„Iš visų generolams prieinamų naujų matymo būdų vienas išsiskiria
PIRMASIS kartas, kai žmonės mūšio lauką iš dangaus taško stebėjo, buvo 1794 m. birželio mėn., praėjus vos dešimtmečiui po to, kai broliai Montgolfier išrado karšto oro balioną. Prancūzų aerostatinis korpusas, marga chemikų, dailidžių ir prisikabinusių įgula (kartais tiesiogine prasme), skraidė pririštu vandenilio balionu l'Entrepenant virš mūšio lauko Fleuru mieste, dabartinės Belgijos teritorijoje. Laive buvę stebėtojai semaforu informavo savo bendražygius apačioje apie austrų priešų nusiteikimą ir judėjimą. Prancūzija laimėjo mūšį.
Pati sėkmė nebuvo tendencija. Kai po 21 metų Prancūzija, Didžioji Britanija ir Prūsija susitiko Vaterlo mieste, esančiame 30 km į šiaurę nuo Fleuru, niekas nežiūrėjo žemyn, tik paukščiai: Napoleonas 1799 m. panaikino aerostatinį korpusą. Karinis skraidymas oro balionu iš tikrųjų neatsirado iki Amerikos pilietinio karo ir jo svarba buvo trumpalaikė. Kai 1914 m. karas sugrįžo į žemiausias šalis, oro balionas jau ėmė užleisti vietą lėktuvui; iki karo pabaigos buvo visiškai naudojami tik lėktuvai. Tuo metu, kai septintajame dešimtmetyje NATO perkėlė savo karinę būstinę į Monsą, esantį už 40 km į vakarus nuo Fleurus, į paveikslą buvo papuolę palydovai.
Tačiau net pasikeitus pakilimo metodui, jutimo priemonės nepasikeitė. Tai, kas trenkė į prancūzų oro balionininkų tinklainę – matomą šviesą, – buvo tas pats, kas nukrito į pirmųjų Amerikos šnipų palydovų panoraminių kamerų filmą. Artimiesiems infraraudoniesiems spinduliams jautri plėvelė kartais buvo naudojama, siekiant atskirti kamufliažą (kuri dar visai neseniai buvo linkusi neatspindėti tų bangų ilgių) nuo žalumynų (kurie juos stipriai atspindi). Palydovai, sukurti balistinių raketų paleidimui pastebėti, tai daro, pasirinkdami ilgesnius infraraudonųjų spindulių bangos ilgius, susijusius su karštomis raketų išmetamosiomis dujomis. Tačiau dauguma sistemų, skirtų žiūrėti iš orbitos, daugiausia rėmėsi matoma šviesa.
Tai turi dvi akivaizdžias problemas, kai žiūrite iš orbitos: naktis ir debesis. Pusė pasaulio bet kuriuo metu yra tamsoje. Didžioji dalis kartais būna debesuota, o dalis beveik visada debesuota. Pasak Adamo Maherio iš Ursa Space, Itakoje (Niujorko valstijoje) įsikūrusio startuolio, kuris naudoja palydovines nuotraukas, daugiau, nei pusė Europos bet kuriuo metu paprastai yra užtemdyta, o kai kuriose Pietų Amerikos dalyse vaizdai be debesų atsiranda tik maždaug kas dešimtmetį. Planet, bendrovė, siekianti kiekvieną dieną daryti vieno metro raiškos viso žemės paviršiaus nuotraukas, teigia, kad apie 70% paviršiaus bet kuriuo metu yra debesuota. Kareiviai, kad ir kokie būtų gudrūs, dešimtmečius perkelia kariuomenę ir įrangą, prisidengdami nepalankiu oru.
Tačiau per pastaruosius kelerius metus matomų bangų ilgių alternatyva padarė milžinišką pažangą. Palydovai, iš kurių Ursa piešia savo vaizdus, yra sukurti su radijo antenomis, o ne objektyvais. Šie orbitiniai radarai apšviečia paviršių šimtus tūkstančių kartų ilgesniais bangos ilgiais, nei matoma šviesa. Tokie bangos ilgiai lengvai prasiskverbia per debesis, rūką, smogą ir, jei reikia, maskuojamąjį tinklą, prieš atsitrenkdami į paviršių ir vėl iššokdami į kosmosą.
Ilgų bangų ilgių pranašumai prasiskverbimo požiūriu yra su kompensuojančiais trūkumais. Jutiklio skiriamoji geba priklauso nuo bangos ilgio ir jo diafragmos dydžio – fotoaparato ar teleskopo veidrodžio arba objektyvo, radaro antenos. Jei pailginate bangos ilgį, padidinate reikiamą diafragmos dydį, kad pasiektumėte nurodytą skiriamąją gebą. Norint sukurti išsamius vaizdus radaru, reikia iš tikrųjų labai didelės diafragmos – daug didesnės, nei bet ką gali pasiūlyti vienas erdvėlaivis.
Sintetinės diafragmos radaras (SAR) leidžia išspręsti šią problemą. Palydovai juda gana dideliu greičiu – paprastai žema orbita, maždaug 25 000 km/val. Atsižvelgdama į visus aidus, kuriuos radaro palydovas gauna iš tam tikro taikinio, kai jis praeina pro jį, ir apdorodamas juos į vieną vaizdą, SAR sukuria tokį tikslų rezultatą, tarsi jis būtų sukurtas, naudojant vieną diafragmą, kurios plotis yra toks pat, kaip atstumas, kurį, rinkdamas duomenis palydovas nukeliavo - dešimtys šimtų kilometrų.
Ši technologija buvo prieinama nuo septintojo dešimtmečio, o šnipų palydovuose naudojama nuo devintojo dešimtmečio. Tačiau metodas buvo ribotas, brangus ir labai įslaptintas. Tik 2000-ųjų pabaigoje, kai Indija ir Izraelis turėjo savo karinius SAR palydovus, Amerikos Nacionalinė žvalgybos tarnyba, Pentagono padalinys, išslaptino savo tokių palydovų egzistavimą, pagaliau leido savo darbuotojams pasikalbėti su oro pajėgų pareigūnais apie juos. Civilinės kosmoso agentūros Amerikoje, Kanadoje ir Europoje naudojo technologiją įvairioms aplinkos apsaugos misijoms, bet ne kaip įprastą žmogaus veiklos stebėjimo būdą. Tai buvo tiesiog per brangu.
Elektronikos, erdvėlaivių inžinerijos ir orbitos skaičiavimo pažanga reiškia, kad dabar ji yra geroje pozicijoje. Yra galimybė už priimtiną kainą įdėti kelių metrų ar mažesnės skiriamosios gebos SAR sistemas į mažus palydovus. 2018 m. dvi naujos įmonės – „Capella Space“ Kalifornijoje ir „ICEYE“ Suomijoje paleido komercinius SAR palydovus, ir dabar ši sritis klesti. Supratęs, kad bandyti sustabdyti bumą būtų beprasmiška, nes kitos šalys ir taip turi panašių pajėgumų, Pentagonas tai paskatino – iš dalies todėl, kad tai labai padidina jo pajėgumus.
Dangaus karaliai
Jackas O'Connoras, kuris 2013 m. pasitraukė iš Amerikos nacionalinės geoerdvinės žvalgybos agentūros, teigia, kad tada, kai viskas buvo įslaptinta, turimos SAR aprėpties nepakako tokiai analizei, kuri dabar yra įprasta. Daugiau visiems reiškia daugiau šnipams. „Jei dirbate profesionalioje žvalgybos agentūroje, dabar turite papildomų šaltinių ir galite patikrinti orbitas, kad pamatytumėte, ar jie kartais ir vietose, kurių anksčiau negalėjau gauti?
Nors žvalgybos agentūros ir ginkluotosios pajėgos linkusios nesigirti tuo, kuo tai įmanoma paversti, kiti tuo džiaugiasi. Rusija išbandė branduolinę sparnuotąją raketą, kurią NATO vadina „Skyfall“, objektuose Novaja Zemljos salyne, esančiame aukštai virš poliarinio rato. Ir kaip podcast'as „Arms Control Wonk“ nurodė praėjusį rugsėjį vienos serijos pavadinime: „Novaja Zemlijoje visada debesuota“. Epizodas buvo apie tai, kaip Jeffrey'us Lewisas iš Jameso Martino Neplatinimo tyrimų centro Midlberio tarptautinių studijų institute Monterėjaus mieste ir jo kolegos naudojo Capella pateiktus SAR vaizdus, kad parodytų, jog ruošiami nauji sistemos bandymai. Vėliau amerikiečių žvalgybos šaltiniai CNN patvirtino, kad jie taip pat užfiksavo pasiruošimą.
Galimybė matyti prastą orą dieną ar naktį leidžia stebėti dalykus, kurie, laikui bėgant, keičiasi. Tokios karinės pajėgos Ukrainos pasienyje yra puikus tikslas; vaizdai gali būti nepakankamai ryškūs, kad būtų galima nustatyti konkretų tanko tipą, tačiau jie yra pakankamai geri, kad būtų galima suskaičiuoti jų skaičių.
O pokyčius konkrečioje vietoje galima analizuoti nepaprastai tiksliai. Radaro sistemos gali gauti duomenis iš naudojamų bangų fazės taip, kaip to negali optinės sistemos, naudojančios aplinkos šviesą. Tai leidžia „nuoseklų pokyčių aptikimą“ gali parodyti net menkiausias anomalijas. Kai Amerika sužinojo, kad Irake ir Afganistane ji praranda daugiau savo kareivių dėl pakelės minų, nei bet kurio kito tipo ginklų, Sandijos nacionalinės laboratorijos, vienos iš Amerikos branduolinių ginklų gamybos objektų, kariai sukūrė Copperhead, bepiločio orlaivio SAR sistemą. kurie naudojo tokio pobūdžio pokyčių aptikimą, kad aptiktų nedidelius dirvožemio trikdžius, kur sukilėliai galėjo palaidoti miną arba juos suaktyvinusius komandų laidus. Panašūs metodai leidžia palydovams atskleisti nedidelį paviršiaus įdubimą, atsirandantį, statant tunelius branduoliniams bandymams.
Aptikti labai subtilius pokyčius, laikui bėgant naudinga žvalgybos programoms. Aptikti akivaizdžius atvejus, kai jie įvyksta, naudinga kariaujant. Įvertinus, ar bombos pataikė į teisingus taikinius ir kokią žalą jos padarė, reikia padaryti kuo greičiau, kad kita pusė neišvalytų ar neužtemdytų vietos. Indija panaudojo augantį SAR palydovų parką šiam tikslui po oro antskrydžio Pakistane 2019 m. vasario mėn. Amerikos oro pajėgos padarė tą patį per 2020 m. gruodžio mėn. atliktus bandymus, kaip motyvaciją aiškiai nurodydamos oro sąlygas Europoje ir Ramiajame vandenyne. .
Gyventojai visi laike ir erdvėje
Galimybė reguliariai matyti teatrą, nepaisant oro sąlygų, taip pat leidžia ginkluotosioms pajėgoms kurti archyvus, kurie bus sukurti tik ateityje. Geras pavyzdys yra iš kitos sistemos, kurią Pentagonas sukūrė kovai su minomis: „Gorgon stare“ leido orlaiviams beveik nepertraukiamai filmuoti ištisus miestus savaites ir mėnesius. Idėja buvo tokia, kad po atakos būtų galima tarsi paleisti juostą atgal, kad būtų galima pamatyti, kada buvo įdėtas mina, ir atsekti atsakingos sukilėlių grupės narius. Iš esmės SAR archyvai galėtų suteikti analogišką galimybę atsukti laikrodį atgal, atsižvelgiant į naujus duomenis apie tam tikrus teatrus visame pasaulyje.
Payam Banazadeh, Capella įkūrėjas, sako, kad su šešiais palydovais, kuriuos dabar jo įmonė turi orbitoje, ji gali prisiregistruoti bet kurioje planetos vietoje kas šešias valandas. Bendrovės planuojamas 40 palydovų žvaigždynas skirtas sutrumpinti pakartotinio apsilankymo laiką iki ne daugiau, kaip 15 minučių – mažiau laiko, nei prireiktų šaliai paleisti balistinę raketą, pažymi ponas Banazadehas. Palydovai negali veikti 24 valandas per parą, 7 dienas per savaitę: jų energijos ištroškusios antenos maitinasi iš saulės baterijų, o jų baterijos nėra pakankamai didelės, kad galėtų nuolat veikti naktį. Bet jiems sekasi gana gerai. Šiuo metu 14 SAR palydovų valdančios ICEYE, Capella ir kitų kompanijų augimas reiškia pasiekiamų palydovų skaičius sparčiai auga, todėl aprėpties spragos mažėja. Visos šios įmonės turi karinių klientų.
Laikas, kurio reikia informacijai gauti iš kosmoso ir gauti tiems, kuriems jos reikia, taip pat greitai mažėja, nes didelės duomenų įmonės, tokios, kaip „Amazon Web Services“, kaupiasi rinkoje ir plečia antžeminių stočių skaičių. Po penkerių metų bus galima paprašyti vaizdo, susisiekti su palydovu ir gauti produktą per kelias minutes, sako Joe Morrison iš Umbra, Kalifornijos įmonės, kuri pernai birželį paleido pirmąjį SAR palydovą. „Jūs spragtelėsite pirštu ir tą pačią valandą gausite 25 centimetrų raiškos vaizdus – galbūt 15 centimetrų, jei tai JAV vyriausybės nacionalinio saugumo naudojimo atvejis.
„Umbra“ tikisi paskatinti tolesnės pramonės augimą, kuri galėtų parduoti SAR duomenimis pagrįstą analizę civiliams ir vyriausybės klientams, padarydama tuos duomenis pigesnius už optinį ekvivalentą, kurį siūlo tokios bendrovės kaip „Planet“ ir „Maxar“, Žemės stebėjimo įmonė, įsikūrusi Kolorado valstijoje. Ji planuoja parduoti vaizdus, apimančius 16 kvadratinių kilometrų, vieno metro skiriamąja geba – pakankamai gerai, kad būtų galima aptikti automobilį – už 500 dolerių per kartą pagal „Creative Commons“ licenciją, kuri leidžia pirkėjams su produktu daryti, ką nori. Pasak jo, dabartinė lygiaverčio detalumo optinio vaizdo kaina būtų maždaug šešis kartus didesnė ir būtų parduodama, laikantis ribojančių sąlygų, kurios riboja, kaip jį būtų galima skleisti ir naudoti. Tokia konkurencija turėtų sumažinti kainas ir padidinti galimybes pridėti bet kokią vertę.
Didžiulis palydovinių vaizdų kiekis santykinai žemomis kainomis yra ideali įvestis mašininio mokymosi algoritmams, kurie paskatino naujausius dirbtinio intelekto pasiekimus: daug gerai struktūrizuotų duomenų, padedančių išmokti atpažinti įvairius dalykus. Toks automatizavimas leidžia gauti naujų įžvalgų ir atlikti plačią analizę. Ponas Maheris iš Ursa sako, kad jo įmonė gali kartą per savaitę patikrinti 20 000 objektų vienam klientui. „Vienam žmogui stebėti tuos teatrus yra ne mažiau, nei visą darbo dieną“, – sako jis.
SAR galimybės yra tik vienas iš pažangos, padarytos naudojant įvairius pažangius jutiklius ir duomenų apdorojimo sistemas, reikalingas jų rezultatams interpretuoti, pavyzdys, nors ir dramatiškas. Visame pasaulyje atsiranda palydovinių optinių vaizdų, hiperspektrinių duomenų ir radijo vietos nustatymo paslaugų teikėjų, kurie stebi orlaivius ir laivus. Galimybė naudoti radarą, stebint judančius objektus iš kosmoso realiuoju laiku tampa vis artimesnė. Ir beveik viską, ką galima padaryti iš orbitos, taip pat galima padaryti su dronais, esančiais arčiau tikslo ir galinčiais reaguoti į naujus prašymus beveik akimirksniu. Žemės paviršiuje yra nedaug vietų, kuriose nėra tokio šnipinėjimo. Tačiau žemiau jūrų paviršiaus vis dar yra abejonių – kol kas“ [1]
· · · 1. "All the targets, all the time; Synthetic-aperture radar." The Economist, 29 Jan. 2022, p. 0.7(US).
Komentarų nėra:
Rašyti komentarą