SegB#17 Sieciocentryczność pola walki, kosmos, satelity, MILSATCOM oraz New Space - Dr A. Radomska
Segment B #17 — Dr Aleksandra Radomska: Wojskowa komunikacja satelitarna — fundament współczesnego pola walki
Rozmowa z dr Aleksandrą Radomską, doktor nauk o bezpieczeństwie, ekspertką i publicystką, autorką licznych analiz o militaryzacji kosmosu i łączności satelitarnej, publikującą m.in. na portalu Space24.
KAROL KUC: Moim gościem jest dziś doktor Aleksandra Radomska, doktor nauk o bezpieczeństwie, ekspertka, publicystka. Polecam Państwu artykuły Pani Doktor na portalu Space24 — autorka licznych analiz o militaryzacji kosmosu i łączności satelitarnej. Pani Doktor, to zaszczyt gościć Panią w podcaście Segment B. W imieniu własnym i widzów bardzo dziękuję za przyjęcie zaproszenia.
DR ALEKSANDRA RADOMSKA: Szanowni Państwo, Panie Karolu, bardzo dziękuję za zaproszenie do podcastu. Dzisiaj chciałabym się z Państwem podzielić szczególną wiedzą, która zyskuje na znaczeniu wraz z rozwojem technologii satelitarnych, ale również oddziałuje bardzo mocno na współczesne pole walki. Mam nadzieję, że to zagadnienie będzie w jak największym stopniu interesujące.
KAROL KUC: Zdecydowanie. Nagrywałem już dwie rozmowy, które zahaczały o ten temat — jedną o walce radioelektronicznej z pułkownikiem Semeniukiem i drugą z firmą oferującą łączność satelitarną. Zauważyłem, że pojawiły się różne pojęcia, które być może dla widzów nie były jasne — takie jak różne rodzaje orbit. Może więc zacznijmy od podstaw. Czym w zasadzie jest tak zwany MILSATCOM, czyli wojskowa komunikacja satelitarna, i dlaczego wojsko nie może polegać wyłącznie na infrastrukturze naziemnej? Jakie są kluczowe zastosowania, gdzie — mówiąc kolokwialnie — bez satelity się nie da?
DR ALEKSANDRA RADOMSKA: Myślę, że powinniśmy najpierw zadać sobie bardzo ważne pytanie: co tak naprawdę we współczesnych konfliktach zbrojnych decyduje o przewadze strategicznej? Jeszcze kilka dekad temu moglibyśmy odpowiedzieć, że projekcja siły, zdolność do tej projekcji, wyszkolenie żołnierzy. Oczywiście te wszystkie czynniki są bardzo ważne, ale jest jeszcze coś ważniejszego, co stanowi pewnego rodzaju spoiwo we współczesnych konfliktach zbrojnych. Mam na myśli komunikację satelitarną wykorzystywaną do celów wojskowych, funkcjonującą pod akronimem MILSATCOM — Military Satellite Communication.
Obecnie stanowi ona jeden z absolutnych fundamentów współczesnych operacji zbrojnych. Jej znaczenie nie wzięło się znikąd — to była stopniowa ewolucja. Ewolucja przejścia z operacji platformocentrycznych do sieciocentrycznych. Aby zrozumieć, na czym polegają te operacje, powinniśmy cofnąć się do lat 80. W tym momencie nastąpił stopniowy skok technologiczny, który rozwijał się w kolejnych dekadach i polegał na integracji danych.
W latach 80. pojedynczy operator wozu bojowego czy statku powietrznego był w dużej mierze zdany na siebie. Polegał na własnych czujnikach, własnych sensorach. Liczył się pojedynczy żołnierz, pojedyncza platforma, pojedynczy okręt. Nie było jeszcze mowy o bezzałogowych statkach powietrznych ani innych platformach bezzałogowych, które tak szeroko są obecnie wykorzystywane. Kładziono bardzo mocny nacisk na umiejętności żołnierza plus zestaw sensorów, z których odbierał konkretne informacje.
W latach 90. mieliśmy styczność z bardzo głośną operacją wojskową pod kryptonimem Pustynna Burza, gdzie nastąpił bardzo duży przeskok w rozumieniu — powiedziałabym, że to był znaczący kamień milowy — że informacja jest często dużo ważniejszym czynnikiem od projekcji siły kinetycznej. Informacja odegrała bardzo ważną funkcję w planowaniu i wykonaniu samej operacji, która trwała od kilku godzin do kilku dni i zakończyła się sukcesem.
W latach 90. nastąpił również stopniowy rozwój internetu i sieci cyfrowych. Zaczęły pojawiać się pierwsze technologie kosmiczne wykorzystywane na szeroką skalę — przede wszystkim GPS, Globalny System Nawigacji Satelitarnej. Na początku lat 2000 rozpoczęto stopniową integrację tych danych. Zauważono, że mamy tych domen coraz więcej, że możemy kooperować pomiędzy lądem, akwenami i przestrzenią powietrzną — i ma to sens, jest to skuteczne. Po roku 2010 mamy już sztuczną inteligencję, dynamiczny rozwój bezzałogowych platform — nie tylko lotniczych, ale również naziemnych, wodnych, podwodnych.
Ten progres sprzyjał również rozwojowi technologicznemu w sektorze kosmicznym. Mówimy dziś o dużych bazach danych, o sztucznej inteligencji wspierającej te procesy. Sieciocentryczność rozwijała się powoli, ale sukcesywnie. Obecnie kładzie większy nacisk na zasób informacji i sposób, w jaki możemy go wykorzystać, a nie na pojedynczy sprzęt wojskowy lub personel. Łączy to wszystko w taki sposób, żeby technologia i czynnik ludzki były jak najbardziej efektywnie wykorzystane na współczesnym polu walki.
Jeżeli chodzi o sieciocentryczność, wyobraźmy sobie taki praktyczny przykład. Wysyłamy bezzałogowy statek powietrzny poza linię frontu na dalekie rozpoznanie. Zbiera informacje, wykrywa cel przeznaczony do zniszczenia. Przesyła te informacje dzięki komunikacji satelitarnej — jest przez nią sterowany i nawigowany, bo nawigacja obejmuje również pozycjonowanie i synchronizację czasu, aby informacja zwrotna jak najszybciej do nas dotarła. Informacja spływa do centrum operacyjnego. Centrum może się połączyć z dowolnym systemem artyleryjskim, aby uzbrojenie mogło razić cel. To się dzieje w milisekundach — w wartościach czasu krytycznych dla operacji wojskowych, ale dla nas trwających krócej niż mrugnięcie oka.
Dla porównania — platformocentryczność. Wyobraźmy sobie pilota samolotu wielozadaniowego, który w latach 80. leci na rozpoznanie i ma wyłącznie do dyspozycji wyposażenie pokładowe oraz zasięg wzrokowy. Mamy do czynienia z samolotami 4. generacji, które miały dobrze odsłoniętą osłonę kabinową, dzięki czemu część informacji mogła pochodzić ze środowiska zewnętrznego. Pilot zbiera informacje z wnętrza kabiny i z zewnątrz. Komunikuje się głównie głosowo z innymi pilotami lub z centrum na ziemi. Loty odbywają się zazwyczaj w parach dyżurnych. Informacje docierają w dłuższym czasie niż gdyby użyte były technologie kosmiczne. Pilot musi podejmować samodzielnie decyzje, nie jest wspierany w procesie decyzyjnym, nie widzi optymalnego rozwiązania, jak ma to miejsce współcześnie. Efektywność jego działań polega w dużej mierze na umiejętnościach, które nabył — a czynnik ludzki ma prawo popełniać błędy.
Brakuje tego spoiwa, brakuje technologii, która wiązałaby przepływ informacji. Współczesne siły zbrojne nie mogą jednak polegać w pełni na technologiach kosmicznych w segmencie naziemnym, ponieważ jest on bardzo narażony na wszelkiego rodzaju ataki — zarówno z cyberprzestrzeni, jak i kinetyczne. Łączność może być w każdym momencie zakłócona i połączenie dwukierunkowe może zostać zerwane.
Ale jeżeli mamy dostęp do dobrodziejstw komunikacji satelitarnej, jest ona wykorzystywana przede wszystkim w systemach dowodzenia i kontroli, w komunikacji taktycznej — umożliwia wydawanie rozkazów z lepszym, bardziej płynnym przepływem. Oczywiście w systemach rozpoznania, w sterowaniu bezzałogowymi statkami powietrznymi — przede wszystkim w lotach wykonywanych poza zasięgiem wzroku, czyli tak zwanych lotach BVLOS, które powodują, że operator traci kontakt wzrokowy z obiektem. Bezzałogowiec leci daleko poza zasięg wzroku, a komunikacja dwukierunkowa musi zostać zachowana, jednocześnie przekazując informacje do centrum operacyjnego, by szybciej i dynamiczniej podejmować decyzje.
KAROL KUC: Właśnie, skoro Pani wspomniała o roli komunikacji satelitarnej w kontekście bezzałogowców, przyszły mi do głowy dwa dodatkowe pytania. Jeżeli są zbyt odbiegające od głównego wątku, to proszę po prostu powiedzieć. To co mnie ciekawi — wielokrotnie mówi się o tym, że Polska ma już środki dalekiego rażenia, konkretnie kilkaset rakiet JASSM o zasięgu około 900 km dla naszych myśliwców F-16. Jednocześnie podnosi się argument, że ze względu na mało rozbudowane zdolności ISR — zwiadu satelitarnego — nie moglibyśmy wykorzystać tego rodzaju efektorów autonomicznie, bez wsparcia sojuszniczego, żeby trafić istotny cel statyczny, dajmy na to obiekt wojskowy. Czy to jest prawda?
DR ALEKSANDRA RADOMSKA: Przede wszystkim, żeby takie misje zostały wykonane z powodzeniem — bo mówimy zarówno o bezzałogowych statkach powietrznych, jak i o lotniczych środkach rażenia — żeby te środki były w pełni wykorzystane i ich potencjał miał sens, potrzebujemy własnej konstelacji satelitów, która pozwoli nawiązać kontakt i namierzyć cel. Mówię o kontakcie w aspekcie pozycjonowania obiektu, ale również nawigowania naszego bezzałogowca lub pocisku rakietowego, aby w ten cel trafił.
Dlaczego własnej? Oczywiście możemy prosić kraje posiadające zdolności kosmiczne, aby użyczyły nam swoich systemów satelitarnych. Dobrym przykładem jest Starlink, użyczony na potrzeby konfliktu zbrojnego na Ukrainie. Wszelkie prywatne konstelacje rozwijane przez komercyjne firmy mają potencjał i przeżywają teraz złote lata. Jednak są obarczone ryzykiem, że właściciel firmy — nawet nie kraj, w którym firma się rozwija, ale właściciel — w każdej chwili może odciąć nam możliwość korzystania z takiego systemu.
W przyszłości zawsze zalecane jest, aby każdy kraj wchodzący w etap skoordynowanych operacji wielodomenowych — rozgrywających się w pięciu domenach walki: ląd, morze, przestrzeń powietrzna, cyberprzestrzeń i kosmos — posiadał własne systemy komunikacji i nawigacji podwójnego zastosowania. Podwójnego zastosowania, ponieważ na co dzień wykorzystujemy GPS w telefonach, ale na drugim krańcu świata może on być w innym paśmie częstotliwości wykorzystywany do operacji militarnych. W każdej chwili Stany Zjednoczone mogą wyłączyć GPS, tak samo firma prywatna rozwijająca daną konstelację.
Popularny przykład to Starlink, ale to nie jedyny. Warto wspomnieć o konstelacji OneWeb, która dynamicznie się rozwija i zaczyna odgrywać coraz większą rolę. Z punktu widzenia bezpieczeństwa militarnego warto by było mieć oddzielną konstelację satelitów, pozwalającą korzystać z danych w sposób nieprzerwany, ciągły, wtedy kiedy tego potrzebujemy — i aby te informacje nie docierały do nas już zweryfikowane i przetworzone przez kogoś innego. Współcześnie mamy dostęp do francuskiej konstelacji Pléiades Neo, jednak są to satelity francuskie i możemy jedynie z nimi kooperować. Na pewno jest to lepsze niż nic, jednak w przyszłości powinniśmy dążyć do posiadania własnej konstelacji na potrzeby sił zbrojnych.
KAROL KUC: Zdecydowanie. Obiecuję, że to już ostatni element tego wątku pobocznego. Mamy czas ograniczony, a mam mnóstwo pytań. Mam zarówno przywilej, jak i obowiązek, że ten wywiad obejrzę wielokrotnie, montując go — zachęcam Państwa do tego samego, bo już w tej pierwszej odpowiedzi jest ogromna dawka informacji. Zdecydowanie potrzebujemy maksymalnej autonomiczności, jeśli chodzi o suwerenność technologiczną w zakresie zdolności kosmicznych.
Ale zakładając, że jesteśmy w punkcie sprzed kilku lat, kiedy dopiero podpisywano umowę na Pléiades Neo — bo rakiety JASSM mają naprowadzanie nie tylko po GPS, ale i inercyjne oraz w podczerwieni — przyjmijmy, że chodzi o cel statyczny, którego koordynaty po prostu znamy. Czy faktycznie sojusznik, który zorientuje się, że wykorzystujemy jego dane do czegoś, co mu się nie podoba, jest w stanie nam taką operację uniemożliwić, biorąc pod uwagę naprowadzanie inercyjne i w końcowej fazie w podczerwieni? Też ostatnio mówi się o tym, że Ukraińcy idą krok dalej, wyposażając bezzałogowce w sztuczną inteligencję, która obserwuje środowisko i jest w stanie sama umiejscowić się na wgranej wcześniej mapie na podstawie rozpoznawania obrazu.
DR ALEKSANDRA RADOMSKA: Widzę tu dwa główne aspekty. Jeżeli mówimy o uzbrojeniu lotniczym naprowadzanym inercyjnie — czyli takim, które nie wymaga bezpośredniej ingerencji systemów satelitarnych — to jednak musimy wysłać pilota na pokładzie samolotu, który dokona tej operacji. I znowu wchodzi czynnik ludzki. Tendencje są takie, że chronimy ten czynnik ludzki, wykluczamy go z wielu operacji. Człowiek bierze udział w misjach bojowych, ale w sposób pośredni — jak operator bezzałogowego statku powietrznego, który nie leci na linię frontu. Wysyła sprzęt setki, a czasem tysiące kilometrów dalej, aby wykonać zadanie.
Jest to też dużo tańsze. Zakup uzbrojenia lotniczego to kolosalne kwoty. Utrzymanie mechanizmu spajającego uzbrojenie ze statkiem powietrznym, wyszkolenie pilota, potencjalna strata pilota i maszyny — to wszystko dodatkowe koszty. Odchodzimy powoli od tego modelu. Technicznie rzecz ujmując — tak, możemy użyć naprowadzania inercyjnego, ale nie jest to zbyt opłacalne finansowo.
KAROL KUC: Rozumiem. Wspominała Pani o systemach ISR i o tym, czym różni się komunikacja wojskowa od cywilnej. Pomimo mojej wcześniejszej deklaracji — jeszcze jedno pytanie, bo bardzo interesowało to publiczność. W rosyjskich dronach dalekiego zasięgu znaleziono polskie karty SIM. Jaką rolę w tego rodzaju operacjach mogły odgrywać cywilne sieci GSM? Czy to ma związek z zastąpieniem komunikacji satelitarnej, czy jest to raczej dodatek opcjonalny?
DR ALEKSANDRA RADOMSKA: Moim zdaniem była to przede wszystkim próba przechytrzenia systemu. Musimy pamiętać, że wszelkie sieci telekomunikacyjne korzystają z konstelacji satelitarnych rozmieszczonych na orbicie geosynchronicznej. Ta orbita ma swoje plusy i minusy — myślę, że warto je wyjaśnić w dalszej części.
Bezzałogowe statki powietrzne, które miały na pokładzie te karty SIM, łączyły się z tą odległą orbitą i na tej podstawie były sterowane. Było to mniej oczywiste rozwiązanie niż gdyby łączyły się z satelitami na średniej orbicie okołoziemskiej, gdzie rozmieszczone są systemy GPS czy Galileo. A już tym bardziej nie wchodziła w grę niska orbita okołoziemska, najbardziej podatna na wszelkiego rodzaju zakłócenia. Następuje też redukcja widma elektromagnetycznego — nie całkowite zniwelowanie, bo nie da się w zupełności ukryć takiej emisji. Uważam jednak, że było to niskokosztowe i bardzo sprytne rozwiązanie.
Chciałabym jeszcze dodać słowo o bezzałogowych statkach powietrznych. Przeżywają one swój złoty wiek, ponieważ są skuteczne, niwelują zagrożenie dla życia operatora, ale również mają większe możliwości wyposażenia w różne komponenty — nie tylko środki rażenia, ale również algorytmy sztucznej inteligencji podpowiadające decyzje. Na ich podstawie operator decyduje, czy razić dany cel, czy nie. Lotnicze środki rażenia podwieszane pod samolotami bojowymi mają już bardzo ograniczone takie funkcje — zdecydowanie kładziemy nacisk na wielozadaniowość i redukcję kosztów.
KAROL KUC: Wspominała Pani w odpowiedzi na moje pierwsze pytanie o systemach dowodzenia i kontroli, czyli C2. To moim zdaniem słusznie pojawia się w debacie jako zarzut wobec Polski, że odstajemy od trendów w wykorzystaniu systemów informatycznych do analizy danych z sensorów i podejmowania decyzji. Mamy przykład systemu, który w Polsce wyewoluował od prostszego narzędzia do korekty ognia artyleryjskiego do pełnego systemu C2. Mówi się też w kontekście polskich programów obrony przeciwpowietrznej o BMS-ach, czyli Battlefield Management Systems. Jak ma się jedno do drugiego? Czym jest C2? Co musi się składać na taki system, żebyśmy mogli powiedzieć, że Polska posiada swój system zgodny z najnowszą ewolucją komunikacji i przetwarzania danych?
DR ALEKSANDRA RADOMSKA: Jest tu bardzo dużo wspólnych cech. Dostrzegam trzy główne komponenty. Pierwszy to komponent techniczny — wszelkiego rodzaju sensory, czujniki, sieci, które muszą być odpowiednio połączone, aby przetwarzać informacje. Drugi to informacja, która musi spływać do systemu dowodzenia i kontroli, aby mógł funkcjonować i przekazywać komendy i rozkazy personelowi wojskowemu na polu walki.
Wyobraźmy sobie jedno duże centrum dowodzenia, które przetwarza informacje, kontroluje ich przepływ, gromadzi je, ale również jest czujne, czy nie są one zafałszowane. System musi potrafić rozdzielić i rozróżnić informacje. Stopniowo wdrażane są algorytmy sztucznej inteligencji zdolne rozpoznać, czy informacja jest zafałszowana lub czy ktoś próbuje ją zagłuszyć. Dopiero gdy mamy pewność, że informacja jest bezpieczna, może być dalej przekazywana.
Mamy na myśli nie tylko informacje przepływające dwukierunkowo między centrum a komponentem prowadzącym rozpoznanie. Wpływają tu również dane z satelitów — dane kosmiczne — które są przetwarzane i na ich podstawie wychodzą kolejne komendy do pilota w samolocie wielozadaniowym czy do żołnierzy prowadzących rozpoznanie naziemne. Wchodzą w grę również jednostki nawodne. Obieg informacji musi być zoptymalizowany tak, aby sieci były wydolne — by jednocześnie spływały dane satelitarne i wychodziły rozkazy do jednostek prowadzących działania w pozostałych domenach — a jednocześnie system musi być czujny na cyberzagrożenia.
Znowu mamy wymiar wielodomenowości. O ile jakikolwiek komponent techniczny jest odporny i jednocześnie zdolny do prowadzenia operacji wielodomenowych, to wtedy mówimy, że spełnia wymagania współczesnego pola walki.
KAROL KUC: Wspominała Pani o systemach ISR i słusznie zaznaczyła, że powinniśmy zacząć od podstaw. Moi widzowie w poprzednich rozmowach mogli się dowiedzieć o komunikacji opartej o orbitę geostacjonarną — chociażby o tym, że Polska w latach 90. wyzbyła się własnej zarezerwowanej pozycji orbitalnej, ale mówiliśmy o możliwości korzystania z pozycji Bułgarii. Jeśli chodzi o Starlinka, wielokrotnie mówiono o ryzyku wyłączania. Może zacznijmy od tego, o jakich orbitach mówimy w kontekście zwiadu satelitarnego — myślę, że warto to raz jeszcze wyjaśnić, żebyśmy dalej rozumieli architekturę systemu komunikacji satelitarnej.
DR ALEKSANDRA RADOMSKA: Oprócz rodzajów satelitów i orbit warto w ogóle zrozumieć, czym jest orbita. To przede wszystkim tor ruchu konkretnego obiektu w przestrzeni kosmicznej wokół innego ciała, wynikający z zachowania równowagi między prędkością nadawaną obiektowi a siłą grawitacji. Wyobraźmy sobie obiekt mniejszy od Ziemi — a satelity sztuczne zdecydowanie do takich należą — który nieustannie opada na Ziemię lub próbuje polecieć dalej w próżnię. W momencie, kiedy ma odpowiednią prędkość — tu mówimy o pierwszej prędkości kosmicznej — nadajemy mu ruch i porusza się w zaplanowany sposób, a grawitacja zmusza go do posłuszeństwa.
Im bliżej Ziemi, tym większa musi być ta prędkość. Wzorcowa wartość pierwszej prędkości kosmicznej to 7,9 km na sekundę. Im dalej od Ziemi, tym prędkość maleje.
Orbity dzielimy na naturalne i sztuczne. Naturalne — jak orbita ziemska wokół Słońca, gdzie pełny obieg zajmuje 365 lub 366 dni. Sztuczne — skrupulatnie wyliczone i wdrożone przez człowieka, na nich rozmieszczamy konstelacje satelitów.
Wyróżniamy cztery główne orbity satelitarne. Najbliżej Ziemi mamy niską orbitę okołoziemską, czyli LEO. Według NASA zaczyna się od około 160 km i kończy na około 2500 km. Faktyczne operacyjne wykorzystanie szacuje się od około 350–400 km do 1500 km. Ta orbita robi się bardzo mocno zatłoczona. Następuje tendencja projektowania małych satelitów — mikro- i nanosatelitów — o małej masie, łatwych do wyniesienia, bo w jednym statku kosmicznym można umieścić cały komponent. Stąd słynny kosmiczny pociąg Starlinka widoczny na niebie. Na niskiej orbicie tworzymy megakonstelacje liczące od kilku tysięcy, w przyszłości do kilkudziesięciu tysięcy obiektów. Mają zdolność pokrycia Ziemi, ale zakresy są dosyć małe — konkretny region w danym państwie. Dlatego tych satelitów tworzy się tak dużo.
Kolejna orbita — często niesłusznie pomijana — to średnia orbita okołoziemska, MEO, od 2500 km do prawie 35 000 km. To kompromis między LEO a GEO. Obecnie rozmieszczone są tu satelity nawigacyjne zapewniające nawigację, pozycjonowanie i synchronizację czasu. Gdy korzystamy z GPS-a czy Galileo, korzystamy z satelitów na tej orbicie. Uważam, że MEO ma jeszcze duży potencjał dla sił zbrojnych.
Dalej mamy orbitę geosynchroniczną, GEO, zaczynającą się od 35 000 km. Każdy obiekt na tej orbicie jest duży — od 500 kg do kilku ton — i pozostaje nieruchomo względem Ziemi, bo ma taką samą prędkość kątową. Satelity geosynchroniczne są w stanie mapować teren o zasięgu całego kontynentu. Utrata takiego satelity jest bardzo kosztowna i niesie poważne konsekwencje. GEO jest najbardziej wykorzystywaną orbitą przez siły zbrojne. Dużym minusem są jednak opóźnienia — sygnał musi pokonać drogę w dwie strony — niedopuszczalne często w operacjach bojowych.
Ostatni typ to orbity silnie eliptyczne, HEO. Rozciągają się powyżej 35 000 km. W odróżnieniu od pozostałych, które wyobrażamy sobie jako okrąg, HEO jest mocno spłaszczona. Perygeum — punkt najbliższy Ziemi — to około 500 km, a apogeum — punkt najdalszy — to około 50 000 km. Satelity na HEO mogłyby prowadzić mapowanie w rejonach o wysokich szerokościach geograficznych — bieguny. Obecnie na HEO znajduje się zaledwie około 60 satelitów. Idealne mapowanie powinno odbywać się w sposób hybrydowy — wykorzystując potencjał LEO, MEO, GEO i HEO.
KAROL KUC: Rozumiem. Ta dyskusja, czy Europa jest w stanie zbudować swojego Starlinka — odpowiedź nie jest prosta. Moglibyśmy powiedzieć, że mamy satelitę komunikacyjnego geostacjonarnego w pozycji orbitalnej naszego sojusznika z NATO, Bułgarii, zapewniającego komunikację nad Europą Środkową. Ale nie byłoby prawdą twierdzenie, że jeden satelita geostacjonarny może zapewnić naszemu wojsku autonomiczną komunikację — bo jak Pani wspomniała, satelity komunikacyjne na orbicie niskiej mają kluczową zaletę: mniejsze opóźnienie. Dobrze zrozumiałem?
DR ALEKSANDRA RADOMSKA: Zgadza się. O opóźnieniach opowiem szerzej w dalszej części, bo są kluczowe i krytyczne dla sił zbrojnych. Pojedynczy satelita czy nawet kilka satelitów na orbicie geosynchronicznej nie jest w stanie zapewnić elastycznych zdolności korzystania z danych satelitarnych. Nie tylko ze względu na opóźnienia, ale również na potencjalną utratę — co pociąga bardzo duże konsekwencje. Te satelity nie są też tak skutecznie redundowane jak na LEO — w momencie awarii nie ma tam czego rozdzielić, bo jest ich stosunkowo dużo mniej. Brakuje również możliwości skutecznego odcięcia satelity zainfekowanego złośliwym oprogramowaniem.
KAROL KUC: Pani Doktor, cieszy mnie, że jako Polska te pierwsze satelity już wynieśliśmy i nad niektórymi komunikacyjnymi pracujemy. Ale jak chodzi o architekturę systemu komunikacji satelitarnej jako całość — co się na niego składa? Różne firmy produkują części komponentów naziemnych, ale co jest potrzebne, żebyśmy mogli powiedzieć, że Polska ma swój własny, autonomiczny i kompletny system komunikacji satelitarnej?
DR ALEKSANDRA RADOMSKA: To bardzo ważne pytanie. Musimy sobie uzmysłowić, że gdy rozmawiamy o satelitach, to dopiero wierzchołek góry lodowej. Obserwując na niebie satelity Starlinka, nawiązujemy przede wszystkim do segmentu kosmicznego. Mamy jeszcze inne segmenty techniczne: segment naziemny, segment użytkownika i sieci. Komponent sieciowy pojawił się stosunkowo niedawno, w miarę udoskonalania satelitów.
Uporządkujmy to. Satelita w przestrzeni kosmicznej to serce, które przepompowuje dane w naszą przestrzeń ziemską. Dane muszą gdzieś trafić — ktoś musi je odebrać. Ale zanim to nastąpi, muszą zostać posegmentowane, zweryfikowane i dopiero wtedy przekazane. W tym celu mamy mózg — segment naziemny — który analizuje, decyduje o priorytecie rozdysponowania danych, które dane na przykład są niewyraźne. W przypadku zobrazowania Ziemi — gdy nie korzystamy z satelitów radarowych odpornych na warunki atmosferyczne — konstelacje optyczne nie są zdolne przenikać przez chmury. Segment naziemny odrzuca niewyraźne obrazy, a do użytkownika trafiają tylko te wyraźne.
Segment użytkownika to nasze oczy i ręce — wykorzystujemy dane, które do nas trafiają. Tak jak codziennie korzystamy z nawigacji satelitarnej — jesteśmy odbiorcami danych przetworzonych, pochodzących z kosmosu, przechodzących przez segment naziemny i trafiających do nas na gotowo.
Sieci to układ nerwowy, który integruje wszystkie elementy i umożliwia sprawne funkcjonowanie w czasie rzeczywistym. Zarządza przepustowością transmisji, decyduje o priorytetach przepływu danych, aby wypełnić koncepcję sieciocentryczności. Dzięki temu każdy komponent — pojedynczy żołnierz, dowództwo strategiczne, jednostki na polu walki — ma wspólny obraz sytuacji dostarczany w czasie rzeczywistym. W warunkach bojowych czas jest jednym z najcenniejszych zasobów.
W segmencie kosmicznym każdy satelita wyposażony jest w transpondery, coraz częściej w cyfrowe payloady, a nowoczesne satelity posiadają łącza pozwalające im komunikować się między sobą. Dzięki nim możemy odciąć sieć od satelity zniszczonego kinetycznie lub zainfekowanego, nie przekazując dalej skompromitowanych danych. Zwiększa to odporność transmisji i całego systemu na utratę pojedynczego komponentu. Dążymy również do tego, aby satelity dynamicznie przydzielały pasmo radiowe i kierowały wiązki sygnału w zależności od potrzeb użytkowników.
Segment naziemny dzielimy na stacje kontroli i gatewaye. Stacje kontrolne monitorują stan techniczny satelitów, wysyłają komendy, wprowadzają korekty trajektorii, sprawdzają kursy kolizyjne z odłamkami kosmicznymi. Gatewaye to bramy integrujące komunikację satelitarną z sieciami lądowymi i powietrznymi. Ten segment jest najbardziej podatny na ataki — jest dostępny, nie wymaga dużych nakładów, by go zaatakować. Można go niszczyć fizycznie lub zhakować. Dlatego kluczowe jest zabezpieczenie całego łańcucha dostaw odpowiednim szyfrowaniem.
Segment użytkownika to ludzie i odbiorcy, ale współcześnie również czujniki i sensory w centrach dowodzenia. Informacja przetworzona przez segment naziemny trafia do użytku operacyjnego — czy to żołnierz, czy sprzęt: krótkofalówki, instalacje na pojazdach, samolotach bojowych czy okrętach. Nowoczesne terminale pozwalają na komunikację z wieloma satelitami jednocześnie, co zwiększa niezawodność. Potrafią też wykryć potencjalną manipulację radioelektroniczną i przełączać się na funkcję odporności na zakłócenia — to tak zwany Frequency Hopping Spread Spectrum.
KAROL KUC: Ten fragment o strącaniu satelitów to coś, do czego chciałbym wrócić — bo choć może brzmieć jak Gwiezdne Wojny czy science fiction, jest to już od dawna w zasięgu niektórych państw. Przechodząc od komunikacji do obrazowania — rozumiem, że w kompletnym systemie satelitarnym potrzebujemy różne rodzaje satelitów obserwacyjnych? Zarówno klasyczne optoelektroniczne, jak i satelity obrazowania radarowego, którym przeszkody takie jak chmury czy dym z pożaru nie przeszkadzają?
DR ALEKSANDRA RADOMSKA: Dokładnie tak. Satelity optyczne posiadają szereg zalet, ale też wad. Satelity radarowe przezwyciężają i niwelują te wady. Biorąc pod uwagę nasz klimat — częste zachmurzenie, opady — nie mamy przeszkód, by wykorzystać konstelację radarową. Przy eksploatacji satelitów optycznych mogą się pojawiać ograniczenia — warunki atmosferyczne, ograniczona widoczność z kosmosu, jednostajny obraz, dobry kamuflaż. W operacjach w terenie górzystym, jak Afganistan, istnieje ryzyko, że pewne obszary zostaną źle zinterpretowane. Zdecydowanie satelity SAR mają tu dużą przewagę.
KAROL KUC: To porównanie przypomina mi pytanie, jakie zadałem pułkownikowi Semeniukowi o radary aktywne i pasywne. Jakie zatem są zalety satelitów optycznych? Dlaczego nie powinniśmy po prostu budować samych konstelacji SAR?
DR ALEKSANDRA RADOMSKA: Jestem zwolenniczką podejścia łączenia zdolności. Nie ma systemu idealnego — powinniśmy kłaść nacisk na rozwiązania hybrydowe. Tak jak w przypadku orbit — dobrze by było mieć satelity na każdej z nich — tak samo z obrazowaniem. Satelity radarowe mają dużo zalet i przewagę, ale korzystając jeszcze z innych rozwiązań, osiągamy ideał. Nasze środowisko bezpieczeństwa i współczesnych konfliktów jest bardzo nieprzewidywalne i wielodomenowe. Jesteśmy wręcz obarczeni przepływem informacji. Uważam, że nie powinniśmy rezygnować z satelitów optycznych na rzecz radarowych — warto wskazywać wady i zalety obu.
KAROL KUC: Wspominała Pani o elemencie naziemnym — terminałach. To co mnie i widzów ciekawi, nawiązując do satelitów SAR — jedna z polskich firm chwali się rozwiązaniem, które obrazowanie SAR jest w stanie zapewnić, umieszczając odpowiedni radar na dronach. Jak to się wpisuje w ekosystem spójnego systemu rozpoznania i zwiadu?
DR ALEKSANDRA RADOMSKA: Jak najbardziej jest to możliwe. Możemy umieszczać sensory odbierające przetworzone informacje satelitarne na różnym oprzyrządowaniu — na załogowych statkach powietrznych, w centrach dowodzenia, w terminalach żołnierza. Myślę, że jest to bardzo realne i jeden z czynników wpływających na skok technologiczny w komunikacji satelitarnej. Mam nadzieję, że u nas również będzie to wkrótce standardem.
KAROL KUC: Wspomniała Pani o bardziej statycznych platformach. Czy to dotyczy również aerostatów? Tam też moglibyśmy zainstalować obrazowanie radarowe?
DR ALEKSANDRA RADOMSKA: Tak, jednak aerostaty poruszają się z dużo mniejszymi prędkościami niż samoloty bojowe czy bezzałogowce. Mówiąc o platformach bezzałogowych — często kojarzymy je wyłącznie z latającymi, ale dron to każde urządzenie pozbawione człowieka na pokładzie. Mamy drony naziemne na podwoziu gąsienicowym lub kołowym, bezzałogowe aparaty podwodne. Wszędzie tam, gdzie platformy będą maksymalnie wielozadaniowe, modułowe, zdolne przenosić czujniki i sensory do odbierania informacji z przestrzeni kosmicznej — takie rozwiązania mogą działać.
KAROL KUC: Wiem, że przeciągnąłem już czas, jaki Pani Doktor zgodziła się poświęcić. Ale chcę jeszcze zapytać o bezpieczeństwo takiego systemu, gdyby udało się nam taką pełną architekturę dla Polski zbudować. Tylko drobne uszczegółowienie — powiedziała Pani, że aerostaty przemieszczają się z mniejszą prędkością. Chodzi o to, że ten drobny ruch na dużej wysokości, choćby ze względu na wiatr, wystarczy do tego, żeby obrazowanie radarowe — mapę i identyfikację przemieszczających się celów — utworzyć?
DR ALEKSANDRA RADOMSKA: Dokładnie. Wyobraźmy sobie balon — może być wolny i może być na uwięzi. W aspektach militarnych korzystano z balonów do rozpoznania. Bywa, że wiatr jest pożądany, ale zbyt mocny już nie. Jeśli balon przemieszcza się za szybko, może to być zakłócenie, które sami sobie wprowadzamy przez warunki atmosferyczne. Balon na uwięzi nie będzie się przemieszczał. Aerostaty mogą się poruszać, ale nie tak szybko jak statki powietrzne czy bezzałogowe platformy. Trzeba też wspomnieć o śmigłowcach, które są bardzo szeroko wykorzystywane w operacjach bojowych.
KAROL KUC: Czyli obrazowanie SAR na aerostatach to nie jest fikcja. Pani Doktor, kończąc — to jest taki standard mojego kanału, że na koniec mówię, że pozostała mi mniej więcej jedna trzecia lub więcej pytań na liście i zapraszam gościa na kolejną rozmowę. Muszę jeszcze koniecznie zapytać o bezpieczeństwo systemów satelitarnych. Wspomniała Pani o strącaniu satelitów efektorami kinetycznymi i o hakowaniu. Co zatem powinniśmy zrobić, jeżeli już wydamy miliardy na własny, kompletny, suwerenny system satelitarny, aby te zagrożenia zmitygować? Jakie konkretnie są to zagrożenia oprócz tych już wymienionych?
DR ALEKSANDRA RADOMSKA: Żeby uporządkować wiedzę, lubię podawać klasyfikacje. Zagrożeń jest bardzo dużo, ale żebyśmy zrozumieli zasady działania, podział jest niezbędny.
Mówiąc o pociskach przeciwsatelitarnych, które startują z Ziemi i niszczą satelitę — mówimy o rażeniu kinetycznym. Pociski ASAT mogą startować z Ziemi, z katapulty, mogą być wyniesione do pewnego pułapu przez bojowy statek powietrzny. Ich cel jest jeden: rażenie obiektu w przestrzeni kosmicznej. Jest to operacja bardzo kosztowna — państwo musi posiadać taki pocisk. Prym wiedzie tu Rosja i Stany Zjednoczone, które na początku XXI wieku intensywnie testowały pociski przeciwsatelitarne. Dołączyły do nich Chiny, które zaczęły nawet niszczyć własne satelity w ramach testów.
Idea pocisków przeciwsatelitarnych to niszczenie własnych satelitów na kursie kolizyjnym z ważniejszymi obiektami. Ale nic absolutnie nie powstrzymuje nas przed wykorzystaniem takiego pocisku do celów bojowych. Nie ma żadnych przepisów, które tego zabraniają. Można tu też podciągnąć pociski balistyczne, lecące po krzywej parabolicznej przez przestrzeń kosmiczną — i nic nie stoi na przeszkodzie, by „przypadkiem" strącić satelity.
Drugi rodzaj to zagrożenia niekinetyczne — głównie rażenie laserowe. Budowane są platformy, często umieszczane na wozach bojowych, posiadające transmiter do emisji wiązki laserowej. Wiązka jest tak skupiona, że jest w stanie razić obiekt, oślepić go, zerwać łączność i uniemożliwić dalszą pracę. Rosja buduje system Priestwiet właśnie do rażenia obiektów kosmicznych z powierzchni Ziemi. Uważam, że jest to ogromne zagrożenie.
Trzecia kategoria to zagrożenia radioelektroniczne i cybernetyczne. Mówi się o jammingu — zagłuszaniu — oraz spoofingu — zafałszowaniu sygnału. Jamming polega na tym, że osoba z jammerem — małym urządzeniem zakłócającym, czasem wpijanym do laptopa przez USB — zagłusza transmisję sygnału radiowego, stopniowo go wygaszając. Jamming jest szybki do wykrycia, bo odbiorca po prostu nie odbiera komunikatu. Żołnierze tracą łączność, bezzałogowce przestają wykonywać rozkazy, dane rozpoznawcze nie docierają na czas.
Spoofing jest dużo bardziej złożony. Operator spoofera namierza pasmo, w którym odbywa się komunikacja, i dostosowuje swoje urządzenie, by wprowadzić fałszywe dane. Klasyczny przykład — GPS dalej działa, ale dostajemy błędne wskazania lokalizacyjne. Nie możemy skierować pojazdów, samolotów czy bezzałogowców we właściwe miejsce, nie możemy namierzyć celu do ostrzału artyleryjskiego.
Mówi się też o intercepcji SIGINT — wywiadzie radioelektronicznym, Signals Intelligence. Za jego pośrednictwem możemy pasywnie przechwytywać sygnały przeciwnika i analizować je pod kątem komunikacji, jednocześnie zabezpieczając własne interesy.
Ostatni rodzaj to zagrożenia czysto cybernetyczne — cyberataki mogące przybrać różne formy, inicjowane z dowolnego miejsca na świecie. Mogą razić segment naziemny i kosmiczny. Łatwiej razić segment naziemny, ale nie możemy wykluczyć zhakowania satelity. Celem jest, aby satelita pozostał fizycznie nienaruszony, ale by stracono nad nim kontrolę — i jednocześnie często nad stacją naziemną.
KAROL KUC: Ja nigdy w roli eksperta się w podcastach nie stawiam — mówię wprost, że próbuję popularyzować wiedzę o tym, co w Polsce już robimy i co powinniśmy robić, aby za ewolucją pola walki nadążyć. Szczerze mówiąc, nie wiedziałem, że terminy jamming i spoofing, o których wielokrotnie rozmawiałem z gośćmi w kontekście dronów, odnoszą się również do zagrożeń dla systemów satelitarnych. Drobne uściślenie — mówiła Pani o laserze w kontekście oślepiania satelitów, ale nie o systemach energii skierowanej typu brytyjski DragonFire czy ukraiński Tryzub — czyli systemach laserowych zdolnych fizycznie uszkodzić satelitę.
DR ALEKSANDRA RADOMSKA: To jest dokładnie ten rodzaj. W ramach środków niekinetycznych mamy różne sposoby oddziaływania — bronią impulsową, mikrofalową i wiązką kierowaną, czyli laserami. Cel jest jeden — zagłuszyć lub zniszczyć satelitę. Generalnie nie jest pożądane niszczenie satelitów fizycznie, bo oprócz tego, że jest to jawny akt agresji militarnej, społeczność międzynarodowa krytykuje zaśmiecanie środowiska kosmicznego. Laser może fizycznie zniszczyć obiekt, przegrzewając go, ale możemy go również oślepiać — wyłączyć jego funkcjonowanie. Mamy zakres możliwości, od delikatnego oślepienia po fizyczne zniszczenie.
To samo dotyczy środków radioelektronicznych. W przypadku spoofingu — jeżeli spoofer podkręci moc zbyt mocno, próbując szybko zdemodulować fale radiowe, może dojść do przegrzania urządzeń na końcu łańcucha — może zniszczyć własny sprzęt. Wszelkie zagrożenia radioelektroniczne i cybernetyczne tyczą się każdego urządzenia — naziemnego, wojskowego, cywilnego, kosmicznego — każdego, które przesyła dane. Równie dobrze możemy zakłócić telewizor, ale tym samym jammerem — gdyby miał większy zasięg — możemy zakłócić satelitę lub stację naziemną.
Gdy mówimy o domenach walki — ląd jest ograniczony, akweny ograniczone, nawet przestrzeń powietrzna jest ograniczona. Ale przestrzeń kosmiczna i cyberprzestrzeń przenikają się nawzajem i mogą oddziaływać na różne sfery naszego życia, w tym na działania militarne.
KAROL KUC: Mówi się sporo w Polsce, że strategia to jedno, a technikalia to drugie. Natomiast będę starał się namawiać polityków, z którymi będę miał okazję rozmawiać, do uważnego wysłuchania tej rozmowy, bo to jest ogromna dawka wiedzy. Myślę, że część dyskusji publicznej o kierunku rozwoju zdolności kosmicznych w Europie, w kontekście zależności od USA — politycy w swoich wypowiedziach często błądzą, bo nie rozumieją pewnych podstawowych pojęć i technologii, które Pani Doktor tutaj przybliżyła. Nie jest to już XIX wiek, żeby być strategiem i przywódcą, nie rozumiejąc szczegółów technicznych. Świat jest bardzo skomplikowany i żeby strategię na ten czas chaosu dla Polski dobrze przygotować i mądrze zainwestować miliardy, trzeba tę wiedzę mieć.
Raz jeszcze bardzo dziękuję za tę rozmowę. Przepraszam za jej przedłużenie i ponawiam zaproszenie — czy to za kilka tygodni, czy miesięcy. Mam nadzieję, że znajdzie się chociaż kilku polityków, którzy nas oglądają.
DR ALEKSANDRA RADOMSKA: Panie Karolu, bardzo dziękuję za zaproszenie. Mam nadzieję, że przedstawiłam przynajmniej kilka interesujących zagadnień. Temat nie jest wyczerpany — obiecałam jeszcze opowiedzieć o charakterystyce satelitów, szerzej o orbitach, o bezpieczeństwie i możliwościach zabezpieczania wojskowych systemów komunikacji. Myślę też, że warto skupić się na kierunkach rozwoju komunikacji satelitarnej. Pozostaję do dyspozycji w przyszłości.
KAROL KUC: Dziękuję serdecznie i życzę udanego dnia.
DR ALEKSANDRA RADOMSKA: Dziękuję bardzo.
Karol Kuc
Trwa ładowanie...