Menu
roje dronów

Cel: skuteczna obrona przed rojami dronów

Armie świata dysponują skutecznymi środkami obrony przeciwlotniczej i przeciwrakietowej. Jednak wraz z rozwojem technologii obecne systemy mogą okazać się zupełnie bezużyteczne, gdy pojawi się nowy rodzaj broni. Przewagę w powietrzu mogą dać roje dronów. Czy opracowano już skuteczne metody ich zwalczania?

Wojciech Ostrowski

Powstanie bezzałogowych statków powietrznych i badania nad sztuczną inteligencją umożliwiają znaczną miniaturyzację broni lotniczej. O wiele łatwiej jest zestrzelić pojedynczy samolot z pilotem na pokładzie niż rój miniaturowych dronów uzbrojonych w niewielkie ładunki wybuchowe. Pomijając wielkość samolotu, obecność człowieka na pokładzie powoduje dodatkowe ograniczenia. Jednym z nich jest zwrotność. Zbyt duże przeciążenie może bowiem pozbawić pilota przytomności w kluczowym momencie walki.

Wraz z rozwojem techniki drony stają się coraz bardziej pożądanym na polu walki narzędziem. Mają coraz lepszy stosunek udźwigu do masy własnej, a jednocześnie koszty ich wytwarzania stale maleją. Z kolei rozwój systemów komputerowych czyni drony coraz bardziej autonomicznymi jednostkami.

Coraz szersze zastosowanie dronów na polu walki

Te wszystkie czynniki decydują o coraz szerszym zastosowaniu maszyn bezzałogowych. O ile pierwotnie służyły one wyłącznie do rozpoznania i obserwacji pola walki, o tyle dziś stają się bardzo skuteczną bronią. Maszyny bezzałogowe mogą zabierać na pokład zarówno bomby, jak i rakiety. Mogą one również tworzyć roje miniaturowych obiektów naprowadzanych grupowo na cel.

Na razie kierowanie statkami bezzałogowymi odbywa się z ziemi przez człowieka. W przyszłości jednak – dzięki sztucznej inteligencji – będzie można wykorzystywać drony działające autonomicznie. Przewagą bezzałogowców jest możliwość atakowania wielu obiektów w tym samym czasie. Taki atak może być prowadzony przez kilkaset, a nawet kilka tysięcy małych dronów przenoszących bomby. Ponieważ drony są tanie, można je produkować w ogromnych ilościach. Tymczasem współczesne systemy przeciwlotnicze korzystają z drogich rakiet przeznaczonych do zwalczania o wiele większych samolotów załogowych lub drogich rakiet.

Przy zastosowaniu współczesnej broni przeciwlotniczej ataki dronów są prawie niemożliwe do odparcia. Ani karabiny maszynowe, ani artyleria przeciwlotnicza nie mogą unieszkodliwić roju na tyle skutecznie, by nie osiągnął on celu. Opracowywane są obecnie systemy obrony przed dronami. Stosuje się między innymi specjalne sieci uniemożliwiające przedarcie się obiektów w okolice celu. Możliwe jest również zakłócanie komunikacji między dronami poprzez emitowanie sygnałów elektromagnetycznych. Natomiast systemy umożliwiające zestrzeliwanie dronów ograniczają się do atakowania pojedynczych egzemplarzy. Jednak i one nie zapewniają całkowitej skuteczności. Oznacza to, że część atakujących urządzeń na pewno będzie zdolna zrzucić ładunki na cel.

Jednocześnie trzeba pamiętać, że drony również mają swoje ograniczenia. Na portalu Defence24 można przeczytać, że problemy z dronami dotyczą „głównie zbyt dużych kosztów, nierozwiązanego do końca sposobu naprowadzania, nieustalonych zasad współdziałania pomiędzy bezzałogowcami oraz niewielkiego zasięgu i autonomiczności. Wszystkie te trudności są jednak systematycznie pokonywane i prędzej czy później pojawi się rozwiązanie, które będzie skutecznie działało zgodnie z założeniami przeciwko wskazanemu celowi”.

Technologie maszyn bezzałogowych w rękach największych armii świata

Technologie związane z dronami rozwijane są przez największe armie świata. Stany Zjednoczone, Chiny, Rosja i Wielka Brytania mocno angażują się w prace nad nową bronią. Według Defence 24 nie ma w tej chwili żadnych technologicznych przeszkód dla rozwijania technologii dronów.

Już kilka lat temu amerykański departament obrony ostrzegał, że armia chińska planuje zwiększyć liczbę dronów bojowych do prawie 42 tysięcy. Oznaczałoby to, że pod tym względem Chiny mogą wyprzedzić Stany Zjednoczone. Według Amerykanów obiekty tego typu mają zostać włączone do manewrów chińskiej armii zarówno na lądzie, jak i na morzu.

Informacje o rozwoju tej technologii wpływają na decyzje rządów w sprawie prac nad nowymi systemami zwalczania maszyn bezzałogowych. Jednak większość prac skupia się na tworzeniu systemów umożliwiających zestrzeliwanie pojedynczych dronów. Tymczasem technologie dostępne już dziś umożliwiają tworzenie rojów dronów, znacznie trudniejszych do powstrzymania. Składają się one z bardzo małych obiektów, których koszty wytwarzania są niewielkie. Możliwe jest więc produkowanie ich w ogromnych ilościach i łatwe zastępowanie tych, które zostały zniszczone na polu walki. Koszt wytworzenia jednego drona może mieścić się w przedziale od tysiąca do 2 tys. dol. To wyjątkowo niska cena w porównaniu np. z zakupem rakiet manewrujących. Przy masowej produkcji koszty te mogą ulec dalszemu obniżeniu.

Udaje się również zmniejszyć wielkość urządzeń. Stwarza to dodatkowe możliwości prowadzenia działań rozpoznawczych. Niedawno w prasie pojawiły się informacje o budowanych przez Chińczyków maszynach w kształcie gołębia. Z kolei Amerykanie planują stworzenie urządzenia wielkości pocisku. Oba projekty służą zwiększeniu możliwości prowadzenia działań rozpoznawczych i szpiegowskich.

Ku większej skuteczności naprowadzania i komunikowania się dronów

By zwiększyć skuteczność naprowadzania dronów, inżynierowie sięgają do teorii związanych ze spontaniczną samoorganizacją. Opierają się na nich badania dużych struktur (rojów pszczół, kolonii ameb, stad ptaków), w których wspólne działanie przekracza proste oddziaływanie między poszczególnymi osobnikami. W strukturach takich pojedynczy osobnik wydaje się poinformowany o tym, co robią pozostali. Ta „wiedza” umożliwia np. unikanie kolizji. Cała struktura potrafi reagować na pojawiające się zagrożenia i przeszkody. Samoorganizacja zwykle wiąże się z ustaleniem hierarchii w danej grupie. Za pomocą pojęcia samoorganizacji opisuje się również funkcjonowanie instytucji społecznych.

Marzeniem inżynierów jest przełożenie podobnego systemu na roje. Przywódca byłby jedyną maszyną komunikującą się z operatorem, natomiast pozostałe drony podążałyby za nim. W przypadku utraty przywódcy rój automatycznie wyłoniłby nowego. Rozwiązanie to zostało zapożyczone z samoorganizujących się systemów występujących w świecie przyrody.

Przywódca roju będzie posiadać dużą autonomie i zdolność wpływania na inne maszyny. Jak czytamy na portalu Defence 24: „Dodatkowo, wzorując się na koloniach termitów, planuje się skorzystać z mechanizmu określanego jako stygmergia. Jest to pośredni sposób porozumiewania się pomiędzy „osobnikami” poprzez pozostawianie sygnałów/śladów w środowisku, na które inni mogą lub powinni reagować”. Wzorem dla projektantów dronów są również inne organizmy, które można opisać jako przykłady spontanicznej samoorganizacji. Należą do nich ameby i stada ptaków1.

Dzięki sztucznej inteligencji i odpowiedniej organizacji roje dronów będą mogły działać nawet w warunkach zerwania połączenia z operatorem. Planuje się stworzenie systemu reagującego na przeszkody terenowe, zmiany warunków oraz pojawiające się niebezpieczeństwa.

Sterowanie rojami dronów

Prace nad sztuczną inteligencją są dopiero w stadium projektów, ale i bez niej sterowanie dużymi rojami dronów jest bardzo efektywne. Kilkutysięczny rój może być kierowany za pomocą zwykłego laptopa. Jak czytamy na portalu Defence 24, „pokazy sterowania są obecnie traktowane jako forma zabawy. Ale każdego roku do księgi rekordów Guinnessa wpisywane są coraz większe grupy dronów kierowanych jednocześnie. Rok temu w Folsom w Kalifornii udało się przez 5 minut kontrolować lot 2018 obiektów tego typu”.

Ostra rywalizacja toczy się między Stanami Zjednoczonymi a Chinami. Obie strony co pewien czas chwalą się znaczącym sukcesem w kreowaniu coraz większych rojów, które tworzą na niebie figury geometryczne lub pokazy świetlne.

Problem z wykorzystaniem małych obiektów bezzałogowych stanowi ich zasięg. Zazwyczaj nie jest on większy niż kilka kilometrów. Dlatego trwają prace nad systemami przenoszenia dronów w rejon ich wykorzystania. Do tego celu można użyć zarówno samolotów bojowych, jak i maszyn bezzałogowych, zdolnych do uwalniania, a następnie zbierania dronów.       Jak podaje Wirtualna Polska: „Departament Obrony USA przeprowadził udane testy polegające na zrzuceniu z samolotu całego roju miniaturowych dronów. Te działają całkowicie autonomicznie, stosując zasady zbliżone do roju pszczół. Urządzenia podejmowały zbiorowe decyzje, formowały szyk dopasowany do rodzaju zadania, a nawet potrafiły zastępować uszkodzone jednostki”.

Chociaż technika wykorzystania rojów dronów nie została sprawdzona w warunkach bojowych i wciąż stanowi głównie element filmów z gatunku science fiction, to wydaje się, że wojskowi bardzo poważnie traktują potencjalne korzyści i zagrożenia wynikające z nowej technologii. Można przypuszczać, że już wkrótce prowadzenie działań wojennych odbywać się będzie na zupełnie innych zasadach niż obecnie.

  1. Osoby zainteresowane pojęciem spontanicznej samoorganizacji mogą sięgnąć do artykułu autora („Studia Polityczne” nr 16 z 2004 r.).

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany.

Udostępnij

Wszystkie prawa zastrzeżone | All rights reserved Magazyn VIP 2020