Supersateliti kao okosnica globalne informacijske mreže

Američka vojska ima viziju kako će supersateliti postati okosnicom u stvaranju globalne informacijske mreže. Ovo je pregled razvoja novih satelita načinjenih kako bi podupirali centralizirano umreženo ratovanje, te današnjih globalnih sustava

Države svijeta stalno poboljšanju svoje vojne komunikacijske satelite, povećavajući kapacitet i brzinu prijenosa prema i od svojih satelitskih skupina, oslanjajući se na iskustva iz nedavnih sukoba.

Američka vojska, naravno, ide mnogo dalje od samog poboljšanja jer nastoji ustrojiti fundamentalno drugačiji pristup vojnim komunikacijama temeljen na obliku internet strukture i na ekstremno visokokapacitivnim satelitima koji mogu povezivati izvidničke platforme, operacije na terenu, pa čak i manje postrojbe zbog potpore koordiniranom centraliziranom umreženom ratovanju.

U slučaju potpune uspostave te nove arhitekture, mogli bi se koristiti supersateliti kako bi se korisnici priključili svojevrsnoj informatičkoj mreži koju Pentagon naziva “globalna informacijska mreža” (GIG). Jednom puštena u pogon, bez obzira je li riječ o taktičkim zapovjednicima na bojišnici ili stratezima na drugoj strani planeta, omogućit će provedbu izviđanja u gotovo realnom vremenu, koordinirati izvore i prosljeđivati instrukcije postrojbama na terenu. Isto tako, bit će potpuno nevažno kakva se oprema rabi na oba kraja.

Današnji vojni komunikacijski satelitski sustav MILSTAR Foto: USAF

Brzina prosljeđivanja podataka
Koliko će sustav dobro raditi dijelom ovisi o brzini prijenosa podataka što se prosljeđuju putem satelita. Satelitski sustavi američke vojske trenutačno su sporiji nego to zahtijevaju specifikacije za potporu GIG-a. U realnosti, neke od starijih svemirskih letjelica imaju brzinu ne veću od stare telefonske parice.

SAD u orbiti ima tri primarna komunikacijska satelitska sustava. Obrambeni satelitski komunikacijski sustav (DSCS) koji se rabi za komunikacije veće propusne moći ali smanjene sigurnosti, visoko zaštićeni Milstar sustav za komunikacije u slučaju nuklearnih sukoba, te nasljednik koji radi na ultravisokim frekvencijama (UFO), a poslužuje ratnu mornaricu i korisnike u ostalim granama raspoređene na terenu, izvan matičnog teritorija.

DSCS i Milstar biti će u međuvremenu zamijenjeni širokopojasnim globalnim SATCOM-om (WGS) i naprednim sustavom koji radi na ekstremno visokim frekvencijama (AEHF). U konačnici, neke od njihovih funkcija biti će apsorbirane u transformirajući satelitski komunikacijski sustav (TSAT). UFO će biti zamijenjen naprednim sustavom za mobilne korisnike (MUOS), što bi trebalo biti u 2010. godini. DSCS je okosnica američkih vojnih komunikacija i osigurava širokopojasne usluge – fiksne i mobilne, za korisnike američke vojske diljem svijeta.

Tvrtka Lockheed Martin Space Systems izradila je skupinu sastavljenu od devet geosinkronih satelita, što uključuje pet primarnih satelita i četiri preostala, dostupnih za pričuvne operacije u pojasu super visokih frekvencija (SHF). DSCS sateliti su sposobni prenositi podatke brzinom do 200 Mbps. Korisnicima je na raspolaganju i transponder specijalne namjene za slanje podataka u izvanrednim situacijama te za forsirano prosljeđivanje podataka snagama za nuklearna djelovanja.

S brzinom protoka podataka od 2,1 Gbps do 3,6 Gbps, zamjenski WGS sateliti imaju više nego desetostruki komunikacijski kapacitet u odnosu na prethodnika, pa će biti, bar za sada, sateliti najvećeg kapaciteta u “službi” Pentagona. Dok je tvrtka Lockheed Martin bila vodeći ugovornik DSCS programa, tvrtka Boeing je imala ugovor za WGS. Boeing je planirao lansiranje prvog satelita potkraj kolovoza 2007., a drugog i trećeg tijekom 2008. godine.

WGS će također povećati globalnu odašiljačku uslugu (GBS) – jednosmjernu uslugu koju prenose UFO sateliti i komercijalne skupine satelita. GBS je jednosmjerna usluga, rabi Ka-pojas i oslobađa ostale satelitske sustave od prenošenja velikih slikovnih datoteka, mapiranja terena, vremenskih podataka, obavještajnih i ostalih podataka. WGS skupina bit će sposobna ponuditi i dvosmjerne usluge na Ka-pojasu.

UFO skupina sa 11 geosinkronih satelita radi na SHF (super visoke frekvencije), UHF (ultra visoke frekvencije), EHF (ekstremno visoke frekvencije) pojasima te na Ka-pojasu čiji su sklopovi zamijenili SHF sklopove na novim satelitima. Napravljeni u tvrtki Boeing, a za američku ratnu mornaricu podupiru ono što će zapravo postati samostalna uskopojasna taktička usluga za malene terminale koji se upotrebljavaju na brodovima i u kopnenim snagama.

MUOS skupina, zamjena za UFO, sastavljena od 4 geosinkrona i jednog pričuvnog satelita u orbiti, trebala bi biti potpuno operativna 2014. godine. Ta nova skupina usvaja komercijalnu širokopojasnu tehnologiju za nove valne forme, pa će imati 10 puta veći kapacitet od UFO satelita.
Tvrtka Lockheed Martin Space Systems ima ugovor za izradu MUOS sustava koji će pak moći ostvariti simultanu govornu i podatkovnu transmisiju te digitalni videoprijenos. Ostvariti će i pristup glasovnim i podatkovnim uslugama na sustavu obrambene informacijske mreže (DINS) – prvoj za određene UHF korisnike.

Prvi put lansiran 1994., satelitski komunikacijski sustav Milstar je zamišljen kao otporan na nuklearno djelovanje i iznimno siguran. Rabi se za prijenosne glasovne komunikacije (ručne radiouređaje) i, u ograničenom stupnju, za prijenos podataka.

Ograničenje je tu ipak ključna riječ. Od pet Milstar satelita u orbiti, dva su ranija generacija satelita Milstar I s podatkovnim prijenosom od samo 75 do 2400 bps (bita u sekundi). Tri novija Milstar II su sposobna za prijenos od 4800 bps pa do 15 440 Mbps, ali još uvijek osiguravaju sporiji podatkovni prijenos zbog kompatibilnosti nadolje. Izrađeni od primarnog ugovarača Lockheed Martin. Geosinkroni Milstar sateliti su međusobno povezani (linkani) i rade u EHF pojasu.

Planirano je da u travnju 2008. novi sateliti AEHF počnu zamjenjivati satelite Milstar. AEHF sustav proizvodi tvrtka Lockheed Martin, a ostvarivat će visoko sigurne usluge s podatkovnim prijenosom brzine 8 Mbps, ali će također bit unatrag kompatibilni sa terminalima koji rade na sporim Milstar brzinama prijenosa podataka. Svaka svemirska letjelica bit će povezana s ostalima i imat će unutarnje procesorske sposobnosti koje će osigurati čisti signal bez smetnji.

Komercijalni komunikacijski satelit Thuraya Foto: Boeing

Trenutačno ugovori predviđaju tri satelita AEHF, pri čemu je prvo lansiranje planirano za 2008. godinu. U srpnju 2007., unutar američkog ministarstva obrane je osigurano dodatnih 125 milijuna dolara kako bi se dobavili glavni dijelovi za četvrti satelitski sustav – TSAT koji služi kao popuna, zbog kašnjenja AEHF-a. TSAT rabi pet geosinkronih satelita koji nude lasersku komunikaciju za visokokapacitivne linkove između svemirskih letjelica te između zrakoplova i ostalih svemirskih letjelica opremljenih laserskim terminalima. TSAT također omogućava i visokokapacitivne, ali više zemaljske radiofrekvencijske signale za komunikaciju s kopnenim borbenim snagama. Ta radiofrekvencijska (RF) sposobnost je vrlo važna jer omogućava komunikaciju sa snagama u pokretu, a za to bi se trebale rabiti malene antene promjera oko 30 cm.

Izazov za gradnju takvog sustava je golem. Štoviše, kako bi se dalo više vremena tehnologiji da sazrije, Pentagon je potkraj 2005. odlučio o upotrebi Block strategije u konstruiranju skupina satelita. Prva dva Block I satelita imat će manje sposobni nego sljedeća tri Block II satelita, i to sporiji prijenos podataka te manje antena. Još nije jasno kada će laserski linkovi ka zemaljski baziranim podatkovnim prihvatilištima uopće biti inkorporirani u sustav. Taj pristup smanjuje rizik kašnjenja programa i povećava vjerojatnost da će prvi satelit biti lansiran kako je planirano, u proračunskoj godini 2016.

Prijave na natječaj za izradu satelita predale su tvrtke Boeing i Lockheed Martin potkraj srpnja. Ugovor koji će biti potpisan prije kraja 2007. godine uključivat će i konstrukciju jednog pričuvnog satelita. Kako je navedeno, pododbor u ministarstvu odlučit će o smanjenju rizika kašnjenja tako što će kupiti glavne dijelove za četvrti AEHF satelit. Pododbor je također glasovao za puno financiranje TSAT-a, izbjegavajući tako financijske probleme koji bi mogli uzrokovati kašnjenje programa. Ako se odbori i Senat dogovore, tada bi američke zračne snage, prema predviđenom planu, mogle u 2018. imati operativni TSAT.

S druge pak strane Atlantika sposobnosti britanskog Skynet sustava predstavljaju korak naprijed nakon lansiranja satelita Skynet 5A u ožujku 2007. Proizvod tvrtke EADS Astrium, Skynet 5A je prvi u porodici od tri satelita za rad u SHF i UHF pojasevima. Skynet 5B bit će lansiran do kraja 2007. godine, a 5C tjekom 2008. Sateliti, koji nisu međusobno povezani, nude prijenos podataka 2 do 2,5 puta veći nego kod Skynet 4 serije, ali proizvođač ne želi specificirati o kojoj se brzini radi. Sustav je vrlo otporan i ima antene protiv ometanja a njime upravlja tvrtka Paradigma, kompletno u vlasništvu EADS-a. Paradigma može prodavati usluge i prijenosni pojas trećim stranama, a to su dosad iskoristili NATO, Kanada, Francuska, Njemačka, Nizozemska i Portugal.

Sljedeća generacija francuskog sustava Syracuse također će imati tri satelita. Syracuse IIIA lansirana je u listopadu 2005., IIIB u kolovozu 2006. , a IIIC je planirana za lansiranje 2010. Ne treba zaboraviti ni satelite Syracuse II koji su još uvijek u uporabi.

Talijanski komunikacijski satelit SICRAL Foto: Alenia Spazio

Izrađena od tvrtke Alcatel Alenia Space (koja je postala Thales Alenia Space), Syracuse osigurava usluge u SHF i EHF pojasu te upotrebljava Internet protokol (IP) za komunikaciju. Omogućeno je odašiljanje sa protokom podataka do 400Mbps u slučaju kad pokriva jedno područje, a u isto vrijeme održava paralelni prijenos brzine 70Mbps za drugo područje, plus ostale sporije komunikacijske linkove. Nasljednici Syracuse III već se proučavaju unutar studije za vojne komunikacijske sustave sljedeće generacije. Studija, potpomognuta od francuske agencije za obrambene tehnologije, trebala bi biti gotova 2008.

Talijanski sustav SICRAL (Sustava Italiana de Communicazione Riservente Allarmi) dopunjava vojne sustave u Europi. Trenutačno omogućuje usluge na UHF, SHF i EHF pojasima, a rabi samo jedan satelit. Drugi satelit, SICRAL-1B, izrađen u tvrtki Thales Alenia Space, te je na rasporedu za lansiranje do kraja 2007. godine. Ta dva satelita nude i fiksne i mobilne komunikacije za talijanske i NATO snage. Treći satelit, SICRAL-2 mogao bi biti lansiran početkom 2011. godine.

NATO rabi Skynet, Syracuse i SICRAL za komunikacijske usluge unutar svojega SATCOM Post 2000 ugovora. NATO baš nije dobio sve što je želio. Tražili su i EHF sustav koji uključuje sposobnost obrade signala na samom satelitu, zbog kvalitetnije komunikacije bez smetnji uzrokovanih prirodnim ili ljudskim faktorom. Pa ipak, takva mogućnost sa traženom propusnom moći neće biti dostupna do 2010., tako da nikakav ugovor nije sklopljen. Pitanje će se ponovno razmatrati u nekoliko sljedećih godina.

Pitanje usklađenosti

U međuvremenu, američka vojska se prebacila na TSAT koji ima laserski podatkovni prijenos te IP baziranu strukturu. To povlači pitanje kako američka vojska namjerava koordinirati zajedničke operacije sa svojim saveznicima nakon 10 do 15 godina. Amerika je, o tom pitanju, razgovarala sa svojim saveznicima te ima partnerske odnose (u svezi AEHF programa) sa Velikom Britanijom, Kanadom i Nizozemskom. Sporazumi koji obuhvaćaju i TSAT sustav biti će obrađeni kako će sustav sazrijevati. Ovdje također imamo nastojanja unutar NATO-a kao i neovisno uz neke saveznike, a zbog proučavanja i možda čak usvajanja centraliziranog umreženog pristupa ratovanju koji je već postao centraliziran u Americi. Britanski koncept, nazvan inicijativa potpomognuta mrežnim mogućnostima (NECI), već je u poodmakloj fazi. Skynet sateliti su razmatrani kao dio NECI-a, a čija se potpuna integracija i sinkronizacija očekuje 2015. godine.

Francuska i Njemačka također su proučavale umrežene operacije. Francuska je ishodila ugovor za TACTIC3 uzorak u svrhu uporabe na zračnim i kopnenim bojišnica, a Njemačka je osmislila napredni zapovjedno-nadzorni (C2) sustav koristeći dr NATO-ove standarde za međusobnu usklađenost. NATO pak radi na uspostavi komunikacijske infrastrukture koja je neophodna za podršku centraliziranog umreženog ratovanja te stvaranju okvira i pravog puta za modernizaciju zajedničkih sposobnosti. Ipak će trebati nekoliko godina kako bi se postigao dogovor, a NATO-ove mrežno-omogućene sposobnosti (NNEC), koje su u fazi razvoja, bolje će organizirati saveznike u zajedničkim operacijama.

Iako ministarstva obrane širom svijeta troše značajna novčana sredstva za izradu posebnih satelitskih sustava, mnogo vojnog prometa još uvijek ide preko komercijalnih satelita. U stvari, nekih 80% američkih vojnih komunikacija se provodi preko privatnog satelitskog sektora kao što je Iridium, Intelsat, Inmarsat, Globalstar i Thuraya. Ovo se baš i neće uskoro promijeniti. Premda je bilo napomenuto kako će novi TSAT sustav imati dovoljnu propusnost kako bi opsluživao sve vojne komunikacije koje se sada prenose preko drugih sustava, to ipak neće biti dovoljno. Praksa je pokazala da će se uvijek tražiti još više propusnosti.

Inmarsat, koji radi na L-pojasu, godinama osigurava usluge prijenosa podataka za vojne potrebe do brzine od 128 Kbps. To je skupina od devet satelita u geosinkronoj orbiti, a deseti se planira lansirati sredinom 2008. godine. Dva zadnja lansiranja, u ožujku i studenom 2005., postavila su u orbitu tri nova Inmarsat-4 satelita. Sa ovim satelitima tvrtka je počela nuditi vlastitu širokopojasnu globalnu mrežu (BGAN), omogućujući korisnicima simultani razgovor preko njihovih satelitskih telefona i prijenos podataka pri brzinama do 500 Kbps za stacionarne korisnike te 300 Kbps za mobilne korisnike. Inmarsat je nedavno ušao u partnerstvo s tvrtkom Altobridge u cilju razvoja područne stanične mreže koja radi preko BGAN terminala, a kad se jednom uspostavi, može pokrivati područje od nekoliko kilometara.

Thuraya, tvrtka koja upotrebljava dva geosinkrona satelita koji pokrivaju Afriku, Europu i Bliski istok, planira proširiti svoje usluge na Aziju nakon lansiranja satelita Thuraya-3. Tvrtka nudi usluge prijenosa podataka pri brzini do 114 Kbps te uslugu mobilne satelitske telefonije, a mobilni će telefon (predstavljen u prvom kvartalu 2007.) moći primati podatke pri brzini od 60 Kbps te ih slati na 15 Kbps.

Intelsat osigurava široku lepezu usluga u C i Ku pojasu s brzinom prijenosa podataka od 45 Kbps pa do 45 Mbps, ovisno o aplikaciji i da li se radi o slanju ili primanju podataka. Tvrtka vodi brigu o komunikacijama za mnoge svjetske vojne snage, uključujući i NATO. Početkom godine, Intelsat je odabran od američkog ministarstva obrane kako bi rukovodio na projektu svemirskog internetskog usmjerivačkog protokola (IRIS), još jednog nastojanja da se ispitao IP usmjerivač (router) u svemiru. Kada testiranje završi, usmjerivač će biti uveden u komercijalnu uporabu.

Skupine satelita u niskoj zemljinoj orbiti, Iridium i Globalstar, također poslužuju vojne korisnike – Iridium čak nudi dodatak za enkripciju podataka na svojim satelitskim telefonima. Obje tvrtke nude glasovne i podatkovne usluge pri brzini od 9,6 Kbps, a rade u L-pojasu iako Globalstar također koristi S-pojas za link prema zemlji. Iridium planira lansiranje nove usluge sa većim brzinom podatkovnog prijenosa do brzine od 156 Kbps. Tvrtka je u lipnju počela s nadogradnjom svojega sustava Iridium NEXT – novom skupinom od 66 satelita. Novi sateliti, koji će nuditi veću brzinu prijenosa podataka ali biti i kompatibilni s postojećom opremom, trebali bi se početi lansirati 2013. godine. Iridium NEXT bi trebao biti potpuno operativan do 2016.
Globalstar se također djelomično unapređuje premda su sateliti stariji, a uz to im je pogoršani prijenos podataka prema zemlji na S-pojasu. Kako bi riješio problem, Globalstar je lansirao jedan satelit u svibnju, a ostala četiri bit će lansirana do kraja ove godine. Ovi će sateliti nastaviti davati usluge za vrijeme dok se tvrtka priprema za lansiranje nove skupine od 48 satelita u 2009. godini. Nova skupina, koja će se koristiti istim pojasom, mogla bi dostići inicijalnu operativnu sposobnost do 2010.

Mnogo šira slika
Treba spomenuti ostale zemlje s rastućim vojnim satelitskim sposobnostima. Izrael je prije najavio kako u 2006.-2007. planira lansirati prvi vojni satelit. Premda su detalji bili šturi, satelit je izradila Israel Aerospace Industries, koja izrađuje komunikacijske satelite AMOS. AMOS-HP je satelit sa 16 transpondera te težine od 2600 kg.

Ujedinjeni Arapski Emirati su drugi bliskoistočni igrač koji pregovara o ugovoru za dva Yahsat vojna komunikacijska satelita. Iako detalji još nisu objavljeni, nagađa se kako će se ti geosinkroni sateliti te njihova pričuva vjerojatno koristiti Ku-pojasom te pokrivati Bliski istok, kao i dijelove Afrike, Azije i Europe.

Možda se najviše pitanja vrti oko Kine, koja postiže znatne uspjehe s komercijalnim komunikacijskim satelitima, ali se vrlo malo govori o njezinom vojnom satelitskom programu. U svojemu redovnom izvješću Kongresu o vojnim snagama Kine, američko ministarstvo obrane napominje kako se kineska vojska još uvijek koristi komercijalnim davateljima usluga kao što je Intelsat i Inmarsat, ali je počela razvoj odgovarajućih vlastitih sustava. Kina bi mogla razviti sustav podatkovnih relejnih satelita sposobnih za globalno pokrivanje, te neku varijantu pokretne zemaljske opreme koja bi mogla podržati brzo slanje podataka snagama na terenu. Analitičari se slažu da je podatkovni relejni sustav, koji omogućuje daljinsko slanje podataka s nekog od satelita prema udaljenoj zemaljskoj postaji, baziran na Feng Huo satelitima koji se još nazivaju i Chinasat 22, a lansirani su 2000. godine. Komunikacijski su sateliti kineski općedržavni, a time i vojni prioritet.

Marijo PETROVIĆ