A sosit timpul marilor investiţii în drone navale militare

Cum vor fi dislocate aceste sisteme pe mările şi oceanele lumii? Cum vor fi susţinute peste mări? De către cine sau ce vor fi sprijinite în operaţii? Sunt aceste sisteme de încredere în exploatare şi în luptă? Pot fi suficient de fiabile pentru a evolua de sine stătător pe perioade mai lungi de timp? Pot face faţă independent unor sisteme A2/AD dedicate de interzicere a accesului în unele bazine maritime? Ce modificări organizatorice ar trebui operate pentru maximizarea potenţialului militar al sistemelor navale fără pilot, în condiţiile în care infrastructura puterilor navale este extrem de bine organizată pentru nave de război puternice, cu echipaje bine pregătite? Ce fel de pregătire va fi necesară pentru personalul militar care va răspunde de operaţii cu drone navale fără pilot? Lista de întrebări pentru constructori şi marinarii militari este desigur mai lungă. Răspunsurile pe care structurile militare navale le vor identifica vor determina desigur succesul sau eşecul viitoarelor platforme militare navale fără pilot.

Investiţiile financiare pentru construcţia şi operaţionalizarea de drone navale militare au început să fie mărite în mai multe state. Cel puţin în cazul SUA, se doreşte deopotrivă a susţine contracararea efectelor ”unui tsunami al cheltuielilor” navale militare ale Chinei. De altfel, toate eforturile americane sunt centrate cu precădere pentru a obţine mijloace de luptă superioare, unice pe cât posibil, pentru a descuraja acţiunile din ce în ce mai agresive în Oceanul Planetar ale flotelor maritime militare (FMM) ale Chinei şi Rusiei.

Congresul american alocă bani mai mulţi pentru drone militare navale

FMM americane au anunţat recent intenţia de a creşte substanţial învestiţiile în platforme navale robotizate în următorii ani. Astfel, Programul de apărare al Marinei americane pentru perioada 2021-2025 mizează pe finanţări de circa 12 miliarde USD pentru drone navale militare, nave de suprafaţă, sisteme subacvatice şi aeronave ale marinei militare, toate fără echipaj. Centre de expertiză americane consideră că sistemele fără pilot vor influenţa probabil şi viitorul flotelor maritime militare, în special în SUA, dar şi la nivel mondial. Aproximativ 7,9 mlrd.USD din program se vor îndrepta către drone navale, aproape 4,3 mlrd. USD pentru aeronava de supraveghere maritimă MQ-4C Triton şi circa 1 mlrd USD pentru aeronava-cisternă MQ 25 Stingray. Circa 2,2 mlrd.USD ar fi alocate navelor de suprafaţă fără pilot (USV), iar 1,9 mlrd. pentru nave subacvatice fără pilot (UUV). Planurile marinei militare solicită cheltuieli de 941 mln. USD pentru USV-uri şi UUV-uri numai în anul 2021, ceea ce reprezintă o creştere cu 129% faţă de anul 2019.

Unii experţi americani sunt de părere că pandemia Covid-19 ar putea stimula mai mult investiţiile în platforme fără pilot, deoarece acestea ar reduce cheltuielile mult mai mari cu alte tipuri de nave militare cu echipaj. În plus, se estimează că navele fără personal sunt mult mai puţin costisitoare, începând de la achiziţie şi până la exploatare şi întreţinere, decât platformele cu echipaje.

Dronele navale militare submarine - UUV

Dronele subacvatice au fost de mult timp avute în vedere şi cercetate, datorită avantajului că pot naviga la adâncimi şi cu viteze mai mari, care nu pot fi atinse de submarine cu echipaj, fie chiar şi datorită limitărilor fizice ale organismului omenesc. În anii 1950, mai ales ca răspuns la pericolele minelor marine, SUA au început să dezvolte UUV-uri care puteau să se scufunde la peste câteva mii de metri şi să funcţioneze patru ore consecutiv. Indiferent de destinaţia acestui tip de drone – militară, de apărare, cercetări în mediu subacvatic, salvare pe mare, un lucru este cert: tehnologiile avansate utilizate pentru realizarea de drone subacvatice vor continua să se dezvolte accelerat.

SUA au dezvoltat ulterior aparate care puteau executa misiuni mai diversificate (deminări, recuperare de echipamente pirdute – torpile, bombe, dar şi echipaje de la submarine avariate etc.). Treptat, UUV-urile au devenit o alternativă mai ieftină şi mai sigură pentru securitatea militarilor. De exemplu, UUV-ul Hydroid REMUS poate curăţa de mine marine perimetrul unei mile pătrate în numai 15-16 ore, faţă de circa trei săptămâni cât era necesar pentru o echipă de scafandri.

Dronele subacvatice fără pilot pot fi construite în variante ca vehicule pilotate de la distanţă (ROV) şi vehicule subacvatice autonome (AUV). ROV deţine, pe lângă instalaţiile de propulsie şi de control a parametrilor de navigaţie, tehnologii cu senzori integraţi şi un sistem de gestionare a comunicaţiilor cu baza, sonare, magnetometre şi instrumente care măsoară densitatea şi temperatura apei, mai nou chiar o cameră 3D pentru a da pilotului un tablou mai exact asupra peisajului subacvatic în care acţionează drona. În general, ROV este legat de nava-pilot printr-un sistem de cabluri pentru energie şi comunicaţii, astfel că şi la ROV-urile ”grele” pot fi realizate comanda şi controlul mişcării chiar şi în ape cu curenţi foarte puternici.

În ultimii ani, cerinţele militare au condus la dezvoltarea şi utilizarea de AUV-uri, care, spre deosebire de ROV-uri, operează absolut autonom, au un grad de mobilitate ridicat şi nu trebuie să fie neapărat conectate la o navă de suprafaţă pentru sprijin. Problemele tehnologice cele mai mari ale AUV-urilor sunt cele de comunicaţii cu baza, de navigaţie sigură şi de asigurare cu energie pentru un timp cât mai mare de autonomie. Comunicaţiile par însă cele mai dificile, mediul acvatic nepermiţând propagarea nealterată a semnalelor electromagnetice folosite la celelate tipuri de drone (1). Excepţie fac semnalele de frecvenţă foarte mică, dar care pot permite de regulă comunicarea unidirecţională de la suprafaţă la AUV. În plus, este restricţionat volumul de date transferate şi creşterea consumului de energie. Aceste particularităţi de propagare complică şi sistemele de navigaţie, cele mai multe AUV-uri folosind în acest scop platforme giroscopice şi inerţiale de navigaţie. Totodată, durata evoluţiei autonome neîntrerupte depinde în mare parte de performanţele agregatului energetic.

Sursă foto: Hydroid

Dronele REMUS fabricate de Hydroid sunt cele mai vechi şi reprezentative - REMUS 6000 fiind cel mai mare aparat. Performanţele acestor drone au fost vizibile la detectarea minelor marine în timpul Operaţiunii Iraqi Freedom. Canada, Japonia şi alte state NATO folosesc AUV-uri din clasa REMUS.

Dronele Bluefin-21 fabricate de General Dynamics sunt de asemenea renumite. FMM americane au comandat mai multe drone de acest tip pentru programul Black Pearl AUV, la care au solicitat îmbunătăţirea capacităţii de comunicaţii dublu-sens. General Dynamics mai dezvoltă acum drona Knifefish, care are capacităţi îmbunătăţite în detectare minelor marine şi în interoperabilitatea cu navele de luptă de coastă.

Drona Echo Voyager fabricată de Boeing este, de departe, cel mai mare şi complet autonom AUV. Nu necesită lansare sau recuperare de către o navă de sprijin şi poate atinge cele mai mari adâncimi. Boeing construieşte şi drona Orca, care va avea mai multe posibilităţi de întrebuinţare în luptă, ceea ce îl recomandă pentru a înlocui nave puternice de coastă.

Comania Lockheed Martin este cunoscută cu puternica dronă Marlin, de rază mare de acţiune şi evoluţii la adâncimi mari. Fabrică însă mai multe drone din clasa AUV-urilor mici, care pot fi folosite cu succes ca ţinte pentru trageri de instrucţie de către echipaje ale submarinelor, aeronavelor sau navelor de suprafaţă.  

În afară de SUA, China, Rusia, alte state precum Marea Britanie, Franţa, Suedia, Japonia - şi nu numai, continuă să dezvolte tehnologii conexe pentru a rămâne competitive. De exemplu, firma Saab a lansat deja o dronă hibridă UAV/ROV care, pe timpul misiunilor, poate trece de la un rol la altul.

China - stat care manifestă cea mai mare lipsă de transparenţă nu numai în domeniul armamentelor, acţionează pentru a dezvolta noi capabilităţi de luptă ale flotei sale militare prin submarine fără pilot, echipate pentru un spectru larg de misiuni – de la cele de spionaj, la cele de minare sau lovire a unor obiective inamice. Cele mai noi modele - controlate cu ajutorul inteligenţei artificiale, ar trebui să-şi facă apariţia chiar spre finele anului 2020, în cele mai importante zone din Marea Chinei de Sud şi Oceanul Pacific. În aceste bazine, China se află în dispute de lungă durată cu vecini ai săi din sud şi est, dar şi cu SUA. Apariţia submarinelor autonome chineze în aceste acvatorii ar putea aduce unele  modificări serioase în raportul de forţe din regiune.

Rusia a anunţat acum doi ani, prin preşedintele Putin, crearea puternicei drone subacvatice nucleare Poseidon – primul submarin fără echipaj, complet autonom, şi cu propulsie nucleară. Poseidon are la bord un mini-reactor nuclear, este dotat cu inteligenţă artificială şi este capabil să acţioneze în condiţii de mediu dintre cele mai complexe. Se poate deplasa la adâncimi mari de peste 1000 de metri, cu viteză de până la 180 km/oră (mai mare decât viteza submarinelor moderne cu echipaj). Constructorii au specificat că Poseidon are rază nelimitată de acţiune, la nivel intercontinental. Din date publice rezultă că Poseidon este destinat pentru nimicirea unor obiective inamice de coastă şi poate transporta la ţintă încărcături nucleare cu puterea de până la 2 megatone. Spre comparaţie, poate fi o armă la fel de precisă ca noul sistem aerian rusesc Avangard. Se consideră că FMM americane sunt preocupate de caracteristicile acestui submarin, care, potrivit ruşilor, ar fi un mijloc de descurajare strategică eficace, ce poate executa lovituri din mări şi oceane ale lumii cu mult mai periculoase decât loviturile cu rachete din spaţiul cosmic.

Producătorii de drone militare navale sunt supuşi permanent la noi şi noi provocări tehnologice, pentru a  perfecţiona în viitor această categorie de drone şi a răspunde la cerinţele militare din ce în ce mai complicate. Constructorii experimentează combinarea diferitelor sisteme de baterii şi energie electrică cu super-capacitoare, testează extragerea energiei din mediul de navigaţie, sau chiar instalarea de ”centrale subacvatice” pentru alimentarea UUV şi transferul energiei fără fir. China lucrează la încorporarea masivă a inteligenţei artificiale în drone navale, iar Rusia dezvoltă, cum s-a văzut mai sus, drone cu sisteme energetice nucleare la bord.

Drone de suprafaţă fără pilot - USV  

Sistemele de nave de suprafaţă fără pilot (USV) – sisteme recunoscute drept echivalentul maritim al dronelor aeriene pentru aviaţia militară, au cunoscut în ultimii ani o dezvoltare tehnologică substanţială. Cu toate că dronele militare navale încă nu sunt la fel de răspândite şi utilizate ca dronele aeriene, există toate premizele că USV-urile - de la nave mici până la navele autonome grele care pot avea destinaţii duale militare/ civile, să aibă un viitor sigur. Studii mai îndrăzneţe arată că, peste nu mult timp, mulţi marinari vor putea lucra de la un birou. Spre deosebire de UUV-uri, aceste drone pot folosi instrumente tehnice clasice utilizate pentru controlul dronelor aeriene – precum echipamente de comunicaţii şi navigaţie cu unde electromagnitice şi sisteme satelitare, ceea ce simplifică pe multe planuri eforturile constructorilor.

În viziunile FMM americane se vorbeşte din ce în ce mai des despre integrarea cât se poate mai largă a tehnologiilor fără pilot într-o flotă proiectată pentru anii 2040. Conceptele pentru dezvoltarea de nave de suprafaţă fără pilot şi CONOPS – acronim pentru ”Concept of operation” vor urmări decuplarea de capacităţi pentru misiuni militare din portofoliul structurii de forţe navale cu echipaj. La fundamentarea cererilor pentru bugetele viitoare, FMM au devenit mult mai vocale în a promova necesitatea de a trece la tehnologia USV, ca mijloc de creştere a puterii navale în materie de ”senzori şi arme”, fără a cheltui miliarde pentru nave mari de luptă cu echipaje.

SUA au trecut la dezvoltarea unor concepte de operaţiuni pentru USV-uri de mărimi medii (”Medium” - MUSV) şi mari (”Large” - LUSV), care să includă concepte pentru organizarea, echiparea, manevrarea, instruirea, susţinerea şi integrarea operaţională a acestora nave cu unităţi de nave de suprafaţă cu echipaj, precum şi cu grupări navale de lovire expediţionare, grupări de lovire ale portavioanelor, grupări întrunite navale pentru acţiune la suprafaţă. Sunt în curs de examinare problemele de comandă/control, de interoperabilitate şi comunicaţii, problemele legate de bazare, mentenanţă şi sprijin ale noilor platforme USV. Un astfel de document va fi gata undeva în septembrie.

Chestiunea a apărut după ce Congresul SUA şi-a exprimat scepticismul că Marina Militară ar cunoaşte suficient noile tehnologii de drone navale pentru care solicită finanţare sporită. Ulterior, Congresul a aprobat fonduri pentru achiziţia a două nave LUSV de suprafaţă fără echipaj. Cu anumite condiţionări impuse, constuctive şi de operaţionalizare iniţială pentru aceste platforme. MUSV ar trebui să fie un vas cu înaltă anduranţă şi dotat cu diferite echipamente modulare pentru misiuni militare de intelligence, supraveghere şi recunoaştere (ISR) sau de război electronic. O navă LUSV trebuie să poată fi echipată cu sisteme verticale de lansare pentru misiuni de război naval. De notat aici că a fost deja constituit un ”squadron”, care va prelua noile USV-uri, cum ar fi DDG-1000 şi Sea Hunter. Agenţia Pentagonului pentru proiecte de cercetări avansate, DARPA, se aşteaptă ca industria de profil să fundamenteze transformarea  conceptului de ”convoi maritim militar” care să includă drone navale, până la sfârşitul anului 2023.

Drone aeriene pentru forţele navale

În ciuda unor progrese semnificative în robotică, inteligenţă artificială şi tehnologiile sistemelor autonome fără pilot, dronele aeriene ale marinei militare rămân predominant ca mijloace active UAV pentru acţiuni ISR. În prezent, niciun UAV naval nu este bazat pe portavioane. Utilizarea eficientă pe termen scurt a unor UAV-uri de către un portavion este puţin probabilă, deoarece realizarea de drone speciale pentru portaviaone (CL-UAVuri) capabile să execute un spectru larg de misiuni aeriene tipice unui portavion ar presupune o integrare specifică a multor noi tehnologii.

Ceea ce va necesita mult timp. Asta nu înseamnă că accelerarea integrării CL-UAV-uri nu poate fi accelerată, mai ales dacă efortul pe această direcţie va fi însoţit - aşa cum s-a mai întâmplat în istorie, de schimbări organizaţionale pentru exploatarea adecvată a noilor tehnologii militare şi care să favorizeze în spirit inovativ experimentarea acestor tehnologii.

Acum cinci ani, secretarul FMM ale SUA afirma că aeronavele F-35 vor reprezenta probabil ultimul tip de avioane de vânătoare cu echipaj pe care marinarii militari l-ar achiziţiona, deoarece Departament Apărării (DoD) a abordat o a Treia Strategie Offset – ”Third Offset Strategy”, care planifică să se treacă la utilizarea de sisteme autonome fără pilot (UAS) şi echipe om-maşină (”human-machine teams”), pentru a se asigura superioritatea tehnologică americană în faţa unor potenţiali adversari navali. De fapt, a trecut o sută de ani de când DoD a autorizat prima investiţie a FMM americane în UAS-uri. Acele investiţii iniţiale mici au contribuit totuşi la dezvoltarea dronelor navale militare. Deşi, în general, rezultatele obţinute de forţele aeriene pentru construcţia şi operaţionalizarea de drone aeriene - şi utilizarea concretă a acestora în acţiuni şi conflicte militare din timpul Războiului Rece sau în cele contemporane, au depăşit evident pe cele ale forţelor navale. Aceasta a fost tendinţa şi la nivel mondial, dar care ar putea fi echilibrată prin investiţii pe măsură.

(1) Mediul acvatic atenuează inevitabil semnalele electromagnetice folosite la celelate tipuri de drone – inclusiv pentru GPS, mobil (3G, 4G), Wi-Fi, semnale radar şi de navigaţie optică ca LiDAR. Excepţie fac semnalele de frecvenţă foarte mică (VLF) şi de frecvenţă extrem de joasă (ELF), care pot permite comunicarea unidirecţională de la suprafaţă la AUV. Aceasta deoarece emiţătorii VLF sau ELF sunt mult prea voluminoşi pentru a fi montaţi pe dronă. În plus, lăţimile de bandă sunt extrem de reduse, ceea ce restricţionează volumul transferului de date şi creşte consumul de energie.