La rivoluzione dell'aria: Il volo ipersonico

A cura di Matteo Frigoli

Nel 2011, presso la U.S. Air Force Vandenberg Base, un velivolo di forma conica si muoveva ai limiti dell’atmosfera ad una velocità superiore a quella del suono di ben 20 volte (all’incirca 20.000 km/h), prima di perdere il contatto con la base e schiantarsi nell’Oceano pacifico. Il veicolo appena citato era l’HTV-2 (Hypersonic Technology Vehicle-2), una dimostrazione della tecnologia ipersonica USA sviluppato dalla Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA)[1].

Se il volo ha rivoluzionato il mondo nei primi anni del ‘900, il volo ipersonico cambierà del tutto la percezione del tempo necessario per percorrere lunghe distanze.

La ragione per cui il volo ipersonico rappresenta una vera e propria rivoluzione è contenuta nella stessa parola “ipersonico”, la quale indica una velocità superiore a quella del suono di almeno 5 volte (la velocità del suono è di circa 1.200 km/h e varia in base alla temperatura dell’aria[2]).

Ad oggi, la tecnologia ipersonica può avere applicazioni sia civili che militari. Ai fini del presente articolo, si ridurrà l'analisi alle sole applicazioni militari, tra cui rientrano missili, droni, jet-fighters per citare alcuni esempi[3].

I missili costituiscono l’unico sistema militare ipersonico ad oggi sviluppato e, perciò, costituiscono l’esempio migliore per comprendere il valore, le potenzialità e le implicazioni dell’utilizzo di sistemi d’arma ipersonici nello scenario internazionale.

Stati Uniti, Cina e Russia sono attualmente gli Stati dotati di questa nuova tecnologia allo stadio più avanzato. Le tre grandi potenze si trovano attualmente impegnate in una corsa alle armi ipersoniche[4], e la posta in gioco è sia la creazione di una nuova capacità militare che il prestigio internazionale.

Allo stato attuale delle cose, solo gli USA, che per primi iniziarono a sviluppare missili ipersonici, hanno identificato dei requisiti di missione da affidare esclusivamente ai suddetti missili e tali da giustificarne, in tal senso, lo sviluppo[5].

In Russia e in Cina, invece, non sono presenti veri e propri motivi o necessità militari che giustifichino lo sviluppo di missili tanto innovativi. Perciò, si può dedurre che il motivo principale che ha spinto Russia e Cina a sviluppare, a loro volta, missili ipersonici sia basato sulla sola ragione di non voler rimanere indietro sul fronte militare-tecnologico rispetto agli USA[6].

Esistono due tipi di missili ipersonici: i veicoli ipersonici plananti (hypersonic glide vehicles, detti anche HGV) e i missili da crociera ipersonici (hypersonic cruise missiles, HCM).

Contrariamente a quanto si possa pensare, il vantaggio dei missili ipersonici rispetto ai missili tradizionali non risiede solo nell’elemento “velocità” ma, soprattutto, nelle traiettorie e nelle altitudini che caratterizzano il volo imprevedibile dei missili ipersonici. Quest’ultima affermazione è particolarmente importante poiché, a scanso di equivoci, la velocità ipersonica può essere raggiunta anche dai tradizionali missili balistici. La traiettoria di volo di questi ultimi, però, fa sì che il loro tragitto sia prevedibile, rendendoli facilmente rilevabili[7].

Detto ciò, si può procedere a descrivere i tratti essenziali dei missili ipersonici partendo dai veicoli ipersonici plananti. Questi ultimi, come suggerisce lo stesso nome, sono dei veicoli plananti, senza motore, montati nell’ultimo stadio di un razzo balistico.

Una volta che il razzo raggiunge un’altitudine compresa tra 60 e 100 km, il veicolo ipersonico planante si distacca e continua la sua traiettoria per migliaia di km utilizzando le sole forze aerodinamiche per mantenere il suo assetto di volo, seguendo una traiettoria relativamente orizzontale. Tali velivoli sono sviluppati per fornire una capacità di attacco a lungo raggio[8].

Per quanto riguarda i missili da crociera ipersonici, la loro descrizione è sicuramente più semplice, in quanto il loro funzionamento è simile a quello dei missili da crociera esistenti: essi, infatti, sono essenzialmente dei missili da crociera che operano a velocità ipersonica.

I missili da crociera ipersonici sono dotati di due distinti motori. Il primo ha il compito di spingere il missile a velocità supersonica (maggiore di mach 1) e il secondo, cosiddetto supersonic ramjet, necessita di un flusso d’aria supersonico per operare e portare il missile a velocità ipersonica (maggiore di mach 5). Anche il missile da crociera ipersonico, come il veicolo planante ipersonico, può manovrare e seguire traiettorie di volo imprevedibili, ma è sviluppato per fornire una capacità di attacco a corto o medio raggio[9].

Le caratteristiche più importanti dei missili ipersonici, che contribuiscono a renderli uno strumento rivoluzionario per la competizione militare internazionale, sono la velocità, la manovrabilità e le altitudini di volo imprevedibili.

Quest’ultimo assunto verrà meglio compreso alla luce di quanto ora si leggerà a proposito della differenza e dei vantaggi dei missili ipersonici rispetto ai tradizionali missili balistici e missili da crociera.

Infatti, quando nel 2003 gli USA iniziarono il programma CPGS (Conventional Prompt Global Strike) con l’obiettivo di colpire un qualsiasi obiettivo nel mondo con un missile convenzionale in meno di un’ora di tempo, gli esistenti missili balistici erano in prima linea per assolvere a questo compito. Si posero, però, due problemi rilevanti.

Il primo problema: i missili balistici candidati, i Trident D5, sono ordinariamente dotati di testate nucleari. Si può ben capire quali preoccupazioni internazionali possano scaturire dal sostituire testate nucleari con testate convenzionali da un giorno all’altro[10]. Per esempio, gli analisti radar cinesi e russi come potevano essere sicuri che, una volta individuato, un Trident D5 in volo non fosse in realtà dotato dell’ordinaria testata nucleare? Si sarebbero fidati delle rassicurazioni USA sul fatto che si trattava in realtà di uno dei missili con testata convenzionale del programma CPGS?

Il secondo problema: i missili balistici seguono una traiettoria di volo balistica. Si tratta della classica traiettoria ad arco, la quale rende tali missili facilmente visibili ai sensori spaziali o ai radar a terra, concedendo alle forze contrapposte il tempo per prendere le precauzioni necessarie[11]. Inoltre, solitamente, i missili balistici possono essere manovrati solo nella fase terminale del loro volo (circa trenta secondi prima dell’impatto)[12].

Perché non utilizzare gli esistenti missili da crociera per le missioni CPGS? In effetti, i missili da crociera sono estremamente manovrabili, e volando ad altitudini molto basse, sono difficilmente visibili dai radar e dagli altri sensori. I tradizionali missili da crociera hanno però un corto o medio raggio d’azione e volano generalmente a velocità subsoniche. Pertanto, se individuati per tempo, concedono minuti fondamentali per la fuga dei nemici.

Alla luce di quanto appena detto, è evidente il motivo per cui i missili ipersonici siano il sistema d’arma prescelto per il programma CPGS statunitense. Infatti, i missili ipersonici possiedono vantaggi sia rispetto ai missili balistici (ossia sono manovrabili, difficilmente individuabili e senza una traiettoria balistica), che rispetto ai missili da crociera (avendo una velocità di volo nettamente superiore).

Non a caso, i missili ipersonici riescono ad eludere i più avanzati sistemi di rilevamento a infrarossi e radar. La visione dei radar è limitata dalla curvatura terrestre e il loro campo visivo incrocerebbe la traiettoria dei missili ipersonici solo per pochi minuti, un tempo troppo breve per elaborare l’informazione, comunicarla e attuare una strategia[13].

I sensori a infrarossi, invece, generalmente montati su satelliti militari, necessitano di seguire il bersaglio per stimarne la traiettoria e quindi captarne la destinazione. Un compito quasi impossibile nel caso dei missili ipersonici, data la scarsa quantità di questi satelliti posseduta dalle maggiori potenze, che, non potendo così coprire una larga parte del globo, non riuscirebbero a seguire il missile ipersonico una volta che lo stesso si sposti al di fuori del campo visivo del sensore infrarosso.

La velocità e la difficoltà di individuazione che caratterizzano i missili ipersonici hanno, inoltre, un effetto moltiplicatore. Infatti, i missili ipersonici comportano una notevole compressione temporale delle timeline a disposizioni dei comandi militari in caso di attacco, i quali si troverebbero sotto la minaccia di dover reagire ad un attacco con l'ausilio di poche e incerte informazioni a disposizione.

Riassumendo, ad oggi, se fossimo in un centro militare di comando e controllo, in caso pervenisse l’informazione di una flotta di missili ipersonici ostili in volo, sarebbe difficile stimarne la posizione, molto difficile prevederne la destinazione e quasi impossibile individuarne i bersagli.

Inoltre, un eventuale sistema di difesa antimissile sarebbe ostacolato dalla velocità e dall’imprevedibilità della traiettoria di volo dei missili ipersonici.

Le implicazioni dei missili ipersonici sugli equilibri strategici derivano proprio da quanto detto sopra.

Grazie alla difficile rilevazione, alla possibilità di eludere i sistemi antimissile e di comprimere i tempi di reazione in caso di avvistamento, i missili ipersonici rappresentano un sistema d’arma adatto a compiere attacchi a sorpresa a lungo raggio [14] e, soprattutto, a distruggere obiettivi strategici/vitali senza ricorrere a testate nucleari. Alcuni analisti americani, come Paul Nitze (ex segretario alla difesa), hanno suggerito la possibilità di utilizzare armi convenzionali avanzate (come i missili ipersonici) per sostituire la deterrenza basata sulle armi nucleari[15]. Lo stesso Putin, in maniera più mediatica che analitica, nel 2013 affermò che le armi convenzionali avanzate hanno effetti simili alle armi nucleari nelle loro capacità offensive[16].

La tendenza ad affidarsi alle armi convenzionali avanzate a lungo raggio per condurre missioni strategiche rivela, però, seri dilemmi sugli effetti che esse possano produrre sulla sicurezza internazionale.

Se oggi un leader pensa cento volte prima di autorizzare un attacco nucleare al fine di neutralizzare obiettivi vitali avversari, cosa succederà quando potrà raggiungere lo stesso obiettivo utilizzando un arsenale di missili ipersonici dotati di una normale testata convenzionale?

Questa domanda necessita di fini argomentazioni che esorbitano dai contorni del presente articolo, ma chiarisce la portata rivoluzionaria dell’ingresso di sistemi d’arma ipersonici all'interno dello scenario internazionale.

[1] Si veda “Falcon Hypersonic Technology Vehicle HTV-2”, disponibile al sito: https://www.globalsecurity.org/space/systems/x-41-htv-2.htm.

[2] Si veda “What Is Supersonic Flight?”, disponibile al sito: https://www.nasa.gov/audience/forstudents/5-8/features/nasa-knows/what-is-supersonic-flight-58.html

[3] Alcuni esempi ben spiegati delle future applicazioni ipersoniche sono presenti in: Alessandro Zacchei “Il dominio aero-spaziale, inteso come naturale evoluzione di quello aeronautico, rappresenta l’ambiente abilitante per la fornitura di servizi essenziali ormai indispensabili per soddisfare le esigenze di uno strumento militare nazionale efficace - in accordo ai dettami del Libro Bianco - esaltandone le capacità, anche in ottica dual use”, Centro Militare di Studi Strategici, 2018, pp. 116-119. Disponibile al sito: https://www.difesa.it/SMD_/CASD/IM/CeMiSS/DocumentiVis/Rcerche_da_pubblicare/pubblicate_nel_2018/Ricerca_Zacchei.pdf.

[4] Mark Gubrud ‘Going too fast: Time to ban hypersonic missile tests? A US response’ in Bulletin of the Atomic Scientists, vol. 71 (n.5), 2015, p.1.

[5] James Acton, Silver Bullet? Asking the Right Questions about Conventional Prompt Global Strike (Carnegie Endowment for International Peace, 2013), p. 1.

[6] Matteo Frigoli, The implications of the advent of hypersonic weapon systems for strategic stability, British Pugwash Research Report, 2019, disponibile al sito: https://britishpugwash.org/wp-content/uploads/2019/12/M.Frigoli-Hypersonics-Stability-and-arms-control-PDF-2.pdf

[7] Rand, Hypersonic Missile Nonproliferation: Hindering the Spread of a New Class of Weapons (RAND Corporation, 2017), p. 7.

[8] Ibid., p. 8.

[9] Ibid., pp. 11-13.

[10] Amy Woolf, Conventional Prompt Global Strike (PGS) and Long-Range Ballistic Missiles (Congressional Research Service, 2019) pp. 13-14.

[11] Mark J. Lewis, Global Strike Hypersonic Weapons, in Nuclear Weapons and Related Security Issues “AIP Conf. Proc.” vol.1898, 2017, p. 2.

[12] Rand (nota n. 7), p. 9. Per la descrizione delle fasi del volo balistico, si veda Robert Chen, Jason Speyer, Terminal and Boost Phase Intercept of Ballistic Missile Defense (AIAA Guidance, Navigation and Control Conference and Exhibit 18 - 21 August 2008) p. 1.

[13] Sul rilevamento radar e infrarosso dei veicoli ipersonici si veda: Matteo Frigoli (nota n. 6), pp. 2-5.

[14] Ibid., p. 4.

[15] Dennis M. Gormley, ‘US Advanced Conventional Systems and Conventional Prompt Global Strike Ambitions’ in The NonProliferation Review, vol. 22 (n. 2), 2015, p. 124.

[16] Il discorso integrale di Putin è disponibile al sito web “Implementing the 2011–2020 State Arms Procurement
Programme” http://en.kremlin.ru/events/president/news/18368