Netivot, sempre nella regione di Gaza. Nella zona di Ashdod, circa 10 mucche sono morte e molte altre sono rimaste ferite dopo che un razzo ha colpito una stalla su un moshav locale, hanno detto i residenti.

Figura 18

Figura 19

nascondere