عميد نمازي خواه
قدرت موشكي و به طبع ضد موشكي هر كشور را مي توان از قدرتمندترين بازوان نظامي آن كشور دانست. كمترين ميزان تلفات جاني از مهمترين ابعاد و استراتژي هاي جنگي است كه فرماندهان نظامي همواره به اين مسئله توجه خاصي دارند.
در همين راستا (كم شدن تلفات جاني) تسليحاتي ساخته شدند كه بدون بهره گيري از هدايت مستقيم انساني طي طريق كرده و خود را به اهداف موردنظر برسانند. هواپيماهاي بدون سرنشين (UAV) به عنوان نمونه بارز خصوصيات مذكور هستند و در كنار آنها موشك نيز به عنوان يك ركن اصلي نيروهاي نظامي از اين دسته اند كه بدون خلبان و يا يك راهنما به صورت مستقيم به دنبال هدف مي روند و به همين دليل سيستم هاي رهگيري و هدايت موشك از اهميت بسيار بالايي برخوردار است و ما در اين نوشتار قصد داريم تا چندين مباني هدايت موشكي را به صورت مختصر شرح دهيم.
به طور كلي موشكها در طبقه بندي هاي مختلفي به نسبت ميزان برد، قدرت تخريب، چگونگي سامانه هدايت و يا چگونگي عملكرد تقسيم مي شوند. در طبقه بندي ها از باب دو قسمت نوع هدايت موشك و نوع سنسورها و رهياب ها به هدايت موشكي مي پردازيم.
اين دو مبحث بسيار نزديك به يكديگر هستند ولي شناخت تفاوتهاي آنها نيز بسيار مفيد است. هدايت موشكي متأثر ازمتدي است كه موشك اطلاعات را از مراكز هدايت دريافت كرده و سير خود را تا هدف طي مي كند.
در برخي از موشكها اين فرمانها (فرمانهاي هدايت) از داخل موشك و توسط يك ميكروپروسسور كه به عنوان outopilot محسوب مي شود صادر مي شود و در گونه هاي ديگر فرمانهاي هايت از طريق عوامل و دستگاه هاي خارجي به موشك ارسال مي شود تا زماني كه هدف را منهدم سازد.
بسياري از حسگرها مانند infrared، رادار و سيستم موقعيت ياب جهاني (Global Positioning System) بهترين كمك دهنده براي تشخيص داده است.
در برخي از موشكها عمليات به سه بخش تقسيم مي شود.
۱- پرتاب ۲- ميانه راه ۳ _ پايانه (Terminal)
در فاز اول كه امنيت پرتاب مهم است و سامانه هاي رهيابي دخالت چنداني ندارند. در فاز دوم سامانه هاي هدايت مسير صحيح را انتخاب مي كنند و مهمترين بخش پايانه و يا لحظه برخورد است كه مهمترين و حساس ترين بخش هدايت محسوب مي شود زيرا سرعت عملكرد و عكس العملهاي مانوري بسيار سريع بايد انجام شود و با كوچكترين اشتباه عمليات با صحت انجام نخواهد شد.
دستگاه هدايت تعقيب امواج رادار (راديويي) Beam Rider Guidance اين سامانه در هدايت هايي زمين پايه يا دريا پايه انجام مي شود. طريقه هدايت بدين گونه است كه يك پايگاه زميني يا دريايي به عنوان رادار رهگير عمل كرده و همواره هدف را تحت تعقيب دارد.
با توجه به ديد راداري كه توسط امواج الكترومغناطيس انجام مي شود با رهگيري هدف موشك پرتاب مي شود و مسير خود را با توجه به امواج رادار رهگير در يك ستون پرتوي طي مي كند. موشك از هنگامي كه در اين ستون پرتوي مي افتد هدايت مي شود و هرگاه از اين ستون خارج شد سيستم هدايت موشك را به داخل ستون پرتوي بازمي گرداند تا زمان برخورد به هدف اين مسأله همين گونه ادامه مي يابد. براي ستون پرتوي دو محوطه را مي توان در نظر گرفت. اول محوطه Guidance Beam كه حدود كلي هدايت است و دوم Tracking beam است كه بسيار دقيق تر از محوطه اول با محدوديت بسيار كمتري ايجاد شده است.
اين سامانه هدايت در موشكهاي زمين به هوا استفاده مي شود و متأسفانه براي هدف هايي كه در بردهاي بالا ديده مي شوند دقت چنداني ندارد. اين تكنيك در ناوهاي آمريكايي و براي اولين بار در دهه ۱۹۵۰ استفاده شد.
هدايت فرماندهي Command Guidance
اين شيوه هدايت شباهتهاي بسياري به سيستم هدايت تعقيب امواج رادار دارد. در اين تكنيك يك رادار خارجي هدف را رهگيري مي كند و حركت موشك نيز توسط يك رادار ديگر (يا بعضاً همان رادار) به صورت جداگانه تعقيب مي شود. اطلاعات را داري به يك كامپيوتر مخابره شده تا مكان انهدام مشخص شود. موشكهايي كه از اين شيوه هدايت مي شوند داراي ريسيورهاي (گيرنده) سيگنال هستند تا چگونگي پيمايش در خط ديد راداري توسط كامپيوتر را گرفته و طبق آن عمل كنند. موشكهاي Surface-to-air -(SA-2) روسيه كه عليه هواپيماهاي آمريكايي در شمال ويتنام استفاده شدند از اين گونه اند.
تكنيك هدايت فرماندهي به طريق ديگري نيز عمل مي شود و آن
Wire Guided Systems است. اين تكنيك بسيار در موشكهاي ضدتانك مانند تاو استفاده مي شود. تاو هم مي تواند از يك وسيله نقليه يا يك هليكوپتر پرتاب شود و برخي از موشكهايي كه داراي برد كوتاه هستند و از زيردرياييها شليك مي شوند از اين تكنيك هدايت استفاده مي كنند.
هدايت آشيانه ياب Homing Guidance
هدايت آشيانه ياب از رايج ترين تكنيكهاي استفاده شده در موشكهاي رهگير هوايي كنوني است. هدايت آشيانه ياب به سه شيوه انجام مي شود. ۱-نيمه فعال ۲- فعال و ۳- منفعل
سيستم نيمه فعال: اين تكنيك از نظر وجود يك منبع خارجي (رادار) براي تشخيص هدف شبيه هدايت فرماندهي است.
امواج انعكاسي از هدف به يك گيرنده سيگنال كه در خود موشك تعبيه شده مي رسد. تفاوت بين هدايت فرماندهي و نيمه فعال آشيانه ياب در وجود يك كامپيوتر در داخل موشك است. كامپيوتر امواج انعكاسي را مورد تحليل قرار داده و توسط رادار نيز تغذيه مي شود و بهترين مسير هدايت از طريق كامپيوتر تشخيص داده مي شود.
هدايت نيمه فعال آشيانه ياب در موشكهاي هوا به هوا استفاده مي شود و نمونه بارز آن موشك Sparrow است. اين موشك توسط رادار رهگير هواپيمايي كه از آن پرتاب شده تغذيه مي شود.
يكي از طرق ديگر هدايت نيمه فعال آشيانه ياب از طريق هدايت ليزري انجام مي شود مانند موشكهاي سري Paveway كه با استفاده از ليزري كه از يك منبع خارجي ساتع مي شود حال مي تواند هواپيما يا حتي يك مركز زميني باشد مسير خود را تشخيص مي دهد.
هدايت فعال آشيانه ياب Active Homing Guidance اين تكنيك مانند نيمه فعال است و تنها با تفاوت عدم وجود يك منبع خارجي مانند رادار هدايت مي شود. سامانه رهگير و گيرنده سيگنال در خود موشك تعبيه شده است. به همين دليل به اين نوع موشكها لقب Fire-and-forget مي گويند زيرا ديگر هواپيمايي كه آن را شليك مي كند احتياجي به تعقيب و يا تغذيه راداري آن ندارد.
چندين جستجوگر و رهياب در خود موشك قرار دارند مانند موشك هاي AMRAAM آمريكا و يا Exocet (ضد كشتي) فرانسوي از اين گونه اند.
هدايت منفعل آشيانه ياب Passive Homing Guidance اين شيوه هدايت مانند هدايت فعال است و مستقل از يك منبع (Source) خارجي عمل مي كند. موشكهايي كه در سيستم منفعل عمل مي كنند داراي جستجوگرها و حسگرهاي خاصي هستند كه هركدام با توجه به حساسيتشان هدف را مورد تعقيب قرار مي دهند.
امواج منعكس شده از هدف در گونه هاي متفاوتي ساتع مي شود. به عنوان مثال سنسورهاي حساس به اشعه مادون قرمز مانند موشكهاي Sidewinder، با تشخيص امواج حرارتي هدف را دنبال مي كنند. موشكهاي ضد تشعشع مانند Harm با رهگيري امواج راديويي كه از يك پايگاه زميني ايجاد مي شود هدف را مورد اصابت قرار مي دهد.
گونه ديگري از اين نوع موشكها از طريق ناوبري و مسافت يابي صوتي (Sonar)، صداي ايجاد شده توسط موتور كشتي ها را رديابي كرده و آنها را تعقيب مي كنند. گروهي ديگر نيز با استفاده از سنسورهاي الكترو-اپتيكي مانند موشك Maverick و براساس عكس هدف را شناسايي و منهدم مي سازد.
هدايت بازانتقالي آشيانه ياب يكي از نمونه هاي غيرمعمول هدايت آشيانه ياب است. در اين تكنيك كه بسيار شبيه هدايت فرماندهي است ولي با يك تفاوت آشكار، هدف توسط يك رادار خارجي رهگيري مي شود ولي بازتاب امواج راداري را خود موشك دريافت مي كند نه رادار خارجي مانند شيوه نيمه فعال. اگرچه در موشك كامپيوتري براي داده پردازي سيگنالها وجود ندارد به همين دليل موشك پس از دريافت سيگنالها، آنها را سريعاً به مركز هدايت (كه يك پايگاه زميني يا دريايي است) ارسال مي كند و كامپيوترها در مركز هدايت بعد از پراسس كردن يا داده پردازي اطلاعات مجدداً Trajectory موشك را مشخص مي كنند.
اين شيوه هدايت (Track Via Missle) با نام مخفف TVM نيز شناخته مي شود و اين لقب به اين دليل است كه موشك در واقع يك واسط اطلاعاتي بين مركز فرماندهي و رادار خارجي است.
يكي از مسائل با اهميت در اين شيوه هدايت به جا ماندن سخت افزارها و سنسورهايي است كه در سيستم هاي ديگر در خود موشك قرار دارد و با يك شليك آنها نيز از بين مي روند ولي در اين شيوه ديگر سخت افزارها و سنسورها در مراكز زميني هستند و آسيب نمي بينند.
در شيوه هدايت بازانتقالي آشيانه ياب بايد سرعت مخابره سيگنالها بسيار بالا باشد و ايستگاه كنترل و رادار بايد از مدرنترين و پيشرفته ترين نوع باشند. به دليل لزوم سرعت مخابره بالا اين شيوه هدايت در موشكهايي با برد كوتاه استفاده مي شود. نمونه اين شيوه هدايت درموشكهاي سطح به هواي پاتريوت ديده مي شود.
هدايت ناوبري Navigation Guidance
اين نمونه هدايت داراي چند زيرگروه است مانند هدايت اينرسيايي، هدايت بردي، Celestial و هدايت ژئوفيزيكي.
هدايت ناوبري اينرسيايي Inertial Navigation Guidnace
موشكها در اين شيوه با دستگاه هايي تجهيز مي شوند و آن حسگرها حركت و شتاب موشك را در جهات مختلف موردتحليل قرار مي دهند. اين دستگاه ها ژيروكستو يا شتابسنج ها هستند.
عملكرد اين موشك ها بدين صورت است كه ژيروسكوپ ميزان چرخش زاويه اي را اندازه گيري مي كند. چندين مدل مختلف ژيروسكوپ وجود دارد كه هركدام يك هدف و طريق عملكرد گوناگوني دارند.
بيشتر ژيروسكوپهاي كنوني ليزري و يا fiber optic هستند. در حال حاضر ژيروسكوپهاي پيشرفته تري نيز وجود دارد به نام سيستمهاي ميكروالكترومكنيكال كه بسيار كوچك و گرانقيمتند.
هنگامي كه ژيروسكوپ ميزان حركت زاويه اي را اندازه گيري مي كند، شتابسنجها نيز حركت در سه بردار اصلي را مشخص مي كنند. تغييرات در جهتها براي داده پردازي به سيگنالهايي تبديل مي شوند و اين سيگنالها به كامپيوتر مركزي كه مي تواند در موشك يا هواپيما يا مستقر در زمين باشد فرستاده مي شود. ادغام اين اطلاعات ژيروسكوپ و شتاب سنج را سيستم ناوبري اينرسيايي (INS) مي گويند.
سيستم ناوبري اينرسيايي از دو دستگاه براي تشخيص چگونگي حركت استفاده مي كند و پس از داده پردازي كامپيوتر مسير صحيح و حتي موقعيت و زمان برخورد را به موشك ابلاغ مي كند.
هدايت ناوبري اينرسيايي در بسياري از مصنوعات هوافضايي از قبيل تسليحات، هواپيماهاي نظامي، هواپيماهاي تجاري و حتي فضاپيماها استفاده مي شود. بسياري از موشكها، از اين شيوه هدايت در فاز دوم (midcourse) استفاده مي كنند مانند موشكهاي AMRAAM، طوفان، سايه، Meteor و تاماهاوك
هدايت ناوبري مسافت سنجي Ranging Navigation برخلاف هدايت ناوبري اينرسيايي كه يك دستگاه در داخل موشك تعبيه شده است در شيوه هدايت ناوبري مسافتي يك عامل خارجي مسئول تهيه سيگنالهاي هدايت است.در ابتدايي ترين شيوه هاي هدايت ناوبري مسافتي از فرستنده هاي ترابري يا بازتابنده راداري يا تقويت علائم براي كمك به مكانيابي اشياء روي زمين (beacon) استفاده مي شد. beaconها وظيفه ارسال و دريافت امواج راديويي هواپيماي تجاري را در زمان پرواز دارند و در برخي مواقع نيز وظيفه تقويت امواج را دارند. ولي به تازگي با پيدايش سيستم موقعيت ياب جهاني (GPS)، سطح گسترده اي از هدايت هاي نظامي و غيرنظامي تحت پوشش اين سيستم قرار گرفته اند.
در سامانه GPS، ۲۴ ماهواره در نقاط مختلف مدار سينكرون قرار دارند و تقريباً تمامي كره زمين را تحت پوشش امواجي دارند. (البته احتمالاً اين تعداد به ۲۸ يا ۳۲ برسد). اگر يك گيرنده در سطح زمين با ۴ ماهواره در سيستم GPS ارتباط داشته باشد مي تواند مكانش را با خطاي ميليمتري درك كند. موشكهايي مانند JSOW و JDAM گروه از بمبهاي هدايت شونده هستند كه از سيستم GPS استفاده مي كنند.
راهنمايي فضايي
يكي از ابتدايي ترين شيوه هاي هدايت است كه اكثراً در كشتيهاي جستجوگر دريايي مانند كريستوفر كلمبز استفاده مي شود. اين شيوه هدايت وابسته به موقعيت ستارگان است و با توجه به وضعيت آنها مكان حدودي مشخص مي شود و به همين خاطر در شب كارايي دارد. استفاده از اين شيوه هدايت در موشكها بسيار سخت است ولي در موشكهاي بالستيك تاكنون به كرات استفاده شده مانند موشك بالستيك Poseidon.
در اين شيوه ،موشك با توجه به عكسي كه در حافظه خود  دارد  وضعيت كنوني را تشخيص مي دهد و مسير خود را مشخص مي كند.