Boeing YAL-1 Airborne Laser

Historique

Le Boeing YAL-1 Airborne Laser Testbed (désigné auparavant Airborne Laser, ABL), est un élément important du programme de bouclier anti-missile poursuivi par l’administration du Président George W.Bush (2001-2009).

Ce système d’armement peu conventionnel s’articule autour d’un laser COIL (Chemical Oxygen Iodine Laser), aéroporté par le biais d’appareils Boeing 747-400 lourdement modifié. L’objectif affiché de cet ambitieux programme est la destruction de missiles tactiques balistiques, durant leur phase de boost, c'est-à-dire peu après le décollage de ces derniers.

Le principe du système ABL ne réside pas en un laser détruisant directement sa cible par rayon destructeur. Le laser frappe de son rayon la surface du missile visé, l’affaiblissant et provoquant sa dislocation, à cause des tensions très fortes induites par la vitesse de vol très élevée. Sept YAL-1 sont prévus, pour être assignés à deux zones de combat simultanées au maximum. 

La mise en service initiale était prévue pour 2008, mais le développement fastidieux et l’explosion des coûts fut à l’origine d’importants retards de mise en œuvre.

L’appareil a été officiellement désigné YAL-1 par le Département américain de la Défense le 12 mai 2004 (Ndlr : Y = Appareil en essais, AL = Airborne Laser).

Cette année 2004 marqua les débuts concrets du projet YAL-1, avec des essais de laser au sol, et le premier vol d’un appareil YAL-1 entièrement équipé, essais finalement totalement aboutis courant 2005. 

L’YAL-1 a effectué début 2007 des essais avec un laser basse-puissance, sur une cible aéroportée (un NC-135E Big Crow), depuis la base d’Edwards en Californie. Trois années plus tard, en janvier 2010, c’est un laser haute puissance installé en 2008, qui fut essayé à son tour, avec succès : En février 2010, deux missiles de test sont interceptés, coupant court aux sévères critiques de ce projet de bouclier anti-missile, jugé parfois extravagant d’un point de vue technologique, mais le plus souvent beaucoup trop coûteux. En ces temps de disette budgétaire pour le Pentagone, il n’est que plus important de pointer la viabilité du projet YAL-1, puisque celui-ci est maintenu.

¤ Des premiers pas au stade de développement actuel :

Les prémisses du YAL-1 ont été concrétisées par l’Airborne Laser Laboratory. Il s’agissait d’un prototype de laser d’interception de missiles, installé sur un Boeing NKC-135A. Celui-ci opérait à partir de la base aérienne USAF de Kirtland (Nouveau-Mexique), et aura démontré les capacités d’un laser haute puissance monté sur un aéronef, en matière d’interception de cibles aéroportées.

Ce premier programme aura permis d’entériner la fiabilité d’un tel ensemble de défense, puisque plusieurs missiles auront été détruits avec succès durant les 11 années d’essais de cet appareil, notamment 5 missiles air-air AIM 9 Sidewinder, ou encore un drone de l’US Navy BQM-34A. 

Dans la continuité de ce premier succès, le programme Airborne Laser fut initié par l’US Air Force en 1996, avec la signature d’un premier contrat afférent à la conception d’un système d’armement tel que décrit ci-dessus. En 2001 sous l’impulsion de la nouvelle administration, l’ensemble du programme est transmis à la MDA (Missile Defense Agency) et converti en programme d’acquisition.

Le développement du YAL-1 est réalisé par un consortium d’équipementiers de haut niveau, répartie de la façon suivante : Boeing Defense, Space and Security s’est chargé de fournir l’appareil de support, l’équipe de management ainsi que les processus d’intégration des différents systèmes. Northrop Grumman de son côté est chargé de fournir le laser COIL, tandis que Lockheed Martin fournissait la tourelle avant ainsi que le système de mise à feu et de contrôle du tir du laser.

En 2001, l’US Air Force acquit un Boeing 747-200 d’occasion auprès de la compagnie Air India.Celui-ci fut convoyé par camion ailes démontées depuis l’aéroport de Mojave jusqu’à la base d’Edwards, où le corps de l’appareil fut accueilli au sein du System Integration Laboratory (SIL), composante du Centre d’essais de vols Birk, à Edwards.

Ceci afin de permettre de vérifier et essayer les divers composants. Le SIL fut initialement créé afin d’essayer le laser COIL (Chemical Oxygen Iodine Laser) à une altitude opérationnelle simulée. Durant cette phase d’essais, le laser fut utilisé à plus de 50 reprises, effectuant une durée d’utilisation représentative par rapport aux engagements opérationnels qui allaient suivre.



(Ndlr :A titre indicatif, le laser COIL comprend six modules interconnectés -pesant chacun 3 tonnes !- et en phase de tir, le laser produit durant 5 secondes seulement autant d’énergie que consommé un foyer américain typique durant une heure). 

A l’issue de ces essais, le système COIL fut pleinement validé, et celui-ci put être intégré sur l’appareil opérationnel, tandis que le SIL fut démantelé.

Boeing réalisa les modifications nécessaires sur un nouveau Boeing 747-400 en 2002, appareil qui réalisa son premier vol le 18 juillet 2002, depuis le centre de test Boeing de Wichita (Kansas).

Prélude aux essais d’interception en vol, les essais au sol du laser COIL en 2004, furent jugés satisfaisants. Le nouvel YAL-1 fut logiquement assigné au 417th Flight Test Squadron Airborne Laser Combined Test Force, basé à la base d’Edwards (Californie).

Aux côtés du laser COIL, le système fait également intervenir des Lasers « Target Illuminator » de classe deux kilowatts, pour le suivi des cibles. Le 15 mars 2007, le YAL-1 réussit avec succès un tir de laser en vol, atteignant la cible. Ainsi qu’évoqué en introduction, la cible était un NC-135E Big Crow, appareil spécialement modifié afin de servir de cible volante. Cet essai réussi permit de valider les capacités de suivre une cible aéroportée ; de mesurer et de compense la distorsion atmosphérique. 

La phase suivante des essais du programme impliquait le laser SHEL (Surrogate High-Energy Laser), qui allait illustrer la transition entre pointage lumineux de la cible et tirs entièrement simulés. Le Laser COIL fut lui installé sur l’avion en juillet 2008, et débuta les essais au sol dans la foulée.

Durant une conférence de presse du 6 avril 2009, le Secrétaire américain à la Défense Robert Gates recommanda l’annulation du second appareil ABL YAL-1, au motif que le programme rencontrerait « des problèmes technologiques significatifs, ainsi qu’un coût prohibitif ; alors même qu’il est permis de douter du rôle opérationnel proposé de ce programme », selon cette recommandation.

Le 6 juin 2009 eut lieu un tir d’essai au large de la Californie, tir auquel était subordonné implicitement la poursuite du programme, un succès représentant l’espoir d’un rendu opérationnel du projet ABL pour 2013. Le Président Barack Obama avait laissé entendre qu’il comptait supprimer les lignes de budget afférentes au programme, cependant le Secrétaire à la Défense Robert Gates est intervenu afin d’inciter à maintenir le versement des fonds correspondants. Le 13 août 2009, le premier test du YAL-1 modifié s’acheva sur un tir réussi du laser SHEL sur un missile de test.

Le 18 août de la même année, la MDA effectua un test de tir réussi du laser haute puissance installé sur le YAL-1, pour la première fois. Le YAL-1 prit son envol de la base d’Edwards, et effectua son tir alors qu’il volait au-dessus du désert du Mojave. Le laser fut mis à feu en direction d’un appareil de mesure de température, qui captura le rayon et évalua sa puissance. 

En janvier 2010, le laser haute puissance fut utilisé en vol, afin d’intercepter (et non détruire), un missile de test MARTI (Missile Alternative Range Target Instrument) durant sa phase de boost. Le 11 février 2010, durant un essai à Point Mugu Naval Air Warfare Center (Weapons Division Sea Range), le système a détruit avec succès un missile balistique alimenté par carburant liquide.

Moins d’une heure après ce succès, un second missile, alimenté par carburant solide cette fois, fut « engagé avec succès » selon la MDA, avec tous les critères de validation remplis, mais sans destruction au bout du compte. La MDA releva que l’ABL réussit toutefois à détruire un missile alimenté par carburant solide identique à celui « manqué », 8 jours auparavant. 

Cependant, il fut indiqué ultérieurement par le magazine de référence Aviation Week and Space Technology, que si le premier tir du 11 février requit moitié moins de temps que prévu pour détruire le missile ; et bien le second tir fut prématurément terminé avant destruction du missile et ce en raison d’un problème d’alignement du rayon laser. 

¤ Considérations opérationnelles et développements potentiels :

Le système ABL fut conçu pour une utilisation envers des missiles balistiques tactiques (TBM – Tactical Ballistic Missiles), lesquels ont une portée moindre et volent moins rapidement que les missiles balistiques intercontinentaux (ICBM – Inter Continental Ballistic Missiles).



La MDA suggéra récemment que l’ABL pourrait être utilisé contre des missiles ICBM durant leur phase de boost. Cette optique nécessiterait des vols de YAL-1 plus longs avant d’atteindre la position de tir, et ne serait pas envisageable au-dessus de territoires hostiles. Les missiles ICBM alimentés par carburant liquide pourraient être plus faciles à détruire, du fait de leur carapace plus mince et aussi à cause de leur de boost de plus longue durée.

Si l’ABL remplit ce pour quoi il est conçu, il serait possible de détruire des missiles ICBM alimentés par carburant liquide distant de plus de 600 km, contre 300 km pour missiles ICBM alimentés par carburant solide, distance trop courte pour permettre une utilité dans la plupart des cas. Ceci fut établi par un rapport rendu en 2003 par l’American Physical Society. 

Concernant le fonctionnement du système ABL, il est intéressant de détailler la manière d’interception de ce système révolutionnaire. Des capteurs infrarouges sont mis en jeu pour la détection initiale du missile. A l’issue de la détection initiale, trois lasers de suivi basse puissance déterminent trajectoire et vitesse du missile visé, le point de visée, et les turbulences. En effet, celles-ci déforment et dévient le rayon du laser, c’est pourquoi le système ABL mesure les turbulences afin de compenser et d’obtenir un rayon efficace.

Le laser principal, localisé dans la grande tourelle situé à l’avant de l’avion, est déclenché durant 3 à 5 secondes, occasionnant la dislocation du missile peu après son lancement (durant sa phase de boost). Le système ABL n’a pas été conçu pour intercepter des missiles TBM durant la phase finale de leur vol, ni durant la phase de descente. Ainsi, l’ABL doit se situer à quelques centaines de kilomètres du site de lancement de missiles. L’ensemble du processus de destruction se déroule en 8 à 12 secondes, approximativement.

Le système ABL utilise un carburant chimique analogue à celui des roquettes, afin d’alimenter en énergie le laser haute puissance. Chaque YAL-1 emporte assez de carburant laser, pour pouvoir effectuer 20 tirs, voire 40 tirs à basse puissance envers des missiles TBM fragiles. Au-delà, l’avion doit atterrir et être ravitaillé en carburant. L’idée retenue initialement et conservée ensuite, était que l’ABL soit escorté par des avions de chasses et des avions de contre-mesures électroniques, afin d’assurer la protection du dispositif en intervention.

Potentiellement, l’ABL devrait effectuer des missions de longue durée en orbite autour des sites de lancement de missiles présumés, permettant de pointer le laser contre les missiles. L’avion peut être ravitaillé en vol, afin de pallier un retour sur terre pour ravitaillement.

Enfin, le système ABL pourrait éventuellement être utilisé envers d’autres cibles. En effet, théoriquement l’ABL pourrait servir contre des appareils ennemis, des missiles de croisière. Ou encore des satellites en orbite basse . Cependant, cela ne fut pas envisagé initialement sur le plan concret, aussi est-il difficile de se prononcer quant aux capacités de l’ABL face à ce type de cibles. Un des soucis éventuels pourrait provenir du fait que les satellites et d’autres appareils peuvent avoir une signature thermique plus réduites que les missiles TBM, rendant ce type de cibles plus difficiles à détecter.

En tout état de cause, un emploi du système ABL contre des cibles terrestres semble utopique. Hormis la difficulté d’acquérir et suivre une cible terrestre, l’obstacle proviendrait du fait que tirer au travers de la dense atmosphère affaiblirait le rayon. De surcroît, des cibles terrestres telles que des véhicules blindés, ne sont pas assez fragiles pour être détruites par un laser de classe mégawatt. Toutefois, il existe un autre programme, l’ATL (Advanced Tactical Laser), qui envisagerait l’usage air-sol d’un laser classe mégawatt monté sur un avion plus approprié pour des vols à basse altitude.

Le programme fut arrété en décembre 2011 après avoir coûté 5 milliards de dollars. Le YAL-1 ne sera donc pas construit en série. Le 14 février 2012, le YAL-1A effectuait son dernier vol afin d'être stocké à Davis-Monthan. 


Texte de Nico2, avec son aimable autorisation.

Exemplaires

Boeing YAL-1 Airborne Laser

Boeing 747-400F modifié.