- Coś jest grane, możliwe, że będziemy musieli poderwać myśliwce - mówi kontroler lotów z Honolulu.

- Wszystkie samoloty powinny natychmiast wylądować ze względu na zagrożenie bezpieczeństwa narodowego - apeluje jego kolega z Burbank.

Na ponad 15 minut ruch lotniczy na Zachodnim Wybrzeżu USA zamarł. Wszystko przez to, że zaledwie trzy minuty wcześniej ubrany w skórzany płaszcz Kim Dzong Un z satysfakcją wpatrywał się w swoją najnowszą zabawkę przez lornetkę.

Północnokoreański despota 12 stycznia osobiście nadzorował test broni, która spowodowała uziemienie samolotów znajdujących się prawie dziewięć tysięcy kilometrów dalej. Najnowszy pocisk Pjongjangu poszybował w niebo i po kilku minutach trafił w cel odległy o 700 km. Rozwinął prędkość ponad dziesięciokrotnie większą od prędkości dźwięku, co samo w sobie nie jest dziwne - to prędkości rutynowo rozwijane przez różnego rodzaju pociski średniego i dalekiego zasięgu. Tym, co odróżniało ten test od wcześniejszych, jest to, że pocisk wykonał po drodze serię manewrów, które potencjalnie mogłyby mu pozwolić ominąć systemy antyrakietowe przeciwnika. Północnokoreańska agencja prasowa KCNA ogłosiła, że test zademonstrował "wielką zwrotność hipersonicznego szybowca". 

Korea Północna przystąpiła do wyścigu, w którym startują już USA, Chiny, Rosja, Indie czy Japonia. Wyścigu o stworzenie "niezwyciężonej" broni, która z ogromnymi prędkościami mogłaby razić cele na całym świecie. Hipersoniczny wyścig zbrojeń pochłania miliardy dolarów. I choć wielu badaczy wątpi w "cudowne" właściwości nowej broni, jej powstanie może mieć bardzo poważne konsekwencje. I może nawet doprowadzić do niekontrolowanej wojny. 

Ekspresowe megatony

Pomysł jest prosty. Wykonanie to zupełnie inna sprawa. 

Broń hipersoniczna to na pierwszy rzut oka broń jak każda inna - jest po prostu dużo szybsza. Podczas gdy najszybsze myśliwce zbliżają się do prędkości 3 Macha (trzykrotności prędkości dźwięku, która tuż przy powierzchni Ziemi wynosi około 1200 kilometrów na godzinę, ale spada wraz z wysokością), najwolniejszy hipersoniczny pojazd powinien osiągać 5-6 Macha. Te najszybsze - około 27. 

To powinno pozwolić na zaatakowanie przeciwnika tak szybko, że ten w ogóle nie zdąży na atak zareagować. Co prawda używane już od kilkudziesięciu lat rakiety balistyczne osiągają podobne prędkości, różnica jest jednak zasadnicza: żeby trafić w cel, konwencjonalne rakiety najpierw lecą nawet kilkaset kilometrów w górę i dopiero stamtąd spadają na Ziemię. To sprawia, że łatwo je wykryć na przykład radarem. Pociski hipersoniczne mają lecieć o wiele bliżej powierzchni Ziemi - najwyżej kilkadziesiąt kilometrów nad nią - co skraca czas, jaki obrońcy mają na reakcję z wielu minut do paru sekund. Do tego, zygzakując w atmosferze, powinny być w stanie unikać większości systemów obrony przeciwrakietowej, takich jak Patriot czy THAAD. 

Pierwsze projekty hipersonicznych pojazdów powstały jeszcze przed II wojną światową. Austriacki inżynier Eugen Sänger i niemiecka fizyczka Irene Bredt jeszcze pod koniec lat 30. zaprojektowali pojazd Silbervogel. "Srebrny ptak" był szybowcem, który po wystrzeleniu za pomocą rakiety mógłby z ogromną prędkością dolecieć aż do wschodnich wybrzeży USA, żeby na przykład zbombardować Nowy Jork. Projekt rozwijano do 1941 roku, ale po katastrofalnej inwazji na ZSRR planiści Hitlera uznali, że budowa takiego bombowca byłaby zbyt trudna i droga, więc kazali inżynierom zająć się bardziej przyziemnymi projektami. 

Do pomysłu hipersonicznej broni wrócono tuż po wojnie. Już w 1949 roku rakieta Bumper, amerykańsko-niemiecki składak zbudowany ze zdobycznej V-2 z przyczepioną na czubku mniejszą rakietką made in USA, zdołał rozpędzić się do prędkości 6,7 Macha. Amerykańscy i radzieccy inżynierowie ochoczo przystąpili do pracy nad pojazdami, które byłyby w stanie zrzucić bombę na Waszyngton czy Moskwę w mgnieniu oka. 

Amerykanie wskrzesili w tym celu pomysł Sängera. Ich X-20 Dyna-Soar miał być minipromem kosmicznym, który szybując wysoko w atmosferze, miał zakradać się nad radzieckie terytorium, by robić zdjęcia lub zostawiać megatonowe niespodzianki. Ale po latach przygotowań i wydaniu na program pięciu miliardów dzisiejszych dolarów, w 1963 roku skasowali go, choć prototyp był już na ukończeniu. Dla jednego człowieka okazało się to niezwykle fortunnym zbiegiem okoliczności. Jednym z pilotów doświadczalnych, którzy przygotowywali się do testów X-20, był Neil Armstrong. Zamiast dopracowywać nuklearny superbombowiec, sześć lat później jako pierwszy człowiek stanął na Księżycu. 

Ta cholerna fizyka

Co się stało? Proste. Stała się fizyka, która traktuje obiekty poruszające się z wielkimi prędkościami wyjątkowo okrutnie. 

Wystarczy spojrzeć na jedyny pojazd, który w ostatnich dekadach dokonywał regularnych hipersonicznych lotów, czyli amerykański prom kosmiczny. Wracając z orbity, wpadał w atmosferę z prędkością bliską 28 tys. km/h. W tym tempie pokonanie drogi z Gdańska do Krakowa zajęłoby mu około półtorej minuty.

Oczywiście najpierw musiałby przetrwać. Gdy jakikolwiek obiekt - rakieta, samolot, meteor czy sanie świętego Mikołaja - porusza się w atmosferze z taką prędkością, wokół niego rozpętuje się prawdziwie piekielna burza. Opór powietrza zwiększa się proporcjonalnie do kwadratu prędkości. Oznacza to, że pojazd lecący z prędkością 25 razy większą od prędkości dźwięku napotyka opór 400 razy większy od takiego, który ledwo ją przekracza. Powietrze znajdujące się przed lecącym obiektem jest przez niego ściskane, co powoduje gwałtowny wzrost jego temperatury. Jednocześnie cząsteczki powietrza są rozrywane przez ogromne siły, tworząc wokół pojazdu chmurę naładowanej elektrycznie płonącej plazmy. Promy kosmiczne nagrzewały się do temperatury 1400 stopni Celsjusza, a opracowywane dziś prototypy broni hipersonicznej - nawet do dwóch tysięcy. W porównaniu z tą temperaturą z hutniczego pieca wieje chłodem.

Przetrwanie takich temperatur wymaga zastosowania niezwykle zaawansowanych superodpornych materiałów i niewypróbowanych jeszcze rozwiązań. Promy kosmiczne były pokryte specjalnymi płytkami z ceramicznych i węglowych kompozytów, które pozwalały im przetrwać piekielne warunki przez ok. 12 minut. Ale broń - czy pozostające w fazie bardzo wczesnych projektów hipersoniczne samoloty - musiałaby wytrzymywać podobne temperatury o wiele dłużej, potencjalnie nawet przez ponad godzinę. A temperatura to nie wszystko, bo jednocześnie pojazd poddawany byłby turbulencjom, przy których nawet najgorsze lądowanie samolotu pasażerskiego to delikatny masaż. 

Problemy techniczne przez dziesięciolecia wydawały się nie do przezwyciężenia. I choć pomysły na budowę superszybkich pocisków wracały regularnie przez całą zimną wojnę, zawsze kończyły się tak samo. Wyrzuceniem paruset milionów dolarów na programy badań, które nie przynosiły żadnych przełomów.

- Za każdym razem widzimy mnóstwo aktywności, mnóstwo inwestycji, a potem dochodzimy do wniosku, że to o jeden most za daleko - mówił magazynowi "Science" Mark Lewis, dyrektor ds. badań amerykańskiego Departamentu Obrony. 

Tym razem jednak może być inaczej. A winnym nowego wyścigu zbrojeń może okazać się… Osama bin Laden. 

Następnym razem nie będzie pudła

7 sierpnia 1998 r. niemal jednoczesne eksplozje zdemolowały amerykańskie ambasady w kenijskim Nairobi i Dar es Salaam w Tanzanii. W zamachu zginęły 224 osoby, w tym dwunastu Amerykanów. 4,5 tysiąca zostało rannych. Dochodzenie FBI szybko wskazało winnego: mało znaną do tej pory organizację znaną jako Al-Kaida. 

Dwa tygodnie później pięć amerykańskich okrętów wojennych stacjonujących na Morzu Arabskim odpaliło około 70 pocisków manewrujących Tomahawk. Ich celem były położone ponad tysiąc kilometrów dalej obozy szkoleniowe Al-Kaidy w Afganistanie. Obozy zostały uszkodzone, ale zasadniczego celu nie udało się zrealizować. Osama bin Laden miał wyjechać z jednego z nich - być może uprzedzony przez swoich sprzymierzeńców w pakistańskim wywiadzie - w godzinę po odpaleniu pocisków. Tomahawki osiągnęły swój cel dopiero po dwóch godzinach lotu. 

Fiasko ataku było jednym z czynników, który sprawił, że Pentagon zainteresował się ponownie bronią hipersoniczną. W 2003 roku Departament Obrony rozpoczął program "Conventional Prompt Global Strike" (pol. Konwencjonalny Szybki Globalny Atak). Amerykanie szybko przekonali się jednak, że budowa takiej broni jest ekstremalnie trudna. Pierwszy udany test hipersonicznego prototypu miał miejsce dopiero w roku 2011. 

W międzyczasie bin Laden sam przeprowadził najsłynniejszy atak terrorystyczny w historii. Jedną z konsekwencji zamachów z 11 września 2001 r. było to, że prezydent George W. Bush wypowiedział obowiązujący od 1972 r. traktat o zakazie budowy broni przeciwrakietowej i zaczął tworzyć "tarczę", która według jego deklaracji miała chronić USA przed atakami ze strony państw budujących broń atomową i rakiety balistyczne - Iranu i Korei Północnej, zaliczanych przez niego do "osi zła". To miało jednak efekt uboczny. Wkrótce potem Rosja i Chiny zaczęły budować broń, która miała omijać amerykańską defensywę.

Najlepszy prezent

28 lipca 2021 r., wysoko nad północno-zachodnimi Chinami, przypominający klin bezzałogowy pojazd oddzielił się od rakiety, która wyniosła go niemal na orbitę. Szybując z prędkością sześciokrotnie większą od prędkości dźwięku, hipersoniczny pocisk Xingkong-2 wykonał serię manewrów, surfując na wytwarzanej przez siebie fali uderzeniowej. 

Chiny twierdzą, że testowano pojazd kosmiczny wielorazowego użytku - mały prom kosmiczny - a nie broń. Ale Amerykanie są przekonani, że test, przeprowadzony tak, by był doskonale widoczny dla satelitów szpiegowskich, był ostrzeżeniem. "Mamy coś, przed czym nie macie obrony". 

- To niemal "moment Sputnika" - mówił w listopadzie na przesłuchaniu w Kongresie generał Mark A. Milley, przewodniczący amerykańskiego Kolegium Połączonych Szefów Sztabów, nawiązując do szoku, jakim dla amerykańskich strategów było wystrzelenie w kosmos pierwszego radzieckiego satelity w 1957 r. - To bardzo ważny, technologiczny moment i skupiamy na nim całą uwagę - dodawał.

Chiński test był nietypowy, bo szybowiec został wyniesiony na niską orbitę Ziemi, zanim nie wszedł ponownie w atmosferę. Teoretycznie taka broń mogłaby zostać wykorzystana do zaatakowania celu z zupełnie nieoczekiwanego kierunku - na przykład od strony Antarktydy. Obrona przeciwrakietowa USA skupia się na szukaniu zagrożeń nadlatujących ze wschodu i północy. 

- Nie wiemy, jak bronić się przed taką technologią. Nie wiedzą tego też ani Chińczycy, ani Rosjanie - mówił "New York Timesowi" Robert A. Wood, przedstawiciel USA podczas negocjacji rozbrojeniowych w Genewie. 

Wiele wskazuje na to, że Zachód przespał technologiczny przełom. Co prawda amerykańska armia prowadzi jednocześnie sześć programów mających na celu stworzenie hipersonicznych pocisków, ale idą one - paradoksalnie - w ślimaczym tempie. Planowany na późne lato ostatni amerykański test został odwołany, bo nawaliła rakieta nośna. 

Chińczycy tymczasem idą pełną parą. Mają już kilkanaście tuneli aerodynamicznych, w których mogą testować superszybkie pojazdy, a podczas naukowej konferencji poświęconej hipersonice zorganizowanej w 2017 roku w Xiamenie, ich badacze przedstawili ponad 250 prac naukowych. Dziesięć razy więcej niż Amerykanie.

Swoją broń hipersoniczną zachwala także Władimir Putin. 26 grudnia 2018 r. Rosjanie wystrzelili z poligonu w górach Uralu rakietę z hipersonicznym szybowcem Awangard. Pocisk zygzakiem pokonał sześć tysięcy kilometrów i trafił w cel na Kamczatce. Putin nazwał test "najlepszym noworocznym prezentem dla naszego kraju". Rosjanie twierdzą, że do 2027 r. będą mieli około sześćdziesięciu Awangardów w służbie. 

- Znajdujemy się w strategicznym punkcie zwrotnym. USA i ich sojusznicy kończą dwudziestoletni okres, w którym skupiały się na walce z terroryzmem i partyzantką, i zaczynają się orientować, że są w centrum bardzo ostrej rywalizacji supermocarstw – mówiła BBC Michele Flournoy, która w Pentagonie za prezydentów Clintona i Obamy odpowiadała za tworzenie strategii politycznej. - Kiedy my skupialiśmy się na Bliskim Wschodzie, te kraje odrobiły lekcję na temat zachodniej sztuki wojennej i zaczęły ogromne inwestycje w szeroki zakres nowych technologii – podkreślała.

Wykopać drzwi

Są dwa sposoby na stworzenie broni hipersonicznej. Pierwszy to zbudować tradycyjny pocisk manewrujący, podobny do słynnego Tomahawka, tylko o wiele szybszy. To pozornie najbardziej oczywiste rozwiązanie jest jednocześnie najtrudniejsze. Pół biedy, że taki pocisk musiałby wytrzymywać kolosalne temperatury: większym problemem jest stworzenie silnika, który byłby w stanie pracować w takich warunkach. Jak dotąd jedynym, który daje na to nadzieję, jest tak zwany scramjet. 

- To najprostszy silnik, jaki można sobie wyobrazić. To po prostu otwarta rura - mówił "Guardianowi" Jeffrey Lewis, profesor z Middlebury Institute of International Studies. - Ale to jednocześnie może najbardziej skomplikowany silnik, jaki można sobie wyobrazić - przez ekstremalne warunki, w jakich pracuje.

Cząsteczki powietrza pokonują całą długość silnika w milisekundy - w tym czasie muszą zostać dokładnie wymieszane z paliwem, by doszło do zapłonu, a każdy manewr czy turbulencja wytrąca silnik z równowagi. Pierwszy działający scramjet Amerykanie zbudowali po… 46 latach pracy. I ciągle są z nim problemy, bo silnik ma tendencję do topienia się w wysokich temperaturach. 

Dlatego większość tworzonych dziś pocisków oparta jest na innym pomyśle. To tzw. systemy boost-glide (pol. przyspieszenia i szybowania). Składają się z dwóch elementów: rakiety, która rozpędza pocisk do hipersonicznej prędkości i wynosi go na dużą wysokość, i hipersonicznego szybowca, który następnie pokonuje drogę do celu, wykorzystując tego pierwszego "kopa", i swobodnie szybując z ogromną prędkością. To właśnie na takiej zasadzie działały chińskie, rosyjskie i północnokoreańskie prototypy. 

Bez względu na to, na jakich konkretnych rozwiązaniach są oparte, cel budowy hipersonicznych pocisków jest zawsze ten sam. Mają być w stanie zdewastować siły zbrojne przeciwnika, przede wszystkim jego obronę przeciwlotniczą i wyrzutnie pocisków dalekiego zasięgu. Nawet jeśli takie uderzenie nie zakończy konfliktu w ciągu kilku minut, to otworzy wrota dla bardziej konwencjonalnych samolotów i pocisków, które dokończą robotę.

- To sposób na wykopanie drzwi - mówił oficjalnemu magazynowi US Army Bob Strider, szef programu hipersonicznego US Army Space and Missile Defense Command.

Tyle tylko, że już sam fakt budowy takich systemów jest solidnym kopniakiem wymierzonym we w miarę stabilną równowagę między mocarstwami.

Czy chcemy poczekać na atomowy grzyb?

W 2014 r. pułkownik Jeff Schreiner wzywał w wojskowym magazynie "Stars and Stripes" do wprowadzenia zakazu testów broni hipersonicznej: "Jako taktyk widzę niezliczone sposoby na wykorzystanie takiej broni, jako strateg widzę możliwość równoważenia broni jądrowej innych krajów za pomocą broni konwencjonalnej, ale jako pesymista widzę technologię, która może wyrwać się spod kontroli w wielu krajach".

Broń hipersoniczna wydaje się wprost stworzona do przeprowadzania pierwszych, zaskakujących uderzeń. Już to budzi uwagi strategów: ktoś, kto ją ma, może zaryzykować wojnę, licząc, że uda mu się ją zakończyć jeszcze tego samego popołudnia. Ale takie założenia na wojnie niemal nigdy się nie sprawdzają. 

Problem jest jednak bardziej złożony. Wraz z rozbudową hipersonicznych arsenałów rośnie ryzyko przypadkowego konfliktu i niezamierzonej eskalacji. Kiedy na radarze pojawia się błyskawicznie przesuwający się, zygzakujący pocisk, obrońcy mogą nie mieć czasu na zastanawianie się, kto go wystrzelił i kto właściwie jest jego celem. Mogą uznać, że to wymierzone właśnie w nich uderzenie i odpowiedzieć z pełną mocą - także za pomocą broni jądrowej - wyprowadzając kontruderzenie w pierwszego lepszego przeciwnika. To właśnie obawa przed taką przypadkową wojną jądrową sprawiła, że USA szybko obcięły fundusze przeznaczone na program Prompt Global Strike. Pocisk wystrzelony np. w obozowisko Al-Kaidy mógł być uznany np. przez Chiny za początek nuklearnej ofensywy. 

"Radary dają o wiele krótszy czas ostrzeżenia przed hipersonicznymi szybowcami niż przed atakiem za pomocą pocisku balistycznego" - pisze James Acton, fizyk jądrowy z Carnegie Endowment for International Peace. "Jeśli kraj będący celem ataku nie wie, czy leci w jego stronę pocisk konwencjonalny, czy nuklearny, czy zaryzykuje, nie odpowiadając na potencjalny atak atomowy?"

David Wright i Cameron Tracy, fizycy specjalizujący się w kwestiach bezpieczeństwa atomowego i współpracujący z Union of Concerned Scientists, piszą: "Nasze badania wskazują, że taka broń może w pewnych scenariuszach mieć zalety, ale nie stanowi rewolucji. Wiele stwierdzeń na jej temat jest przesadzonych lub fałszywych, ale postrzeganie ich jako przełomowej technologii powoduje zwiększenie napięcia między USA, Rosją i Chinami, napędza nowy wyścig zbrojeń i zwiększa ryzyko konfliktu".

Marketing i moda

To ryzyko rośnie tylko dlatego, że broń hipersoniczna w ogóle istnieje. I tu wpadamy w kolejny paradoks. Bo poza zachwytami wojskowych i inżynierów nie ma żadnych dowodów na to, że będzie ona stanowiła jakikolwiek istotny przełom. 

"Najważniejszą kwestią jest to, czy ta broń może wykonywać szybkie manewry pozwalające jej na przenikanie przez obronę przeciwrakietową, a tego jeszcze nikt nie zademonstrował" - pisze Acton. "Rozentuzjazmowane twierdzenia o tym, że ta broń będzie magicznym pociskiem w najlepszym przypadku nie są poparte dowodami".

Problem polega na tym, że istniejące już dziś typy hipersonicznej broni są bardzo szybkimi szybowcami, nieposiadającymi własnego napędu. Każdy manewr, skręt czy zmiana kursu powoduje, że tracą prędkość. Im bardziej zygzakują, żeby unikać obrony przeciwlotniczej, tym łatwiejsze do zestrzelenia się stają. Ich zwrotność też jest raczej wątpliwa, bo przy prędkości 15 Macha, zmiana kursu o 30 stopni trwa około siedmiu minut i wymaga pokonania łuku o promieniu czterech tysięcy kilometrów.

Wątpliwe są też stwierdzenia o tym, że taka broń miałaby być niemal zupełnie niewykrywalna. Faktem jest, że tradycyjne pociski międzykontynentalne są widoczne jak na dłoni: znajdująca się na wysokości 1000 km głowica jest widoczna dla radarów z odległości 3500 km, podczas gdy pocisk nadlatujący na wysokości 40 km można, przez krzywiznę Ziemi, zauważyć dopiero ok. 500 km od radaru. Ale ogromne temperatury, do jakich rozgrzewają się takie pociski, sprawiają, że wszystkie satelity wyposażone w kamery na podczerwień - standardowe wyposażenie wielu satelitów rozpoznawczych czy nawet pogodowych - będą je widziały doskonale niemal od momentu startu. Tego efektu można uniknąć, lecąc wolniej niż ok. 5 Macha, ale to zupełnie niweluje zalety takiej broni. 

Tyle że nawet jeśli taka broń okaże się niepraktyczna, nikt się do tego nie przyzna. 

"Armie pod jednym kluczowym względem bardzo przypominają nastolatków" - pisze analityk wojskowy Richard A. Bitzinger, który wykłada politykę wojskową na singapurskim Uniwersytecie Technicznym Nanyang. "Są niewolnikami mody. Jeśli je na to stać, zawsze muszą mieć 'następną wielką rzecz'".

Tym razem ta moda może się okazać dla nas bardzo kosztowna i niebezpieczna.