Seguimiento de misiles amigos y enemigos en vuelo

Una labor tan desconocida como necesaria

Boeing 767-200 AOA/AST
Boeing 767-200 AOA/AST. Fuente - Reddit (FFRC Photo Collection).

El seguimiento de misiles amigos y enemigos en vuelo plantea numerosos problemas técnicos, llevando a los encargados del desarrollo de las aeronaves y buques encargados de esta misión, en muchas ocasiones, hasta el límite de la ingeniería. Un esfuerzo en el que, sin embargo, las principales potencias no han dejado de comprometer esfuerzos en las últimas décadas, diseñando aparatos capaces de recoger, con extrema precisión, datos sobre la trayectoria o velocidad, entre otros muchos, independientemente de que se trate de misiles de crucero o balísticos. Datos, en todos los casos, sumamente valiosos a la hora de preparar la defensa y de desarrollar vectores propios. Hay pues razones más que sobradas para dedicar al seguimiento de misiles este extenso artículo.

In an instant, the big star separates into several smaller ones. Up to ten warheads separate from the platform and fly at their own targets. Cooler than any fireworks.

Robert S Hopkins III

Una de las (des)ventajas de ser aficionado a lo militar, curioso e ingeniero es que la milicia ha sido y es un catalizador nato tanto de la ciencia como de la ingeniería. Por ello, las posibilidades de descubrir nuevos campos para estudiar son inmensas.  

En la industria civil, habitualmente, se prueban los productos antes de que sean entregados a los clientes para verificar que cumplen los requisitos de calidad que demanda el mercado. De igual modo, en la industria militar suele ser así, aunque no siempre.

Por ello, el objeto de este artículo es hablarles acerca de los aviones, buques y ciertas estaciones fijas de radar cuyo fin es el seguimiento de los misiles para comprobar que funcionan de manera adecuada. Ya sean de crucero o balísticos y, en este segundo caso, en cualquiera de las fases: ascenso, intermedia o reentrada.

Este seguimiento se puede hacer por medios ópticos, con cámaras, o por medios electrónicos, con radar. La técnica que se encarga del estudio de las trayectorias de los cohetes y vehículos espaciales se conoce como trayectografía. En el caso de misiles propios, el objetivo es determinar si la trayectoria que efectúa el misil o cohete coincide con la prevista. Mientras que en el caso de los misiles enemigos, se pretende usar este seguimiento para extraer la mayor cantidad de información posible del misil.

Además del seguimiento, también se efectúa la recepción y análisis de los datos de telemetría emitidos por el propio vehículo aéreo. Estos aviones tienen capacidad de terminación de vuelo (Flight Termination System, FTS) para que, en caso de fallo, se pueda hacer estallar el misil en vuelo.

Quizá, el ejemplo más famoso en el que se ha podido ver el uso de la trayectografía es el reciente lanzamiento del cohete español MIURA-I. En él, a lo largo de la fase de lanzamiento se pudo escuchar en más de una ocasión seguimiento automático trayectoria nominal durante la retransmisión. Estas palabras quieren decir que el seguimiento del misil se está efectuando de forma automática por los sistemas del Instituto de Técnica Aeroespacial, compuestos por medios ópticos y de radar, y que la trayectoria es nominal, lo cual quiere decir que es como se preveía según los cálculos y simulaciones previas. Más adelante, veremos que no siempre ese seguimiento se ha podido efectuar de manera automática, por lo que fue necesario introducir un puesto adicional para el operador encargado de seguir al vehículo.  

Asimismo, a lo largo del artículo se hará referencia, por un lado, a los misiles balísticos y, por otro, a los misiles de crucero. Los primeros, como su propio nombre indican siguen una trayectoria balística -similar a una parábola-. De esta manera, durante los primeros instantes, el misil es acelerado y, una vez, agotada la propulsión, el vehículo vuelve a la superficie terrestre por efecto de la gravedad. Para el vuelo no precisan de fuerzas de sustentación, por lo que carecen de superficies -por ejemplo, alas- que generen dichas fuerzas.

Según el alcance, se conocen como misiles balísticos de corto alcance (Short-range Ballistic Missile, SRBM), medio alcance (Medium-range Ballistic Missile), alcance intermedio (Intermediate-range Ballistic Missile, IRBM) y de alcance intercontinental (Intercontinental Ballistic Missile). Estos misiles pueden ser lanzados desde aviones, submarinos o plataformas fijas en tierra. Actualmente, EE. UU. no tiene en servicio misiles balísticos lanzables desde avión, pero sí cuenta con los UGM-133 Trident II D5 lanzable desde submarino y los LGM-30G Minuteman III lanzables desde silos en tierra.

Secuencia de lanzamiento de los MIRV de un misil LGM-30 Minuteman III
Secuencia de lanzamiento de los MIRV de un misil LGM-30 Minuteman III. Nótese la trayectoria balística. 1) El misil sale disparado de su silo arrancando la primera etapa de su motor (A). 2) Unos sesenta segundos después del lanzamiento, la primera etapa cae y la segunda etapa (B) arranca. Al mismo tiempo se eyecta el domo del misil (E). 3) Unos ciento veinte segundos tras el despegue, el motor de la tercera etapa (C) se igniciona y se separa de la segunda etapa. 4) Unos 180 segundos después del lanzamiento, la aceleración de la tercera etapa finaliza y el vehículo post-aceleración (D) se separa del cohete. 5) El vehículo post-aceleración maniobra por sí solo y se prepara para el despliegue de las ojivas (reentry vehicles, RV). 6) Se despliegan tanto los RVs como las contramedidas y las bengalas. 7) Los RVs (ahora armados) y las contramedidas reentran en la atmósfera a gran velocidad. 8) Las ojivas nucleares detonan. Fuente: Wikipedia.

Dependiendo de la tecnología, son capaces de lanzar una ojiva, varias ojivas con un mismo objetivo (Multiple Reentry Vehicle, MRV) -fueron diseñadas para lograr un efecto de dispersión similar al de una bomba de racimo-, varias ojivas con diferentes objetivos (Multiple Independently Targetable Reentry Vehicle, MIRV) o varias ojivas con capacidad de maniobra (Maneuverable Reentry Vehicle, MaRV). En los tres primeros casos, los vehículos de reentrada (Reentry Vehicle, RV) tienen un comportamiento balístico, mientras que en el último, no. Esto dificulta las labores de interceptación por parte del enemigo. Aunque comenzaron a desarrollarse en EE. UU. en los años 60, actualmente no hay ningún MaRV en servicio en dicho país. Se cree que estos misiles, con trayectorias aplanadas, serían más efectivos que los misiles hipersónicos en ciertos escenarios, además de ser un tercio más baratos.

MIRVs de un misil Trident I C-4 lanzado desde el submarino SSBN-657 USS Francis Scott Key. Fotografía tomada desde un P-3 Orion.
MIRVs de un misil Trident I C-4 lanzado desde el submarino SSBN-657 USS Francis Scott Key. Fotografía tomada desde un P-3 Orion.

Por otro lado, tenemos a los misiles de crucero. En este caso, en lugar de describir una trayectoria balística, el misil vuela recto y nivelado -aquí sí disponen de superficies de vuelo que generen fuerzas de sustentación- siguiendo una ruta predefinida a muy baja cota para evitar la detección. Para ello, el misil dispone de un sistema de guiado inercial apoyado por varios sistemas. En el caso del BGM-109 Tomahawk Launch Attack Missile (TLAM), el sistema de guiado inercial es corregido por un sistema de posicionamiento global (GPS), por uno o varios radio altímetros (Terrain Contour Matching, TERCOM) y por un sistema óptico (Digital Scene Matching Area Correlator, DSMAC). El más preciso es el DSMAC. Con respecto a su velocidad de vuelo, existen tanto misiles de crucero subsónicos como supersónicos. También hay proyectos para desarrollar misiles de crucero hipersónicos, a pesar de las dificultades asociadas.

MIRV de un misil Peacekeeper. Nótese los ocho vehículos (de un máximo de diez) disparados desde el mismo misil. La fotografía fue tomada en el polígono de tiro de Kwajalein en las islas Marshall. Fuente: Wikimedia.
MIRV de un misil Peacekeeper. Nótese los ocho vehículos (de un máximo de diez) disparados desde el mismo misil. La fotografía fue tomada en el polígono de tiro de Kwajalein en las islas Marshall. Fuente: Wikimedia.

Sin más preámbulos, comenzaremos con los aviones encargados de monitorizar los misiles propios y, posteriormente, de los enemigos. Con respecto a los primeros, empezaremos por los estadounidenses y después procederemos con los soviéticos y rusos.

Modos de operación del misil Tomahawk. Nótese el perfil de vuelo que describe el misil desde que es lanzado hasta que impacta contra el blanco. Fuente: Debuglies.com.
Modos de operación del misil Tomahawk. Nótese el perfil de vuelo que describe el misil desde que es lanzado hasta que impacta contra el blanco. Fuente: Debuglies.com.

Aviones de seguimiento en vuelo de misiles propios

En los años 60, en el amanecer del programa Apolo, la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio (National Aeronautics and Space Administration), vio la necesidad de tejer una importante red de estaciones de seguimiento y telemetría, algunas de ellas deberían estar emplazadas en regiones remotas del orbe. Al mismo tiempo, el Departamento de Defensa (DoD) adolecía de problemas similares con respecto a los programas de vuelos orbitales no tripulados y con los programas de ensayos en vuelo de reentrada de los misiles balísticos.

Dado que, por un lado, las estaciones fijas en tierra presentan limitaciones geográficas y, por otro, los buques de instrumentación, no se pueden desplazar tan rápido como para cubrir diferentes posiciones durante la misma misión; se decidió introducir un nuevo concepto de estación de seguimiento: un avión de gran velocidad que alojase la instrumentación necesaria para asegurar la detección del vehículo espacial, el seguimiento y el registro de los datos de telemetría.

Línea de vuelo de aviones Boeing EC-135N ARIA en Patrick AFB en 1969. Nótese que dos aviones cuentan con marcas de calibración justo encima del tren de aterrizaje delantero. Asimismo, el más cercano cuenta con un recuadro negro con marcas blancas para calibración de los sensores ópticos. Fuente: Bob Burns Collection.
Línea de vuelo de aviones Boeing EC-135N ARIA en Patrick AFB en 1969. Nótese que dos aviones cuentan con marcas de calibración justo encima del tren de aterrizaje delantero. Asimismo, el más cercano cuenta con un recuadro negro con marcas blancas para calibración de los sensores ópticos. Fuente: Bob Burns Collection.

Así, la NASA y el DoD decidieron financiar la modificación de ocho aeronaves Boeing KC-135A Stratotanker –inicialmente fueron 12 aeronaves que acabaron siendo ocho, seis operativos y dos de repuesto-, naciendo el programa Apollo/Range Instrumentation Aircraft (A/RIA) en 1966. Los contratistas fueron Douglas Aircraft y Bendix Field Engineering Corporation. Se encargaron del diseño, la modificación de las aeronaves y el ensayo del equipamiento electrónico. En 1968, entró en servicio el primer EC-135N A/RIA. Durante los primeros siete años de servicio, el Air Force Eastern Test Range (AFETR) se encargó de operar y mantener el sistema de armas en beneficio de la comunidad de Ensayos y Evaluación. La flota de aviones era coordinada desde el Aircraft Operations Control Center (AOCC, también conocida como ARIA Control), sita en la esquina noroeste de Patrick AFB.

Los numerales de los primeros aviones fueron: 60-0372, 60-0374, 60-0375, 61-0326, 61-0327, 61-0328, 61-0329 y 61-0330.

Detalle del abultado radomo del Boeing EC-135E con matrícula 60-0374. Nótese la caricatura resaltando la misión de la aeronave como avión de seguimiento en vuelo de misiles de crucero, así como el mote Bird of Prey. Fuente: Wojtek
Detalle del abultado radomo del Boeing EC-135E con matrícula 60-0374. Nótese la caricatura resaltando la misión de la aeronave como avión de seguimiento en vuelo de misiles de crucero, así como el mote Bird of Prey. Fuente: Wojtek

Las modificación más visible de la aeronave era el radomo de proa que contenía la antena parabólica de 7 pies (2,13 m). Este subsistema era el responsable de la detección y seguimiento a partir de las señales de telemetría. Era capaz de captar señales en la banda S, principalmente, y en la banda C. Con ciertas modificaciones también podía recibir y grabar las frecuencias de las bandas L y P.  

Distribución interna del Apollo/Range Instrumentation Aircraft (A/RIA). La imagen pertenece a la NASA y se identifica con el código 67-H-1237. Está fechada el 15 de septiembre de 1967
Distribución interna del Apollo/Range Instrumentation Aircraft (A/RIA). La imagen pertenece a la NASA y se identifica con el código 67-H-1237. Está fechada el 15 de septiembre de 1967. El pie de foto original: The A/RIA (Apollo/Range Instrumentation Aircraft), one of eight KC-135N jet aircraft specially modified and instrumented to provide highly mobile voice relay with the Apollo astronauts and telemetry support of the Apollo spacecraft during the critical portions of the lunar trajectory and earth atmosphere reentry phases of NASA Apollo lunar missions. The fleet of eight aircraft will be operational early in 1968 and will be operated for NASA by the Air Force Eastern Test Range in support of NASA manned space flight missions and other general Range support purposes. Fuente – Hamish Lindsay.

Volviendo a la historia, en 1975, los aviones fueron transferidos a la 4950th Test Wing, sita en Wright-Patterson AFB. Entre tanto, el programa había sido redesignado como ARIA (Advanced Range Instrumentation Aircraft) después de la conclusión del programa Apolo. En su nueva casa, los aviones recibieron varias modificaciones, entre ellas, fueron remotorizados, pasando de EC-135N a EC-135E.

Años más tarde -sin fecha determinada-, se adquirieron cuatro Boeing KC-135B Stratotanker en configuración Telemetry Range Instrumentation Aircraft (T/RIA) con numerales: 61-0331, 61-2664, 62-4128 y 62-4133. Fueron convertidos por LVT Corporation antes de su llegada a Patrick AFB en 1971. Aparte de esto, no hay mucha información al respecto, tan sólo que llevaban diferentes motores a los ocho anteriores y que, en lugar de “UNITED STATES OF AMERICA” portaban el identificativo “US AIR FORCE”. El 61-2664 y el 62-4128 se analizarán en las líneas siguientes en sus facetas como RC-135S COBRA Ball, y como RC-135X COBRA Eye y RC-135S COBRA Ball, respectivamente.  

Además, en 1982, la USAF adquirió ocho Boeing 707-320C de segunda mano provenientes de American Airlines, con la intención de reemplazar cuatro de los vetustos EC-135N. Los dos primeros aviones, 81-0893 y 81-0895 fueron modificados al estándar Advanced Cruise Missile Mission Control Aircraft  (Advanced CMMCA) y rebautizados como EC-18B. Con esta nueva configuración se pretendía reducir el número de aviones necesarios para apoyar el programa de ensayos en vuelo de los misiles de crucero.

Estas misiones CMMCA, a diferencia del resto, eran más largas pues era necesario efectuar el seguimiento automático continuo del misil durante más de cinco horas. Además, el vehículo vuela por debajo del ARIA y, en la mayoría de los ensayos, el avión enviaba las señales de mando y control remoto y, en caso de ser necesario, para activar la terminación de vuelo (Remote Command and Control / Flight Termination System, RCC/FTS).

Boeing EC-18B 81-0893. Nótese la antena parabólica de seguimiento de 3 pies y, en la parte superior izquierda, la antena plana del radar APG-63
Boeing EC-18B 81-0893. Nótese la antena parabólica de seguimiento de 3 pies y, en la parte superior izquierda, la antena plana del radar APG-63. Fuente – Flyaria.

Los numerales de estos EC-18B fueron: 81-0891, 81-0892, 81-0893, 81-0894, 81-0895 y 81-0896. Este último sirvió como banco de ensayos para el programa SMILS/Optics detallado en los párrafos siguientes.

Aunque existían numerosas diferencias entre el Advanced CMMCA y los ARIA, la más obvia era que el radomo alargado alojaba una antena más pequeña de tres pies (0,9 m). Así, el avión podía adelantar al misil sin alcanzar el máximo ángulo de giro de la antena. La antena de siete pies era más restrictiva.

Distribución interna del EC-135E ARIA mostrando el equipo electrónico primario de misión (Prime Mission Electronic Equipment
Distribución interna del EC-135E ARIA mostrando el equipo electrónico primario de misión (Prime Mission Electronic Equipment. La antena es parabólica de 7 pies (2,13 m) de diámetro. Ofrece seguimiento manual y automático. Con respecto al resto de siglas: Data Separation Console (DSC), Radio Frequency (receivers) (RF), Mission Commander (MC), High Frequency (communications, data relay) (HF), Record (magnetic tape recorders) (REC) y Sonobuoy Missile Impact Location System (SMILS). Para ampliar información se puede consultar el siguiente enlace. Fuente – Fas.org.

Aprovechando la reducción del tamaño de la antena, se optó por un radomo menor. Sin embargo, como suele ocurrir, este radomo de menor tamaño generaba problemas aerodinámicos y de transmitancia. El nuevo diseño, solventando estos inconvenientes, se introdujo en 1994. En estos aviones, también se incluyó la antena del radar APG-63, el mismo instalado en los F-15. Dicho radar estaba pensado para permitir el seguimiento de los misiles de crucero y reducir el número de aviones de seguimiento en cada misión. Sin embargo, el radar APG-63 no se utilizó nunca completamente y el equipo de misión fue descartado.

Asimismo, el avión contaba con el sistema Sonobuoy Missile Impact Location Systems (SMILS) que combinaba equipos aerotransportados con las redes Deep Ocean Transponder (DOT) fijas en el fondo marino. Su objetivo era evaluar la precisión de los impactos de los misiles balísticos durante los ensayos. Recurría a una red de sonoboyas lanzadas por el avión de ensayos para recopilar información del ruido de ambiente submarino e información de navegación de las DOTs. Cuando los vehículos de reentrada (RV) de los misiles balísticos impactaban en la red de sonoboyas o en las cercanías de la misma, éstas transmitían el sonido del impacto al avión, donde era recopilado y combinado con la temporización y los datos de navegación previamente captados para estimar un tiempo y localización de impacto para cada vehículo.

 Boeing EC-18B 81-0892. Nótese el ala izquierda pintada de negro para evitar los reflejos en las cámaras instaladas en esa banda. Fuente - USAF.
Boeing EC-18B 81-0892. Nótese el ala izquierda pintada de negro para evitar los reflejos en las cámaras instaladas en esa banda. Fuente – USAF.

Además, el avión disponía de una suite de cámaras fijas (programa Optics) apuntando hacia el exterior en el lado izquierdo de la aeronave. Por ello, el ala izquierda fue pintada de negro. Este conjunto de sensores ópticos tenía la función de documentar fotográficamente la reentrada e impactos de los misiles balísticos. Durante la fase de reentrada, el avión mantenía un perfil de vuelo oblicuo con respecto a la trayectoria de los RVs y una distancia de aproximadamente 15 millas o superior para evitar cualquier posibilidad de colisión. En esos momentos, el avión volaba recto y nivelado con las cámaras encendidas y grabando. Como se pueden imaginar, el rumbo y la sincronización del vuelo de la aeronave con respecto a los RVs era crítico, ya que había que asegurarse que todos los RV permanecieran dentro del campo de visión de las cámaras y de las antenas de telemetría en todo momento (algunos aviones contaban con un panel de calibración, ver Ilustración 4). Por tanto, la planificación debía ser exhaustiva.

La flota ARIA fue trasladada a Edwards AFB como parte del 452d Flight Test Squadron, dependiente de la 412th Test Wing. En 1998, había tres EC-135E y otros tres EC-18B en servicio. El último de los EC-135E fue retirado en noviembre de 2000 y el último de los EC-18B en agosto de 2001.

Estos aviones solían desplegarse a lo largo del orbe para obtener datos de telemetría de los vehículos orbitales y de reentrada, así como de ensayos de misiles aire-aire y de crucero. Por tanto, cubrían ensayos llevados a cabo desde Cabo Cañaveral, Vandenberg AFB, Hill AFB, Eglin AFB, buques y submarinos. Parte de los datos recopilados se transmitían en tiempo real para la monitorización del comportamiento del sistema. De manera simultánea, todos los datos se grababan en una cinta magnética para el análisis posterior a la misión.

Boeing KC-135A 55-3123 con el pod ALOTS montado en la banda de babor. Nótese el domo de plexiglás encima del avión para el operador encargado del seguimiento manual. Es curioso cómo, a diferencia del RC-135S RIVET Ball no se pintaron los alrededores en negro. Este avión fotografió el lanzamiento del Apolo 7, la reentrada del Apolo 8, y el lanzamiento y reentrada del Apolo 11. Acabó sus días como NKC-135, formando parte del ambicioso programa Airborne Laser Lab. Fuente: David Dunn
Boeing KC-135A 55-3123 con el pod ALOTS montado en la banda de babor. Nótese el domo de plexiglás encima del avión para el operador encargado del seguimiento manual. Es curioso cómo, a diferencia del RC-135S RIVET Ball no se pintaron los alrededores en negro. Este avión fotografió el lanzamiento del Apolo 7, la reentrada del Apolo 8, y el lanzamiento y reentrada del Apolo 11. Acabó sus días como NKC-135, formando parte del ambicioso programa Airborne Laser Lab. Fuente: David Dunn

Ilustración 10: Boeing KC-135A 55-3123 con el pod ALOTS montado en la banda de babor. Nótese el domo de plexiglás encima del avión para el operador encargado del seguimiento manual. Es curioso cómo, a diferencia del RC-135S RIVET Ball no se pintaron los alrededores en negro. Este avión fotografió el lanzamiento del Apolo 7, la reentrada del Apolo 8, y el lanzamiento y reentrada del Apolo 11. Acabó sus días como NKC-135, formando parte del ambicioso programa Airborne Laser Lab. Fuente: David Dunn / https://www.honeysucklecreek.net/other_stations/ARIA/123.html

A parte de las aeronaves mencionadas, hay que añadir ciertos equipos que fueron instalados en aviones no convertidos en ARIA para tareas de apoyo. Por ejemplo, el contenedor Airborne Lightweight Optical Systems (ALOTS) empleado para fotografiar los ascensos y las reentradas. Este sistema lo recibieron los aviones con numeral: 51-3123, 56-3596 y 61-0327. Solo este último había sido modificado al estándar ARIA.

Reentrada del Apolo 11 fotografiada desde el avión con matrícula 55-3123. Fuente - Bob Mosley.
Reentrada del Apolo 11 fotografiada desde el avión con matrícula 55-3123. Fuente – Bob Mosley.

Actualmente, en Estados Unidos, la US Navy cuenta con un NP-3C (antiguo NP-3D) Orión y la USAF con dos de Havilland E-9A Widget para el seguimiento de misiles en vuelo.

Último NP-3C en servicio activo con la USNavy en corta final para NAS Point Mugu
Último NP-3C en servicio activo con la USNavy en corta final para NAS Point Mugu. Fuente – Eric Page Lu.

Entrando un poco más en detalle, el NP-3C Orión es operado por el Air Test and Evaluation Squadron 30 (AIRTEVRON 30 o VX-30) The Bloodhounds. Su modificación más importante es la introducción de una antena de 3,65 x 1,83 m al principio del estabilizador vertical. Es conocido como billboard. Cuenta, además, con equipos ópticos (Cast Glance) y electroópticos (Cluster Ranger) para la toma de fotografías y vídeos durante los ensayos. Estos aviones también han apoyado al programa espacial estadounidense.

Gulfstream NC-37B con número de puro BH-100 y BuNo 166379. Nótese las modificaciones similares a las de los Nachsohn Eitam israelíes
Gulfstream NC-37B con número de puro BH-100 y BuNo 166379. Nótese las modificaciones similares a las de los Nachsohn Eitam israelíes. Fuente – Richard Vandervord.

En 2018, se entregó el primer NC-37B destinado a sustituir al último NP-3C en servicio activo, el avión con BuNo 150521 y número de serie 5048. Está basado en el Nachshon Eitam de IAI que, a su vez, toma como punto de partida el reactor ejecutivo Gulfstream G-550. La nueva plataforma contará con antenas en bandas L, S y C para la recepción de telemetría y el seguimiento de objetos en vuelo. Además, dispondrá de una amplia suite de comunicaciones, un radar de vigilancia marítima para comprobar que el polígono de tiro es seguro -evitar que se introduzcan embarcaciones en la zona- y de un sistema para provocar la terminación del vuelo del vehículo y/o enviar la señal de destrucción (Flight Termination / Command Destruct). En el documento referenciado no se hace mención, pero es posible que el nuevo avión reciba algún equipo óptico como los mencionados Cast Glance o Cluster Ranger.

Fotografía de 1992 mostrando todavía la matrícula civil del primero de los dos de Havilland Canada E-9A Widget. Nótese la prominente antena en la banda de estribor para efectuar el seguimiento de los misiles en vuelo
Fotografía de 1992 mostrando todavía la matrícula civil del primero de los dos de Havilland Canada E-9A Widget. Nótese la prominente antena en la banda de estribor para efectuar el seguimiento de los misiles en vuelo. Fuente – Gary Chambers.

Por su parte, los dos de Havilland entraron en servicio en 1989 con el 475th Weapons Evaluation Group en Tyndall AFB. Antes de pasar a formar parte de la USAF, aproximadamente desde 1986 hasta 1989, fueron comprados por LTV Aerospace, seguramente para recibir las modificaciones necesarias.  Estuvieron volando con matrícula civil –N801AP (número de construcción 037) y N802AP (número de construcción 045)- hasta 1992 cuando fueron dados de alta en el registro de la USAF como 84-0047 y 84-0048, respectivamente. En 2006, fueron transferidos al 82nd Aerial Targets Squadron, perteneciente al 53rd Weapons Evaluation Group, con base en Tyndall AFB. Siguen sirviendo allí.

De Havilland Canada E-9A Widget despegando. Nótese la prominente antena para efectuar el seguimiento de los misiles y el radar de vigilancia marítima (radomo negro en la parte inferior)
De Havilland Canada E-9A Widget despegando. Nótese la prominente antena para efectuar el seguimiento de los misiles y el radar de vigilancia marítima (radomo negro en la parte inferior). Fuente – Orlando Suarez.

El avión dispone de un radar de vigilancia marítima para evitar que la zona de pruebas se vea comprometida por la entrada no autorizada de alguna embarcación y de una gran antena plana para recibir los datos de telemetría. Son capaces de seguir los misiles tanto sobre la mar en el golfo de Méjico como sobre tierra para los programas de misiles evaluados desde la base de Holloman AFB en Nuevo Méjico y en el Polígono de Tiro y Ensayos de Utah cerca de Hill AFB. Este escuadrón también da apoyo a los programas de misiles superficie-aire del US Army y a clientes extranjeros.   

Además de los anteriores, la Agencia de Defensa contra Misiles (Missile Defense Agency, MDA) dispone de tres aviones con base en Tulsa, Oklahoma, capaces de seguir el lanzamiento de misiles. Estos aerodinos, comprados por la MDA y operados por L3Harris, forman parte del programa HALO (High Altitude Observatory).

Entrando un poco más en detalle, el US Army Space and Missile Defense Command (USASMDC) es la agencia gubernamental que ejecuta el programa HALO mientras que la MDA (fundada en 1974 como Ballistic Missile Defense Organization, BMDO, y renombrada en 2002) es la que lo financia.

Se emplean tanto para evaluar el desempeño de los misiles en desarrollo (como los misiles hipersónicos), en los ejercicios At-Sea-Demo/Formidable Shield así como en los ensayos de defensa anti-misiles balísticos. El pasado mes de diciembre participaron en la prueba FTG-12. Aquí se evaluó el desempeño del Interceptor basado en tierra (Ground-Based Interceptor, GBI) en el caso de no encender la tercera etapa. De esta manera, el vehículo de interceptación exoatmósferico (Exoatmospheric Kill Vehicle, EKV) puede salir antes de la atmósfera -recorriendo una menor distancia horizontal- y así ampliar el alcance de este vehículo.

Con respecto a los aviones, el primero de ellos fue un Learjet Model 35 que entró en servicio en 1985. En 1988, se incorporó una segunda aeronave. Un Learjet Model 36 dotado con el sistema Infrared Instrumentation System (IRIS). En 1990, se decidió combinar los sistemas instalados en ambas aeronaves en una sola, un Gulfstream II-B.

Este Gulfstream es el HALO-I (matrícula N74A e indicativo radio HALO01), que fue dado de baja, aproximadamente, en abril de 2023. Era un Grumman G-1159B Gulfstream IIB. Capaz de efectuar mediciones de radiometría calibrada desde el espectro visible hasta infrarrojo de onda larga (Long Wave Infrarred, LWIR). Este espectro comprende desde los 380 nm (parte baja del espectro visible) hasta los 12000 nm (límite superior del espectro LWIR). Disponía de cuatro estaciones de sensores y cada una podía albergar hasta tres o cuatro sensores por estación.

Fue sustituido por el HALO-IR (matrícula N551HA -ex N235DX- e indicativo radio HALO51), que entró en servicio, aproximadamente, en septiembre de 2022 y recibió sus sensores. Es un Gulfstream G-550 GV-SP.

Esquema interior del programa HALO Update que se hizo realidad en el avión HALO-02. Nótese la nueva cúpula
Esquema interior del programa HALO Update que se hizo realidad en el avión HALO-02. Nótese la nueva cúpula. Fuente – https://apps.dtic.mil/sti/tr/pdf/ADA380997.pdf.

El HALO-II (matrícula N178B e indicativo radio HALO02) sigue volando, aunque le queda poco, pues su sustituto está ya en sus últimas fases de prueba. Es un Gulfstream IIB. Cuenta con una cúpula que permite acceso óptico a cinco sensores de banda estrecha para efectuar radiometría calibrada y obtener fotografías para documentación desde el espectro visible hasta infrarrojo de onda larga.

Este avión será sustituido por el HALO-IIR (matrícula N552HA -ex N552GA- e indicativo radio HALO52). Comenzó a realizar vuelos de prueba en junio de 2023 ya en Tulsa. Se espera que disponga de una cúpula que aloje un sistema de sensores multibanda para seguir trabajando desde el visible hasta el infrarrojo de onda larga.

El tercer avión, HALO-IV (matrícula N779LC e indicativo radio HALO04) cuenta con los mismos sensores que HALO-II. Será sustituido por HALO-IIIR (posiblemente N553HA -ex N3M-, que voló desde Cahokia a Tulsa el 6 de junio de 2023, e indicativo radio HALO53) y se espera que reciba los mismos sensores que HALO-IIR. Por ahora, se desconoce la matrícula de su sustituto.   

Grumman G-1159 Gulfstream II-SP. Nótese el pod bajo el ala, la silueta blanca del misil pintada sobre fondo negro en el fuselaje y el emulador de la pluma del misil en la ventana
Grumman G-1159 Gulfstream II-SP. Nótese el pod bajo el ala, la silueta blanca del misil pintada sobre fondo negro en el fuselaje y el emulador de la pluma del misil en la ventana. Fuente – Ralph Duenas / Jetwash Images.

Quizá el lector haya echado en falta el HALO-III, pero no fue un avión como los anteriores. A diferencia de ellos, era un Grumman G-1159 Gulfstream II-SP con matrícula N950NA e indicativo radio HALO03 y no contaba con sensores ópticos para seguir misiles. Sin embargo, servía como Airborne Diagnostic Target (ADT) para el Airborne Laser Program (recuerde el lector el Boeing YAL-1 y los NKC-135E BIG Crow con matrículas 55-3132 y 63-8050). Contaba con un pod de sensores montado en el ala, un emulador de pluma de misil, la silueta de un misil dibujada sobre ambas bandas del fuselaje, varios láseres que hacían las veces de baliza, y el sistema de control del ADT y de conocimiento de la situación.

Además de estos aviones, vamos a hablar de un programa algo más ambicioso: el Widebody Airborne Sensor Platform (WASP). Esta plataforma fue desarrollada también a petición de la MDA. En aquel entonces, esta agencia tan solo contaba con los HALO-I y II.

Douglas DC-10-10 N910SF. Nótese la apertura óptica tapada para el sensor y el deflector instalado aguas abajo de la apertura. Actualmente el avión descansa en Davis Monthan AFB
Douglas DC-10-10 N910SF. Nótese la apertura óptica tapada para el sensor y el deflector instalado aguas abajo de la apertura. Actualmente el avión descansa en Davis Monthan AFB. Fuente – Manny González

Para el programa WASP se escogió el DC-10 con matrícula N910SF. Antes de formar parte de este programa estuvo en servicio con American Airlines como N124AA, después fue dado de alta en el registro de la USAF como 99-0910, recibiendo el nombre de Sweet Judy y, por último, en 2001, volvió a ser dado de alta como aeronave civil con la matrícula N910SF cuando fue adquirido por Raytheon.

Este avión fue modificado para disponer de tres recintos presurizados y así permitir que el sensor instalado pudiera observar directamente mediante una apertura óptica en el fuselaje o a través de una ventana óptica.

Un breve apunte, aunque parezca redundante el término ventana óptica no lo es en absoluto. Pues se hace referencia a un cristal especial fabricado con materiales (sulfuro de cinc, seleniuro de cinc o sílice fundida) y técnicas específicas que permiten que la luz pase de tal manera que no se pierdan longitudes de onda. Aprovecho también para notar que los espejos, por ejemplo, para el espectro infrarrojo no cumplen su función especular en el visible, por lo que, se ven diferentes.

El objetivo era que el WASP alojara el sistema Prime Sensor System (PSS) que le dotaría de unas capacidades similares al HALO-II. Además, se podrían instalar otros sistemas o los buscadores de los propios misiles. De este modo, en 2004 se completó la integración del Quantum Well Infrared Photodetector (QWIP). Capaz de focalizarse en el calor exhaustado por el motor del misil durante la fase de ascenso y durante la etapa intermedia. Podía cubrir un mayor campo de visión que otros sensores en su época. Para controlar el flujo de aire alrededor del sensor, se instaló un deflector de aire.

Douglas DC-10-10. Nótese las dos aperturas ópticas tapadas. Aparentemente,
Douglas DC-10-10. Nótese las dos aperturas ópticas tapadas. Aparentemente, hay cintas para estudiar el flujo de aire alrededor de dichas aperturas y lo que parecen galgas extensométricas (bandas grises) para medir la deformación en el exterior del fuselaje o bien, simplemente speedtape, una cinta de carrocero de altas solicitaciones usada en aviación. Fuente – Matthew Taylor.

A pesar de ser un programa muy interesante, el avión apenas estuvo volando diez años -de 2002 a 2012-. En torno a 2006 ya estuvo un tiempo dado de baja por problemas con el certificado de aeronavegabilidad. Fue resucitado por Raytheon en 2008.

Aunque al final quedó en agua de borrajas, la intención era que el WASP y el HALO-II reemplazaran al AST, que veremos en las siguientes líneas, y al HALO-I.

Otro proyecto ambicioso, aunque sin ser de la Agencia de Defensa contra Misiles -en aquel entonces Ballistic Missile Defense Organization-, fue el Airborne Optical Adjunct (AOA). Este programa nació en julio de 1984 a solicitud del US Army Space and Missile Defense Command (antiguamente el US Army Space and Strategic Defense Command).

Boeing 767-200 perteneciente al programa Airborne Optical Adjunct (AOA) / Airborne Surveillance Testbed (AST) financiado por el US Army. Nótese la cúpula con las dos aperturas. En la parte trasera del avión, se pueden observar los enormes estabilizadores, añadidos para mejorar la estabilidad de la aeronave en vuelo a baja velocidad
Boeing 767-200 perteneciente al programa Airborne Optical Adjunct (AOA) / Airborne Surveillance Testbed (AST) financiado por el US Army. Nótese la cúpula con las dos aperturas. En la parte trasera del avión, se pueden observar los enormes estabilizadores, añadidos para mejorar la estabilidad de la aeronave en vuelo a baja velocidad. Fuente – FFRC Photo Collection.

La plataforma elegida fue un Boeing 767-200 con matrícula N767BA. Se escogió este modelo pues es capaz de volar a niveles de vuelo de 45.000 pies (13.700 m). Su primer vuelo tuvo lugar en 1987. La modificación principal consistió en una enorme cúpula de 26,2 metros de largo y 2,4 de alto colocada sobre la parte superior del fuselaje. Alojaba dos módulos removibles, cada uno con una cubierta para tapar los sensores según se requiriese. Debido a estas modificaciones fue necesario colocar dos placas en la parte trasera inferior de la aeronave con el objetivo de mejorar la estabilidad del avión durante las fases de despegue, aterrizaje y vuelo a baja velocidad. En este vídeo se puede ver el proceso de fabricación del sensor y las modificaciones sobre la aeronave.

Esquema de la plataforma AOA. Nótese el sensor LWIR principal colocado en la apertura delantera de la cúpula
Esquema de la plataforma AOA. Nótese el sensor LWIR principal colocado en la apertura delantera de la cúpula. Fuente – Boeing.

En el módulo de la cúpula más cercano a la cabina se colocó un sensor infrarrojo de tres toneladas, el más complejo hasta ese momento. Además, este sensor, en lugar de estar cubierto con una ventana óptica, tenía una apertura óptica para alcanzar los elevados requisitos solicitados. Fue necesario controlar cómo el aire fluía sobre dicha apertura.

Entrando un poco más en detalle acerca del sensor infrarrojo fabricado por Hughes, éste contenía 38.000 detectores refrigerados criogénicamente. Los cuáles eran capaces de medir en tres regiones de color diferentes del espectro infrarrojo de onda larga (LWIR). La temperatura del objeto podía ser cuantificada determinando la cantidad de energía captada en cada uno de los tres colores.  

Boeing 767-200 AOA/AST con la primera compuerta abierta mostrando el enorme sensor infrarrojo fabricado por Hughes
Boeing 767-200 AOA/AST con la primera compuerta abierta mostrando el enorme sensor infrarrojo fabricado por Hughes. Fuente: US Army.

La refrigeración criogénica no era un capricho. Gracias a ella, el sensor era capaz de detectar objetos que emitieran muy poca cantidad de calor en el frío espacio. De esta manera, como referencia, podía captar el calor de un cuerpo humano a una distancia superior a los 1.600 km. Por ende, era capaz de detectar múltiples vehículos de manera simultánea -más de 400- durante su fase intermedia, aun cuando sus temperatura eran extremadamente bajas.

(Continúa…) Estimado lector, este artículo es exclusivo para usuarios de pago. Si desea acceder al texto completo, puede suscribirse a Revista Ejércitos aprovechando nuestra oferta para nuevos suscriptores a través del siguiente enlace.

Be the first to comment

Leave a Reply