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Indra-FCAS
Defensa electrónica, hacia el sistema de sistemas

Raúl Pajarín Sánchez

Ingeniero industrial. Director de sensores en Indra para el programa FCAS y plataformas aéreas.

Defensa electrónica, hacia el sistema de sistemas

Las tecnologías de defensa electrónica vuelven a irrumpir con fuerza como aspecto primordial asociado a la protección de las plataformas y vehículos en combate. Los ministerios de defensa deberán priorizar cambios de paradigma en una aproximación al sistema de sistemas. Este artículo presenta un análisis de la hoja de ruta operacional y tendencias de evolución tecnológicas en el horizonte 2040.

La defensa electrónica, o ‘guerra electrónica’ en su denominación de toda la vida, se remonta a la segunda guerra mundial durante la que alemanes y británicos comenzaron a batallar algo más que en el campo tradicional de fuerzas convencionales. La invención del radar y las comunicaciones haciendo uso del espectro electromagnético hizo surgir el arte de ser capaz de analizar ese espectro de forma pasiva y de contrarrestar su utilización de forma activa perturbando partes de este. Todo ello llevó a ambos bandos a una escalada en el uso de estas técnicas, alcanzando niveles de perfeccionismo que más tarde se han ido ampliando por parte de ejércitos de todas las naciones hasta llegar al tiempo actual.

La evolución en defensa electrónica no solo continúa, sino que es probable que en 2022 nos encontremos en la prehistoria. Tenemos por delante todo tipo de retos que deberemos resolver en los años venideros. El conflicto de Ucrania no ha hecho más que volver a elevar la prioridad en muchos ministerios de defensa sobre un aspecto bien conocido: lo crucial para la superioridad de las operaciones del control de dicho espectro, saber extraer la información y, al mismo tiempo, influir sobre el mismo de la forma más inteligente y sigilosa posible.

Un escenario complejo
Hasta la fecha teníamos segmentos del espectro separados y que requerían la utilización de sensores individuales y tecnologías diferentes, adecuadas a cada banda de operación: señales radar, señales de comunicaciones, espectros ópticos infrarrojo y ultravioleta… todas ellas con usos particulares. La ampliación en el uso del espectro, normalmente asociado al desarrollo de tecnologías de uso civil buscando salir de bandas totalmente saturadas y las de uso militar buscando camuflarse en dichas bandas al mismo tiempo que persiguiendo agilidades cada vez mayores que hagan imposible la detección y su engaño, nos llevan a una complejidad en el mismo en el que los sistemas de defensa electrónica tienen que evolucionar para cubrir cada vez más, y de forma instantánea, el análisis de señales de todo tipo.

Donde antes había desarrollos específicos a nivel nacional ahora hay colaboración entre empresas europeas

El futuro nos depara escenarios en los que será necesario conseguir una digitalización completa del espectro. No será posible prácticamente discriminar bloques en los sistemas dedicados por un lado al análisis de las señales de comunicaciones y por otro a las de radar o de cualquier otro tipo. Se utilizarán tecnologías de muestreo de las señales de forma directa tras su recepción en antena, para ser posteriormente transmitidas en forma de muestras digitales a procesadores con una capacidad ingente de análisis y desentrelazado de dichas señales.

Cada vez serán más comunes las arquitecturas de uso multifunción. La necesidad de miniaturización de los sistemas, para poder ser usados en plataformas no tripuladas de todo tipo, tanto aéreas como navales y terrestres, fomentarán dicho uso.

Arquitecturas abiertas y tecnologías disruptivas
Es previsible que los conceptos de sensores definidos por software o software defined sensors progresen significativamente. En la actualidad ya es posible alcanzar este concepto mediante la implementación de arquitecturas abiertas que permitan modificar el comportamiento del sensor incorporando una nueva programación del sistema. Donde antes teníamos un hardware diseñado de forma ad hoc para el propósito del sensor, bien fuera un sistema de inteligencia de señales de comunicaciones COMINT, señales radar ELINT, o de alerta de misiles basado en análisis de espectro infrarrojo, ahora dispondremos de sistemas abiertos donde el conjunto de antenas, cámaras, digitalizadores de amplio ancho de banda y elevado número de bits y procesadores basados en FPGAs de ultimísima generación trabajarán como un bloque único que permitirá implementar un funcionamiento flexible, adaptado a cada misión en particular o vehículo en el que se instale por la vía de hacerlo funcionar con las piezas de software/firmware adecuadas.

Los sistemas de defensa electrónica tienen que evolucionar para cubrir cada vez más, y de forma instantánea, el análisis de señales de todo tipo

Tecnologías disruptivas como la fotónica, algo que ya podemos tocar con las manos pero que requiere de más fases de maduración a medio plazo, y la cuántica, más a largo plazo, están siendo también el foco de investigaciones en defensa electrónica. En ese sentido, la Unión Europea está potenciando cada vez más el desarrollo industrial conjunto mediante los fondos de defensa europeos (EDF o European Defence Funds), en un esquema prometedor de cara a una mayor efectividad que la alcanzada en fases previas y que beneficiarán mucho al sector de la defensa electrónica. Donde antes había desarrollos específicos a nivel nacional ahora hay colaboración entre empresas europeas. Seguramente no hemos hecho más que ver los primeros frutos y muchas de las industrias de defensa comienzan a hablar en el lenguaje común de la cooperación, augurando un camino a seguir hacia la integración en un menor número de actores industriales, pero de cada vez más peso.

Nuevos programas como el Future Combat Air System (FCAS) no hacen más que potenciar en esta década la maduración de tecnologías que sean utilizables también en el campo de la defensa electrónica, llegando incluso a la apuesta por parte de España, Francia y Alemania de disponer de un pilar tecnológico centrado exclusivamente en el campo de los sensores que serán instalados en las plataformas aéreas de tipo fighter (NGF) y las no tripuladas Remote Carrier (RC). España ha dado un gran paso adelante en este campo al liderar dicho pilar dentro de FCAS mediante su industria de referencia en defensa electrónica.

Futuro autónomo e inteligente
“El futuro estará basado en software y comportamiento cada vez más autónomo e inteligente de los sistemas”: esta frase podría aplicarse casi a cualquier segmento de nuestro entorno. Es también algo cierto para las aplicaciones militares y de especial relevancia en el campo de la defensa electrónica. Y lo que activa el gran cambio.

Han sido necesarios enormes inversiones y esfuerzo de ingeniería para conseguir los sensores y sistemas adecuados a utilizar en el campo de batalla electrónico. Pero también se exige una inversión en materia gris de operadores, con años de formación y esfuerzo para conseguir ese desentrelazado y extracción de la información, al mismo tiempo que la programación de los parámetros y datos adecuados como soporte a la función de defensa electrónica o autoprotección de las plataformas militares en zona de operaciones. Lograr sistemas más inteligentes y autónomos que no requieran un trabajo tedioso para la preparación de cada misión, invirtiendo el esfuerzo humano en el entrenamiento de dichos sistemas para operar frente a un abanico de posibles escenarios es el gran cambio de paradigma.

Han sido necesarios enormes inversiones y esfuerzo de ingeniería para conseguir los sensores y sistemas adecuados a utilizar en el campo de batalla electrónico

La cantidad de datos que los sistemas serán capaces de recopilar crecerá de forma exponencial, así como los casos de uso y situaciones operacionales a las que las plataformas se enfrentarán, ya sea en el campo de las fuerzas navales, terrestres o aéreas. La Inteligencia Artificial y las arquitecturas en las que los sistemas se encuentren inmersos en una gran malla de conectividad serán fundamentales para permitir la operación. Será habitual el funcionamiento colaborativo entre plataformas, en arquitecturas tipo NSDAS (Network Sensors Defensive Aids Suite), evolucionando a nuevas funciones metasensor.

La vieja aspiración de que los sistemas sean capaces de reconocer el entorno por sí mismos, cada vez más sin intervención de operador y contemplando aspectos y tecnologías cada vez más implantadas en el mundo civil como la ciberdefensa, arquitecturas en nube, machine learning/deep learning y otras, será un requisito obligatorio para las fuerzas armadas que quieran tener una posición dominante en este campo. Y la necesidad de desarrollar tales sistemas, así como el entrenamiento y operación posterior por los usuarios requerirán del apoyo en gemelos digitales de los mismos, que reproduzcan con una fidelidad sin precedentes el comportamiento de los sistemas en situaciones operacionales que difícilmente podríamos emular en un ejercicio real en campo. Implementaciones de realidad mixta, utilización de modelos completos a nivel digital de las amenazas y sistemas de armas que puedan estar presentes en el campo de batalla, así como modelización de estos, incluso en situaciones con escasa información pero siendo ineludible abordar la misión, serán una tónica imprescindible para sobrevivir en combate.

 

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