Δρ. Θεόδωρος Γ. Κωστής*

Η εξαγωγή χρήσιμων συμπερασμάτων και διδαγμάτων (lessons learned) από ένα συμβάν είναι μια πολύ σημαντική τεχνική για την εκτίμηση της παρούσας κατάστασης αλλά και των μελλοντικών εξελίξεων. Ειδικότερα για τον νευραλγικό χώρο της άμυνας η ανάλυση των γεγονότων σε μορφή παραδείγματος βοηθάει στην μετάπτωση της αβεβαιότητας σε μετρήσιμα ρίσκα επιτρέποντας μια πλειάδα αντικειμενικών και ορθών γεωστρατηγικών αναλύσεων.

Πρόσφατα μια τέτοια προσέγγιση χρησιμοποίησε η γαλλική εταιρεία Cerbair (η οποία δραστηριοποιείται στην αντιμετώπιση μη επανδρωμένων πλατφόρμων) για να αναλογιστεί τα διδάγματα που αντλήθηκαν από την επίθεση με drones που πραγματοποίησαν οι αντάρτες Χούθι στο Άμπου Ντάμπι. 

Επεξηγηματικά για τις ανάγκες αυτής της ανάλυσης (η οποία δημοσιεύτηκε αρχικά στον ιστοχώρο DEFENCE ReDEFiNED) ένα μη-επανδρωμένο όχημα θεωρείται μια πλατφόρμα που αξίζει να γυρίσει στην βάση της επειδή για παράδειγμα έχει αρκετά και ακριβά συστήματα τηλεπισκόπησης (remote sensing) ενώ ένα drone ως μια αναλώσιμη επιθετική πλατφόρμα χωρίς προαπαίτηση επιβιωσιμότητας μετά την αποστολή προς όφελος της καταστροφής του αντιπάλου. Επίσης ως μη-επανδρωμένες πλατφόρμες (ΜΕΠ) θεωρούνται συνολικά τα μη-επανδρωμένα οχήματα και τα drones.

Στην ανάλυση της η Cerbair επικεντρώνεται σε δύο σημεία:

• στον τύπο των μη επανδρωμένων αεροσκαφών που αναπτύσσονται και 
• στο εάν τα υπάρχοντα συστήματα αεράμυνας των ΗΑΕ, μαζί με αυτά που αναμένεται να παραληφθούν, είναι κατάλληλα για την αντιμετώπιση τέτοιων μη-επανδρωμένων οχημάτων ή drones. 

Περιγραφή Γεγονότων & Υπάρχουσα Κατάσταση

Αναλυτικά σύμφωνα με την ανάλυση της Cerbair, στις 17 Ιανουαρίου 2022, οι αντάρτες Χούτι εκτόξευσαν δύο drones αυτοκτονίας (kamikaze drones) από την Υεμένη πλήττοντας το Διεθνές Αεροδρόμιο του Άμπου Ντάμπι και τις αποθήκες πετρελαίου της Εθνικής Εταιρείας Πετρελαίου (ADNOC) νότια της Μουσάφα, με αποτέλεσμα τον θάνατο τριών ανθρώπων και τον τραυματισμό άλλων έξι.

Σύμφωνα με την Cerbair, τα συστήματα αεράμυνας που είναι εγκατεστημένα γύρω από την πόλη του Άμπου Ντάμπι αποτελούνται από πέντε συστοιχίες MIM-23 HAWK και τρεις συστοιχίες MIM-104 PATRIOT. 

Διαβάστε επίσης: Ελληνική Δύναμη Σαουδικής Αραβίας | Φεύγει για Σαουδική Αραβία η Πυροβολαρχία των ελληνικών PATRIOT – ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΕΣ

Όμως αυτά τα συστήματα δεν έχουν σχεδιαστεί για την αναχαίτιση στόχων που διέπονται από τρεις βασικές παραμέτρους :

1. Φυσικές Διαστάσεις: μικρών σε φυσικές διαστάσεις στόχων καθώς παράλληλα και με μέριμνα για εφαρμογή των εξισώσεων Ufimtsev, όπως στο F-117. Αναλυτικά τα ελικοπτεροφόρα drones δεν έχουν μεγάλες απαιτήσεις αεροδυναμικής ευστάθειας, άρα θα μπορούσαν να μετατραπούν σε ένα αποτελεσματικό stealth αντικείμενο [Kostis].
2. Υλικά Κατασκευής: στόχων που δεν περιέχουν μεγάλη ποσότητα υλικών (π.x σίδερο) που προσφέρουν μεγάλη επιστροφή στα συστήματα ραντάρ, όπως το πλαστικό ή το styrofoam [Semkin]. Επεξηγηματικά ένα drone μπορεί να είναι φτιαγμένο κατά 90% ή και περισσότερο από πλαστικό καθώς και να είναι εξοπλισμένο με ειδικές εσωτερικές κατασκευές παγίδευσης μικροκυμάτων (κυματοπαγίδες) δίνοντας ελάχιστη ενεργό διατομή στόχου (radar cross section).

Ιδανικά όλη η υπογραφή του drone θα μπορούσε να σχεδιαστεί έτσι ώστε να προσφέρει συνολικά μειωμένη οπτική, ηλεκτροπτική για παράδειγμα με χρησιμοποίηση ειδικών επικαλύψεων για την προσπάθεια απομίμησης εκπομπών βλάστησης καθώς και ακουστική υπογραφή (μικροί έλικες ισούνται με λίγο θόρυβο). 

3. Τακτικές αυξημένου αεροπορικού stealth: τακτικές απόκρυψης όπως πτήση σε πολύ χαμηλά υψόμετρα (very low altitude terrain following).

Εδώ το ραντάρ αεράμυνας θα μπορούσε να είναι αποτελεσματικό στην ανίχνευση του drone σε σχετικά μικρή απόσταση, μιας και θα υπάρχει αρκετά μεγάλο Signal-to-Noise Ratio ή αντιστοίχως αρκετά μικρό Clutter-to-Signal Ratio σε περίπτωση πτήσης κοντά στο έδαφος. Όμως το drone θα έχει επιτύχει αρκετά μεγάλη εντροπία stealth [Kostis], δηλαδή το ποσοστό έκπληξης στην αντίπαλη αεράμυνα θα είναι μεγάλο από τον πολύ μικρό χρόνο απόκρισης που θα υπάρχει για την αντιμετώπιση της απειλής.

Προφανώς η επίτευξη αυτής της ανίχνευσης δυσκολεύεται από την συνολική δραστηριότητα του αστικού περιβάλλοντος που συνήθως βρίσκονται οι στόχοι ενδιαφέροντος, όπως τα αεροδρόμια ή τα διυλιστήρια. Μόνο και μόνο η πολιτική τηλεπικοινωνιακή δραστηριότητα προκαλεί την αύξηση του θορύβου και ενισχύει την απόκρυψη τέτοιων μικρών στόχων όπως τα drones. 

Στην συγκεκριμένη περίπτωση οι δύο επιθέσεις έγιναν με τρόπο επαυξημένης δυσκολίας αναχαίτισης για την αεράμυνα των ΗΑΕ. Επεξηγηματικά πραγματοποιήθηκαν μακριά από τις πλησιέστερες μονάδες αεράμυνας (αποστάσεις περίπου 12-15 km), ενώ τα επιτιθέμενα drones πιθανότατα πέταξαν σε πολύ χαμηλό ύψος (nap-of-the-earth ή terrain following ή sea skimming για θαλάσσια περιβάλλοντα) ακριβώς για να μην εντοπιστούν εύκολα από τα ραντάρ αεράμυνας.

Διαβάστε επίσης: Υεμένη | Οι Χούθι ισχυρίζονται ότι χτύπησαν αντιαεροπορικό σύστημα Patriot της Σαουδικής Αραβίας – VIDEO

Όσον αφορά τον τύπο της επιθετικής πλατφόρμας, οι ειδικοί της Cerbair εκτιμούν ότι αναπτύχθηκαν τα drone Samad-3. Λόγω της κατασκευής του το Samad-3 έχει αρκετές αεροδυναμικές απαιτήσεις αλλά σε τελική εκτίμηση η απόδοση του παρομοιάζει τις δυνατότητες πυραύλων ατμοσφαιρικής πορείας (cruise missile). 

Αναλυτικά αυτά τα drοne έχουν άνοιγμα φτερών 4.5 μέτρων, μήκος 2.8 μέτρων και εμβέλεια 1600 χιλιομέτρων. Επιπλέον το Samad-3 μπορεί να πετάξει σε υψόμετρο έως και 8000 μέτρα και να αναπτύξει ταχύτητα μεταξύ 200 και 250 km/h με ωφέλιμο φορτίο 40 kg. Τροφοδοτούνται από έναν δίχρονο δικύλινδρο κινητήρα ενώ το σύστημα πλοήγησης είναι αδρανειακό που λαμβάνει δορυφορικά διορθώσεις πορείας μέσω συστημάτων GPS, GLONASS ή GALILEO.

Η χρησιμοποίηση του Inertial Navigation System – INS σημαίνει ότι το UAV δεν μπορεί να υποστεί παρεμβολές, λόγω της κατασκευής του INS που χρησιμοποιεί μόνο αισθητήρες κίνησης (επιταχυνσιόμετρα – accelerometers) και αισθητήρες περιστροφής (γυροσκόπια – gyroscopes). Με αυτούς τους αισθητήρες το INS συνεχώς υπολογίζει την επόμενη θέση του λαμβάνοντας υπόψη την προηγούμενη θέση του (dead reckoning). Τα μόνα λάθη που μπορεί να υποστεί το INS είναι συγκεντρωτικά, δηλαδή μη ακριβείς υπολογισμούς από την προηγούμενη θέση στην επόμενη που γιγαντώνονται ως λάθη μετά από κάποιο χρονικό διάστημα. Γι αυτό και χρησιμοποιείται το GPS για την διόρθωση αυτών των λαθών και γι αυτό είναι επιθυμητή η παρεμβολή στον δέκτη GPS του UAV.

Αντίμετρα

Η δημιουργία αντίμετρων για μη-επανδρωμένες πλατφόρμες είναι το σημείο στο οποίο επικεντρώνεται η ανάλυση της γαλλικής εταιρείας. 

H εξουδετέρωση των ΜΕΠ μπορεί να γίνει με τρεις γενικούς τύπους αντίμετρων, που είναι οι εξής:

• Φυσική καταστροφή με πυρά (kinetic effectors, κατευθυνόμενη ενέργεια (κατάρριψη με αντιαεροπορικά μέσα πχ πύραυλους ή ηλεκτρομαγνητική ή laser δέσμη) (hard kill)
• Αποπροσανατολισμός μέσω παρεμβολών (soft kill)
• Υφαρπαγή ελέγχου μέσω παρεμβολών (soft kill)

Ειδικότερα για την προστασία εγκαταστάσεων, η φυσική καταστροφή των drones αυτοκτονίας θα πρέπει να γίνεται μακριά από νευραλγικές υποδομές, έτσι ώστε να μην προκληθεί πρόβλημα από τα θράυσματα. 

Αδιαμφισβήτητα η ανίχνευση των MEΠ είναι ένα σημαντικό σημείο για την περαιτέρω εξουδετέρωση τους. Αναλυτικά η διαδικασία της ανίχνευσης μπορεί να γίνει με ανάλυση του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος για την αναγνώριση των τηλεπικοινωνιών των ΜΕΠ και την χρησιμοποίηση ακουστικών, ηλεκτροπτικών, τηλεοπτικών και ηλεκτρομαγνητικών (ραντάρ) αισθητήρων. Περαιτέρω αυτά τα συστήματα μπορεί να είναι τοποθετημένα σε άλλα ΜΕΠ, σε επανδρωμένες πλατφόρμες ή να είναι στρατηγικά τοποθετημένα σε αμυντικές περιμέτρους είτε ως στατικά σημεία είτε ως φορητός εξοπλισμός προσωπικού.

Διαβάστε επίσης: MILIPOL 2021 | CERBAIR “CHIMERA”- O εφιάλτης των drones

Ραντάρ

Στην συγκεκριμένη ανάλυση η Cerbair δίνει έμφαση στην χρησιμοποίηση των συστημάτων ραντάρ. Αναλυτικά οι ειδικοί της εταιρίας θέτουν το ερώτημα εάν το ισραηλινό σύστημα αντι-drone SKYLOCK το οποίο θα αγοράσουν τα ΗΑΕ είναι ικανό να αντιμετωπίσει τέτοιες απειλές. 

1. Το σύστημα SKYLOCK αποτελείται από :

• ένα ραντάρ ανίχνευσης που λειτουργεί στο εύρος συχνοτήτων 3 GHz
• ένα σύστημα παρεμπόδισης ραδιοσυχνοτήτων που ανιχνεύει την κατεύθυνση των εισερχόμενων σημάτων και 
• ένα οπτικό σύστημα υπεύθυνο για την παρακολούθηση και την αναγνώριση του στόχου.
• ένα drone αναχαίτισης που έρχεται σε μορφή τετραελικοφόρου με μέγιστη εμβέλεια 4 km. 

Η εξουδετέρωση εξασφαλίζεται από ένα ενεργό σύστημα παρεμβολής στη συχνότητα WiFi ζώνες (2,4 και 5,8 GHz) και στις συχνότητες συχνότητες GSM και GPS. Η αποτελεσματική εμβέλεια της παρεμβολής εκτιμάται στα τα 2.5 km. 

Επίσης οι τεχνικές ανίχνευσης microdoppler και ISAR [Lee] έχουν αρκετές δυνατότητες αποκάλυψης στόχων μειωμένου radar  cross section, όπως είναι οι μη-επανδρωμένες πλατφόρμες.  

Ηλεκτρομαγνητικά Όπλα – HPM

Μια άλλη προσέγγιση στο θέμα της προστασίας από drone είναι από τις εταιρίες Leidoς (High-Power Microwave (HPM) weapon system prototype με την τεχνολογία Tactical High-Power Operational Responder (THOR)) και την Epirus με το σύστημα Leonidas. Αυτά τα συστήματα χρησιμοποιούν ηλεκτρομαγνητικούς παλμούς για να εξουδετερώσουν πολλά (swarm) ή ένα drone χρησιμοποιώντας κατευθυνόμενη υψηλή ηλεκτρομαγνητική ενέργεια (πχ 270ΜWatt) που έχει ως αποτέλεσμα την δημιουργία ρευμάτων σε μεταλλικά αντικείμενα που με την σειρά τους προκαλούν υπερθέρμανση και σπινθηρισμούς (arcing, artificial aurorae) στα drone. 

Διαβάστε επίσης: THOR | Η αμερικανική απάντηση ενάντια στα σμήνη Drones – Φωτογραφίες & VIDEO

Βέβαια υπάρχουν κάποια θέματα σε αυτή την προσέγγιση, μιας θεωρητικά αυτή η προσέγγιση είναι αποτελεσματική μόνο σε κοντινές αποστάσεις μερικών εκατοντάδων μέτρων ή λίγων χιλιομέτρων. Επιπροσθέτως αυτή η τεχνολογία είναι σε αρκετά πρώιμο στάδιο, για παράδειγμα το σύστημα της Leidos αναμένεται να εξελιχθεί σε πρωτότυπο το 2024.

Επιπροσθέτως η απειλή θα πρέπει και πάλι πρώτα να ανιχνευθεί έτσι ώστε να στραφεί κατάλληλα η κατευθυντική κεραία αυτού του αντίμετρου. Επίσης αυτά τα συστήματα κατευθυνόμενης ενέργειας ίσως θα μπορούσαν να  δημιουργήσουν ηλεκτρομαγνητικά πεδία που θα μπορούσαν να προκαλέσουν εκρήξεις σε δεξαμενές καυσίμων ή να επηρεάσουν τα συστήματα αεροπλοΐας των αεροσκαφών σε ένα αεροδρόμιο ανάλογα με την διόπτευση, ισχύ και συχνότητα τους.

Συζήτηση – Ανάλυση

Οι αναλυτές της Cerbair πιστεύουν ότι ενώ το SKYLOCK είναι χωρίς καμία αμφιβολία ικανό να ανιχνεύει drones αυτού του μεγέθους με κάλυψη 360 μοιρών, αλλά αμφισβητούν την ικανότητα αυτού του ραντάρ να μπορεί να παρέχει έγκαιρη προειδοποίηση λόγω της υψηλής ταχύτητας του Samad-3 (περίπου 60 μέτρα/δευτερόλεπτο ή 216Km/h).

Όσον αφορά την υφαρπαγή ελέγχου του Samad-3, η παρεμβολή παραπλάνησης (GPS spoofing) θα μπορούσε να προκαλέσει κάποιο πρόβλημα στο drone υποβαθμίζοντας την ακρίβεια της πορείας του μιας και θα δέχεται λανθασμένα στοιχεία για την διόρθωση της πορείας του από το INS. Από την άλλη μεριά υπάρχει ένας σκεπτικισμός εάν η λανθασμένη ολίσθηση συχνότητας που θα δημιουργεί το GPS Spoofer θα είναι επαρκής στο να αλλοιώσει την πορεία του drone. Γενικά αυτή η υπόθεση ισχύει μόνο εάν ο στόχος βρίσκεται εντός της εμβέλειας του παρεμβολέα, επειδή μόλις βγει από τη ζώνη παρεμβολών το drone θα διορθώνει αμέσως τη διαδρομή του. 

Επιπλέον, ο τετραελικοφόρος αναχαιτιστής (quadcopter interceptor) του SKYLOCK πιθανότατα δεν θα είναι ικανός να αντιμετωπίσει ένα drone που κινείται με τόσο μεγάλη ταχύτητα. 

Η ανάλυση της γαλλικής εταιρείας καταλήγει στο συμπέρασμα ότι ένα σύστημα anti-drone δεν μπορεί να αντιμετωπίσει όλους τους τύπους drones, ενώ στην περίπτωση των ΗΑΕ κάθε αντιαεροπορικό σύστημα είναι λιγότερο ή περισσότερο κατάλληλο για την αντιμετώπιση τέτοιων απειλών. 

Η Cerbair καταλήγει ότι βραχυπρόθεσμα στο μέλλον το καλύτερο πλεονέκτημα των ΗΑΕ για την αντιμετώπιση τέτοιων επιθέσεων βασίζεται στο ρωσικό αντιαεροπορικό σύστημα PANTSIR με πενήντα (50) συστήματα να έχουν αποκτηθεί από τα ΗΑΕ.

Επιπλέον τα Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα εξακολουθούν να επιδιώκουν να αποκτήσουν το ισραηλινό αντιαεροπορικό σύστημα Iron Dome ή ακόμα και το Barak-8 παράλληλα με την πρόσφατη παραγγελία για το νοτιοκορεατικό σύστημα Cheongung II (KM-SAM2). 

Το Cheongung II έχει αναπτυχθεί από κοινού με τη Ρωσία με βάση τα S-350 και S-400 και σχεδιάστηκε να αντικαταστήσει το MIM-23 HAWK. Από την πλευρά της η Ρωσία προσφέρει στα ΗΑΕ το TOR-M2KM για την προστασία των ευαίσθητων υποδομών τους. 

Διαβάστε επίσης: Προστασία ρωσικών κρίσιμων υποδομών με αναβαθμισμένο αντιαεροπορικό σύστημα TOR-M2

Παράλληλα με τα παραπάνω τεχνικά θέματα, η Cerbair εκτιμά ότι αυτό που έχει κρίσιμη σημασία είναι η ικανότητα μη κρατικών παραγόντων (non-state actors), όπως οι Χούτι, να μπορούν να προετοιμάζουν πολύ προσεκτικά τέτοιες επιχειρήσεις και να κατασκευάζουν “χειροποίητους” πυραύλους χρησιμοποιώντας απλά υλικά. Το χαμηλό κόστος παραγωγής και χρήσης τέτοιων όπλων σε αντίθεση με την δαπανηρή χρήση αντιαεροπορικών μέσων δίνει μεγάλο πλεονέκτημα στα drone αυτοκτονίας σχετικά με την οικονομική διάσταση των σύγχρονων ασύμμετρων απειλών.

Σκέψεις για το μέλλον

Η εκτίμηση για το μέλλον είναι ότι τα drones αυτοκτονίας είναι περισσότερο αποτελεσματικά ως επιθετικό όπλο μιας και τα αντίμετρα τους βρίσκουν αρκετά τεχνικά εμπόδια στην ανίχνευση και εξουδετέρωση τους. Η τωρινή θεώρηση είναι ότι οι μη-επανδρωμένες πλατφόρμες σε όλα τα πεδία (all domain, land, sea. air), μέσω του δόγματος Mosaic Warfare, θα εξελιχθούν σε μια αποτελεσματική δυνατότητα Operational Access/Secured Access (ΟΑ/SA).

Ίσως με την αλματώδη εξέλιξη της τεχνητής νοημοσύνης να αποτελέσουν το δεύτερο οπλικό σύστημα στην ιστορία, μετά τα πυρηνικά όπλα, που η απειλή χρήσης τους θα αντιμετωπίζεται με την αντίστοιχη απειλή χρήση τους από την άλλη πλευρά.

Συμπερασματικά σίγουρα ο τομέας της άμυνας ενάντια σε μη-επανδρωμένες απειλές χρειάζεται την δημιουργία μιας αλλαγής παραδείγματος. Η τεχνολογία των μη-επανδρωμένων δημιουργήθηκε μετά την έλευση των σημερινών συστημάτων ραντάρ αεράμυνας, άρα σήμερα υπάρχει ένα κενό που θα πρέπει να πληρωθεί με την σύσταση νέων αποτελεσματικών αμυντικών μεθόδων.

Διαβάστε επίσης: Αντιαεροπορικό πυροβόλο Bofors | Το “legacy” σύστημα αναβαθμίστηκε σε σύστημα αντι-drone από τον Ινδικό στρατό

ΠΗΓΕΣ

Kostis T.G. et al, (2013), Stealth Aircraft Tactical Assessment using Stealth Entropy and Digital Steganography, Journal of Applied Mathematics & Bioinformatics, Vol. 3, No. 1, 99-121

https://www.researchgate.net/publication/280572920_Stealth_Aircraft_Tactical_Assessment_using_Stealth_Entropy_and_Digital_Steganography

Kostis T.G., (2021) Book on Radar Systems & Electronic Warfare, in hellenic, https://defencereview.gr/rantar-ilektronikos-polemos-kyklofo/

Kostis T.G., (2021), Naval Mosaic Warfare, https://defencereview.gr/naval-mosaic-warfare-gia-to-aigaio-kai-tin-anatoliki/

Semkin V., (2020), Analyzing Radar Cross Section Signatures of Diverse Drone Models at mmWave Frequencies, IEEE Access PP(99):1-1, DOI: 10.1109/ACCESS.2020.2979339

https://www.researchgate.net/publication/339866193_Analyzing_Radar_Cross_Section_Signatures_of_Diverse_Drone_Models_at_mmWave_Frequencies  

Lee K.  et al, (2017), Implementation of Radar Drone Detection Based on ISAR Technique, The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science 28(2):159-162, DOI: 10.5515/KJKIEES.2017.28.2.159

*Ο Δρ Θεόδωρος Γ. Κωστής είναι στρατηγικός σύμβουλος σε θέματα άμυνας, γεωπολιτικής, ναυτιλίας και ανώτατης εκπαίδευσης με τεκμηριωμένη προϋπηρεσία σε σχετικά εθνικά & ευρωπαϊκά έργα καθώς και ως διδάσκων σε στρατιωτικές σχολές.

**Οι απόψεις και/ή τα σχόλια που εκφράζονται στα άρθρα ανήκουν σε έκαστο συγγραφέα και δύναται να μην αποτελούν άποψη και/ή τοποθέτηση και/ή να υιοθετούνται ως έχουν από την εταιρεία και/ή τους διαχειριστές του ιστότοπου. Περισσότερα στους όρους χρήσης της ιστοσελίδας.