Polaris-robotar: Terrorbalans under ytan

Terrorbalansen under kalla kriget byggde på tre olika typer av vapensystem: det landbaserade långdistansbombplanet, den landbaserade interkontinentala roboten och den ubåtsbaserade medeldistansroboten.

Den sistnämnda kom för amerikanskt vidkommande länge att utgöras av Polaris-systemet med robotar och ubåtar, som blev den första verkligt användbara lösningen på strävan att åstadkomma dold och samtidigt rörlig basering av kärnvapenbärande fjärrobotar.

För fullständighetens skull bör också nämnas att även de stora amerikanska hangarfartygen hade kärnvapen för sina medeltunga bombplan, vilka kunde ha satts in i vedergällningssyfte mot sovjetiska mål.

Tyskarna försökte med V-2

Tanken att kombinera ubåts- och raketteknologi kom fram ur den fertila tyska vapenindustrin under andra världskriget, men lämnade aldrig ritbordsstadiet. Tanken var att en ubåt skulle bogsera en eller flera tuber, innehållande en V-2 robot, över Atlanten till den amerikanska östkusten. Där skulle roboten avfyras direkt ur sin transporttub. Konceptet översteg både taktiskt och tekniskt vad som var realistiskt med den tidens teknologi, men togs efter krigsslutet tacksamt upp av både den amerikanska och den sovjetryska marinen. Det blev faktiskt den sistnämnda som gjorde den första lyckade provskjutningen av en ballistisk robot, avfyrad från en ubåt.

Dessförinnan hade båda marinerna vidareutvecklat det tyska V-1 konceptet till några typer av »protokryssningsrobotar», som avfyrades från ubåtar. Metoden led av begränsat antal robotar på varje ubåt (som mest fem), att både klargörning och avfyrning måste ske i ytläge, då utbåten utsattes för såväl vädrets makter (sjögång) som risken att anfallas av övervattensfartyg och flygplan.

Avfyrning från undervattensläge

Frustrerad av dessa begränsningar satsade därför den amerikanska marinen från 1955 stora resurser för att snabbt få fram ett koncept som innebar att fastbränsledrivna ballistiska medeldistansrobotar skulle baseras i tillräckligt antal på kärnkraftsdrivna ubåtar, varifrån de skulle kunna avfyras från skyddat undervattensläge.

Konceptet innehöll en mängd tekniska utmaningar av delvis nyskapande natur:

• Säker långdistanskommunikation med ubåtar i undervattensläge.
• Säker positionsbestämning för ubåtar i uläge.
• Utveckling av fastbränsleraketmotorer med tillräcklig styrka.
• Utveckling av metoder för exakt styrning av robotar med fast bränsle-motorer.
• Säker utskjutning av roboten från ubåten och motorstart nära havsytan.
• Lätta kärnstridsspetsar av tillräcklig styrka för att kunna bekämpa avsedda mål.

Positionering i uläge

Radiovågor kan normalt inte tränga genom vatten. Undantaget är mycket långvågiga (ELF respektive VLF) sändningar, som kräver både mycket stora sändarelement och mottagarantenner.

Ubåtarna bogserade därför en flera kilometer lång antennkabel bakom sig för att kunna ta emot de mycket långsamma ELF-sändningarna, som egentligen bara syftade till att ubåten skulle uppsöka periskopdjup för att sticka upp en antenn och ta emot mera normala radiotransmissioner. VLF-tekniken, som hade betydligt större bandbredd, ersatte successivt ELF i den amerikanska marinen fram till 1994 och använder en antenn som är avvägd så att den flyter relativt nära havsytan.

En ubåt i undervattensläge som i veckor och månader saknar kontakt med omvärlden kommer efter hand att få en allt större osäkerhet i sin positionsbestämning. Dess exakthet i varje ögonblick är i sin tur avgörande för att robotarna skall kunna avfyras med kort varsel och ändå träffa sina mål. 

MER OM TEKNIK OCH VAPEN I MILITÄR HISTORIAS NYHETSBREV!

För att kunna få en precis positionsbestämning även i uläge användes inledningsvis dels radionavigeringssystemet Loran-C (med en antenn som flöt strax under havsytan och som gav en noggrannhet på mer än 400 m), dels exakt inmätta havsbottenformationer. Från 1964 togs satellitnavigeringssystemet Transit i bruk, som efter hand gav en exakthet i positionsbestämningen på cirka 20 meter. Det var en föregångare till dagens GPS-system.

Raketmotorer med fast bränsle hade dittills varit av begränsad storlek och med måttligt energirik sammansättning. Nya, starkare bränslen togs nu fram samtidigt som man kämpade med problemen att kunna gjuta bränslet i tillräckligt stora formar utan bubbelbildning och sprickor.

Styrningen och värmen

De interkontinental- respektive medeldistansrobotar som utvecklades under 1950-talet hade fått överge den styrprincip som använts för deras korträckviddiga föregångare, till exempel V-2. Roder placerades i motorns gasström och deras kontrollmekanismer tålde inte den ökade termiska påkänningen som de stora robotarnas längre bränntid medförde. 

För motorer med flytande bränsle löstes detta genom olika kombinationer av små, rörliga styrraketmotorer och att huvudmotorn/-motorerna monterades i kardanupphängningar där de kunde vridas fritt och därmed generera önskade sidokrafter. Detta var inte möjligt med fastbränslemotorer utan styrningen av de båda stegen på Polaris-roboten löstes genom att vart och ett av de fyra utblåsningsmunstyckena monterades något snett på ett vridbart fäste. 

Genom att vrida munstyckena i olika kombinationer kunde man åstadkomma såväl sidokrafter för kurskorrigering som rotation kring robotens längdaxel. Avstängning av fastbränslemotorer erbjöd problem som löstes genom sprängluckor i rakethöljet som avbröt motorns framåtriktade kraft genom tryckavlastning.

Gasdrift upp ur vattnet

Robotarna förvarades i individuella, vertikalmonterade tuber i ubåten. Det gick inte att avfyra roboten direkt från tuben – tryckpåkänningarna hade blivit katastrofala. Ändå måste kraften som drev roboten ut ur tuben vara tillräcklig för att lyfta den något tiotal meter över havsytan innan första stegets motor startade. Lösningen blev en gasgenerator (ett långsamt detonerande sprängämne i en vattenkapsel) i bottnen på varje tub som alstrade en noga tillmätt mängd gas som under högt tryck gav roboten tillräcklig fart uppåt genom vattnet och upp i luften.

Polarisrobotarna konstruerades under hårda viktrestriktioner. Det fasta bränslet hade ett energiinnehåll som bara var 2/3-delar av en typisk kombination av flytande bränslen, och varje kilo extra vikt innebar en reduktion av robotens räckvidd. Avgörande för hanteringen av problemet var framstegen beträffande minskningen av kärnladdningarnas vikt kontra styrka. Den kärnladdning – W47 – som användes för den första versionen av roboten vägde 330 kg och hade en styrka på 600 kiloton (Hiroshima-bomben vägde 4 400 kg och hade styrkan 12 kiloton). Utan denna utveckling av kärnvapenteknologin hade projektet inte gått att förverkliga.

36 ubåtar för Polaris

Parallellt med roboten tog man fram den första ubåten i Polarissystemet. En under färdigställande varande attackubåt av Skipjack-klassen sågades av på mitten, framför reaktorutrymmet. Här svetsade man in en helt ny skrovsektion som innehöll 16 utskjutningstuber i två rader om åtta och nödvändig stödutrustning. Detta blev den första Polaris-ubåten, som döptes till George Washington och som togs i tjänst i december 1959.

Hon följdes de närmaste åren av ytterligare fyra systrar, alla byggda efter Skipjack-ritningar. Därefter följde, i forcerad takt fram till 1965, ytterligare 36 Polaris-ubåtar, nu redan från början konstruerade för sitt speciella ändamål.

Konstruktions- och byggtiden för Polarisprojektets olika delar var sensationellt kort. En anledning uppges vara att projektadministrationen skedde med användning av en ny metod för styrning av komplicerade projekt (PERT), som sedermera har blivit allmänt använd.

Misslyckade provskjutningar

De första provskotten med Polaris-roboten gjordes i september 1958 från en vanlig startplatta på marken och blev en något dubiös framgång i det att roboten, om än fullt stabil, vägrade följa planerad bana och envisades med att försvinna rakt upp. 

Nästa provskott en månad senare blev ett spektakulärt misslyckande där andra steget tände redan på plattan, gav sig iväg och fick sprängas medan första steget stod kvar och brann för fullt. Totalt avfyrades 17 provskott från den vanliga startplattan, där fem var helt lyckade i alla avseenden, innan man övergick till nästa fas i utprovningen.

Parallellt med detta utvecklades en testrigg för undervattensuppskjutningar. En komplett utskjutningstub monterades vertikalt hängande under en särskilt framtagen pråm, och från denna inleddes en serie provskott. Där kunde hela förloppet prövas med robotens utskjutning från tuben, passage genom vattnet upp till havsytan, uppträdande under den korta färden upp i luften utan annan drivning än resterande rörelseenergi från gasgeneratorn i utskjutningstuben, och slutligen tändningen av första stegets raketmotor.

Ett antal problem upptäcktes. Första stegets raketflamma kunde studsa mot havsytan och skada känsliga motordelar eller knuffa roboten ur avsett, vertikalt läge. Själva raketmotorn med dess känsliga, vridbara utblåsningsmunstycken tålde inte värmestrålningen från raketflamman utan särskilt skydd och fick konstrueras om.

Lyckade test från ubåt

Både roboten och utskjutningssystemet var således utprovade när en komplett robot för första gången laddades i en av George Washingtons tuber. De två första provskotten ägde rum den 20 juli 1960 med omkring två timmars mellanrum och förlöpte utan anmärkning – det andra avsiktligt längre än maxskottvidden (utan stridsdel). Ytterligare två skott följde en månad senare, nu med den alternerande besättningen.

I november samma år löpte ubåten ut på sitt första tvåmånaders uppdrag som en del i den nukleära avskräckningen. När hon togs ur tjänst år 1982 hade hon fullgjort 55 sådana uppdrag.

Den första Polaris-versionen (A-1) följdes snart av flera som skulle avhjälpa brister i den första, under tidspress utvecklade versionen. Den väsentligaste begränsningen hos A-1 var räckvidden, tätt följd av den relativt stora spridningen av förväntade nedslagspunkter (50 procent inom en cirkel med 1,8 km diameter). Denna var därmed alltför stor för att medge säker bekämpning av hårda mål – däremot räckte den väl till för stora och/eller oskyddade mål som radarstationer, luftvärnsrobotbaser, flygfält – och, fast det talades det tyst om – befolknings- och industricentra. 

Räckvidden 1 900 km medförde att ett uppenbart mål som Moskva inte skulle kunna nås från det (antagna) vanliga patrullområdet i Norska havet. Det har sedermera påståtts att detta skulle ha framtvingat ett hemligt försvarssamarbete mellan USA och Sverige för att ge ubåtarna tillgång till förberedda utskjutningslägen nära Sveriges västkust. Denna anka saknar säker geografisk grund och problemet – om det alls hade förelegat – löstes i alla händelser när nästa version (A-2) med sin längre räckvidd togs i bruk mindre än två år efter A-1.

Stopp för oavsiktlig detonation

Transport- och bansäkringen av kärnvapen hade alltid varit en central fråga – hur säkerställde man att vapnen inte initierades (ett kärnvapen sprängs inte utan »initieras») innan de nått målen? Med flygburna vapen – bomber – var problemet hanterbart då dessa var fysiskt tillgängliga för armering före eller under ett uppdrag. Robotvapnen ställde andra krav, bland annat då armering av människohand inte var möjlig på grund av fysisk svårtillgänglighet eller tidsförhållanden.

I kärnladdningen W47 löstes detta genom att en tråd av kadmium och bor placerats i laddningens centrum och där – genom sin enorma förmåga att absorbera neutroner – omöjliggjorde varje kedjereaktion även om bomben initiering skulle utlösas av misstag eller olyckshändelse. Avsikten var att, när alla armeringsvillkor (som tid under acceleration, följd av viktlöshet) uppfyllts, skulle en fjädermekanism dra ut tråden ur laddningens centrum. Därmed skulle en utlösning av laddningens tändapparatur som planerat leda till en nukleär initiering. Emellertid visade det sig efter några år att utdragsmekanismen angreps av korrosion i sådan omfattning att 75 procent av alla W47-laddningar hade blivit blindgångare om man försökt att använda dem!

Norra Ishavet operationsområde

Polarisubåtarnas operationsområden har, naturligt nog, förblivit en strängt bevarad hemlighet. Informerade spekulationer kan dock göras med utgångspunkt i robotarnas räckvidd och sannolika mål. Detta ändrades dock efter hand när nya robotversioner erbjöd ökade räckvidder. Således förefaller Medelhavet ha avvecklats som operationsområde i början på 1980-talet, medan norra Stilla havet tillkom från 1971.

Ett område med speciella egenskaper var Norra Ishavet (egentligen hela Arktiska oceanen) och då särskilt de områden som var istäckta en större eller mindre del av åren. Här kunde ubåtarna operera i relativ trygghet för övervattensfartyg och antiubåtsflygplan och i viss mån även för sovjetiska jaktubåtar. 

Nackdelen var att robotarna inte kunde skjutas genom istäcket. En avfyrning krävde att man hittade en tillräckligt stor spricka i detta eller att ubåten kunde »stånga» sig igenom isen och avfyra robotarna i ytläge. Ingendera metoden var idealisk, bland annat då de tog tid.

Ute två månader i sträck

För att utnyttja ubåtarna på bästa sätt var de tilldelade två kompletta besättningar var; Gold och Blue, som alternerade med att ta »sitt» fartyg till sjöss. En normal operationscykel för en Polaris-ubåt var ett patrulluppdrag i tilldelat operationsområde under cirka två månader, följt av två–fyra veckors underhålls- och modifieringsarbeten. Efter att den pågående, alternerande besättningen fått ett par veckor på sig för uppfräschningsutbildning kunde man avsegla på ny patrullering.

Väl på plats i sina tilldelade operationsområden var ubåtarnas viktigaste uppgifter att hålla sig dolda och att snabbt kunna reagera på meddelanden av olika slag. Ubåten uppehöll sig därför på djup som dels skulle vara oförmånliga för utbredningen av ljudvågor (genom temperatur- och saltvattenskiktning), dels medge att släpantennen för mottagning av VLF-signaler flöt tillräckligt nära havsytan (den först använda ELF-tekniken hade inte denna begränsning). Där färdades ubåten med mycket låg fart (en ubåt har normalt svårt att hålla önskat djup om den inte rör sig); så låg att effektuttaget ur kärnreaktorn medgav att cirkulationen av ånga och vatten kunde ske genom naturlig konvektion. Därmed behövde man inte köra de bullrande pumparna.

280 mål kunde angripas samtidigt

När samtliga 41 Polaris-ubåtar var i tjänst (från 1965) innebar detta att – med ungefär hälften av dem ute på patrulluppdrag – omkring 280 separata mål i Sovjetunionen hade kunnat anfallas utan att några motåtgärder hade kunnat sättas in i förväg från sovjetisk sida (antalet är justerat med amerikanernas officiella siffra för robotarnas funktionssannolikhet, 85 procent). Inför en sådan eventualitet framstod varje sovjetiskt angrepp med kärnvapen mot USA eller dess allierade som i hög grad kontraproduktivt – med andra ord – kärnvapenavskräckningen fungerade.

Förflyttningen till och från operationsområdena från de ordinarie baserna i USA kunde ta närmare hälften av den totala patrulltiden, och då var ubåtarna inte tillgängliga som en del av den nukleära avskräckningen. Detta löstes genom framskjutna baser. Från Rota, Spanien, understöddes de ubåtar som opererade i Medelhavet, under det att basen i Holy Loch, Skottland understödde operationer i Nordatlanten och Norra Ishavet. När norra Stilla havet tillkom som operationsområde etablerades basresurser i Pearl Harbor och på Guam. När robotarna efterhand fick längre – interkontinental – räckvidd avvecklades de framskjutna baserna. 

Numera har Polaris-ubåtarnas sentida arvtagare sina baser på USA:s öst- och västkuster.

Publicerad i Militär Historia 2/2018