Años después de su inicio, los programas hipersónicos de EE. UU. aún están en desarrollo

TECNOLOGÍAS EMERGENTES

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Fue hace unos ocho años, en septiembre de 2015, cuando surgieron informes de que China había probado un dron de alta velocidad llamado WZ-8 que fue diseñado para alcanzar velocidades hipersónicas.

Ese evento fue un momento decisivo para el Pentágono, que había dejado que la investigación y el desarrollo hipersónicos estadounidenses decayeran durante décadas mientras libraba la llamada guerra global contra el terrorismo.

Poco después, Rusia afirmó que había desplegado misiles que alcanzaban velocidades hipersónicas, generalmente definidas como superiores a Mach 5, pero con la capacidad adicional de maniobrar y evadir defensas.

La comprensión de que los dos competidores estaban persiguiendo activamente las armas maniobrables de alta velocidad impulsó al Departamento de Defensa a reactivar sus propios programas de I+D dentro del Ejército, la Armada, la Fuerza Aérea y la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa.

Pero ocho años después de la prueba china, ¿cuánto ha avanzado el ejército estadounidense en el desarrollo de sus propios sistemas de armas hipersónicas?

"Estamos en una carrera, decidamos reconocerlo o no", dijo Mark Lewis, director ejecutivo del Purdue Applied Research Institute, en un evento mediático en junio.

El Departamento de Defensa se ha centrado en los últimos años en dos enfoques: vehículos planeadores y misiles de crucero, según el informe del Servicio de Investigación del Congreso “Armas hipersónicas: antecedentes y problemas para el Congreso”, publicado en febrero.

Los misiles hipersónicos de impulso-planeo constan de un motor de cohete, que acelera el misil a gran velocidad, y un cuerpo de planeo que contiene una ojiva. Una vez que el cuerpo deslizante se desprende del cohete gastado, utiliza energía cinética, así como la sustentación generada por su movimiento en el aire, para deslizarse a alta velocidad a través de la atmósfera y maniobrar para alcanzar su objetivo, según una descripción en el informe “ Armas hipersónicas y alternativas de EE. UU.”, publicado por la Oficina de Presupuesto del Congreso en enero.

Un propulsor de cohete inicialmente acelera un misil de crucero hipersónico a velocidades cercanas a Mach 4, luego aumenta y mantiene una velocidad más alta durante todo su vuelo utilizando un motor a reacción llamado estatorreactor de combustión supersónica, o scramjet, que puede llevarlo hacia Mach 5.

Los misiles hipersónicos se lanzan de tres maneras: desde el aire mediante aviones en vuelo, desde tierra mediante lanzadores fijos o basados ​​en vehículos y desde el mar, mediante barcos de superficie o submarinos.

El ejército ataca desde tierra. En asociación con la Armada, el servicio está desarrollando el arma hipersónica de largo alcance.

El arma es un misil de planeo impulsado desde tierra, equipado con un cuerpo de planeo hipersónico y equipo de transporte, apoyo y control de fuego asociado, según el informe del Servicio de Investigación del Congreso "El arma hipersónica de largo alcance del ejército de EE. UU.", publicado en marzo.

El arma hipersónica de largo alcance tiene un alcance de 1.725 millas y está armada con misiles hipersónicos que pueden viajar “a más de 3.800 millas por hora”, según el informe.

El componente del misil, desarrollado por Lockheed Martin y Northrop Grumman, sirve como propulsor común de dos etapas tanto para el arma hipersónica de largo alcance como para el sistema hipersónico de la Armada, que está destinado a ser disparado tanto desde buques de superficie como desde submarinos, según el informe. fijado.

A pesar de una serie de retrasos en las pruebas, el Ejército parece estar por delante de los programas hipersónicos de otros servicios y sigue comprometido públicamente a presentar su primer prototipo operativo para finales del año fiscal 2023, según el informe del Servicio de Investigación del Congreso.

Cuando todo esté dicho y hecho, el servicio planea invertir 5.300 millones de dólares de fondos de investigación, desarrollo, pruebas y evaluación pasados ​​y planificados en el programa de armas hipersónicas de largo alcance, según el informe de la CBO.

El sistema Convencional Prompt Strike de la Armada es un arma hipersónica de impulso-deslizamiento que incluye un propulsor de motor de cohete sólido de dos etapas y un cuerpo de deslizamiento hipersónico común que contiene una ojiva de proyectil de energía cinética, según el año fiscal de la Oficina del Director de Pruebas y Evaluación Operativas. Informe anual 2022 del sistema. Utilizará energía cinética en lugar de explosivos para destruir sus objetivos.

El Departamento de Defensa anunció en 2018 que la Marina lideraría el desarrollo del cuerpo de planeo hipersónico común para su uso en todos los servicios, según el informe CRS de febrero.

El servicio tiene actualmente una estrategia de adquisición de tres fases para entregar el sistema, que consiste en creación rápida de prototipos, despliegue rápido y eventual despliegue a bordo de submarinos clase Virginia y destructores clase Zumwalt, según el informe de prueba y evaluación.

Las pruebas de vuelo para el sistema Convencional Prompt Strike comenzaron en junio de 2022, y la Marina tiene cuatro eventos de prueba planificados hasta finales del año fiscal 2024 luego de una “anomalía en vuelo” que interrumpió la recopilación de datos durante una prueba anterior, según el informe. La Armada planea hacer la transición al despliegue rápido a bordo del destructor clase Zumwalt en el año fiscal 2025, con capacidad operativa inicial a bordo de los submarinos clase Virginia en el año fiscal 2029, según el informe.

El programa también está construyendo una instalación de prueba subterránea que le permitirá ver cómo el misil transita a través del agua después de ser desplegado por un submarino utilizando el lanzador Convencional Prompt Strike recientemente desarrollado, según la información de antecedentes del programa proporcionada por la Marina.

Además, la Armada está desarrollando el Incremento de Guerra Ofensiva Antisuperficie 2, un misil también conocido como Hypersonic Air-Launched o HALO, un nuevo comienzo en 2023, según el informe del Servicio de Investigación del Congreso de febrero. Aunque se han hecho públicos pocos detalles sobre el programa, es probable que HALO sea compatible con el avión de combate F/A-18 de la Armada. La Oficina de Presupuesto del Congreso citó documentos de financiación que indican que la Marina planea desplegar los misiles a partir de 2028.

Se espera que la financiación de investigación, desarrollo, prueba y evaluación del servicio para Conventional Prompt Strike alcance “al menos” $8.9 mil millones con “al menos” $444 millones invertidos en HALO, afirmó la Oficina de Presupuesto del Congreso.

La Fuerza Aérea ha tenido problemas con sus esfuerzos hipersónicos, en particular el arma de respuesta rápida lanzada desde el aire y el arma de ataque hipersónica convencional. El servicio canceló este último en febrero de 2020, citando presiones presupuestarias que lo obligaron a elegir entre los dos sistemas.

El arma lanzada desde el aire emplearía la tecnología Tactical Boost Glide de DARPA para desarrollar un prototipo de vehículo de planeo hipersónico lanzado desde el aire que podría viajar a velocidades entre Mach 6,5 y 8, según el informe de CRS. Pero su destino parece sombrío.

Andrew Hunter, subsecretario de adquisiciones, tecnología y logística de la Fuerza Aérea, dijo a los legisladores en marzo que la Fuerza Aérea actualmente no tiene la intención de continuar con la adquisición del arma una vez que concluya el programa de creación de prototipos.

El programa más prometedor del servicio, el misil de crucero de ataque hipersónico, también integraría las tecnologías DARPA, según el informe de CRS.

Presentado al público en el año fiscal 2022, el misil es un arma hipersónica lanzada desde el aire propulsada por un scramjet, con gran parte de su diseño y detalles de programación aún en secreto. Es más pequeño que el arma de respuesta rápida lanzada desde el aire, y el informe de la Oficina de Presupuesto del Congreso estima su alcance en unas 300 millas. Los documentos presupuestarios de la Fuerza Aérea indican que el programa de misiles de crucero dará prioridad a la integración en el caza a reacción F-15E para permitir una entrada rápida en las pruebas de vuelo.

La Fuerza Aérea planea entregar el misil de crucero de ataque hipersónico para el año fiscal 2027, según un comunicado de servicio. Otorgó un contrato de creación de prototipos en 2022 a Raytheon Missiles and Defense. El éxito del programa dependerá de una financiación adecuada, ya que el servicio solicitará 317 millones de dólares en el año fiscal 2023, frente a la solicitud de 200 millones de dólares de 2022, según el informe de CRS.

El programa se describe con más detalle en los documentos presupuestarios como objetivo lograr una capacidad de ataque rápido y de largo alcance, basándose en la tecnología desarrollada a través del programa Concepto de arma hipersónica de respiración de aire de DARPA, según el informe de la Oficina de Presupuesto del Congreso.

Un esfuerzo conjunto con la Fuerza Aérea, el concepto de arma hipersónica de respiración de aire es una de las varias contribuciones que DARPA está haciendo a la carrera hipersónica. La agencia busca “desarrollar y demostrar tecnologías críticas para permitir un misil de crucero hipersónico lanzado desde el aire eficaz y asequible”, según una hoja informativa. El programa está llevando a cabo pruebas de vuelo para validar tecnologías que incluyen configuraciones avanzadas de vehículos aéreos, propulsión propulsada por scramjet de hidrocarburos, enfoques para gestionar las tensiones térmicas y diseños de sistemas asequibles.

DARPA también continúa probando el Tactical Boost Glide, un vehículo hipersónico en forma de cuña capaz de volar a Mach 7 o más que "tiene como objetivo desarrollar y demostrar tecnologías que permitan futuros sistemas de planeo hipersónico de alcance táctico lanzados desde el aire", informó el Congressional Research. Dijo el informe de servicio.

Además, el programa Operational Fires de la agencia busca aprovechar las tecnologías Tactical Boost Glide para desarrollar un sistema lanzado desde tierra que permitirá que "armas tácticas avanzadas penetren las defensas aéreas enemigas modernas y ataquen de manera rápida y precisa objetivos críticos sensibles al tiempo", según el informe.

DARPA y los servicios son actores de un equipo mucho más grande en la carrera hipersónica, y ganar una competencia global requerirá del gobierno, la industria y el mundo académico, según Nigel Francis, director ejecutivo y director ejecutivo del instituto nacional de innovación manufacturera LIFT, con sede en Detroit.

"Mi opinión es que Estados Unidos tiene la capacidad absoluta de liderar el mundo y estar siempre al frente del mundo, en relación con cualquier tema tecnológico", dijo Francisco.

Utilizando una analogía automovilística, reflexionó sobre la armonía de 40.000 piezas necesarias para fabricar un automóvil operativo.

"Si falta un tornillo... ese producto no se puede enviar a un cliente porque no es apto para su propósito", dijo. Para lo que describió como el rompecabezas del desarrollo y la fabricación de armas hipersónicas, las pequeñas y medianas empresas dentro de las fronteras de Estados Unidos son "muy importantes" para el éxito de los esfuerzos del Departamento de Defensa, añadió.

El desarrollo hipersónico plantea una serie de desafíos para la industria. La redundancia en la base de suministro y la capacidad de escalar con tecnología “muy especializada” son reveses inevitables en un ecosistema tan complejo y especializado, dijo Francis. Pero él no está preocupado.

"Puedes encontrar problemas dondequiera que mires", dijo. “La pregunta para mí es, en general, ¿estamos en una buena posición? ¿Y estamos por delante de nuestra competencia? Y la respuesta es sí a ambas”.

Francis dijo que la nación tiene "algunos jugadores increíbles en este equipo [del programa hipersónico]", personal que no le gustaría trabajar para nadie más. "Simplemente mantengámoslos así y todo saldrá realmente bien".

El éxito de los programas de Estados Unidos y su lugar en la carrera aún están por verse a medida que se desarrollen las pruebas y el desarrollo durante los próximos años. Lo que en última instancia importa no es sólo mantenerse al día con China y Rusia, dijo el representante Seth Moulton, demócrata por Massachusetts, miembro de alto rango del subcomité de fuerzas estratégicas del Comité de Servicios Armados de la Cámara de Representantes.

"Hay muchas armas que nuestros adversarios están desarrollando y nosotros no", dijo durante la audiencia hipersónica del subcomité en marzo. "Lo que importa es cómo los usaremos, no perseguir lo que nuestros adversarios tienen sólo porque lo tienen". Aclaración de la NDC: una versión anterior de esta historia contenía una definición inexacta de armas cinéticas.

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No estoy seguro si el malentendido aquí es por parte del autor o del editor, pero la afirmación "Un arma de energía cinética no es explosiva y viaja a velocidades hipersónicas para convertir la masa en energía en el momento del impacto". está realmente impresionantemente equivocado.