鉄の梁がその威力を発揮しています。イスラエル・パレスチナ紛争における「レーザー発射ロケット」の短いビデオは本当か？

まず結論から始めましょう。インターネット上で出回っているイスラエルとパレスチナの紛争中にレーザー兵器がロケットを撃ち落とすビデオは、おそらくビデオゲームからのものだ。同様の機能を持つイスラエルのアイアンビームレーザー防衛システムは、実際の戦闘配備に非常に近い。ドローン、無人船、迫撃砲弾、単純なロケット弾に対する防御を目的とした短距離レーザー防衛システムは近年大きな進歩を遂げている。我が国はレーザー兵器に関して世界をリードする専門知識を有しており、海外に輸出されたレーザー兵器は実戦で成果を上げています。世界各国で開発が進められている高出力長距離レーザー兵器システムは、依然として克服すべき多くの技術的課題に直面している。

ビデオの信憑性を判断する

ソーシャルメディア上で広まっている「イスラエルの鉄ビームレーザー兵器がハマスのロケットを撃ち落とす」と主張するビデオクリップは、10月11日にアップロードされた戦争サンドボックスゲーム「アーマメント3」（ARMA3）のゲーム動画に遡ることができる。

10月16日、Arma 3のチェコの制作会社Bohemia Interactive StudioのCEOであるMarek Španěl氏は、自身のソーシャルメディアで、このビデオが実際にゲームの録画からのものであることを確認し、さまざまなゲームビデオを使用して実際の戦争映像であると偽って主張することに注意するよう警告した。 [1]

アイアンビームシステムの研究開発組織は2022年に、このシステムが実戦配備されるまでにはさらに2～3年かかるだろうと述べた。

イスラエルとパレスチナの紛争中にイスラエルがロケット弾を迎撃するためにレーザー兵器を使用していることを示す、インターネット上で出回っているビデオのスクリーンショット。

Iron Bundleとは何ですか?

2014年初頭、イスラエルの軍事大手ラファエル・アドバンスト・ディフェンス・システムズは、シンガポール航空ショーでアイアンビーム指向性エネルギー防空システムを披露した。 [2]

いわゆる「指向性エネルギー兵器」は、レーザー、イオンビーム、高エネルギーマイクロ波などを含む非弾道兵器です。鉄のビームは、殺傷方法として高エネルギーレーザーを使用します。このシステムはイスラエル国防省の資金援助を受け、ラファエル社が米国のロッキード・マーティン社と共同で開発した。

鉄束の構成要素。画像出典: ラファエル公式サイト

当時、ラファエルは、アイアンハーネスが2015年にイスラエル軍に配備されると発表した。しかし、2022年の初め、当時のイスラエル首相ベネットは、依然として、この鉄の梁は年内にも使用されるだろうと述べていた。 [3] 2022年末、ラファエルの幹部はインタビューで、アイアンビームは2～3年以内に実戦配備の準備が整うだろうと語った。同氏はまた、鉄束システムには大きな技術的問題はなく、いくつかの「工学的」障害を解決する必要があるだけだと述べた。 [4]

アイアンドームについてお話する前に、まずは「アイアンドーム」についてお話ししましょう。

イスラエルは国家防空に関して多大な圧力に直面している。仮想敵には、核弾頭、生物弾頭、化学弾頭を搭載できる射程距離数千キロの中・長距離地対地弾道ミサイル、射程距離数百キロの中・短距離戦術地対地弾道ミサイルや巡航ミサイル、射程距離数千～数百キロの各種ロケット、安価な簡易ロケット、迫撃砲弾、軍用ドローンやその簡易改造品など、多岐にわたる。

この目的のために、イスラエル軍は多層の防空兵器からなる防空システムを構築した。最も外側の防空層は、戦闘半径が2,000キロメートルを超えるアロー3大気圏外迎撃ミサイルで構成されています。 2層目は戦闘半径数百キロのアロー2ミサイルです。 100キロメートル以内の目標は中間層防御のデイビッドスリングミサイルによって迎撃されます。アイアンドームは、近層および末端防衛システムとして、4〜70キロメートルの範囲で敵のさまざまなロケットやその他の低速弾を迎撃する役割を担っています。

これら4層の防空システムの中で、アイアンドームは間違いなく最大のスターです。 2011年に就役して以来、アイアンドームが様々なロケット弾攻撃を迎撃するシーンは、新時代の戦場の名場面となっている。過去10年間、アイアンドームは迎撃成功率90%近くで数万のさまざまな標的を撃墜し、現在最も優れた防空システムの1つとなっている。イスラエルの大量の装備に加え、米国やインドなどの国々もすでにこのシステムを購入しているか、購入する予定である。しかし、アイアンドームシステムは無敵ではありません。イスラエルとパレスチナの新たな紛争の始まりにあたり、ハマスの過激派はアイアン・ドームの弱点を突いてイスラエルに対する効果的な攻撃を成功させた。アイアンドームの最大の欠点は、飽和攻撃に対する抵抗力が限られていることです。実際、これはアイアン ドームにとって不公平です。アイアン ドームは飽和攻撃に対する耐性という点では、すでに「世界最強」の 1 つです。まず、典型的なアイアン ドーム戦闘ユニットの基本的な構成を見てみましょう。

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検出および追跡システム

中核となるのは、イスラエルのもう一つの軍事大手であるイスラエル航空宇宙公社（IAI）が開発したEL/M-2084フェーズドアレイレーダーです。同時に1,100の目標を追跡し、ミサイル迎撃のためのデータリンクサポートを提供することができます。このタイプのレーダーは、「デビッド・スリング防空システム」の中心的な検出器でもあります。海軍バージョンは、船舶防空システムの中核コンポーネントとしてイスラエル、インド、その他の国の海軍でも購入されています。

アイアンドームが迎撃ミサイルを発射。出典: Wikipedia

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指揮統制システム

イスラエルの民間企業mPrest Systemsによって開発されたこのシステムは、探知・追跡システムからのデータの分析、ミサイルの迎撃軌道の計算、標的の脅威レベルの判定を担っている。システムは目標着弾地点が無人地域にあると判断した場合、自動的に迎撃を放棄します。

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発射システム

アイアンドームは固定された発射場を使用します。これは主にイスラエルの国土面積が限られており、敵の攻撃方向が事前に予測できるため、移動式発射プラットフォームを使用する必要がないためです。ミサイルランチャーは 4x5 のボックスレイアウトを持ち、20 発の弾薬を収容します。各戦闘ユニットには3～4個のランチャーが装備されています。

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ミサイルシステム

アイアンドームのタミール迎撃ミサイルは、直径0.16メートル、長さ3メートル、重さ90キログラムである。中間経路指示誘導とアクティブレーダー端末誘導を採用し、近接高性能爆薬弾頭を搭載している。

アイアンドーム戦闘ユニットは約150平方キロメートルをカバーでき、60～80発の予備ミサイルで30～60個の飛来目標と戦うことができます。これはすでに優れた戦術的指標です。しかし今回は、10月7日の軍事作戦で、ハマスの過激派が数千発のロケット弾でアイアンドームに集中攻撃を仕掛けた。

イスラエルは現在、12基以上のアイアンドーム戦闘ユニットを装備しており、発射準備の整ったタミール迎撃ミサイルはロケット弾の一斉射撃の第一波でほぼ使い果たされた。アイアンドームシステムのミサイル再装填の火力ギャップがハマスのロケット攻撃の突破口となった。

アイアンドームシステムのより根本的な弱点は、ハマスの大規模なロケット弾の一斉射撃を迎撃できない理由である。欠点はコストが高いことです。前の欠点と同様に、Iron Dome は高価であると言うのも同様に不公平です。アイアンドーム戦闘ユニットの費用は約5,000万ドル、タミールミサイル1発の費用は約4万～5万ドルである。これは、高性能フェーズドアレイレーダーとアクティブレーダー誘導迎撃ミサイルを使用する高性能防空システムとしては、すでに非常に低価格です。

現在、国際的に、より低コストで同様の防空システムを見つけるのは困難です。しかし問題は、競合他社の製品の方が安いということだ。ハマスの戦闘員らは、1発数​​百ドルから数千ドルしかかからない単純なロケットを大量生産している。精密誘導システムを使用する必要はありません。彼らの主な戦闘任務は、イスラエルの民間人を殺害し、阻止することです。場合によっては、ガイダンス システムをまったく必要としないこともあります。ロケットが飛び立つ限り、ミッションは達成されます。

この不平等なコストはイスラエルを難しい状況に追い込んでいる。イスラエルの経済力は敵国をはるかに上回っているにもかかわらず、「単純な槍」と「精密な盾」の対決で依然として多大な経済的圧力に直面しているのだ。このイスラエルとパレスチナの紛争では、イスラエルのアイアンドームシステムの迎撃ミサイル備蓄が枯渇したと多くのアナリストが考えている。たとえアイアンドームの単発成功率が 100% にまで上昇したとしても、この「交換」ゲームは時間的および経済的コストの面で持続不可能です。

鉄の束が解決策となるのでしょうか?

対空ミサイルや対空砲と比較すると、レーザー兵器は比類のない理論的利点を持っています。

1. ミサイルや砲弾が音速（マッハ数）の倍数で速度を測るのに対し、レーザー光線の速度は光速であり、これを超えることはできません。直線的に移動して、非常に速い打撃速度を持っています。軌道を解いたり、リードタイムを計算したりする必要はありません。

2. レーザー自体には質量がないので、レーザービームを発射する際には砲弾やミサイルを発射するときのように反動や振動を考慮する必要がありません。打ち上げシステムの機械設計は比較的単純になります。

3. レーザーに電気エネルギーまたはその他のエネルギー入力がある限り、レーザー兵器は理論的には従来の兵器のように予備弾薬の数や再装填速度を考慮する必要がなく、無制限に発射することができます。

4. 各ストライキでは、エネルギー消費コストのみを考慮する必要があります。砲弾やミサイルの設計、製造、物流、保管、保守、廃棄といったライフサイクルコスト全体を考慮する必要はありません。

したがって、理論上は、無制限の発射能力を備えた低コストのレーザー防空システムは、ハマスのようなロケットに対抗するための理想的な兵器となっている。このため、イスラエルはアイアンドームシステムが稼働する前にアイアンビームシステムの開発を開始しました。

画像出典: ラファエル公式サイト

レーザー兵器の本当の問題

理想は満ち溢れているが、現実は乏しい。レーザー兵器がSFから現実のものとなるには、まだ多くの技術的課題が残っています。

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高出力レーザー技術は非常に難しい

レーザーが兵器として使用できる理由は、主にその光が運ぶエネルギーによって決まります。高エネルギー光が物体に当たると、強い熱効果が生じ、物体の表面が急速に加熱され、物体に損傷を与えます。日常生活におけるレーザー切断、レーザー溶接、レーザーメスなどはすべてこの原理を利用しています。したがって、ターゲットを破壊するには、十分な強度のレーザーをターゲットに照射する必要があります。

レーザーは、他の電磁波と同様に、空間を伝播するときにエネルギーの逆 3 乗の法則に従うため、接触距離が長くなるにつれて単位面積あたりのエネルギーは急速に減少します。数百キロ離れた弾道ミサイルなどの遠距離の標的をレーザーで迎撃したい場合、理論的にはレーザーの出力は少なくともメガワットレベル、つまりキロワットレベルである必要があります。

現在、メガワットクラスのレーザーの理論的スキームには、電気ポンプレーザー、化学レーザー、固体レーザー、ファイバーレーザー、二酸化炭素レーザーが含まれます。実際の応用では、米国は1990年代に「空中高エネルギーレーザー迎撃システム」（ABL）の概念を提案し、航空機に高エネルギーレーザーを搭載して、敵が発射したばかりで数百キロ離れた場所でまだブースト段階にある戦術地対地弾道ミサイルを迎撃することを意図していました。

このシステムは後に、1メガワットの放射出力を持つ酸素ヨウ素化学レーザーを使用するYAL-1A航空機搭載レーザー実験プラットフォームへと進化しました。当初のエンジニアリング目標は 3 メガワットのレーザーでしたが、エンジニアリングの難易度が高すぎたため、目標は引き下げられました。

しかし、1メガワットレベルまで縮小したとしても、このレーザーの総重量は依然として20トン近くあり、その容積はSUV5台分にもなります。米軍は、このような大型レーザーを搭載するために、ボーイング747ジャンボジェット機を改造した。酸素ヨウ素化学レーザーは、化学反応によって生成されたエネルギーを使用してレーザーを刺激します。反応原料はヨウ素、過酸化水素、水酸化カリウム、塩素であり、一回の排出で数トンの原料が消費されます。

したがって、ボーイング 747 のような巨大な航空機であっても、一度に搭載できるレーザー燃料は、数回の迎撃に必要な量しか供給できません。

2007年、YAL-1Aは迎撃試験を実施し、80キロメートルの距離から複数の標的ミサイルを撃墜することに成功した。しかし2011年に、このプロジェクトは米国国防総省によって中止された。

当時の米国防長官ロバート・ゲーツは次のように語った。「私の知る限り、国防総省の誰も、この計画が実際の作戦に投入されるべきだとか、投入されるなどとは考えていない。現実には、発射地点からどんな距離からでも発射できるようにするには、今日の航空機に搭載されている化学レーザーの20～30倍の強力なレーザーが必要だ。この計画を実行するには、747が10～20機必要になる。1機当たり10億ドルの費用がかかり、年間1億ドルの運用費がかかる。軍がこのようなプロジェクトを支援できるとは思えない。」

現段階では、プロジェクトの実現可能性を高めるため、メガワット級レーザー兵器の研究開発を継続的に推進しつつ、各国は100キロワット、10キロワットのレーザー兵器の応用に注力している。

レーザー兵器を戦略的な防御から、より短い射程距離の戦術兵器へと変換します。レーザーエネルギーが1桁か2桁減少したとしても、技術的な難易度は依然として非常に高いです。

困難は2つの側面にあります。 1つは、特に航空機、船舶、車両搭載プラットフォーム向けのエネルギー供給です。レーザー放射には瞬間的な大電流と連続放射能力が必要であり、極めて高性能なエネルギー貯蔵装置が必要となります。

2つ目は熱制御です。レーザーが作動しているとき、エネルギーは光エネルギーに完全に変換されるわけではありません。そのかなりの部分は熱に変わり、レーザー、さらにはレーザー兵器全体の構造的安全性に大きな影響を与えることになります。

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制御システムは非常に複雑です

前回の記事でレーザー兵器の利点について論じた際、レーザーは非常に高速で視準も良好なため、軌道やリードタイムを計算する必要がないと述べられました。しかし、実際のアプリケーションでは、光は厳密に直線的に進むわけではありません。地球の大気は非常に複雑な環境です。温度差、気流、空気中の粒子状物質はすべて光の歪みを引き起こす可能性があります。これが星が瞬く理由です。

レーザーについても同様です。大気中のレーザー光線も散乱、屈折し、光点が移動します。一発の射撃で敵を倒すことができる砲弾やミサイルとは異なり、レーザーは標的を破壊するために1～10秒の一定の照射時間を必要とします。

レーザーソース: Wikipedia

この期間中、光スポットはターゲットに安定して照射される必要があります。 YAL-1Aシステムを例にとると、そのレーザー放射端は直径1メートルの反射鏡となっている。 100キロメートルの距離では、レーザービームのスポット直径は約20センチメートルです。レーザー自体は飛行しており、空母機の振動や乱気流、大気の不均一性によりちらつきが生じます。この場合も、数秒以内に高速移動するターゲット上の光点を正確に押す必要があります。技術的な困難さは想像に難くない。

困難さを軽減するためには、照射時間を短縮する必要があり、そのためにはレーザーの出力を上げる必要があります。すると最初の困難に遭遇します。レーザービームのエネルギーは無限に増加することはできません。そうしないと、大気中に「熱コロナ効果」と呼ばれる現象が発生し、レーザーが空気をイオン化し、レーザーの伝播が妨げられます。

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レーザーの応用シナリオは限られている

レーザーも光です。可視光と同様に、雲、霧、雨、雪、ほこり、もやはレーザーの伝播を妨げる可能性があります。イスラエルのような比較的乾燥した環境では、レーザー兵器が使用される可能性が高くなります。気候が変わりやすい他の地域では、レーザー兵器を24時間使用できないことがよくあります。

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レーザー兵器に対抗するのは難しくない

従来の煙による干渉は、レーザー兵器の戦闘効果を大幅に低下させる可能性があります。ロケットやドローンなど、レーザーに迎撃される可能性のある物体の表面にレーザー反射塗料の層を塗布することでも、レーザーを無効にすることができます。もっと簡単で簡単な方法として、ロケットを回転させるという方法もあります。この方法では、レーザースポットは特定の領域を加熱し続けることができず、その殺傷効果が弱まります。

レーザー兵器の現実世界での応用

アイアンビームシステムは、100キロワット級のレーザー防空システムであり、その戦闘目標は主にロケット弾や迫撃砲弾などの比較的高速な弾道目標です。したがって、ラファエルが言ったように、解決する必要がある技術的な問題がまだいくつか残っています。しかし、長期的には、このようなシステムはイスラエルにとって依然として非常に重要であり、国家防空システムの改善において重要な部分を占めています。

2022年初頭、複数の外国メディアは、サウジアラビア軍がサイレントハンターレーザー防衛システムを使用してフーシ派の自爆ドローン数機を撃墜し、レーザー兵器が初めて実戦で成功したと報じた。

アルメニアとアゼルバイジャン間のナゴルノ・カラバフ紛争から、ロシアとウクライナの紛争、そして最近のイスラエルとパレスチナの紛争まで、2020年代に起こった戦争では、さまざまな種類のドローンが戦場で文句なしの主役となっている。第一次世界大戦の戦車と同様に、これらのドローンは戦争の戦い方を変えています。今日、ドローンとの戦いはすべての国の軍隊にとって最優先事項となっている。

従来の飛行機、ミサイル、ロケット、さらには砲弾と比較すると、ドローンは低高度で動きが遅く、標的が小さく、ドローンの群れのコストも低いため、従来の防空システムによる識別、追跡、攻撃が困難です。

出典: Wikipedia

市販のクアッドコプターやシンプルなドローンのコストは、対空ミサイルよりもはるかに安く、さらには対空ミサイルを撃ち落とすために必要な砲弾よりも安い。このとき、レーザー防空の必要性が明らかになります。これらのドローンのほとんどは高度がそれほど高くなく、射程範囲も限られているため、数百キロワット、あるいは数十キロワットのレーザーであれば、数キロメートルの距離からドローンを効果的に迎撃することができます。

我が国はドローン大国であり、レーザー技術の強い国として、この分野の研究を非常に早い時期から開始しました。中国のレーザー兵器は、中国航空ショーなど最近の国内外の防衛展示会でも展示されている。 [5]

より先端的な分野では、我が国のレーザー分野の科学者も探求と実践を行っていく必要があると考えます。レーザーによる対決はすでにSF映画から現実の戦場へと踏み出しており、私たちはそのすべてを目撃している。

参考文献

[1]https://www.reuters.com/fact-check/clip-shows-arma-3-gameplay-not-israels-laser-weapon-system-2023-10-18/

[2] https://web.archive.org/web/20140119215110/http://www.rafael.co.il/Marketing/195-1951-en/Marketing.aspx

[3]https://apnews.com/article/technology-business-naftali-bennett-israel-middle-east-946f3744cfb6afd59a6ce1b053999ae1

[4] https://www.defensenews.com/industry/2022/10/07/rafael-anticipates-iron-beam-laser-system-could-deploy-in-two-years/

[5]https://m.thepaper.cn/newsDetail_forward_20657187

著者: ルタン ポピュラーサイエンス著者