Komercijalni sateliti za vojne potrebe

Unatoč povećanim financijskim izdvajanjima u vojne satelitsko-komunikacijske programe, u doglednoj bi budućnosti komercijalni sateliti mogli biti važni vojskama, pogotovo zbog svojih potencijalno velikih kapaciteta

Foto: ESA – Artemisova putanja pokriva Europu do Urala kao i sjevernu Afriku te Srednji istok

Upotreba komercijalnih satelita u vojne svrhe doživjela je procvat u prošlom desetljeću što je dovelo do rapidnog rasta u svjetskom komercijalnom satelitsko-komunikacijskom (satcom) sektoru. Izgleda da će se taj trend i dalje nastaviti. Prema tumačenju američke vojne informativne agencije, rast tržišta vojnih satelita u 2008. iznosi 24%, što je dvostruko više nego u 2007. Nekih 80% satcoma američkog ministarstva obrane spada pod privatne tvrtke kao što su Globalstar, Inmarsat, Intelsat, Iridium i Thuraya iz Ujedinjenih Arapskih Emirata. To je oko 2,3% dostupnih komercijalnih kapaciteta. Pošto je američka vojska povećala uporabu satelitskog propusnog pojasa posebno nakon Iraka te napada 11. rujna 2001., zahtjevi za satelitskim kapacitetima počeli su nadvisivati dostupne kapacitete. Propusni pojas se očituje kao potreba za brzim i proširivim komunikacijskim mrežama, što podrazumijeva prebacivanje na komercijalni satcom dok se čeka lansiranje vojnih i mnogo sigurnijih zamjenskih satelita slijedeće generacije.

Odgovor ministarstva obrane
Kako bi izišlo u susret zahtjevima za boljim komunikacijskim mrežama, američko je ministarstvo obrane pripremilo programe kao što je transformirajući satelitski komunikacijski sustav (TSAT), koji će osigurati visokopropusne linkove za komunikaciju s postrojbama na terenu. Pet geostacionarnih satelita koji čine TSAT također će ponuditi revolucionarni laserski “priključak” za izuzetne visokokapacitetne linkove između svemirske letjelice i zrakoplova ili druge svemirske letjelice opremljene adekvatnim terminalima. TSAT bi eventualno mogao zamijeniti i satelite Milstar. Pa ipak, buduće je financiranje TSAT-a upitno.
Prvo lansiranje TSAT-a inicijalno je predviđeno za 2013. godinu, ali zbog pritiska na proračun kao i poteškoća u razvoju došlo je do odgode lansiranja za sredinu 2018. godine.

Komunikacijski terminali sustava Globalstar

Američka vojska također ima zahtjev za kratkoročnim poboljšanjima satcom kapaciteta, kako bi se zadovoljili povećani zahtjevi za propusnom moći zbog strateških i taktičkih potreba za slikovnim materijalima u relanom vremenu, te povećanim upotrebama bespilotnih letjelica (UAV). Amerika radi na razvoju ostalih programa kako bi pojačali satcom kapacitete.

Ovo uključuje i sustav za mobilnog korisnika (MUOS) – širokopojasni taktički satcom sustav treće generacije, projektiran kako bi se ujedinila glasovna, video i podatkovna komunikacijska usluga za mobilne američke postrojbe i stacionarne postaje širom svijeta. Program će omogućiti zamjenu za sadašnje UHF i UFO skupine satelita. Širokopojasna globalna satcom (WGS) skupina, od koje je prva lansirana u listopadu 2007. i postala operativna u travnju 2008., trebala bi zamijeniti zastarjeli obrambeni satelitski komunikacijski sustav III (DSCS III).

Komercijalno emitiranje
U međuvremenu, svakako, fiskalni pritisci, kašnjenje lansiranja (također za MUOS i WGS) i rezanje ukupnih sposobnosti TSAT-a znači orjentaciju na komercijalne satelite za popunjavanje praznina. Jedan od načina po kojem su komercijalni satcom dobavljači pokušali pomoći američkom ministarstvu obrane bio je povećanje njihovog satelitskog kapaciteta preko modela “iznajmljenog korisnog tereta”. Na ovaj su način vojni senzori i transponderi montiraju na komercijalni satelit koji se proizvodi, a ministarstvo obrane i satelitski dobavljač dijele trošak lansiranja. Američko ratno zrakoplovstvo već je poduzelo korake u ovome smjeru odabravši senzore koji će se montirati na komercijalne satelite kojima će se moći demonstrirati ta tehnologija.

Foto: ESA – Kompletiranje satelita Artemis…

Na konferenciji pri američkom institutu za aeronautiku i astronautiku (AIAA) u San Diegu, održanoj 10. listopada 2008., govornik iz Američkog svemirsko-raketnog centra (u sastavu ratnog zrakoplovstva) napomenuo je kako je ratno zrakoplovstvo odabralo jednu od opcija za testiranje infracrvenog senzora širokokutnog vidnog polja. On će biti integriran na komunikacijski satelit i testiran u geostacionarnoj orbiti 2010. godine. Ovo je prvi puta kako će se napraviti ovakav korak: upotrijebiti komercijalni satelit preko ugovora sa komercijalnim dobavljačem i montirati korisni teret ministarstva obrane na njihovu svemirsku letjelicu, a biti će postavljen u orbitu koju zahtjeva komercijalna komunikacija te će se u isto vrijeme i izvoditi ispitno-razvojna testiranja. Taj bi se model mogao i proširiti na druga područja jer se neke misije preklapaju pa se javlja povoljna prilika za uključenje tih dodatnih korisnih tereta.

Dok industrija gura ovaj koncept, neki se problemi moraju riješiti prije nego se vojska pomakne izvan sadašnjih okvira i prihvati prednosti iznajmljenog korisnog tereta. Između ostalog, ovdje imamo problem oko osiguranja, informativnog jamstva te internacionalne regulative za promet naoružanjem (ITAR). Američka nacionalna politika za svemirski transport mogla bi ograničiti upotrebu američkih lansirnih usluga dobavljačima usluga komercijalnih satelita.

Iz tvrtke Intelsat General, navode kako program brze zamjene flote komercijalnih dobavljača satcom usluga pokazuju mnoge mogućnosti za vojne korisnike. To zahtjeva određene promjene i dobru volju za upotrebu komercijalnih operatora, drugačije od tradicionalnog načina. Stvari koje komercijalni operator donosi u smislu pristupa orbiti, tempu lansiranja i fleksibilnosti u primjeni tehnologije, velik je dobitak za sektor svemirskih aktivnosti.

Prijenosni pojasi i brzine
Općenito, komercijalni sateliti su sposobni za obavljanje većine vojnih zahtjeva, a privatni davatelji satelitskih usluga u stvarnosti osiguravaju sigurnosnu komunikaciju preko L, C i Ku pojasa. Duže UHF valne duljine mogu prolaziti kroz biljni pokrov te su otporne na vremenske neprilike pa su od vitalnog značaja za trupe na bojišnici. Dovoljna je mala snaga odašiljača kako bi se slali podaci, a pristup satelitu može se ostvariti pomoću malene antene s malim pojačanjem. Manje složeni tipovi komercijalne i vojne opreme upotrebljavaju uskopojasne UHF (300-1000 MHz) i L-pojasne (1,215-1,4 GHz) valne duljine koje su mnogo robusnije.
Pa ipak, uskopojasne UHF komunikacije imaju i neke mane. Ovdje postoje vidljiva ograničenja unutar propusnosti s obzirom na prostor, snagu i elektromagnetske interferencije (smetnje). Štoviše, sustavi za komercijalni pojas su skupi zbog cijene pristupa satelitu te niske propusnosti. Prema tome, budući zahtjevi za vojnim satcomima biti će fokusirani na valne dužine u X i Ka pojasima.

Komunikacijski terminali sustava Globalstar
Zemlje poput Australije, Kanade, Japana, Novog Zelanda, V. Britanije i SAD-a umnožile su svoje mornaričke UHF/L-pojasne kapacitete pomoću najma komercijalnih kapaciteta kao što je satelitska telecom usluga Inmarsat Fleet 77. Inmarsat, koji jedino radi na L pojasu, ima u ponudi različite usluge za vojne korisnike uključujući širokopojasnu globalnu mrežu (BGAN), globalnu mrežu (GAN) te Fleet F77, Fleet F55 i Fleet F33 što nudi paralelne usluge za najam pomorskom sektoru. Tvrtka je u travnju lansirala treći satelit Inmarsat-4 koji je upotpunio globalno pokrivanje širokopojasnim uslugama i dopunio BGAN čime je korisnicima omogućen simultani razgovor preko njihovih satelitskih telefona i razmjena podatkovnih informacija brzinom 500 kbit/s za stacionarne korisnike ili 260 kbit/s za mobilne korisnike. Sada Inmarsat nudi vojnim korisnicima prijenos podataka brzinom do 490 kbit/s.

Foto: ESA – …i završna ispitivanja prije lansiranja

Iridium, rastući davatelj glasovno-podatkovnih satelitskih usluga također radi samo u L-pojasu te 22% njihovih korisnika pripadaju vojnim i vladinim agencijama. Njihov “otvoreni port” poboljšava propusnost usluga te je ponuđen pomorskom tržištu u listopadu 2008. s maksimalnom brzinom prijenosa od 156 kbit/s. Ako se to pokaže uspješnim tada će se proizvod prilagoditi i za vojno tržište. Tvrtkin komunikacijski upravitelj iznosi kako postoji zahtjev za otvoreni port od vojnog tržišta, ali će zahtjevati drugačiji tip terminala (uređaja za pristup) te će se o tome još pregovarati.

Tvrtka je također u procesu razvoja svoje satelitske skupine nove generacije prozvane Iridium NEXT, a koja bi trebala biti razmještena do 2016. Trenutno Iridium posjeduje 66 satelitskih skupina koji pak osiguravaju ograničenu propusnost od 2,4 kbit/s te se upotrebljava za glasovnu komunikaciju, e-mail te određena praćenja signala pomoću GPS-a. Iridium NEXT će zamijeniti ovaj stariji sistem te će biti potpuno baziran na Internet protokolu (IP) čime će se tvrtkama omogućiti jednostavno integriranje usluga unutar već postojećih aplikacija. Prema tvrtkini, američko ministarstvo obrane potpisalo je ugovor vrijedan 57 milijuna dolara u svrhu vojnih komunikacijskih usluga za 32 000 korisnika.

Tvrtke Lockheed Martin i Thales Alenia Space natječu se oko dobivanja ugovora za potpuni razvoj sistema Iridium NEXT, a tko će pobijediti vidjeti će se sredinom 2009.

Tvrtka Globalstar upravlja skupinom satelita koji su u niskoj Zemljinoj orbiti, a omogućuju osnovni e-mail i internet pristup za različite industrijske i vojne potrebe. Globalstar se udružio sa Thales Alenia Space kako bi razvili i izgradili novu generaciju od 48 satelita, a početak isporuke je zacrtan za sredinu 2009. Sateliti će nositi 32 transpondera koji će raditi u C, S i L pojasima te će pomoću kompresije podataka i ostalih tehnika biti sposobni za brzinu prijenosa podataka od 250-350 kbit/s. Ova nova satelitska skupina također će podržavati široki asortiman usluga za prijenosne uređaje kao što su “pritisni-i-razgovaraj” te raznovrsne mrežne usluge. Globalstar trenutno upotrebljava antene za C-pojas za komunikaciju sa serverima, kao i antene u L i S pojasu za komuniciranje sa korisničkim terminalima.

Intelsat je još jedan važan davatelj vojnih i civilnih satcom usluga, radeći u C i Ku pojasu. Uspješno su lansirali satelit Galaxy 18 u svibnju 2008. te tako povećali satelitsku flotu na 16, a osiguravaju video, podatkovne i komunikacijske usluge za sjevernu Ameriku, Meksiko i Karibe.

Intelsat je 2007. odabran od američkog ministarstva obrane kako bi upravljao projektom internetskog preusmjeravanja u svemiru (IRIS), a koji će biti prenamjenjen za vojnu i komercijalnu upotrebu nakon završenog testiranja. Tvrtka Cisco će osigurati IP programsku podršku dok će SEAKR Engineering proizvesti preusmjerivač (router) za svemirske uvjete te će ga integrirati unutar korisnog tereta. IRIS će združiti komunikacije primljene na različitim frekvencijskim pojasima te će ih proslijediti prema korisnicima na zemlji, čime individualne vojne jedinice ili internacionalne koalicijske snage imaju mogućnost postojanog međusobnog kontakta.

Satelit Irdidium
Thuraya skupina satelita omogućuje regionalne mobilne telekomunikacijske usluge za zemlje Afrike, središnje Azije, Europe, Indije te bliskog istoka. Dva geosinkrona satelita koriste ugrađene DSP-ove (digitalne signalne procesore) kako bi se kreiralo više od 200 usmjerenih pokrivanja na zemlji koje se mogu preusmjeravati u orbiti. Postoji međukomunikacija između glavnog napojnog linka za pokrivanje te usmjerenih snopova kako bi se uspostavila efektivna upotreba pojaseva napojnih linkova te se omogućilo mobilno-mobilno linkanje između bilo kojih usmjerenih snopova satelita. Lansiranje satelita Thuraya-3 početkom 2008. proširiti će pokrivenost mobilnom komunikacijom na području istočne Azije. Tvrtka ima u ponudi L i C pojase pomoću novog terminala – ThurayaIP koji omogućuje propusnost do 444 kbit/s.

Ispuniti zahtjeve
Povećavaju se zahtjevi za zamjenom sustava koji rade u L-pojasnih visokopropusnim uslugama koje rade u X, Ku i Ka frekvencijskim pojasima. Komercijalne usluge na C-pojasu također su počele uzmicati pod prednošću multipojasnih terminala. Premda to znači kako komercijalni operatori u L-pojasnom frekvencijskom području riskiraju gubitak vrijednih poslova s vojskom, ipak imaju u ponudi i Ku-pojasne kapacitete koji mogu pomoći u nastupu na vojnom tržištu.
Američka mornarica (USN) je vodeća na polju svojeg komercijalnog širokopojasnog satelitskog programa (CBSP) koji će zamjeniti zastarjele C-pojasne i Inmarsat terminale. Sustav će biti ugrađen na 49 većih plovnih objekata (rstarice, razarači) s naznakom kako bi se tijekom razdoblja 2008. – 2009. konačna brojka mogla popeti na 195 plovila koji bi mogli biti opremljeni CBSP sustavom.

Korisnički terminal sustava Iridium
Britanske snage rabe skupinu satelita Skynet 5, rezultat privatne financijske inicijative, između britanskog ministarstva obrane i tvrtke Paradigm, koja djeluje od 2007. godine. Tim Paradigm, zajedno s Astrium Satellites i Logica and Serco, su ugovorili kako će izići u susret satcom zahtjevima britanske vojske prije 2020. te će srediti zamjenu zastarjelih NATO IV satelita sa unajmljenom uslugom i kapacitetima u SHF (super visoke frekvencije) i UHF području zajedno uz nacionalne vojne satelite SICRAL i Syracuse. Skynet skupina također osigurava kapacitete za vojne snage Australije, Kanade, Francuske, Njemačke, Nizozemske, Portugala i SAD-a. Skynet 5C je zadnji od satelita koji je lansiran u lipnju 2008. te ima X-pojasne prijenosne kapacitete između Američkog kontinenta i glavnine Europe kao i Američke istočne obale i Afrike.

Pitanja sigurnosti
Iako komercijalni davatelji satcom usluga imaju dokazanu pouzdanost preko L, C i Ku pojaseva, niža razina sigurnosti imanentna komercijalnim satelitskim sustavima izaziva zabrinutost vojnih korisnika. Premda eksperti za svemirske vojne sustave tvrde kako već postoje sigurni linkovi unutar komercijalnog sektora, tvrtke se trude kako bi zadržale svoje komunikacije što je moguće zaštićenije. Iridium, ručni satelitski telefon, je definiran kao NSA tip 1 što znači kako je taj uređaj certificiran za kriptografsko osiguranje prijenosa tajnih informacija. Nadalje, uređaj posjeduje konektor za priključak na opremu, ako je to potrebno, čime se osigurava lakša enkripcija. Dodatno, sav promet ministarstva obrane i vlade prolazi kroz posebne linije iz komercijalnog prometa. Postoji mogućnost da se u slučaju konflikata svi komercijalni sateliti stave pod upravu ministarstva obrane koje ih može osigurati ako je to potrebno. Spekulacije unutar ekspertnih timova govore kako je moguće da komercijalne satcom tvrtke počnu lansirati hibridne satelite koji nose i vojne i komercijalne korisne terete.

Ostale zemlje također pokušavaju proširiti svoje vojne satelitske kapacitete pomoću komercijalnih sustava. Indija je upotrebljavala komercijalne satelite kroz nekoliko dekada te dominira vidljivim udjelom na globalnom tržištu. Travnja 2008. godine, Indijska organizacija za istraživanje svemira (ISRO) je lansirala Cartosat-2A, opisan kao prvi satelit vojne namjene. Cartosat-2A je gotovo identičan satelitu Cartosat-2 (stariji satelit za kartografiranje), ali sa dodatnom pankromatskom kamerom koja osigurava crno-bijele slike razlučivosti manje od 1 m. Uz ovakvu kvalitetu slikovnih materijala, lansiranje Cartosat-2A uvodi Indiju u novu eru satelitske upotrebe i daje šansu za buduća vojna zakupljivanja komercijalnih satelitskih resursa.

Pojava novih igrača
Izrael je još jedan od igrača na komercijalnom i vojnom satcom tržištu. Godine 2007. obznanjeno je lansiranje vojnog satelita Ofek 7, koji odašilje slike visoke razlučivosti ka zemaljskoj postaji tvrtke IAI. Satelit prethodnik Ofek 5 došao je na kraj svojega radnog vijeka.
AMOS-3, također proizveden u IAI te lansiran travnja 2008. bio je projektiran kako bi zamijenio prijašnji AMOS-1. Novi satelit ima upravljive Ku i Ka pojasne antene i 15 transpondera velike snage namijenjene predaji visokokvalitetne komunikacije i radijskog/TV odašiljanja za područje Afrike, dijela Amerike, Europe i Bliskog istoka. Ugovor za AMOS-4 bio je potpisan kako bi se osiguralo prošireno pokrivanje središnje i jugoistočne Azije. Dvije trećine satelitskih kapaciteta je određeno za upotrebu od izraelske vlade, a ostatak za komercijalnu upotrebu.
Kina svoju pažnja posvećuje ambicioznom satcom planu, ali vojska se još uvijek oslanja na komercijalne davatelje usluga. Radilo se na razvoji dva ili tri ZhongXing-20 satelita, od kojih jedan ima V-sat sposobnosti, što znači da podržava mobilne komunikacije. Sateliti su bili lansirani 2000. i 2003. godine te će biti zamijenjeni s DFH-4 satelitima izrađene u suradnji sa Alcatelom. DFH-4 će imati 52 transpondera za C i Ku pojase. Za sada kineska vojska ima pristup na većinu od oko 12 (brojka se nagađa) satelita u vlasništvu ostalih kineskih vladinih tijela. Budući Kineski planovi uključuju razvoj triju različitih tipova satelita: sateliti za podatkovno preusmjeravanje (releji), mikro i nano sateliti za nadzor, komunikaciju, moguće svemirske borbene misije, te programe u domaćoj i/ili kooperaciji sa strancima. Za očekivati je da će Kina svoju ovisnost o komercijalnim davateljima usluga pomakla na vlastite vojne satcom kapacitete.

Europsko istraživanje
Europska obrambena agencija (EDA) istražuje metodu kako bi testirala i razdvojila satelitske radio frekvencije za komandu i kontrolu (C2), samonavođenje, te ostale funkcije za Europske vojne bespilotne letjelice (UAV) buduće generacije. Ovo bi se moglo uspješno završiti sa novim rješenjem do kraja godine. EDA, uz pomoć Europske svemirske agencije (ESA) istražuje mogućnost kreiranja okoline za testiranja za različite misije i korisne terete koje europske vojske žele postaviti u svoje buduće UAV-e.
Lansiran 2001., s 10-godišnjim radnim vijekom, europski satelit Artemis je uporabljen za:
• prijenos glasovnih i podatkovnih komunikacija između mobilnih terminala u automobilima, kamionima, vlakovima i ostalim transportnim sredstvima;
• odašiljanje točnih navigacijskih i informacija o položaju;
• proslijeđivanje podatkovnih komunikacija direktno između satelita.

Artemisova putanja pokriva Europu do Urala kao i sjevernu Afriku te Srednji istok. Područje emitiranja uključuje velik broj operativnih područja. Trebali bi navoditi autonomno i sigurno navoditi raznovrsne bespilotne letjelice preko zračnog prostora Europe koje će obavljati svoje misije pomoću satelitskih i zemaljskih baznih linkova.

ESA-ina okolina za testiranje mogla bi omogućiti analizu frekvencijskih interferencija zapovjednih sustava. EDA i ESA istražuju radio-frekvencijski aspekt bespilotnih letjelica, s aspekta zapovijedanja, navigacije i pozicioniranja. EDA će dostavljati svoje frekvencijske analize svemirskoj agenciji, a ona će ih koristiti u svrhu testiranja. Ideja je dobra ako će biti ostvarena.

Doista, ovdje ima još dosta razgovora, ne samo između dviju organizacija, nego i unutar ESA-ih 17 članica : Austrija, Belgija, Danska, Finska, Francuska, Njemačka, Grčka, Irska, Italija, Luxemburg, Nizozemska, Norveška, Portugal, Španjolska, Švedska, Švicarska i Velika Britanija. Države se moraju dogovoriti oko doprinosa za svoje ukupne resurse kako bi se postavila okolina za testiranje za EDA-in dio. Sporazum bi se mogao postignuti u studenom 2008. tijekom sastanka ESA-nih odlučujućih savjeta, koji pak uključuju 17 ministara za svemirske poslove. Trebaju se još izvršiti i razgovori na višim razinama, prije nego se dozna u kojem će smjeru krenuti ESA, iako se još ne znaju implikacije na proračun u svezi okoline za testiranje.

Sudar satelita
Sudari objekata u svemiru događali su se i prije te se smatraju beznačajnima jer uključuju ostatke upotrebljenih raketa ili malenih satelita. U veljači 2009. godine, 800 km iznad Sibira, došlo je do prvog sudara između dva satelita pri velikoj brzini – ruskog satelita Kosmos 2251, težine oko 1000 kg, koji nije bio u upotrebi od 1995, te američkog satelita Iridium, težine oko 600 kg, potpuno operativnog. Sudar pri brzini od 42 000 km/h potpuno je uništio oba satelita te ostavio “oblak” krhotina koje kruže brzinom od 300 m/s na visini između 480 i 1280 km od Zemljine površine.

Marijo PETROVIĆ