Strijd in, om en via de ruimte - Onkruit Vergaat Niet

De spanningen in de ruimte lopen flink op. Satellieten worden uitgerust met lasers en landen testen raketten om elkaars satellieten uit de lucht te schieten. Er is sprake van een steeds verdergaande militarisering van de ruimte. De gang van zaken rondom Starlink maakt duidelijk dat ook bij de huidige oorlog in Oekraïne satellieten een rol spelen.

Ruimtewedloop

Voor alle duidelijkheid, we hebben het hier niet over de ruimtewedloop: de wedijver die de Verenigde Staten en de Sovjet-Unie voerden om de eerste te zijn bij het ‘veroveren’ van de ruimte. De ruimtewedloop werd een belangrijk onderdeel van de culturele en technologische machtsstrijd tussen de V.S. en de USSR tijdens de Koude Oorlog. Met name werd de ruimtetechnologie een belangrijk punt in het conflict vanwege de mogelijke militaire toepassingen (rakettechnologie). In de jaren na de Koude Oorlog was er een hoopgevende ontwikkeling rondom het ontwikkelen van een internationaal ruimtestation (ISS), hetgeen uitmondde in het grootste internationale wetenschappelijk project uit de geschiedenis van de ruimtevaart. Het ISS is een project van de ruimtevaart-organisaties van de VS, Canada, de EU en Japan. Helaas lijkt het ISS sinds de oorlog in Oekraïne een verlengstuk van het strijdtoneel lijkt te zijn geworden. Al zijn de laatste berichten weer wat positiever. Zie Het contact met de Russen lijkt steeds soepeler te gaan – in de ruimte – NRC.

Ruimteoorlog

In Hollywood-films zien we spectaculaire ruimtegevechten. Helaas loopt ook in de echte wereld de spanning in de ruimte op. Er is daadwerkelijk een wapenwedloop aan de gang. De Universiteit van Nederland heeft een kort filmpje gemaakt over wat zo’n ruimteoorlog zou betekenen. We zijn in onze moderne maatschappij erg afhankelijk van satelliettechnologie.

Aflevering Voorkennis van de Universiteit van Nederland

Met dank aan NTR: Wetenschap en deze wetenschappers:

Angelo Vermeulen, ruimtevaartdeskundige TU Delft
Lonneke Peperkamp, militaire ethiek, Radboud Universiteit & De Nederlandse defensie academie
Marco Langbroek, ruimte-onderzoeker, TU Delft

Militarisering van de ruimte

De Amerikaanse militaire inlichtingendienst (DIA – Defense Intelligence Agency) heeft een rapport uitgebracht, “2022 Challenges to Security in Space“. Het is de tweede niet-geclassificeerde beoordeling van ruimtebedreigingen, na de originele versie van het rapport in 2019. Dit tweede rapport is gericht op het grote publiek. Waar het volgens DIA op neerkomt, is dat de ruimte “in toenemende mate gemilitariseerd wordt” over de hele wereld, en dat de bedreigingen voor de Amerikaanse militaire en commerciële ruimtevaartactiviteiten blijven groeien.

Het tweede rapport gaat vooral over China en Rusland, maar ook de ruimte-activiteiten van Iran en Noord-Korea komen aan bod. Er wordt ook gekeken naar de bedreigingen die deze activiteiten kunnen vormen voor de commerciële belangen van bedrijven die zich met ruimte-activiteiten bezighouden en hoe ook het ontstaan van ‘ruimtepuin’ een bedreiging kan vormen.

“Ruimteverkeer schiet omhoog”

Ook Jonathan McDowell, een astrofysicus aan het Harvard and Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, Massachusetts, geeft aan dat China erg actief is geworden met defensie-gerelateerde satellieten. Hij is de auteur van het rapport “Space Activities in 2022“. Dit rapport relativeert wel het een en ander, gezien de geheimhouding die er is rondom dit soort activiteiten. Het is een even belangrijke bevinding van het rapport dat het aantal lanceringen en satellieten die in het algemeen in een baan om de aarde komen, blijft stijgen met grote cijfers. Dit is in de eerste plaats te wijten aan een golf van commerciële activiteiten.

“Over het algemeen schiet het ruimteverkeer omhoog (bedoelde woordspeling)”, zei McDowell.

Briefing journalisten — *Briefing van journalisten over een Advanced Battle Management System (ABMS)-experiment in het kader van JADC2 (foto USA-Air-Force*

Het Amerikaanse JADC2 programma

In vrijwel alle militair gerelateerde publicaties (militaire tijdschriften, online persartikelen, uitingen van DoD – Department of Defence – en het Pentagon) duikt de laatste jaren het begrip JADC2 op: Joint All Domain Command and Contol. Dit slaat op het door het Amerikaanse ministerie van defensie gewenste allesomvattende metanetwerk van de toekomst, waarin allerlei communicatie en detectiesystemen verbonden zijn in één systeem onder militaire controle.

In de afgelopen week (1e week feb 2023) heeft het Pentagon de aftrap gegeven voor een nieuw Global Information Dominance-experiment, de naam zegt het eigenlijk al: dominant zijn in de wereldwijde informatiepositie. “Het doel van GIDE – en het grotere Pentagon-project dat het zal informeren, Joint All Domain Command & Control – is om alle gegevens te bundelen, het delen van gegevens te automatiseren en zelfs kunstmatige intelligentie te gebruiken voor de first-pass-analyse: zoals: hier worden transportschepen geladen in Chinese zeehavens in de buurt van Taiwan, of Noord-Koreaanse raketten die uit hun grotten worden gerold en van brandstof worden voorzien voor lancering, of van haat vervulde tweets die menigten ophitsen om een ambassade te bestormen. Op die manier moet het systeem behulpzaam zijn om snel satellietbeelden of radar-retourbeelden te interpreteren. Ook kun je berichten op sociale media analyseren, waardoor mensen ook tijd hebben om na te denken.”

*Northrop Grumman met hun “digitale gevechtsnetwerk” en architectuur*.

*Collins Aerospace over de connected battlespace.*

Wereldwijde backbone (ruggengraat)

Intelligente gateways, connectiviteit van sensoren, digitale netwerken, afijn, er komt een heel scala aan technische begrippen voorbij in wat men noemt de ‘gevechtsruimte’ van JADC2. Amerikaanse bedrijven zijn toonaangevend op het gebied van cloudtoepassingen (denk alleen al aan de ‘big tech‘) en satelliet-technologie (zoals SpaceX van Elon Musk met zijn Starlink-systeem, dat nu al zo’n grote rol speelt in de oorlog in Oekraïne). De Amerikanen willen met het JADC2 programma alle mogelijkheden ontsluiten voor een wereldwijd communicatie- en informatiesysteem, waarin ook alle commerciële (civiele) toepassingen geïntegreerd kunnen worden. Ook openbare telefoonnetwerken, technieken zoals 5G, wil men in dit metanetwerk incorporeren. Ook wil het Amerikaanse ministerie van defensie moderne cloud-toepassingen inzetten, zoals consumenten die ook gebruiken van Google, Microsoft en Amazon. Het gaat om miljarden dollars aan vaste infrastructuur, die aldus ingezet kunnen worden voor militaire surveillance doeleinden.

Er bestaan al heel veel netwerken voor specifieke doelen, maar deze ‘praten niet met elkaar’. Ze hebben verschillende beveiligingsniveau’s en ook de datastructuren (gegevensindeling) zijn afwijkend, waardoor de gegevens niet kunnen worden gedeeld. De gateway-benadering binnen het JADC2-programma kan ervoor zorgen dat de netwerken met elkaar verbonden worden en dat de gegevens zodanig worden vertaald dat er dezelfde taal wordt gesproken. De gateway-benadering is een kosteneffectieve methode omdat er geen aanpassing van duizenden platforms nodig is, maar eerder een aantal belangrijke knooppunten moet worden ingericht en bijgewerkt. Het aansluiten bij commerciële 5G-technologieën biedt een kans om de investeringen van commerciële telecommunicatie te benutten om militaire netwerken te verbeteren. Het gaat zowel om direct gebruik van 5G-netwerken via draadloze verbindingen als om verbindingen via de snel groeiende mogelijkheden via LEO-constellaties (Low Earth Orbit): satelliet-netwerken die relatief dichtbij het aardoppervlak opereren.

Satellietsystemen spelen hierbij een belangrijke rol, een speelveld waar de Amerikanen al dominant zijn. Voor een goed begrip volgt hier eerst even wat uitleg over de verschillende satellietbanen.

Dominantie van de VS op het gebied van satellieten (Geopolitics of digital power | Transnational Institute (tni.org)

Low Earth Orbit (LEO)

LEO verwijst naar een laag rondom de aarde, die zich relatief dicht bij het aardoppervlak bevindt. Daardoor kunnen er met LEO-satellieten hoge resolutiebeelden worden gemaakt. LEO-satellieten hoeven niet altijd op dezelfde manier een bepaalde baan rond de aarde te volgen – hun vlak kan worden gekanteld. Het ISS bevindt zich in LEO omdat het voor astronauten gemakkelijker is om er op kortere afstand van en naar toe te reizen. Satellieten in deze baan reizen met een snelheid van ongeveer 7,8 km per seconde; bij deze snelheid doet een satelliet er ongeveer 90 minuten over om de aarde te omcirkelen. Vanwege deze relatief hoge snelheid zijn de individuele satellieten moeilijk te volgen vanaf een grondstation. Communicatiesatellieten in LEO werken dan ook vaak als onderdeel van een grote combinatie of constellatie van meerdere satellieten om een constante dekking te bieden.

Satellieten in de geostationaire baan (GEO)

GEO wordt gebruikt door satellieten die constant boven een bepaalde plaats boven de aarde moeten blijven, zoals telecommunicatiesatellieten. Op deze manier kan een antenne op aarde worden bevestigd om altijd op die satelliet gericht te blijven zonder te bewegen. Het kan ook worden gebruikt door weersatellieten, omdat ze voortdurend specifieke gebieden kunnen observeren om te zien hoe weertrends daar ontstaan. Satellieten in GEO bestrijken een groot bereik van de aarde, dus slechts drie satellieten op gelijke afstand kunnen een bijna wereldwijde dekking bieden. Dit komt omdat wanneer een satelliet zo ver van de aarde is, hij grote delen tegelijk kan bestrijken.

Middelgrote baan om de aarde (MEO)

De medium stationaire baan omvat een breed scala aan banen overal tussen LEO en GEO. Het is vergelijkbaar met LEO omdat het ook geen specifieke paden rond de aarde hoeft te nemen, en het wordt gebruikt door een verscheidenheid aan satellieten met veel verschillende toepassingen. Het wordt heel vaak gebruikt door navigatiesatellieten, zoals het Europese Galileo-systeem. Galileo maakt navigatiecommunicatie in heel Europa mogelijk en wordt gebruikt voor vele soorten navigatie, van het volgen van grote jumbojets tot het opvragen van routebeschrijvingen naar je smartphone.

Geostationaire baan: op vast punt rond de evenaar

Een ballonnetje

Matrozen van de Amerikaanse marine trekken de vermeende Chinese spionageballon uit zee. (*U.S. Navy*)

De Verenigde Staten wil met het JADC2-programma een wereldomspannend surveillance netwerk inrichten, dat ook kan ondersteunen bij operationele activiteiten (bij diverse drone-operaties in het verleden werd er geklaagd dat er onvoldoende ondersteuning was vanuit ‘het netwerk’). De integratie met bestaande netwerk- en clouddiensten betekent dat deze systemen ook een wereldwijde ‘militaire intelligence’ rol moeten gaan vervullen. Tegen die achtergrond komt het gekrakeel over een spionageballon wat hypocriet over. Zie ook: Biden belooft betere beoordeling ballonnen | Trouw

Wat gebeurt er in Nederland?

In Nederland kennen we sinds 2014 het Defence Space Security Centre. De focus ligt daarbij op zes speerpunten:

‘Space Situational Awareness’ zorgt ervoor dat we weten wat er gebeurt in de ruimte en wie wat doet.
Ten tweede is er ISR, een afkorting voor Intelligence, Surveillance, Reconnaissance: over de landsgrenzen kijken, waar je geen boots on the ground hebt.
Satellietcommunicatie (versleutelde informatie uitwisselen) is de derde pijler.
Positioning Navigation Timing (PNT) vormt een vierde pijler.
Met Shared Early Warning kunnen landen elkaar tijdig waarschuwen voor, met satellieten, waargenomen raketdreiging.
Een laatste pijler is Space Weather, het vastleggen en onderzoeken van weersinvloeden in de ruimte.

In 2021 werd de BRIK II gelanceerd, ‘s lands eerste militaire nanosatelliet. Met deze bundel technologie, zo groot als een flinke schoenendoos, zette Defensie haar eerste experimentele stappen in de ruimte. De BRIK is een soort eigen Nederlands postkantoor. Gecodeerde militaire communicatie kan via BRIK in de ruimte doorgestuurd worden naar elke gewenste plek op aarde. Daarnaast kan de satelliet elektromagnetische signalen van militaire systemen detecteren en lokaliseren. Ook onderzoekt BRIK de invloed van veranderende zonnestraling in de laag om de aarde. Deze straling zorgt voor haperingen in bijvoorbeeld GPS. Ook wil men zo eventuele sabotage door andere mogendheden kunnen detecteren.

NAVO

De NAVO heeft zelf geen ‘space assets’, zoals satellieten. De BRIK II is niet alleen een satelliet die de informatiepositie van Nederland verstrekt. Er gaat in NAVO verband samengewerkt worden. De mensen van het Defence Space Security Centre zien nadrukkelijk een rol voor het kleine Nederland. De Verenigde Staten hebben in het kader van het ‘Space Force’ grote satellietsystemen van miljarden euro’s. Meerdere kleine satellieten in een netwerk van verschillende landen zorgen ervoor dat er altijd zicht uit de ruimte blijft.

BRIK II krijgt broertjes

De Nederlandse en de Noorse krijgsmacht lanceren ieder nog een broertje van de nanosatelliet. Deze werden ontwikkeld in het MilSpace2-programma, samen met kennisinstituten NLR, TNO en het Noorse FFI. De Nederlandse draagt de naam Huygens, de Noorse Birkeland. Nederland en Noorwegen zijn strategische partners en kennen allebei een hoogtechnologische industrie, wat leidde tot de ontwikkeling en lancering van de nanosatellieten.

Starlink

Het gebruik door het Oekraïense leger van SpaceX’s Starlink -internetcommunicatiedienst als wapensysteem in zijn oorlog met Rusland was iets dat het bedrijf niet had voorzien of waarmee het niet had ingestemd, verklaarde SpaceX-president Gwynne Shotwell op 8 februari 2023. Shotwell ging niet in op het precieze gebruik dat het Oekraïense leger van Starlink maakte om de satellietconstellatie en zijn communicatieterminals te ‘bewapenen’. Het is echter duidelijk dat de regering in Kiev het satelliet-netwerk niet alleen heeft gebruikt voor strategische, maar ook voor tactische communicatie met strijdende troepen op de grond, bijvoorbeeld voor het coördineren van aanvallen op de binnenvallende Russische strijdkrachten. Het is waarschijnlijk dat Russische hackpogingen in Oekraïense communicatie via dezelfde route zijn terug-gehackt door Oekraïense malware.

Shotwell deelde ook mee dat SpaceX stappen heeft ondernomen om te voorkomen dat Oekraïne Starlink gebruikt om gewapende drones te besturen en andere militaire taken uit te voeren.

Het werk van SpaceX voor het Amerikaanse leger suggereert anders. In mei 2020 tekende het bedrijf een samenwerkingsovereenkomst voor onderzoek en ontwikkeling met het leger om te kijken naar slagveldtoepassingen voor de Starlink-breedband. Later dat jaar speelde Starlink een sleutelrol in het inaugurele Project Convergence-experiment van de dienst om nieuwe en meer onderling verbonden wapens en systemen te testen.Breedbandsatellietconnectiviteit van SpaceX en andere providers was een nog belangrijker onderdeel van de Project Convergence van het jaar daarop. Een groot deel van de reden daarvoor was de toename van het aantal commerciële satellieten in een lage baan om de aarde, zoals Starlink.