Arma de energía cinética

Un arma de energía cinética (también conocida como arma cinética , ojiva de energía cinética , proyectil cinético o vehículo de destrucción cinética ) es un arma de proyectiles que se basa únicamente en la energía cinética del proyectil para infligir daño a un objetivo, en lugar de utilizar cargas explosivas , incendiarias , químicas o radiológicas . Todas las armas cinéticas funcionan alcanzando una alta velocidad de vuelo —generalmente supersónica o incluso hipervelocidad— y colisionando con sus objetivos, convirtiendo su energía cinética e impulso relativo en ondas de choque destructivas , calor y cavitación . En las armas cinéticas de vuelo sin propulsión , la velocidad inicial o de lanzamiento suele determinar el alcance efectivo y el daño potencial del proyectil cinético.  

Las armas cinéticas son las armas de largo alcance más antiguas y comunes utilizadas en la historia de la humanidad , con proyectiles que varían desde proyectiles romos como piedras y balas redondas , misiles puntiagudos como flechas , virotes , dardos y jabalinas , hasta modernos impactadores cónicos de alta velocidad como balas , flechettes y penetradores . Las armas cinéticas típicas aceleran sus proyectiles mecánicamente (por fuerza muscular , dispositivos de ventaja mecánica , energía elástica o neumática ) o químicamente (por combustión de propelente , como en las armas de fuego ), pero las nuevas tecnologías están permitiendo el desarrollo de armas potenciales que utilizan proyectiles lanzados electromagnéticamente , como cañones de riel , cañones de bobina y lanzadores de masa . También existen armas conceptuales que se aceleran por gravedad , como en el caso de las armas de bombardeo cinético diseñadas para la guerra espacial .

El término "impacto letal" o "eliminación cinética " también se utiliza en el ámbito aeroespacial militar para describir armas de energía cinética aceleradas por un motor de cohete . Se ha empleado principalmente en los campos de misiles antibalísticos (ABM) y armas antisatélite (ASAT), pero algunos misiles antiaéreos modernos también son vehículos de eliminación cinética. Los sistemas de impacto letal forman parte de la clase más amplia de proyectiles cinéticos, una clase de uso generalizado en el ámbito antitanque .

La energía cinética es una función de la masa y la velocidad de un objeto. ^{[ 1 ]} Para un arma de energía cinética en el campo aeroespacial, ambos objetos están en movimiento y es la velocidad relativa la que es importante. ^{[ a ]} ​​En el caso de la interceptación de un vehículo de reentrada (VR) de un misil balístico intercontinental (ICBM) durante la fase terminal de la aproximación, el VR viajará a aproximadamente 15 000 millas por hora (24 000 km/h) mientras que el interceptor estará en el orden de 7000 millas por hora (11 000 km/h) . Debido a que el interceptor puede no estar acercándose de frente, se puede asumir un límite inferior para la velocidad relativa del orden de 16 000 millas por hora (26 000 km/h) , ^{[ 2 ]} o convirtiendo a unidades del SI, aproximadamente 7150 m/s .    

A esa velocidad, cada kilogramo del interceptor tendrá una energía de:

${\displaystyle KE={\frac {1}{2}}m{v^{2}}={\frac {1}{2}}\times 1\,\mathrm {kg} \times \left(7,150\,\mathrm {\frac {m}{s}} \right)^{2}=25,561,250\ \mathrm {J} \approx 26\ \mathrm {MJ} }$

El TNT tiene una energía explosiva de aproximadamente 4853 julios por gramo, ^{[ 3 ]} o aproximadamente 5 MJ por kilogramo. Esto significa que la energía de impacto de la masa del interceptor es más de cinco veces mayor que la de una ojiva detonante de la misma masa. ^{[ 2 ]}

Puede parecer que esto hace superflua una ojiva, pero un sistema de impacto directo tiene que alcanzar el objetivo, que puede tener aproximadamente medio metro de ancho, mientras que una ojiva convencional libera numerosos fragmentos pequeños que aumentan la posibilidad de impacto en un área mucho mayor, aunque con una masa de impacto mucho menor. Esto ha llevado a conceptos alternativos que intentan extender la zona de impacto potencial sin explosivos. ^{[ 2 ]} El concepto SPAD de la década de 1960 utilizaba una red metálica con pequeñas bolas de acero que se liberaban del misil interceptor, ^{[ 4 ]} mientras que el Experimento de Superposición de Guiado de la década de 1980 utilizaba un disco metálico en forma de abanico. ^{[ 5 ]}

A medida que la precisión y la velocidad de los misiles tierra-aire (SAM) modernos mejoraron, y sus objetivos comenzaron a incluir misiles balísticos de teatro (TBM), muchos sistemas existentes también se han adaptado a ataques de impacto directo. Esto incluye el MIM-104 Patriot , cuya versión PAC-3 eliminó la ojiva y mejoró el motor de cohete de combustible sólido para producir un misil interceptor mucho más pequeño en general, ^{[ 6 ]} así como el RIM-161 Standard Missile 3 , que está dedicado a la función antimisiles. ^{[ 7 ]}

Algunas armas cinéticas para atacar objetos en vuelos espaciales son las armas antisatélite y los misiles antibalísticos . Dado que para alcanzar un objeto en órbita es necesario alcanzar una velocidad extremadamente alta, su energía cinética liberada por sí sola es suficiente para destruir su objetivo; no se necesitan explosivos. Por ejemplo: la energía del TNT es de 4,6  MJ/kg, y la energía de un vehículo cinético de destrucción con una velocidad de aproximación de 10 km/s (22 000 mph) es de 50 MJ/kg. En comparación, 50 MJ equivalen a la energía cinética de un autobús escolar que pesa 5 toneladas métricas, viajando a 509 km/h (316 mph; 141 m/s) . Esto ahorra peso costoso y no hay que sincronizar con precisión la detonación . Sin embargo, este método requiere contacto directo con el objetivo, lo que exige una trayectoria más precisa . Algunas ojivas de impacto directo están equipadas adicionalmente con una ojiva direccional explosiva para aumentar la probabilidad de destrucción (por ejemplo, el misil israelí Arrow o el Patriot PAC-3 estadounidense ).       

En lo que respecta a las armas antimisiles, el misil Arrow y el MIM-104 Patriot PAC-2 tienen explosivos, mientras que el Interceptor de Energía Cinética (KEI), el Proyectil Exoatmosférico Ligero (LEAP, utilizado en el Aegis BMDS ) y el THAAD no los tienen (véase la Agencia de Defensa contra Misiles ).

También se puede lanzar un proyectil cinético desde una aeronave. Esto se logra reemplazando los explosivos de una bomba convencional con un material no explosivo (por ejemplo, hormigón), para un impacto preciso con menos daños colaterales ; estas se denominan bombas de hormigón . Una bomba típica tiene una masa de 900 kg (2000 lb) y una velocidad de impacto de 800 km/h (500 mph) . También se utiliza para entrenar el lanzamiento de bombas con explosivos. Este método se empleó en la Operación Libertad Iraquí y en las posteriores operaciones militares en Irak , combinando bombas de entrenamiento rellenas de hormigón con kits de guiado GPS JDAM para atacar vehículos y otros objetivos relativamente vulnerables ubicados demasiado cerca de estructuras civiles para el uso de bombas convencionales de alto explosivo .    

La principal ventaja de las armas de energía cinética es que minimizan la masa de lanzamiento, ya que no es necesario reservar peso para una ojiva separada. Cada parte del arma, incluyendo la estructura, la electrónica e incluso el combustible de maniobra no quemado, contribuye a la destrucción del objetivo. Reducir la masa total del vehículo ofrece ventajas en términos del vehículo de lanzamiento necesario para alcanzar el rendimiento requerido, y también reduce la masa que debe acelerarse durante la maniobra. ^{[ 2 ]}

Otra ventaja de las armas de energía cinética es que cualquier impacto prácticamente garantiza la destrucción del objetivo. En cambio, un arma con ojiva de fragmentación por explosión produce una gran nube de pequeños fragmentos que no causan tanta destrucción al impactar. Ambas producen efectos fácilmente visibles a larga distancia mediante radar o detectores infrarrojos , pero dicha señal generalmente indica destrucción total en el caso de un arma de energía cinética, mientras que la fragmentación no garantiza la muerte del objetivo. ^{[ 2 ]}

La ausencia de municiones químicas en las armas también implica una menor contaminación ambiental derivada de un arma cinética. Además, su almacenamiento es mucho más seguro.

La principal desventaja de las armas de energía cinética es que requieren una precisión extremadamente alta en el sistema de guiado, del orden de 0,5 metros (2 pies) . ^{[ 2 ]} 

• Vehículo interceptor exoatmosférico – parte del sistema de defensa de fase intermedia terrestre fabricado por Raytheon. 
• Hellfire R9X – Misil aire-superficie estadounidense. Páginas que muestran breves descripciones de objetivos de redirección. 
• Bombardeo cinético : ataque desde la órbita hasta la superficie planetaria con proyectiles inertes. 
• Balística terminal : comportamiento de los proyectiles después de alcanzar sus objetivos. 

• "Defensa antimisiles: Afrontando el desafío de frente" . Lockheed Martin. 22 de marzo de 2018.
• "Ojiva de energía cinética de impacto directo" . GlobalSecurity.org .