Drones uit de lucht halen met gerichte microgolven

In juli 2019 werden naar verluidt meerdere drones gebruikt om marinetorpedobootjagers voor de kust van Californië te zwermen. De mysterieuze drones, ongeveer zes in totaal, verschenen in de loop van een aantal nachten, zwaaiden met lichten en voerden ‘brutale manoeuvres’ uit in de buurt van de oorlogsschepen. Ze vlogen met een snelheid van 16 knopen en bleven ruim 90 minuten in de lucht, langer dan in de handel verkrijgbare drones.

Het is niet bekend waar ze vandaan komen. Het nieuws over het incident werd pas in maart 2021 openbaar gemaakt, na een verzoek van de Freedom of Information Act (FOIA) van De rit, die berustte op de openbaarmaking van deklogboeken van de schepen die bij het incident betrokken waren.

Lastige drones zijn geen nieuw fenomeen. Bij een veelbesproken incident een paar jaar geleden waren er ongeoorloofde drones gespot nabij de Londense luchthaven Gatwick, een belangrijke hub waar dagelijks ongeveer 60.000 mensen vandaan vliegen tijdens normale, niet-COVID-tijden. Bezorgd over de mogelijkheid dat een drone met een vliegtuig zou botsen, riepen de autoriteiten op om alle vliegtuigen 36 uur aan de grond te houden, wat gevolgen had voor 1.000 vluchten en naar schatting $ 70 miljoen kostte.

Volgens Leigh Madden, CEO van een in Los Angeles gevestigde startup Epiruszijn drones hard op weg een “hoofdbestanddeel van de oorlogvoering van de 21e eeuw” te worden. Amerikaanse generaal Kenneth McKenzie, hoofd van het Centrale Commando van het land, heeft hen gebrandmerkt als de ‘het meest gaat over tactische ontwikkeling” sinds de wijdverbreide opkomst van IED’s, of geïmproviseerde explosieven. Net als bij IED’s is het gebruik van drones een voorbeeld van asymmetrische oorlogsvoering, waarbij kleinere, minder goed uitgeruste opstandelingen veel grotere machten kunnen uitdagen. Zoals een paar drones die een internationale luchthaven afsluiten. Of verschillende drones die de bemanning van een 150 meter lange marinetorpedobootjager angst aanjagen.

Energiewapens tegen drones

Om dit groeiende probleem aan te pakken heeft Epirus, dat moderne verdedigingssystemen bouwt om de bedreigingen van de 21e eeuw het hoofd te bieden, Leonidas gecreëerd, een draagbare, krachtige microgolfenergiewapen dat kan worden gebruikt om een ​​zwerm drones tegelijkertijd uit te schakelen of om individuele drones binnen een groep uit te schakelen met extreem hoge precisie. Het werkt door de elektronica aan boord van een drone te overbelasten, waardoor deze onmiddellijk uit de lucht valt. Het wordt een Counter-UAS-tool of Counter Unmanned Aerial Systems-tool genoemd.

“Leonidas is het eerste Counter-UAS-systeem in zijn soort dat gebruik maakt van solid-state, softwaregedefinieerde krachtige microgolfsystemen (HPM) om elektronische doelen uit te schakelen, waardoor operators ongeëvenaarde controle en veiligheid krijgen”, vertelde Madden aan Digital Trends. “Digitale beamforming-mogelijkheden maken uiterste nauwkeurigheid mogelijk, zodat operators vijandelijke dreigingen kunnen uitschakelen, [zonder iets anders te verstoren]. Leonidas maakt gebruik van solid-state galliumnitride-eindversterkers om het systeem diepe magazijnen en hoge vuursnelheden te geven, terwijl de omvang en het gewicht dramatisch worden verminderd.”

De energiewapenoplossing kan op een vrachtwagen, schip of een verscheidenheid aan andere voertuigen of platforms worden gemonteerd, afhankelijk van wat de klant nodig heeft. De straal die het afvuurt, kan worden verkleind of verbreed op basis van de specificaties van het doel. Wil je een zwerm naderende drones onmiddellijk tegenhouden? Verbreed de straal. Op zoek naar een sluipschuttersgeweer met energiewapen dat slechts één drone uit een groep kan raken? Verklein het tot een naaldachtig punt. Het is ook snel. Het gerichte energiewapen produceert een zeer hoge vuursnelheid, gelijk aan meerdere schoten per seconde. Dit is van cruciaal belang omdat, net als stormtroopers in Star Wars, gaat de dreiging van drone-zwermen minder over de onverwoestbaarheid van een enkele drone dan over hun vermogen om potentieel te overweldigen door de kracht van aantallen.

In februari voerde Epirus een demonstratie uit met behulp van een prototypeversie van zijn energiewapen voor aanwezigen van het ministerie van Defensie en de inlichtingengemeenschap. Tijdens de test werden met succes 66 van de 66 drones uitgeschakeld. Nadat de aanpak is gevalideerd, wordt er nu een veldklare versie voorbereid die later in 2021 operationeel zal worden gebruikt door het ministerie van Defensie. Het bedrijf werkt naar verluidt ook aan een kleinere mobiele versie voor gebruikers die te voet zijn.

De drone-dreiging aanpakken

Het is niet verwonderlijk dat Epirus, opgericht in 2018, niet de eerste poging is die de technische wereld heeft ondernomen tegen de potentiële dreiging van kwaadaardige dronezwermen. “Er zijn verschillende andere technologieën die de C-UAS-dreiging proberen aan te pakken, van jamming tot lasers en zelfs netten,” erkende Madden.

Drone-stoorzenders, zoals de DroneGun, dat lijkt op een bazooka en is gemaakt door het Australische bedrijf DroneShield, werkt door te blokkeren radiocommunicatie tussen de drone en zijn operator, waardoor de UAV geen directe ontvangst meer heeft instructies. Een andere aanpak, het Advanced Test High Energy Asset (ATHENA)-systeem, ontwikkeld door defensiegigant Lockheed Martin, ontploft ongewenste drones uit de lucht met een krachtig laserwapen. Nog een andere, de DroneCatcher, is een anti-drone-drone die zich in de lucht op vijandelijke UAV's richt verstrikt ze in een net tot op 20 meter afstand. (Je kunt alternatieve drone-verzendingsmethoden bekijken in onze overzicht van anti-dronetechnologie.)

Hoe innovatief veel van deze oplossingen ook zijn, Madden is ervan overtuigd dat de aanpak van Epirus een aantal duidelijke voordelen heeft. “Al deze meer traditionele, kinetische benaderingen van Counter-UAS hebben aanzienlijke nadelen, en dat is de reden waarom Epirus heeft met ons C-UAS-systeem voor een geheel andere, meer flexibele en innovatieve aanpak gekozen”, zegt hij gezegd.

De belangrijkste hiervan zijn het kleinere formaat en het grotere vermogen in vergelijking met bepaalde concurrerende technologieën, evenals de beamforming-mogelijkheden die het extra nauwkeurigheid geven. “Lasers moeten bijvoorbeeld op een specifiek doel blijven stilstaan ​​totdat de laser door het doel heen kan branden”, zei hij. “Onze systemen creëren een krachtveldeffect dat alle bedreigingen die erin doordringen snel uitschakelt, waardoor een grotere nauwkeurigheid mogelijk is en de mogelijkheid om meerdere doelen tegelijk uit te schakelen. Onze systemen kunnen ook binnen enkele minuten worden aan- en uitgeschakeld. [Dat is] nog een onderscheidende factor ten opzichte van traditionele HPM-systemen met vacuümbuizen, waarbij het uren kan duren voordat voldoende vermogensniveaus worden bereikt.”

De dreiging van dronezwermen zal niet snel verdwijnen. China bijvoorbeeld is dat naar verluidt onderzoek naar zwermen zelfmoorddrones. Maar dankzij mensen als Epirus zijn er nu manieren om terug te vechten.