USA kan inte tänka sig att gå ut i krig utan satelliter

Gulfkriget det stora genombrottet för satelliter under krig

Av Ulf Ekblad

ilitära tillämpningar har varit en av drivkrafterna bakom rymdteknikens utveckling. En av de första militära användningarna av satelliter var spaning. En annan var kommunikation. Satelliter för positionsbestämning togs också fram senare på 1960-talet, långt före dagens moderna navigeringssystem.

I början var varje militär satellit ägd och kontrollerad av en enda nation, men på senare tid har i några fall stater gått samman och utvecklat gemensamma satelliter som den optiska spaningssatelliten Hélios, som ägs av Frankrike, Spanien och Italien. Likaså var från början satelliter antingen militära eller civila. På 1980-talet började dock militära laster att placeras på satelliter som för övrigt var civila. Frankrike, har militär kommunikationsutrustning, Syracuse, på de franska civila kommunikationssatelliterna Télécom.

Satelliter i krig fick sitt genombrott under Gulfkriget. Tidigare hade militär användning av satelliter huvudsakligen varit för strategiska ändamål. Här ska vi titta på den taktiska användningen av satelliter i moderna krig.

Stormakter som USA kan inte tänka sig ett krig utan rymdtekniken. Högt uppsatta amerikanska militärer har sagt att de inte går i krig om de inte får understöd av satelliter. För USA spelar självklart satelliter en central roll i det digitala kriget. I Sverige pågår flera studier om det digitala kriget. Frågan är om Sverige ska ta fram ett ”fattigmanskoncept” utan satelliter för det digitala kriget eller om militären på allvar ska ta steget ut i rymden för att möta det moderna kriget.

Satellitanvändning i krig
Under de senare krigen har satelliter alltmer kommit att användas som stöd för de krigförande parter som har haft tillgång till satelliter. De har t ex varit till stöd för de sovjetiska trupperna i Afghanistan, för britterna under Falklandskriget, vid den amerikanska invasionen i Panama, för koalitionen i Gulfkriget och för FN-trupper i det forna Jugoslavien. Under Gulfkriget använde USA uppskattningsvis totalt cirka 50 satelliter: tio kommunikationssatelliter, 15 navigeringssatelliter, tio spanings-, fjärranalys- och vädersatelliter, 15 signalspaningssatelliter och ett par förvarningssatelliter. Sifferuppgifterna är ungefärliga.

Kommunikationssatelliter används för kommunikation inte bara mellan krigsskådeplatsen och hemmafronten utan ibland också mellan enheter inom krigsskådeplatsen. Under Gulfkriget var behovet av kommunikation så stort att de militära satelliterna inte räckte till utan flera kommersiella kommunikationssatelliter togs i anspråk.

I okänd terräng är satellitnavigeringssystem till stor hjälp. Det finns både ett amerikanskt, GPS (Global Positioning System), och ett ryskt, GLONASS (Global Navigation Satellite System). Med hjälp av ett sådant kan t ex utläggning av minor och gravsättningar markeras.

Ett viktigt användningsområde för satelliter är för krigsförberedelser. Bilder tagna av satelliter utnyttjas för att förbereda krigsinsatser. Det kan vara bilder tagna med dels militära spaningssatelliter, populärt kallade spionsatelliter, och dels med civila fjärranalyssatelliter. I samband med Gulfkriget köpte det amerikanska försvaret ett par hundra bilder tagna med SPOT-satelliterna. Dessa bilder kombinerade yttäckning och upplösning på ett tillfredsställande sätt, vilket de amerikanska satelliterna inte gjorde: de civila, Landsat, hade god yttäckning men för dålig upplösning; de militära hade bra upplösning men för dålig yttäckning.

Ett problem för trupp i främmande land är bristen på bra kartor. Kartor görs ofta med hjälp av satellitbilder. Likaså kan man utgående från två satellitbilder, över samma område men tagna från olika vinklar, skapa en tredimensionell bild. En sådan kan användas för att träna piloter i flygsimulatorer där de får ”flyga” i det fientliga luftrummet i förväg. Meteorologiska data från vädersatelliter används för att planera t ex luftlandsättningar.

Signalspaningssatelliter är satelliter som ”lyssnar” på radiostrålning. Dessa är kanske de mest hemliga av alla militära satelliter, varför deras användningssätt och deras förmåga till avlyssning är dåligt kända.

Förvarningssatelliter är satelliter som ska upptäcka uppskjutningar av ballistiska robotar. Emellertid är det amerikanska systemet endast konstruerat för att upptäcka uppskjutningar av interkontinentala ballistiska robotar och inte de korträckviddiga Scudrobotar som Irak använde under Gulfkriget. Satelliterna kunde dock upptäcka uppskjutningarna, men det var på gränsen för deras förmåga. För att förbättra detektionsförmågan flyttades en av dessa satelliter från en position i den geostationära banan till en annan.

Prestanda för militära satelliter
Prestanda för militära satelliter är nästan alltid hemliga, varför det är svårt att med säkerhet uttala sig om vad de klarar av. De uppgifter som förekommer kan vara underskattningar, men de kan också vara överskattningar. En satellitägare kan nämligen vara intresserad av att få motståndaren att tro att ens satelliter klarar av mer än vad de kan. Här ska dock ges några indikationer på vad som kan vara rimligt att tro att satelliter kan klara av.

Det första som de flesta tänker på när det gäller militära satelliter är hur små föremål en satellit kan se, dvs vad upplösningen är. Den moderna optiska bildalstringstekniken går ut på att mycket små ljuskänsliga sensorer, på ner mot en hundradels mm i sida, registrerar solreflexerna från jorden. Den yta som dessa sensorer samlar in ljus från kallas upplösningen, eller snarare längden på kvadratens sida.

Amerikanska Landsat har en upplösning på 30 m, SPOT-satelliterna (fransk-svensk-belgiska satelliter) 10 m och indiska satelliter 6 m, för att nämna några exempel på civila satelliters upplösningar. De militära har betydligt bättre än så. Från amerikanska bilder som på olika sätt har kommit ut har försök gjorts att uppskatta upplösningen. En upplösning på några decimeter verkar trolig. Beräkningar på atmosfärens inverkan har visat att det inte, utan att tillgripa speciella tekniker, går att få bättre upplösning än cirka en dm. Det är troligt att amerikanska och ryska satelliter kan nå denna gräns. Den fransk-italiensk-spanska militära satelliten Hélios sägs ha en upplösning på cirka en meter.

Det finns förutom dessa optiska spaningssatelliter också satelliter som alstrar bilder med radarteknik. Dessa sk SAR-satelliter, Synthetic Aperture Radar, sänder ut radiostrålning och registrerar strålningen som kommer tillbaka från jorden. Med hjälp av satellitens rörelse och modern datorteknik kan man skapa en ”syntetisk” antenn, dv s en antenn som är större än satellitens fysiska antenn. En fördelen med detta är att upplösningen i de skapade bilderna blir bättre. USA har militära SAR-satelliter, Lacrosse, vars upplösning kan vara ner mot någon meter.

En vädersatellit i geostationär bana ser nästan halva jordytan kontinuerligt. Eftersom fjärranalysoch spaningssatelliter går i låga banor passerar de snabbt över jordytan. Bredden på deras täckningsområden, svepbredden, kan vara mellan cirka 10 km för en satellit med hög upplösning och 185 km för Landsat.

Spaningssatelliter ger en ögonblicksbild över ett område vid en passage. Nästa passage över samma område sker efter flera dygn. Detta därför att jorden roterar kring sin axel samtidigt som satelliten går i sin bana runt jorden, medan satellitens banplan inte roterar med jordrotationen utan är fix. För att minska tiden mellan två observationstillfällen kan många satelliter variera sitt sidtittande, så att en observationsfrekvens ner mot ett dygn kan erhållas. flera satelliter ger ökad uppdateringstakt. I dagens snabba krigföring är det många gånger vitalt att observationer kan göras ofta och vid rätt tidpunkt.

Förvarningssatelliter registrerar det infraröda ljuset från de ballistiska robotarnas eldsflammor. Genom ett system av roterande ljusdetektorer observerar de amerikanska förvarningssatelliterna i den geostationära banan varje punkt på jorden med ett intervall på 8–12 sekunder. Det tar sex min att bestämma nedslagsplatsen, men precisionen i bestämningen är okänd.

Navigeringssatelliterna GPS och GLONASS ger en noggrannhet i positionsbestämningen på cirka 10 m för de som har tillgång till de militära signalerna. För civila användare är positionsbestämningen sämre, cirka 100 m. flera metoder kan förbättra denna. En fast punkt kan positionsbestämmas med mycket stor noggrannhet, på några cm när, genom positionsinmätning under en längre tid. Med hjälp av radiosignaler från sådana nogrant inmätta punkter kan positionsbestämning baserad satellitdata förbättras. System av sådana markstationer byggs upp i Sverige.

Möjligheter och begränsningar
Trots alla fördelar med satelliter har de begränsningar som kan utnyttjas av motståndaren.

Satelliterna går i sina bestämda banor, vilka kan förutses med ganska stor noggrannhet under relativt lång tid framåt. Den som vill undgå upptäckt kan utnyttja kunskap om när en viss satellit passerar. Visserligen kan vissa satelliter ändra sina banor så att passagerna inte sker vid samma tidpunkt som före ändringen. Sådana banändringar kräver dock mycket energi, varför detta inte görs alltför ofta. Genom att ha flera satelliter blir passagerna tätare.

De optiska spaningssatelliterna kräver dagsljus och fint väder, varför en motståndare kan välja att inte utföra t ex förflyttningar under sådana förhållanden. SAR-satelliterna behöver dock varken dagsljus eller fint väder, eftersom de har sin egen strålningskälla vars strålning tränger igenom moln och nederbörd.

För att undgå upptäckt kan kamouflage användas och för att luras kan skenmål utplaceras. Under Gulfkriget försökte Irak dölja stridsvagnar genom att täcka dem med sand och för att få koalitionen att tro att flygplatser var utslagna målades bombkratrar på landningsbanorna. Modern bildanalysteknik som utnyttjar ljusets olika spektrala egenskaper gör det dock svårt att lyckas med dylika åtgärder.

Positionsbestämning med t ex GPS är känslig för radiostörning, eftersom signalerna är svaga. Detta gäller i första hand de civila användarna, medan de användare som har tillgång till de militära signalerna är lite bättre lottade.

”Satelliter fungerar inte i krig”
En vanlig ståndpunkt i Sverige är att satelliter nog är bra, men i krig kommer de inte att fungera. Bevisligen har de fungerat under tidigare krig, men då mot en tekniskt mindre avancerad motpart. Huruvida en svensk satellit skulle fungera under ett krig beror på flera faktorer.

Typen av konflikt spelar en stor roll för vad man kan förvänta sig av ett satellitsystems livskraft. I en internationell insats under FN mot en tekniskt mindre avancerad motpart bör många satellitsystem fungera. Eventuellt skulle satellitmottagare kunna utsättas för störsändning och, vilket kanske är mindre troligt, också en kommunikationssatellit. Det senare fordrar dock en kraftfull störsändare. Navigeringssatelliter skulle fungera, men mottagarna kan störas. Spaningssatelliter skulle också fungera.

I ett krig mot en stormakt i väst skulle kanske de civila GPS-signalerna stängas av. Utstörning av en nationell kommunikationssatellit skulle kunna ske under en konflikt med en tekniskt avancerad nation. Om däremot en internationell kommunikationssatellit utnyttjas skulle en utstörning av denna eventuellt kunna drabba icke inblandade parter, vilket kanske motståndaren vill undvika. Likaså skulle en avstängning av en satellit med flera ägare kunna drabba icke involverade parter.

Satellitsystemens markstationer, som kontrollerar satelliten och som tar ner t ex bilddata, kan lätt bli utslagna om dessa anläggningar finns på en krigförande parts territorium. Om den finns på ett annat lands territorium, eller om den behövs för andra satelliter som ägs och används av icke involverade parter, kan detta verka förhindrande. En utslagning av en kontrollstation skulle i regel inte få en omedelbar verkan eftersom satelliter kan fungera under flera veckor utan styrning från marken. Dock kan vissa funktioner försämras, som t ex möjligheten att bestämma när och var satellitbilder ska tas.

Genom att ha flera kontroll- och nedtagningsstationer blir det en svårare uppgift att slå ut dessa. Mobila stationer är också något som försvårar för motståndaren. Mobila nedtagningsstationer för satellitbilder är på frammarsch. En satellit kan styras från en vanlig PC varför en kontrollstation kan göras liten. En relativt stor antenn skulle däremot eventuellt behövas.

Från FOA-tidningen nr 5-6-1997 - www.foi.se/framsyn