Japan feuert Prototyp einer Marine-Railgun von der JS Asuka auf Zielfahrzeug – eine Premiere auf See

Ein Durchbruch mit regionaler Bedeutung

Japan hat einen wichtigen Schritt hin zum Einsatz einer einsatzfähigen Railgun auf See gemacht. Die Beschaffungs-, Technologie- und Logistikbehörde des Verteidigungsministeriums (ATLA) bestätigte, dass Ingenieure von Juni bis Anfang Juli während einer Erprobung auf See einen Prototyp einer elektromagnetischen Railgun vom Versuchsschiff JS Asuka aus auf ein Zielfahrzeug abgefeuert haben. Die Behörde veröffentlichte vier Bilder des Tests und erklärte, es sei das erste Mal gewesen, dass eine auf einem Schiff montierte Railgun auf ein echtes Schiff abgefeuert wurde. Die Arbeiten fanden mit Unterstützung der Japanischen Maritimen Selbstverteidigungsstreitkräfte statt, deren Versuchsschiff Asuka als schwimmendes Labor für neue Systeme dient.

Railguns beschleunigen kleine Metallgeschosse mit Strom statt mit chemischem Treibmittel. Zwei leitfähige Schienen und ein gleitender Anker erzeugen ein starkes Magnetfeld, das das Geschoss mit extremer Geschwindigkeit aus dem Lauf drückt. Das Konzept verspricht große Reichweiten und hohe Geschossgeschwindigkeiten bei deutlich geringeren Kosten pro Schuss als bei Lenkflugkörpern. Eine Railgun benötigt keine Sprengköpfe. Sie nutzt die reine kinetische Energie, was die Gefahren bei der Lagerung verringert und im Vergleich zu Flugkörperzellen eine größere Munitionskapazität an Bord ermöglichen kann.

Der Test im Juni und Juli fand zu einem Zeitpunkt statt, an dem Japan in fortschrittliche Abwehrsysteme gegen das wachsende Raketenarsenal in der Region investiert. Verantwortliche in Tokio haben Railguns, Hochleistungs-Mikrowellensysteme und Laser als Teil eines mehrschichtigen Luft- und Raketenabwehrplans hervorgehoben. ATLA erklärte, weitere technische Einzelheiten zu den Seetests würden im November auf einem Symposium für Verteidigungstechnologie vorgestellt. Die Regierung förderte im laufenden Haushaltszyklus die Forschung an einer künftigen Railgun. Ziel ist es, ein vollständiges Waffensystem zur Einsatzreife zu bringen, das mehrere Schüsse nacheinander abgeben, in die Feuerleitung integriert werden und die Geschosse im Flug stabilisieren kann.

Was wurde genau auf See getestet?

Die Asuka, ein 151 Meter langes Forschungs- und Entwicklungsschiff, das 1995 in Dienst gestellt wurde, trägt den Railgun-Prototyp auf dem Achterdeck. Auf den Bildern des Tests sind ein kompaktes Geschützgehäuse, ein gut sichtbarer Trägermast für Sensoren nahe der Lafette und eine Radarantenne zur Messung der Mündungsgeschwindigkeit zu erkennen. ATLA installierte außerdem Kameras, darunter eine unter dem Lauf, um den Abschuss zu untersuchen und die anschließende Analyse zu unterstützen. Das Ziel war auf einem kleinen Hafenschlepper montiert, der als bewegliches Oberflächenziel fuhr; auf den Aufnahmen sind Zieltafeln zu sehen.

ATLA erklärte, der Test habe Schüsse über große Entfernungen sowie Schüsse auf das Zielfahrzeug umfasst. Die Behörde veröffentlichte keine Aufnahmen von Einschlägen während dieses Ereignisses. Die Schussdaten, Sensorsignale und Videos fließen in ein umfangreicheres Testprogramm ein, das auf Landtestgeländen begann und Ende 2023 auf See verlegt wurde. Das Forschungs- und Entwicklungskommando der Flotte unterstützte die Arbeiten. Höhere Offiziere besuchten die Asuka im Frühjahr, um die Installation zu begutachten, bevor das Schiff Yokosuka zu den Tests verließ.

Wie funktioniert eine Railgun?

Eine Railgun nutzt die Lorentzkraft, um ein Geschoss zu beschleunigen. Wenn ein starker Stromimpuls über den Anker hinter dem Geschoss von einer Schiene zur anderen fließt, erzeugt das Zusammenspiel von Magnetfeld und Strom eine Kraft entlang der Schienen. Die Energie wird in großen Kondensatorbänken oder anderen Impulsleistungsmodulen gespeichert und anschließend innerhalb von Millisekunden abgegeben. Die Spitzenbeschleunigungen und Ströme sind enorm und stellen die Ingenieure vor große Herausforderungen.

Stromversorgung und Kühlung

Die Integration an Bord hängt davon ab, ob sich elektrische Energie sicher und auf kompaktem Raum erzeugen und speichern lässt. Für anhaltendes Feuern sind zudem ein schnelles Wiederaufladen und eine wirksame Wärmeabfuhr erforderlich. Das Wärmemanagement ist entscheidend, weil der hohe Strom die Schienen und den Strompfad des Ankers erhitzt. Ingenieure müssen Leistungselektronik, Verkabelung und Kühlkreisläufe so dimensionieren, dass das Geschütz mehrere Schüsse ohne starke Leistungseinbußen abgeben kann. Das ist ein wesentlicher Grund dafür, dass zunächst die Asuka mit ihrem Platz für Testausrüstung und großen Generatoren als Plattform dient. Für kleinere Kampfschiffe wäre eine deutlich kompaktere Stromversorgung erforderlich.

Lebensdauer des Laufs und Werkstoffe

Anders als ein Gasdruckgeschütz wird eine Railgun nicht durch den Explosionsdruck abgetragen. Die Schienen und Kontaktflächen werden jedoch durch Strom, Hitze und Reibung stark beansprucht. ATLA berichtete, dass bei frühen Läufen Kupferschienen verwendet wurden und später andere Schienenwerkstoffe zum Einsatz kamen. Die Behörde hat sich zum Ziel gesetzt, eine Lebensdauer des Laufs von 120 Schuss bei stabiler Mündungsgeschwindigkeit zu erreichen. Dazu gehören Verbesserungen am stromführenden Anker, Beschichtungen der Schienen und Geschosse, die stabil bleiben, während sie mit hoher Geschwindigkeit dichte Luft durchdringen.

Was hat Japan bisher erreicht?

ATLA begann 2016 mit umfassenden Arbeiten an elektromagnetischen Beschleunigungssystemen. Bei landgestützten Tests wurden schrittweise Fortschritte erzielt; Ende 2023 erfolgte der erste Abschuss von einem Schiff. Im April dieses Jahres zeigten Aufnahmen das vollständig auf der Asuka installierte Geschütz vor der Erprobung auf See. Der aktuelle Prototyp hat einen etwa sechs Meter langen Lauf mit einem Kaliber von rund vierzig Millimetern. Bei früheren Schüssen meldete das Team Mündungsgeschwindigkeiten von etwa zweitausend bis über zweitausendvierhundert Metern pro Sekunde. In großer Höhe entsprechen diese Geschwindigkeiten ungefähr Mach sieben; die tatsächliche Fluggeschwindigkeit auf Meereshöhe hängt jedoch von der Luftdichte und der Form des Geschosses ab.

ATLA hat bei früheren Vorführungen einen Schuss mit fünf Megajoule gezeigt und Pläne erörtert, die gespeicherte Energie bei künftigen Varianten auf bis zu zwanzig Megajoule zu steigern. Das Programm geht vom Test einzelner Schüsse zum Dauerfeuer über. Dabei werden Wiederaufladung, Wärmeentwicklung und Stabilität zu den maßgeblichen technischen Herausforderungen. Auf See führte die Asuka neben der Lafette eine eigens dafür vorgesehene Feuerleitkonsole mit, um das Geschütz mit den Schiffssensoren zu verbinden und präzise Daten wie die gemessene Mündungsgeschwindigkeit und den Abgangswinkel des Geschosses zu erfassen. Auf den Fotos zur jüngsten Ankündigung ist sie zu sehen.

Auch die japanische Industrie ist am Bau und an der Erprobung beteiligt. Von Verteidigungsvertretern genannte Arbeiten schreiben Unternehmen wie Japan Steel Works Aufgaben bei der Fertigung zu, während ATLA die Entwicklung und Tests leitet. Das Programm hat zudem eine Zusammenarbeit mit dem Deutsch-Französischen Forschungsinstitut Saint-Louis ausgelotet, um Daten und Methoden auszutauschen. All diese Schritte sollen ein vollständiges Waffensystem zur Einsatzreife bringen, das gefertigt, gewartet und auf realen Plattformen erprobt werden kann.

Was könnte diese Waffe im Gefecht leisten?

Eine ausgereifte Railgun könnte ein breites Spektrum an Zielen bekämpfen. Auf See könnte die Besatzung eines Schiffs auf kleine Boote und ferngesteuerte Überwasserfahrzeuge feuern, für die der Einsatz von Flugkörpern zu teuer wäre. Mit dem passenden Geschoss könnte das Geschütz Splitterladungen in der Luft zur Bekämpfung von Drohnen und Marschflugkörpern verteilen. Gegen ballistische oder hyperschallschnelle Bedrohungen, die hoch und schnell fliegen, würde eine Railgun wahrscheinlich gemeinsam mit Flugkörpern und Sensoren als Teil einer mehrschichtigen Abwehr eingesetzt. Ihr Vorteil liegt in der verfügbaren Munitionsmenge. Ein Schiff könnte Hunderte kinetische Geschosse mitführen und in kurzer Zeit viele Schüsse abgeben – ein wichtiger Vorteil bei Angriffen mit großen Schwärmen.

Die Magazintiefe und die Kosten sind zentrale Gründe für das Interesse an dieser Technologie. Moderne Kriegsschiffe verfügen über eine festgelegte Zahl von Flugkörperzellen und können sie auf See nicht nachladen. Jedes Mal, wenn ein Schiff eine kostengünstige Drohne mit einem hochwertigen Abfangflugkörper bekämpft, gibt es Millionen Dollar aus und verbraucht eine Zelle, die während einer langen Patrouille nur schwer zu ersetzen ist. Railgun-Geschosse sind kleiner, einfacher zu lagern und pro Schuss deutlich günstiger. Das macht sie für lange Einsätze und für wiederholte Gefechte wie im Roten Meer attraktiv, wo Schiffe zahlreiche Abfangflugkörper abfeuerten, um Drohnen und Raketen abzuwehren.

An Land könnte eine Railgun zur Gegenbatterie, als Küstenartillerie oder für Angriffe auf ortsfeste Ziele in Entfernungen jenseits der Reichweite konventioneller Rohrartillerie eingesetzt werden. Forschungsprogramme haben Geschosse untersucht, die in der Endphase des Flugs mehrere Wolfram-Subprojektile freisetzen können, um die Trefferwahrscheinlichkeit gegen schnelle anfliegende Ziele zu erhöhen. Entwickler erproben außerdem Lenkungshilfen wie einfache GPS-Empfänger für Kurskorrekturen während des Flugs. Elektronik in ein Geschoss einzubauen, das extremen Beschleunigungen ausgesetzt ist, ist jedoch keine einfache Aufgabe.

Wie steht das Programm im Vergleich zu Vorhaben in anderen Ländern da?

Die US-Marine stellte ihre Railgun-Entwicklung 2021 ein, nachdem sie Hunderte Millionen Dollar ausgegeben hatte, ohne ein einsatzfähiges System aufzustellen. Zu den größten Hindernissen zählten der Verschleiß der Schienen, starke Erhitzung, der hohe Strombedarf und die Schwierigkeit, Geschosse zu bauen, die den Abschuss überstehen und anschließend noch präzise gelenkt werden können. China hat große Railgun-Prototypen auf Flussschiffen erprobt und Fortschritte bei der Lenkung für sich beansprucht. Einen öffentlichen Nachweis für ein einsatzfähiges Marinesystem gibt es jedoch nicht. Südkorea, die Türkei und europäische Forschungsinstitute untersuchen die Technologie weiterhin.

Japan liegt bei realen Seetests mit einer schiffsgestützten Railgun vorn. Indem ATLA bei von der Flotte unterstützten Tests auf ein Zielfahrzeug schoss, ging die Behörde von Labordemonstrationen zu maritimen Szenarien über, die tatsächlichen Einsätzen stärker ähneln. Das Land bindet die Arbeiten zudem in einen größeren Plan ein, der neue große Kampfschiffe mit reichlich elektrischer Leistung sowie die Integration der für eine hohe Zielverfolgungsqualität und die Schusssteuerung erforderlichen Sensoren umfasst.

Wie geht es mit Japans Railgun weiter?

ATLA erklärte, im November auf einem technischen Symposium weitere Daten zur Schussserie im Juni und Juli vorzustellen. Verantwortliche haben bereits ein Forschungsprogramm skizziert, das bis zum Haushaltsjahr 2026 läuft und ein vollständiges Waffensystem hervorbringen soll. Im Staatshaushalt für das Haushaltsjahr 2024 wurden Mittel für die Forschung an einer künftigen Railgun vorgesehen, die Ziele in der Luft abfangen kann. Dass im nächsten Plan kein neuer Haushaltsposten auftaucht, dürfte auf eine mehrjährige Bewilligung zurückgehen, die die laufenden Arbeiten abdeckt.

Zu den kurzfristigen Aufgaben gehören die Verbesserung der Flugstabilität der Geschosse, die Härtung der Schienen und Kontaktflächen, damit die Mündungsgeschwindigkeit auch nach vielen Schüssen stabil bleibt, sowie die Weiterentwicklung des Feuerleitsystems. Das Team konzentriert sich außerdem darauf, die Stromversorgung zu miniaturisieren, denn ein kompakter Generator und ein kompaktes Energiespeichermodul sind für die Installation auf Zerstörern und künftigen großen, mit dem Aegis-System ausgestatteten Schiffen entscheidend. Auf landgestützten Testanlagen werden weiterhin Versuchsgeschosse abgefeuert, während die Asuka die Integration an Bord, Sicherheitsprüfungen und die Entwicklung von Einsatzverfahren unterstützt.

Wenn die Entwicklung planmäßig verläuft, könnte ein seriennahes System zunächst auf einem großen Schiff mit umfangreichen elektrischen Reserven zum Einsatz kommen. Eine weitere Möglichkeit wäre eine landgestützte Batterie für Küstenverteidigungsaufgaben. In beiden Fällen würde die Fähigkeit, in kurzer Zeit zahlreiche präzise Geschosse mit hoher Geschwindigkeit auf ein Zielgebiet abzufeuern, Japans Verteidigung um eine neue Ebene ergänzen.

Risiken, Grenzen und offene Fragen

Angaben zu Reichweite und Wirkung müssen auf See an realistischen Zielen überprüft werden, die manövrieren und in großer Zahl auftreten. Das Abfangen eines Marschflugkörpers oder eines ballistischen Ziels erfordert eine zuverlässige Zielverfolgung, präzise Flugzeitberechnungen und ein Geschoss, das den Abschuss übersteht, sich steuern lässt und im richtigen Moment zündet. Erhitzung, Plasma um das Geschoss und Luftwiderstand erschweren die Sache. Die neuesten Fotos zeigen, dass mit einem Radar zur Messung der Mündungsgeschwindigkeit und Hochgeschwindigkeitskameras auf genaue Messungen geachtet wird. Das Programm muss jedoch noch Treffer unter anspruchsvollen Bedingungen nachweisen.

Dauerfeuer ist mehr als nur ein Problem der Stromversorgung. Erschütterungen und Hitze verändern die mechanische Ausrichtung und die elektrischen Kontakte zwischen den Schienen. Schon kleinste Veränderungen können die Mündungsgeschwindigkeit verringern oder die Stabilität des Geschosses beeinträchtigen. Ein Schiff muss außerdem die elektromagnetische Verträglichkeit sicherstellen, damit ein Schuss mit hohem Strom andere empfindliche Systeme nicht stört. Auch die Lagerung großer Mengen elektrischer Energie an Bord eines bemannten Schiffs wirft Sicherheitsfragen auf. Diese technischen Probleme sind lösbar, werden aber Zeit und wiederholte Anpassungen erfordern.

Auch die Kosten und die industrielle Basis sind offene Fragen. Railguns ersetzen teure Flugkörper durch günstigere Geschosse, machen die Logistik aber nicht überflüssig. Eine Flotte muss weiterhin zahlreiche Geschosse herstellen, testen, transportieren und lagern. Hersteller benötigen Werkstoffe, die sich in großen Mengen und ohne seltene Ausgangsstoffe produzieren lassen. Ausbildung, Einsatzgrundsätze und Regeln dafür, wann die Railgun statt eines Flugkörpers eingesetzt werden soll, müssen weiterentwickelt werden, damit keine Schüsse verschwendet und die Fähigkeiten des Geschützes in komplexen Szenarien nicht überschätzt werden.

Auf einen Blick

• ATLA feuerte während der Seetests von Juni bis Anfang Juli von der JS Asuka aus einen Railgun-Prototyp auf ein Zielfahrzeug ab
• Nach Angaben der Behörde wurde damit erstmals eine schiffsgestützte Railgun auf ein echtes Schiff abgefeuert
• Die Aufnahmen zeigen einen kompakten Geschützturm, ein Radar zur Messung der Mündungsgeschwindigkeit und Kameras zur Datenerfassung
• Das Ziel war auf einem fahrenden Hafenschlepper mit Zieltafeln montiert
• Bei frühen Tests wurden Mündungsgeschwindigkeiten von etwa zweitausend bis über zweitausendvierhundert Metern pro Sekunde erreicht
• ATLA hat einen Schuss mit fünf Megajoule demonstriert und strebt eine Steigerung auf bis zu zwanzig Megajoule an
• Zu den Programmzielen gehören Dauerfeuer, eine Lebensdauer des Laufs von 120 Schuss und ein eigenes Feuerleitsystem
• Japan stellte im Haushaltsjahr 2024 rund 167 Millionen Dollar für die künftige Railgun-Forschung bereit
• Weitere technische Einzelheiten werden auf einem Technologiesymposium im November erwartet
• Die USA stellten ihre Railgun-Entwicklung 2021 ein, während Japan die Seetests fortsetzt
• Mögliche Einsatzgebiete sind die Abwehr von Drohnen und Marschflugkörpern, der Kampf gegen Überwasserziele und Aufgaben als Küstenartillerie