Une explication des preuves des faiblesses du système de défense du dôme de fer

Note de l'éditeur: La réponse des lecteurs à un récent reportage, Le système israélien de défense anti-roquettes échoue dans une tâche cruciale, selon des analystes experts, où Ted Postol a été cité pour dire qu'Iron Dome ne faisait pas exploser efficacement les ogives, était si négatif et a irrité tant de gens, en particulier les Israéliens , que nous avons demandé au professeur Postol d'expliquer comment il en était arrivé à ses conclusions et de montrer ses données. Il a gracieusement accepté. L'article suivant représente son opinion, et n'est pas nécessairement l'opinion de Examen de la technologie MIT - et ne représente aucune évaluation collective par le MIT ou l'un de ses départements, laboratoires ou centres. (C'est parce que nous sommes éditorialement indépendants de l'Institut.)

introduction

Dans les premières semaines de juillet 2014, le conflit entre Israël et les Palestiniens à Gaza a de nouveau éclaté. Cela a entraîné une nouvelle série d'attaques à la roquette à grande échelle lancées par le Hamas, opérant depuis Gaza, contre des centres de population israéliens. La dernière fois que de telles attaques à la roquette à grande échelle ont eu lieu entre le Hamas et Israël, c'était en novembre 2012. Pendant le conflit de novembre 2012, un grand nombre de photographies de traînées d'intercepteurs Iron Dome ont été observées dans le ciel. Ces traînées ont révélé que le taux d'interception d'Iron Dome était très faible, peut-être aussi bas que 5 % ou moins.

Cet article explique pourquoi la géométrie des traînées de condensation photographiées dans le ciel indique si une tentative d'interception d'Iron Dome avait ou non une chance d'intercepter une cible de fusée d'artillerie.

Je montrerai des exemples de données indiquant que les performances d'Iron Dome étaient très faibles en novembre 2012, et je montrerai des données similaires pour juillet 2014, ce qui indique que les performances d'Iron Dome près d'un an et demi plus tard ne se sont probablement pas améliorées.

À l'heure actuelle, la collecte des données de juillet 2014 est toujours en cours. Cependant, toutes les données que j'ai recueillies jusqu'à présent indiquent que les performances d'Iron Dome ne se sont pas améliorées.

L'un des problèmes les plus exigeants lors de l'interception d'une fusée d'artillerie est que l'intercepteur doit détruire l'ogive de la fusée. Si l'intercepteur touche l'extrémité arrière de la fusée, tout ce qui se passera sera des dommages au tube du moteur de la fusée usé, qui est essentiellement un tuyau vide. Endommager l'arrière de la fusée d'artillerie n'a essentiellement aucun effet sur le résultat de l'engagement. Les morceaux de la fusée tomberont essentiellement dans la même zone défenderesse, et l'ogive ira presque certainement au sol et explosera. Ces faits signifient que la seule définition significative d'une interception réussie est la destruction de l'ogive de la fusée d'artillerie. Comme on le verra dans la discussion qui suivra, détruire l'ogive de la fusée d'artillerie est considérablement plus exigeant que d'endommager d'autres parties de la fusée d'artillerie - ou d'endommager avec succès un avion, provoquant l'échec de sa mission.

Protéger une population répartie sur des zones défendues contre les dangers de telles attaques de missiles doit passer par une protection contre les chutes de débris, qui peuvent causer des blessures graves aux personnes qui ne se trouvent pas dans des abris protecteurs.

Comme j'en parlerai plus loin dans cet article, Israël dispose en fait d'une défense antimissile extrêmement efficace. Cette défense est le système d'alerte précoce qui indique aux personnes au sol qu'une roquette se déplace dans leur direction, et les abris qui sont disposés de manière à ce que les individus puissent facilement se protéger dans les dizaines de secondes suivant l'avertissement. Dans un article référencé plus loin dans cet article, il est démontré que lors du bombardement de Londres par des roquettes V-1 et V-2, des secondes d'alerte précoce ont considérablement réduit les pertes et les décès dus à des attaques individuelles.

Dans le cas particulier des attaques à la roquette contre Israël, le nombre écrasant d'ogives de roquettes d'artillerie se situe entre 10 et 20 livres, ce qui rend l'efficacité des abris encore plus grande.

Ces deux facteurs, la petite taille des ogives et le système d'alerte et de mise à l'abri expliquent complètement pourquoi il n'y a pas eu de victimes des attaques à la roquette.

Évaluer si une tentative d'interception de dôme de fer est réussie ou non à partir de photographies de traînées de condensation de dôme de fer

Je vais d'abord montrer pourquoi l'intercepteur Iron Dome doit s'approcher de la fusée d'artillerie cible depuis une direction frontale. Je montrerai ensuite que l'intercepteur Iron Dome n'a, à toutes fins pratiques, aucune chance de détruire l'ogive des roquettes d'artillerie entrantes si l'intercepteur engage la roquette par le côté ou par l'arrière.

Je présenterai ensuite des preuves photographiques de traînées dans le ciel, indiquant que les intercepteurs Iron Dome poursuivaient ou engageaient principalement des roquettes d'artillerie dans des géométries latérales.

Je ne sais pas pourquoi les dômes de fer n'engageaient pas la plupart des roquettes d'artillerie en utilisant la bonne géométrie frontale. Cependant, il est clair que le système de suivi et de guidage radar Iron Dome ne fonctionne pas, car il envoie initialement des intercepteurs Iron Dome pour intercepter des points qui empêchent ensuite l'intercepteur d'atteindre la bonne géométrie pour un engagement réussi contre l'artillerie. fusées.

Je montrerai des photographies de traînées de condensation de novembre 2012 et de juillet 2014 indiquant que les dômes de fer se comportent toujours de manière erratique, ce qui entraîne des taux d'interception très faibles.

Évaluer la signification des traînées de dôme de fer

Pour comprendre pourquoi l'intercepteur Iron Dome doit approcher la fusée d'artillerie depuis une direction frontale, il est nécessaire d'avoir une compréhension rudimentaire de l'intercepteur Iron Dome.

La figure 1 ci-dessous montre une image conceptuelle d'un engagement frontal d'un intercepteur Iron Dome contre une fusée d'artillerie Grad. La ligne pointillée bleue émanant de la section avant de l'intercepteur Iron Dome représente la ligne de mire de ce qu'on appelle un fusible laser. Le but du fusible laser est de créer un faisceau de lumière qui se reflétera sur l'extrémité avant de la fusée d'artillerie afin que l'intercepteur puisse déterminer que la fusée d'artillerie cible est en train de dépasser l'intercepteur. Comme on peut le voir sur le schéma, l'ogive de l'intercepteur Iron Dome est placée bien derrière l'assemblage de la fusée, à une distance d'environ trois pieds de l'ouverture de la fusée laser. Cela donne au fusible suffisamment de temps pour déterminer où se trouve l'avant de la fusée cible, estimer le temps qu'il faudra à l'avant de la fusée d'artillerie pour passer parallèlement à l'ogive de la fusée d'artillerie et faire exploser l'ogive Iron Dome.

Le retard de synchronisation est assez critique pour de nombreuses variables. Il doit tenir compte non seulement de l'emplacement de l'ogive de la fusée cible, mais aussi de la vitesse des fragments de l'ogive Iron Dome, de la distance manquée, de l'orientation non parallèle de l'intercepteur Iron Dome par rapport à la fusée d'artillerie, et de la haute vitesse de passage de l'intercepteur Iron Dome et de la fusée d'artillerie.

La figure 2 montre comment les fragments se déplacent, en supposant que la vitesse de croisement de l'intercepteur Iron Dome et de la fusée d'artillerie est d'environ 1 200 mètres par seconde et que les fragments de l'ogive Iron Dome sont projetés à environ 2 100 mètres par seconde perpendiculairement à l'axe de l'intercepteur Iron Dome. Étant donné que l'intercepteur Iron Dome se déplace à 1 200 mètres par seconde par rapport à la fusée d'artillerie, la vitesse de traversée supplémentaire doit être ajoutée à la vitesse latérale de 2 100 mètres par seconde des fragments. La direction nette du nuage de fragments, comme on le verrait si un observateur était assis sur la fusée d'artillerie, est indiquée par la flèche bleu pâle qui traverse à la fois l'ogive Iron Dome et l'ogive de la fusée d'artillerie.

La figure 3 montre le résultat si tout fonctionne comme prévu. Cependant, il existe une gamme de résultats possibles où le succès est très probable, et au-delà de cette gamme, la possibilité de succès diminue considérablement.

Comme le montre la flèche marquée 1 500 mètres par seconde sur les figures 2 et 3, la vitesse de traversée plus élevée peut entraîner un changement significatif de la direction nette du nuage de fragments. Ainsi, le fusible doit déterminer le meilleur moment pour faire exploser l'ogive en fonction de la vitesse de traversée, de la distance de la cible de la fusée d'artillerie lors de son passage par l'intercepteur Iron Dome et des divers retards de fusion associés à l'explosion de l'ogive de l'intercepteur Iron Dome.

En raison des incertitudes quant à la vitesse de croisement exacte et à la géométrie de croisement, même un fusible parfait peut ne pas mettre de fragments mortels sur l'ogive de la fusée d'artillerie.

De plus, à moins que la distance entre l'ogive Iron Dome et l'ogive de la fusée d'artillerie ne soit petite (environ un mètre environ), il y aura une chance considérablement réduite qu'un fragment de l'ogive Iron Dome frappe, pénètre et cause la détonation de l'ogive de la fusée d'artillerie.

Ainsi, un engagement frontal ne garantit pas que l'intercepteur Iron Dome détruira l'ogive de la fusée d'artillerie.

La figure 4 et la figure 4A montrent les conséquences d'une défaillance de la synchronisation du fusible dans ce qui était presque certainement un engagement entre un intercepteur Iron Dome et la fusée d'artillerie montrée au sol sur les photos. Comme on peut le voir en inspectant la photographie de la figure 4, il y a des dégâts importants dans la zone où la roquette est tombée. Ces dommages étaient presque certainement dus à la détonation de la petite ogive de la fusée. La figure 4A montre l'extrémité avant agrandie de la fusée, où des trous peuvent être vus dans le carter de moteur de fusée épuisé et vide qui se trouvait immédiatement derrière l'ogive. Cette photographie montre donc un exemple de ce qui aurait pu être une tentative d'interception réussie du dôme de fer.

Dans ce cas, il est presque certain que la fusée d'artillerie a été engagée par un intercepteur Iron Dome qui s'approchait correctement de face de la fusée d'artillerie. Malheureusement, les commandes de synchronisation du fusible ont entraîné des fragments de l'explosion de l'ogive Iron Dome frappant la fusée d'artillerie après le passage de l'ogive. La densité relativement faible de trous dans l'arrière-corps de la fusée d'artillerie suggère que la rencontre a également eu une distance de raté relativement élevée, peut-être plusieurs mètres.

Cette photographie illustre comment même lorsque l'intercepteur Iron Dome est dans une trajectoire frontale appropriée, il peut toujours échouer à détruire l'ogive d'une fusée d'artillerie ciblée.

Les figures 5, 6, 7 et 8 montrent des diagrammes vectoriels détaillés qui indiquent comment l'intercepteur Iron Dome se comporterait s'il engageait une roquette d'artillerie dans diverses directions. Dans ces diagrammes, les vitesses sont indiquées en pieds par seconde, plutôt qu'en mètres par seconde utilisés dans les figures 1, 2 et 3.

La figure 5 montre une direction d'engagement presque frontale (encore une fois, notez que toutes les vitesses vectorielles sont maintenant en pieds par seconde). Un examen attentif de la géométrie de l'engagement révélera que même une direction d'approche légèrement biaisée hors frontale réduira considérablement les chances que des fragments de l'ogive Iron Dome puissent être pulvérisés sur l'ogive de la fusée d'artillerie. Cela montre donc que la géométrie frontale est très sensible aux petites erreurs non frontales qui pourraient résulter de défauts du système de contrôle maître dans le guidage et le contrôle de l'intercepteur Iron Dome.

Ce schéma particulier (figure 5) montre à quel point il est important pour le système de guidage et de contrôle principal de placer l'intercepteur au bon endroit avant qu'il ne commence le processus de prise de référence réelle contre une fusée d'artillerie cible.

Les figures 6, 7 et 8 montrent des diagrammes vectoriels détaillés pour les engagements d'intercepteur qui approchent la fusée d'artillerie cible par le côté ou par l'arrière. Une inspection minutieuse de la géométrie du faisceau de détection du fusible et du schéma de pulvérisation des fragments de l'ogive Iron Dome montre qu'il existe deux problèmes très sérieux avec ces types d'engagements.

Tout d'abord, si le fusible détecte la fusée d'artillerie, il n'a aucun moyen de déterminer où se trouve l'ogive sur la fusée d'artillerie. Deuxièmement, il est presque certain que même si le fusible explose par hasard à un moment où l'ogive pourrait être dans le schéma de pulvérisation de l'ogive Iron Dome, la distance entre l'ogive Iron Dome et l'ogive de la fusée d'artillerie sera dans presque toutes les circonstances être très grande, entraînant une très faible densité de fragments à l'emplacement de l'ogive de la fusée d'artillerie. Compte tenu du petit nombre de fragments pouvant être dispersés par l'ogive Iron Dome, cela se traduit par une très forte probabilité qu'aucun fragment ne touche l'ogive. Pour rendre les choses encore plus difficiles, la zone projetée de l'ogive est très petite, car elle sera rencontrée de face ou de dos plutôt que de côté. De plus, les fragments sont très susceptibles de heurter des surfaces métalliques qui sont à des angles rasants très faibles par rapport à la direction du mouvement des fragments. Cela se traduira par des fragments qui auront tendance à rebondir sur la coque ou à ne transmettre presque aucune énergie à une cible. Par conséquent, les figures 6, 7 et 8 montrent qu'à toutes fins pratiques, la probabilité que l'intercepteur Iron Dome puisse détruire l'ogive de la fusée d'artillerie engagée est essentiellement nulle.

Que montrent les données sur les performances d'Iron Dome en novembre 2012 et juillet 2014 ?

Les figures 9, 10 et 11 montrent des traînées dans le ciel qui indiquent que les intercepteurs Iron Dome tentaient d'engager des roquettes d'artillerie ciblées soit en les pourchassant par derrière, soit en les attaquant par le côté.

Les géométries de l'engagement sont facilement établies car les roquettes d'artillerie tombent à des angles d'élévation élevés par rapport au sol, peut-être de 60 à 70 degrés par rapport à la verticale. Cet angle de rentrée est dû à la traînée aérodynamique, qui ralentit la fusée d'artillerie et finit par la faire tomber à un angle relativement raide.

Les figures 12 et 13 montrent des photographies qui sont censées avoir été prises en juillet 2014. J'ai trouvé des photographies de novembre 2012 qui ont été mal étiquetées comme étant de juillet 2012, donc je suis en train de vérifier que les photographies collectées ont bien été prises dans le délais indiqués. Ces deux photographies ont été vérifiées comme étant de juillet 2014.

La figure 14 montre une estimation très approximative basée sur mes observations en novembre 2012, lorsque je n'ai vu peut-être pas plus de 10 à 20 % des traînées de condensation d'Iron Dome qui indiquaient une géométrie d'engagement frontale.

Comme le montre l'estimation des performances, si nous supposons que la géométrie d'engagement et 20 % des engagements étaient frontaux, alors à ce moment-là, j'ai estimé que la probabilité de détruire une ogive SCUD pourrait être comprise entre 0,3 et 0,6. Ainsi, si tous les autres engagements aboutissaient effectivement à une probabilité nulle d'interception, alors le taux d'interception serait à peu près

0,2 × (0,3 ou 0,6) = 0,06 à 0,12

C'est un taux d'interception, défini comme la destruction de l'ogive d'artillerie-fusée, compris entre 6 et 12 %.

Ma meilleure estimation est que moins de 20% des engagements sur lesquels j'ai pu obtenir des données étaient en fait frontaux, et je n'ai aucune information sur les distances réelles d'échec ou si les géométries de tentative d'engagement étaient proches de l'antiparallèle. Ainsi, la déclaration selon laquelle les performances d'interception d'Iron Dome semblent être probablement de 5% ou moins.

Un exemple d'un tel calcul est présenté à la figure 14.

Pourquoi les pertes israéliennes des attaques à la roquette sont-elles si faibles ?

Un article publié dans la revue La nature en 1993 a abordé le débat sur les performances de la défense antimissile Patriot pendant la guerre du Golfe de 1991. À cette époque, les mêmes questions se posaient : pourquoi les dégâts étaient-ils si faibles et pourquoi y avait-il si peu de victimes ? (Tous les rapports indiquent maintenant qu'il n'y a eu qu'une seule victime des effets directs des attaques SCUD. Cette victime a été causée par un missile Patriot qui a plongé au sol pour tenter d'intercepter un missile SCUD.)

Dans le cas des attaques du SCUD, il y avait beaucoup moins de roquettes lancées sur Israël (peut-être environ 40), mais les ogives des missiles étaient beaucoup plus grosses - environ 500 livres. Néanmoins, de nombreuses ogives SCUD sont tombées dans des zones dégagées, faisant relativement peu de dégâts. En cas de chute d'ogives à proximité de bâtiments, les mesures de protection civile ont essentiellement protégé la population des conséquences de l'impact du SCUD.

Les figures 15, 16 et 17 montrent les dégâts causés en Israël par des tirs de roquettes d'artillerie en novembre 2012 et juillet 2014. Comme on peut le voir en examinant les photographies, même lorsque les roquettes frappent des bâtiments, les dégâts ont tendance à être assez localisés. Cela ne signifie pas que les individus dans la zone de l'attaque à la roquette ne seraient pas blessés ou tués s'ils étaient suffisamment proches du site d'impact, mais il est très clair que les ogives ne sont pas d'une taille suffisante pour faire des victimes ou des morts à ceux qui sont correctement abrités.

En revanche, les figures 17 et 18 montrent les résultats des attentats à la bombe à Gaza en juillet 2014. Les rendements exacts des bombes sont incertains, mais il semble qu'elles se situent probablement dans la catégorie des 1 000 à 2 000 livres. Dans ces cas, les tentatives d'abriter la population pourraient bien échouer, car peu d'abris peuvent supporter le niveau de dégâts qui pourraient être infligés par des bombes aussi grosses.

Encore une fois, cela illustre que la petite taille des ogives de roquettes d'artillerie et la capacité d'avertir rapidement les populations de l'arrivée de ces petites ogives sont une défense extrêmement performante qui fonctionne beaucoup plus efficacement que Iron Dome.

Theodore Postol est professeur de science, de technologie et de politique de sécurité nationale dans le programme Science, technologie et société du MIT.

Figure 1

Figure 2

figure 3

Figure 4

Figure 4A

Figure 5

Figure 6

Figure 7

Figure 8

Figure 9 (novembre 2012)

Figure 10 (novembre 2012)

Figure 11 (novembre 2012)

Figure 12 (10 juillet 2014)

Deux roquettes abattues au-dessus de Sderot jeudi. (Crédit photo : Mitch Ginsburg/Times of Israel)

Figure 13 (8 juillet 2014)

Image prise le mardi 8 juillet

Figure 14

Figure 15

Figure 16

Une roquette a explosé près d'une route du conseil régional de Sdot Negev, causant des dommages à la route mais aucun blessé. (juillet 2014)

Illustration 17

Toit d'une étable attaquée

Iron Dome a également intercepté une roquette lancée sur la ville méridionale de Netivot, également dans la région de Gaza. Dans la région d'Ashdod, une dizaine de vaches sont mortes et de nombreuses autres ont été blessées après qu'une roquette a touché une étable sur un moshav local, ont déclaré des habitants.

Image 18

Image 19

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