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Una explicación de la evidencia de las debilidades en el sistema de defensa Iron Dome
Nota del editor: Respuesta de lectura a una noticia reciente, El sistema de defensa contra cohetes israelí falla en una tarea crucial, dicen los analistas expertos, donde se citó a Ted Postol para decir que Iron Dome no estaba detonando ojivas de manera efectiva, fue tan negativo y enfureció a muchas personas, particularmente a los israelíes. , que le pedimos al profesor Postol que explicara cómo llegó a sus conclusiones y mostrara sus datos. Él accedió con gracia. El siguiente artículo representa su opinión, y no es necesariamente la opinión de Revisión de tecnología del MIT —y no representa ninguna evaluación colectiva por parte del MIT o uno de sus departamentos, laboratorios o centros. (Eso se debe a que somos editorialmente independientes del Instituto).
Introducción
En las primeras semanas de julio de 2014 ha vuelto a estallar el conflicto entre Israel y los palestinos en Gaza. Esto ha resultado en una nueva ronda de ataques con cohetes a gran escala lanzados por Hamás, que opera desde Gaza, contra los centros de población israelíes. La última vez que se produjeron ataques con cohetes a gran escala de este tipo entre Hamas e Israel fue en noviembre de 2012. Durante el conflicto de noviembre de 2012, se observaron en el cielo una gran cantidad de fotografías de estelas interceptoras de la Cúpula de Hierro. Estas estelas revelaron que la tasa de interceptores de la Cúpula de Hierro era muy baja, tal vez tan baja como el 5 por ciento o menos.
Este artículo explica por qué la geometría de las estelas fotografiadas en el cielo indica si un intento de interceptación de la Cúpula de Hierro tenía o no alguna posibilidad de interceptar un objetivo de cohete de artillería.
Mostraré datos de muestra que indican que el rendimiento de Iron Dome fue muy bajo en noviembre de 2012, y mostraré datos similares para julio de 2014, lo que indica que el rendimiento de Iron Dome casi un año y medio después probablemente no haya mejorado.
En este momento, la recopilación de datos para julio de 2014 aún está en curso. Sin embargo, todos los datos que he recopilado hasta ahora indican que el rendimiento de Iron Dome no ha mejorado.
Uno de los problemas más exigentes al interceptar un cohete de artillería es que el interceptor debe destruir la ojiva del cohete. Si el interceptor golpea la parte trasera del cohete, todo lo que sucederá es dañar el tubo del motor del cohete gastado, que es básicamente un tubo vacío. Dañar la parte trasera del cohete de artillería esencialmente no tiene ningún efecto sobre el resultado del enfrentamiento. Las piezas del cohete caerán esencialmente en la misma área acusada, y la ojiva seguramente caerá al suelo y explotará. Estos hechos significan que la única definición significativa de una intercepción exitosa es la destrucción de la ojiva del cohete de artillería. Como se mostrará en la siguiente discusión, destruir la ojiva del cohete de artillería es considerablemente más exigente que dañar otras partes del cohete de artillería, o dañar con éxito una aeronave, provocando el fracaso de su misión.
Proteger a una población dispersa en áreas defendidas de los peligros de tales ataques con misiles debe implicar la protección contra la caída de escombros, que pueden causar lesiones graves a las personas que no se encuentran en refugios protectores.
Como discutiré más adelante en este artículo, Israel de hecho tiene una defensa antimisiles extremadamente efectiva. Esa defensa es el sistema de alerta temprana que le dice a la gente en tierra que un cohete viaja en su dirección, y los refugios que están dispuestos para que las personas puedan llegar fácilmente a la protección dentro de las decenas de segundos posteriores a la advertencia. En un artículo al que se hace referencia más adelante en este documento, se muestra que durante el bombardeo de Londres con cohetes V-1 y V-2, los segundos de alerta temprana redujeron enormemente las bajas y muertes por ataques individuales.
En el caso particular de los ataques con cohetes contra Israel, la abrumadora cantidad de ojivas de cohetes de artillería están en el rango de 10 a 20 libras, lo que hace que la efectividad de los refugios sea aún mayor.
Estos dos factores, el pequeño tamaño de las ojivas y el sistema de alerta y refugio explican por completo por qué no ha habido víctimas por los ataques con cohetes.
Evaluar si un intento de interceptación de cúpula de hierro es exitoso o no a partir de fotografías de estelas de cúpula de hierro
Primero mostraré por qué el interceptor Iron Dome debe acercarse al cohete de artillería objetivo desde una dirección frontal. Luego mostraré que el interceptor Cúpula de Hierro, para todos los propósitos prácticos, no tiene ninguna posibilidad de destruir la ojiva en los cohetes de artillería que se aproximan si el interceptor ataca al cohete desde un lado o desde atrás.
Luego presentaré evidencia fotográfica de estelas en el cielo, lo que indica que los interceptores Iron Dome estaban en su mayoría persiguiendo o atacando cohetes de artillería en geometrías laterales.
No sé por qué las Cúpulas de Hierro no atacaban a la mayoría de los cohetes de artillería usando la geometría frontal adecuada. Sin embargo, está claro que el sistema de guía y seguimiento por radar de la Cúpula de Hierro no está funcionando, ya que inicialmente está enviando interceptores de la Cúpula de Hierro para interceptar puntos que luego hacen que el interceptor no pueda lograr la geometría correcta para un enfrentamiento exitoso contra la artillería. cohetes
Mostraré fotografías de estelas de vapor de noviembre de 2012 y de julio de 2014 que indican que las Cúpulas de Hierro siguen comportándose de manera errática, lo que da como resultado tasas de intercepción continuas muy bajas.
Evaluación del significado de las estelas de cúpula de hierro
Para entender por qué el interceptor Iron Dome debe acercarse al cohete de artillería desde una dirección frontal, es necesario tener un conocimiento rudimentario del interceptor Iron Dome.
La figura 1 a continuación muestra una imagen conceptual de un enfrentamiento frontal de un interceptor Iron Dome contra un cohete de artillería Grad. La línea discontinua azul que emana de la sección delantera del interceptor Iron Dome representa la línea de visión de lo que se llama un fusible láser. El propósito del fusible láser es crear un haz de luz que se reflejará en el extremo frontal del cohete de artillería para que el interceptor pueda determinar que el cohete de artillería objetivo está en proceso de pasar el interceptor. Como se puede ver en el diagrama, la ojiva en el interceptor Iron Dome está colocada muy por detrás del ensamblaje del fusible, a una distancia de aproximadamente tres pies de la abertura del fusible láser. Esto le da al fusible suficiente tiempo para determinar dónde está el frente del cohete objetivo, estimar cuánto tiempo le tomará al frente del cohete de artillería pasar paralelo a la ojiva del cohete de artillería y detonar la ojiva Iron Dome.
El retraso de tiempo es bastante crítico para muchas variables. Debe tener en cuenta no solo la ubicación de la ojiva del cohete objetivo, sino también la velocidad de los fragmentos de la ojiva Iron Dome, la distancia de falla, la orientación no paralela del interceptor Iron Dome en relación con el cohete de artillería y la alta velocidad de paso del interceptor Iron Dome y el cohete de artillería.
La Figura 2 muestra cómo se mueven los fragmentos, suponiendo que la velocidad de cruce del interceptor Cúpula de Hierro y el cohete de artillería es de unos 1.200 metros por segundo y los fragmentos de la ojiva Cúpula de Hierro se proyectan a unos 2.100 metros por segundo perpendiculares al eje de el interceptor Cúpula de Hierro. Debido a que el interceptor Iron Dome se mueve a 1200 metros por segundo en relación con el cohete de artillería, la velocidad de cruce adicional debe agregarse a la velocidad lateral de 2100 metros por segundo de los fragmentos. La dirección neta de la nube de fragmentos, como se vería si un observador estuviera sentado en el cohete de artillería, se muestra mediante la flecha azul pálido que atraviesa tanto la ojiva de la Cúpula de Hierro como la ojiva del cohete de artillería.
La Figura 3 muestra el resultado si todo funciona según lo previsto. Sin embargo, existe un rango de posibles resultados donde el éxito es muy probable, y más allá de ese rango, la posibilidad de éxito disminuye drásticamente.
Como puede verse en la flecha marcada con 1.500 metros por segundo en las figuras 2 y 3, la mayor velocidad de cruce puede resultar en un cambio significativo en la dirección neta de la nube de fragmentos. Por lo tanto, el fusible debe determinar el mejor momento para detonar la ojiva en función de la velocidad de cruce, la distancia del objetivo del cohete de artillería cuando pasa por el interceptor Iron Dome y los diversos retrasos en la fusión asociados con la detonación de la ojiva del interceptor Iron Dome.
Debido a las incertidumbres en la velocidad de cruce exacta y la geometría de cruce, incluso una espoleta perfecta puede no colocar fragmentos letales en la ojiva del cohete de artillería.
Además, a menos que la distancia entre la ojiva de la Cúpula de Hierro y la ojiva del cohete de artillería sea pequeña (alrededor de un metro), habrá una posibilidad muy reducida de que un fragmento de la ojiva de la Cúpula de Hierro golpee, penetre y cause la detonación de la ojiva del cohete de artillería.
Por lo tanto, un enfrentamiento frontal no garantiza que el interceptor Iron Dome destruya la ojiva del cohete de artillería.
La figura 4 y la figura 4A muestran las consecuencias de una falla en la sincronización del fusible en lo que casi con seguridad fue un enfrentamiento entre un interceptor Iron Dome y el cohete de artillería que se muestra en el suelo en las fotos. Como se puede ver al inspeccionar la fotografía de la figura 4, hay daños importantes en el área donde cayó el cohete. Es casi seguro que este daño se debió a la detonación de la pequeña ojiva del cohete. La Figura 4A muestra el extremo frontal ampliado del cohete, donde se pueden ver agujeros en la carcasa del motor del cohete gastada y vacía que estaba inmediatamente detrás de la ojiva. Por lo tanto, esta fotografía muestra un ejemplo de lo que podría haber sido un intento exitoso de interceptación de Iron Dome.
En este caso, es casi seguro que el cohete de artillería fue atacado por un interceptor Cúpula de Hierro que se estaba acercando correctamente al cohete de artillería de frente. Desafortunadamente, los comandos de sincronización del fusible dieron como resultado fragmentos de la explosión de la ojiva de la Cúpula de Hierro que golpearon el cohete de artillería después de que la ojiva había pasado. La densidad relativamente baja de agujeros en la parte posterior del cohete de artillería sugiere que el encuentro también tuvo una distancia de falla relativamente alta, posiblemente de varios metros.
Esta fotografía ilustra cómo incluso cuando el interceptor Cúpula de Hierro se encuentra en una trayectoria frontal adecuada, aún puede fallar al destruir la ojiva de un cohete de artillería objetivo.
Las Figuras 5, 6, 7 y 8 muestran diagramas vectoriales detallados que indican cómo funcionaría el interceptor Iron Dome si atacara un cohete de artillería desde una variedad de direcciones. En estos diagramas, las velocidades se muestran en pies por segundo, en lugar de los metros por segundo que se usan en las figuras 1, 2 y 3.
La figura 5 muestra una dirección de acoplamiento casi frontal (nuevamente, tenga en cuenta que todas las velocidades vectoriales ahora están en pies por segundo). Una revisión cuidadosa de la geometría del enfrentamiento revelará que incluso una dirección de aproximación desviada del frente moderadamente sesgada reducirá drásticamente las posibilidades de que los fragmentos de la ojiva de la Cúpula de Hierro puedan rociarse sobre la ojiva del cohete de artillería. Por lo tanto, esto muestra que la geometría frontal es muy sensible a pequeños errores fuera del frontal que podrían ser el resultado de fallas del sistema de control maestro en la guía y control del interceptor Iron Dome.
Este diagrama en particular (figura 5) demuestra cuán importante es para el sistema maestro de guía y control colocar el interceptor en el lugar correcto antes de que comience el proceso real de localización contra un cohete de artillería objetivo.
Las Figuras 6, 7 y 8 muestran diagramas vectoriales detallados para enfrentamientos de interceptores que se acercan al cohete de artillería objetivo desde un lado o desde atrás. Una inspección cuidadosa de la geometría del haz de detección de fusibles y el patrón de rociado de los fragmentos de la ojiva Iron Dome muestra que hay dos problemas muy serios con este tipo de enfrentamientos.
En primer lugar, si el fusible detecta el cohete de artillería, no tiene forma de determinar dónde está la ojiva en el cohete de artillería. En segundo lugar, es casi seguro que incluso si la espoleta detona por casualidad en un momento en que la ojiva podría estar en el patrón de rociado de la ojiva de la Cúpula de Hierro, la distancia entre la ojiva de la Cúpula de Hierro y la ojiva del cohete de artillería será en casi todas las circunstancias. muy grande, lo que da como resultado una densidad muy baja de fragmentos en la ubicación de la ojiva del cohete de artillería. Dada la pequeña cantidad de fragmentos que puede dispersar la ojiva Iron Dome, esto se traduce en una probabilidad muy alta de que ningún fragmento golpee la ojiva. Para complicar aún más las cosas, el área proyectada de la ojiva es muy pequeña, ya que se encontrará desde el frente o la parte posterior en lugar de desde un costado. Además, es muy probable que los fragmentos golpeen superficies metálicas que se encuentran en ángulos de roce muy bajos en relación con la dirección del movimiento del fragmento. Esto dará como resultado que los fragmentos tiendan a rebotar en el caparazón o casi no transmitan energía a un objetivo. Por lo tanto, las figuras 6, 7 y 8 muestran que para todos los propósitos prácticos, la probabilidad de que el interceptor Iron Dome pueda destruir la ojiva del cohete de artillería atacado es esencialmente cero.
¿Qué muestran los datos sobre el desempeño de Iron Dome en noviembre de 2012 y julio de 2014?
Las Figuras 9, 10 y 11 muestran estelas en el cielo que indican que los interceptores Iron Dome intentaban atacar los cohetes de artillería objetivo persiguiéndolos por detrás o atacándolos por los lados.
Las geometrías del enfrentamiento se establecen fácilmente porque los cohetes de artillería caen en ángulos de gran elevación en relación con el suelo, tal vez de 60 a 70 grados en relación con la vertical. Este ángulo de reingreso se debe a la resistencia aerodinámica, que ralentiza el cohete de artillería y finalmente hace que caiga en un ángulo relativamente pronunciado.
Las Figuras 12 y 13 muestran fotografías que se supone que se tomaron en julio de 2014. He encontrado fotografías de noviembre de 2012 que se han etiquetado erróneamente como de julio de 2012, por lo que estoy en el proceso de verificar que las fotografías recopiladas se tomaron realmente en el plazos establecidos. Estas dos fotos se han comprobado como de julio de 2014.
La Figura 14 muestra una estimación muy aproximada basada en mis observaciones en noviembre de 2012, cuando vi quizás no más del 10 al 20 por ciento de las estelas de la Cúpula de Hierro que indicaban una geometría de compromiso frontal.
Como se muestra en la estimación de rendimiento, si asumimos que la geometría del enfrentamiento y el 20 por ciento de los enfrentamientos fueron frontales, en ese momento calculé que la probabilidad de destruir una ojiva SCUD podría estar entre 0,3 y 0,6. Por lo tanto, si todos los demás enfrentamientos resultaron efectivamente en una probabilidad de intercepción cero, entonces la tasa de intercepción sería aproximadamente
0,2 × (0,3 o 0,6) = 0,06 a 0,12
Esa es una tasa de intercepción, definida como la destrucción de la ojiva del cohete de artillería, de entre el 6 y el 12 por ciento.
Mi mejor estimación es que menos del 20 por ciento de los enfrentamientos de los que pude obtener datos fueron en realidad de frente, y no tengo información sobre las distancias reales de falla o si las geometrías de intento de enfrentamiento eran casi antiparalelas. Por lo tanto, la afirmación de que el rendimiento de intercepción de Iron Dome parece ser probablemente del 5 por ciento o menos.
En la figura 14 se muestra una muestra de dicho cálculo.
¿Por qué las bajas israelíes de los ataques con cohetes son tan bajas?
Un artículo publicado en la revista Naturaleza en 1993 abordó el debate sobre el desempeño de la defensa antimisiles Patriot en la Guerra del Golfo de 1991. En ese momento, se plantearon las mismas preguntas: ¿por qué el daño fue tan bajo y por qué hubo tan pocas víctimas? (Todos los informes ahora indican que solo hubo una víctima por los efectos directos de los ataques SCUD. Esta víctima fue causada por un misil Patriot que se lanzó al suelo en un intento de interceptar un misil SCUD).
En el caso de los ataques SCUD, se lanzaron muchos menos cohetes contra Israel (quizás alrededor de 40), pero las ojivas de los misiles eran mucho más grandes, alrededor de 500 libras. Sin embargo, muchas ojivas SCUD cayeron en áreas abiertas, causando relativamente poco daño. En los casos en que las ojivas cayeron cerca de los edificios, las medidas de protección civil esencialmente protegieron a la población de las consecuencias del impacto SCUD.
Las Figuras 15, 16 y 17 muestran daños en Israel por ataques con cohetes de artillería durante noviembre de 2012 y julio de 2014. Como se puede ver al inspeccionar las fotografías, incluso cuando los cohetes golpean edificios, el daño tiende a ser bastante localizado. Esto no significa que las personas en el área del ataque con cohetes no resultarían heridas o muertas si estuvieran lo suficientemente cerca del lugar del impacto, pero está muy claro que las ojivas no tienen el tamaño suficiente para causar bajas o muertes a quienes las atacan. están debidamente resguardados.
En contraste, las figuras 17 y 18 muestran los resultados de los ataques con bombas en Gaza en julio de 2014. Los rendimientos exactos de las bombas son inciertos, pero parece que probablemente estén en la categoría de 1,000 a 2,000 libras. En estos casos, los intentos de albergar a la población bien podrían fracasar, ya que pocos refugios pueden soportar el nivel de daño que podrían infligir bombas tan grandes.
De nuevo, esto ilustra que el pequeño tamaño de las ojivas de los cohetes de artillería y la capacidad de advertir rápidamente a las poblaciones de estas pequeñas ojivas que llegan es una defensa extremadamente capaz que funciona mucho más eficazmente que la Cúpula de Hierro.
Theodore Postol es profesor de Ciencia, Tecnología y Política de Seguridad Nacional en el Programa de Ciencia, Tecnología y Sociedad del MIT.
Figura 1
Figura 2
figura 3
Figura 4
Figura 4A
Figura 5
Figura 6
Figura 7
Figura 8
Figura 9 (noviembre de 2012)
Figura 10 (noviembre de 2012)
Figura 11 (noviembre de 2012)
Figura 12 (10 de julio de 2014)
Dos cohetes derribados sobre Sderot el jueves. (Crédito de la foto: Mitch Ginsburg/Times of Israel)
Figura 13 (8 de julio de 2014)
Imagen tomada el martes 8 de julio
Figura 14
Figura 15
Figura 16
Un cohete explotó cerca de una carretera en el Consejo Regional de Sdot Negev, causando daños en la carretera pero sin heridos. (julio de 2014)
Figura 17
Techo de establo atacado
Iron Dome también interceptó un cohete lanzado contra la ciudad sureña de Netivot, también en la región de Gaza. En el área de Ashdod, unas 10 vacas murieron y muchas otras resultaron heridas después de que un cohete impactara en un establo en un moshav local, dijeron los residentes.
Figura 18
Figura 19