Coraz częściej powinniśmy patrzeć na drony wojskowe przez pryzmat ładowania, zasilania, logistyki, łączności, oprogramowania, rotacji operatorów i utrzymania sprzętu w powietrzu. Bezzałogowiec, który musi po kilkudziesięciu minutach wrócić, jest narzędziem z lukami w swoim działaniu. Jednak rój, który sam pilnuje własnej energii i potrafi doładować się w trakcie misji, zaczyna przypominać wręcz stałą warstwę pola walki.
SWARM, czyli drony z własną energetyczną logistyką
Amerykańskie firmy Reach Power i Gambit dostały finansowanie z Operational Energy Capability Improvement Fund na projekt SWARM, czyli Scalable Wireless Aerial Recharging Matrix. Jego cel? Stworzyć system, w którym małe drony nie muszą lądować tylko po to, żeby człowiek wymienił albo podładował im akumulator.
Czytaj też: Ktoś wreszcie zapytał, co się stanie, gdy dostawczy dron spadnie nam na głowy
Najważniejszy element nie sprowadza się do samego przesyłania energii. Bezprzewodowe zasilanie dronów jest fascynujące, ale bez autonomicznego zarządzania rojem szybko stałoby się tylko bardziej skomplikowaną ładowarką. SWARM łączy więc dwa światy. Reach Power odpowiada za przesyłanie energii radiowej do odbiorników na platformach latających, a Gambit za oprogramowanie, które pozwala maszynom uwzględniać stan akumulatora, cel misji, dostępność punktów ładowania i zachowanie reszty roju.
W efekcie dron ma więc nie tylko polecieć nad punkt A, zebrać obraz i wrócić. Ma oceniać, czy opłaca mu się zostać dłużej, czy powinien podlecieć do strefy ładowania, czy inna maszyna może przejąć jego zadanie i czy cały rój utrzyma ciągłość misji bez ręcznego sterowania każdą jednostką osobno. Jest to więc znacznie ciekawsze niż sama obietnica “lotu 24/7”, bo pokazuje zmianę myślenia. Wojskowy dron przestaje być pojedynczym urządzeniem z ograniczonym akumulatorem, a staje się częścią systemu energetycznego.
Pół godziny lotu to za mało na wojnę przyszłości
W projekcie pojawia się ważny punkt wyjścia, który wspomina o małych dronach z grupy 1. Są to lekkie systemy używane do zadań taktycznych i mają często około 30 minut lotu na jednym ładowaniu. Grupa 1 w amerykańskiej klasyfikacji oznacza zwykle maszyny do około 9 kg, operujące na niskich pułapach i z prędkościami do około 185 km/h, choć w praktyce mówimy tu o bardzo szerokiej rodzinie lekkich bezzałogowców.
Czytaj też: Dron z bambusa, a parametry jak z kompozytu. Chiny zrobiły z natury materiał lotniczy
Pół godziny brzmi rozsądnie, gdy myślimy o krótkim rozpoznaniu za wzgórzem, sprawdzeniu drogi albo namierzeniu celu dla artylerii. Problem zaczyna się wtedy, gdy takich maszyn są dziesiątki lub setki, a ich zadaniem nie jest pojedynczy wypad, tylko stała obserwacja, osłona bazy, wykrywanie innych dronów, kontrola granicy albo zapewnienie świadomości sytuacyjnej przez całą dobę. Każdy akumulator trzeba wtedy naładować, wymienić, przenieść, opisać, zabezpieczyć i ponownie wpiąć do maszyny. Każdy powrót na ziemię oznacza też przerwę, ryzyko wykrycia stanowiska i dodatkową pracę ludzi.
Odkąd piszę o amunicji krążącej i rojach, coraz bardziej uderza mnie banalność tej bariery. Nie zawsze wygrywa ten, kto ma najbardziej efektowną platformę. Często wygrywa ten, kto potrafi utrzymać prostsze platformy w działaniu dłużej, taniej i z mniejszym udziałem człowieka. Widać to m.in. przy chińskim eksperymencie z mikrofalowym zasilaniem drona w locie.
Bezprzewodowa kroplówka to kosztowny układ zależności
Najłatwiej byłoby opisać SWARM jako wojskową wersję ładowarki bezprzewodowej, ale takie porównanie szybko zaczyna przeszkadzać. Smartfon leży nieruchomo na podstawce, a dron leci, manewruje, traci orientację w zakłóceniach, zmienia wysokość, może dostać wiatr w bok i musi jeszcze przenieść dodatkowy odbiornik energii. Stacja ładowania nie ma tutaj pod blatem cewki, tylko nadajnik kierujący energię radiową w stronę platformy.
Reach Power opisuje swój system jako zestaw nadajnika, odbiorników i oprogramowania do zarządzania przesyłem. Nadajnik ma adaptacyjną antenę, układ sterujący i komunikację z odbiornikami, a te zbierają energię, regulują jej użycie i magazynują ją w akumulatorze albo kondensatorze. Energia przesyłana przez powietrze zawsze jednak napotyka straty. Wiązka musi trafić w odbiornik, utrzymać odpowiednią geometrię, nie przeszkadzać własnym systemom, nie zdradzić zbyt łatwo infrastruktury i działać w środowisku, w którym przeciwnik będzie polował nie tylko na drony, ale też na ich energetyczne zaplecze.
Jeżeli nadajnik staje się centrum życia roju, to również staje się wartościowym celem. Właśnie tutaj kończy się prosta wizja “dronów latających wiecznie”, a zaczyna wojskowa inżynieria pełna kompromisów. Pod tym względem SWARM jest logicznym przedłużeniem tego, co dzieje się przy programie POWER DARPA, gdzie chodziło o przesyłanie energii przez optyczne przekaźniki i stworzenie bardziej elastycznej sieci energetycznej dla wojska.
Największa zmiana nie dotyczy samego ładowania, tylko autonomii
W SWARM najbardziej interesuje mnie system decyzyjny. Jeżeli rój ma działać przez całą dobę, to ktoś albo coś musi stale rozdzielać energię między maszyny, priorytetyzować zadania, zdejmować z misji drony o niskim stanie akumulatora, podstawiać zamienniki i pilnować, żeby cały układ nie rozpadł się po utracie kilku jednostek.Człowiek może nadzorować misję, ale nie może ręcznie zarządzać każdym mikroruchem energetycznym roju. Gdyby musiał, to cała ta koncepcja szybko straciłaby sens.
Czytaj też: Nasi wojskowi chcą słyszeć drony i powiem Wam jedno – dla Polski to świetne wyjście
Dlatego Gambit rozwija platformę, która ma pozwalać operatorom zadawać cele i zachowania, a nie pilotować każdy element jak oddzielny model do sterowania zdalnego. W praktyce oznacza to przejście od operatora jako pilota do operatora jako dowódcy zadania. Pisałem już o podobnej logice przy chińskim algorytmie sterowania dronami na polu bitwy. Sama maszyna jest ważna, ale prawdziwa przewaga zaczyna rodzić się w oprogramowaniu, które potrafi podzielić zadania, reagować na straty i utrzymać tempo działania bez czekania na człowieka przy każdej decyzji. SWARM dokłada do tego jeszcze jedną warstwę, bo autonomię energetyczną.
Projekt Reach Power i Gambit pokazuje więc bardzo ciekawy kierunek. Autonomia nie może dotyczyć tylko decyzji taktycznych. Musi objąć także energię. Musi rozumieć, kiedy dron ma lecieć, kiedy ma ustąpić miejsca innemu, kiedy doładować się w powietrzu, a kiedy wrócić, bo dalsze ryzyko nie ma sensu. Wszystko po to, aby osiągnąć nieprzerwany nadzór, szybszą reakcję i kolejny krok w stronę pola walki, na którym przerwy technologiczne będą coraz krótsze.
Źródła: BusinessWire, Reach Power
