Het Amerikaanse leger heeft nu vier objecten op grote hoogte neergeschoten die het Amerikaanse en Canadese luchtruim waren binnengedrongen, wat vragen oproept over hun doel en herkomst.
Het eerste van deze objecten, een Chinese ballon, werd op 4 februari door een straaljager neergehaald. Terwijl China zegt dat de ballon bedoeld was voor het monitoren van het weer, zeggen Amerikaanse functionarissen dat hij werd gebruikt voor surveillance. Kennis van de technologie op dit gebied werpt enkele aanwijzingen op over wat er aan de hand kan zijn geweest.
De ballon zou zijn gebruikt voor het verzamelen van signalen, maar dit moet nog worden bevestigd. De brokstukken zijn nu geborgen in de Amerikaanse territoriale wateren voor de kust van South Carolina en zullen aan land worden gebracht voor analyse.
Tussen 10 en 12 februari werden nog eens drie objecten neergehaald boven Deadhorse in Alaska, nabij Yukon in Canada en boven Lake Huron nabij de grens tussen de VS en Canada.
Signals intelligence, of “sigint”, verwijst naar elektronische gegevens, die kunnen bestaan uit gesprekken, geschreven berichten of gegevens van wapen- of radarsystemen. Sigint wordt gewoonlijk verzameld door satellieten, maar kan ook worden verzameld door vliegtuigen die in het internationale luchtruim vliegen.
Normaliter bevinden satellieten die sigint verzamelen zich in een lage baan om de aarde (LEO) – bijvoorbeeld op 500 tot 1.000 km hoogte – of in een geostationaire baan, op de veel grotere hoogte van 36.000 km. Hoewel het verzamelen van dit soort inlichtingen door satellieten efficiënt en redelijk effectief is, zijn er enkele beperkingen.
Een satelliet in LEO voltooit een baan om de aarde in 70 tot 100 minuten, maar passeert hetzelfde punt op aarde pas over 14 tot 20 uur, afhankelijk van de hoogte. Dat komt omdat onze planeet ook beweegt. Zelfs dan zal hij slechts maximaal 20 minuten zichtbaar zijn voor een punt op aarde; dit wordt zijn “verblijftijd” genoemd. Verhoging van het aantal satellieten helpt, maar er blijven grote gaten in de dekking.
In theorie zou een geostationaire satelliet een permanente verblijftijd kunnen hebben. Maar omdat hij zich op ongeveer 36.000 km van het aardoppervlak bevindt, zou hij belangrijke maar zwakke signalen kunnen missen.
Het Amerikaanse leger heeft signalen ontwikkeld – elektronische datatransmissies – met een lage waarschijnlijkheid van onderschepping. Dit maakt het verzamelen van sigint door zowel Chinese als Russische spionagesatellieten moeilijk. Er zijn grote gaten in een periode van 24 uur waarin verzamelen niet mogelijk is – een stille tijd.
China heeft geprobeerd de gaten te dichten. In 2020 lanceerde het land drie nieuwe verkenningssatellieten van de Yaogan-30-serie in een baan om de aarde van 600 km, als onderdeel van een breder netwerk of “constellatie”, genaamd Chuangxin-5 (CX-5), waarmee het aantal satellieten in het netwerk op 21 komt.
Stuurvermogen
Voer de hoge “objecten” in die boven de VS zijn neergeschoten. Laten we de ballon nemen die op 4 februari werd neergeschoten. Als we het pad van dit object boven de VS volgen, zien we dat het verschillende zeer gevoelige defensie-installaties passeerde, waaronder silo’s voor intercontinentale ballistische raketten met nucleaire capaciteit (ICBM’s) in Montana, VS.
De ballon reisde over de VS op een hoogte van 20 tot 30 km en kon sturen in de straalstromen van de bovenste atmosfeer. Het voordeel voor het verzamelen van sigint was duidelijk dat de verblijftijd waarschijnlijk enkele uren was, en de nabijheid van het aardoppervlak zorgde ervoor dat de ballon, als hij spioneerde, zeer zwakke signalen kon verzamelen.
Een ballon die onopgemerkt kan blijven zou dus een ideaal platform zijn om het verzamelen van sigint door zowel satellieten als vliegtuigen te vergroten. Veel landen gebruiken al minstens 200 jaar ballonnen voor het verzamelen van inlichtingen, dus het idee is niet nieuw en de voordelen zijn bekend.
Lees meer:
China’s spionageballon: opblaasbare ogen in de lucht worden al eeuwenlang gebruikt in oorlogen
De E-3 Sentry is een AWACS-vliegtuig. Vliegtuigen als deze vormen een vitaal onderdeel van de Amerikaanse luchtverdediging.
US Air Force, Auteur voorzien
De technologieën van vandaag hebben deze methode van inlichtingen verzamelen een nieuwe impuls gegeven, zoals we ook hebben gezien bij het gebruik van kleine luchtvoertuigen – of “micro drones”. Onopgemerkt blijven gedurende een aanzienlijke periode is een belangrijke voorwaarde voor succes. Hoe dit in de VS mogelijk was, is een interessante vraag, aangezien het land een van de beste luchtverdedigingssystemen ter wereld heeft.
Een mogelijk antwoord ligt in het ontwerp van de grond- en luchtradars van het Early Warning System (AEW). Om rommel op de radar te verminderen, worden objecten die statisch zijn, zoals bergen en torens, uit de radarretouren verwijderd door gebruik te maken van een natuurlijk effect dat bekend staat als “dopplerverschuiving”. Wanneer een trein u voorbijrijdt, lijkt de toonhoogte van zijn fluit te veranderen naarmate hij zich van u verwijdert. Dit is een alledaagse demonstratie van de Dopplerverschuiving in geluidsgolven.
Het Doppler vermogen is gemeenschappelijk voor alle defensieradars, omdat ze gericht zijn op een vliegtuig- en raketdreiging. Een ballon of opblaasbaar voorwerp zou zich met een lagere snelheid dan de Dopplerdrempel kunnen verplaatsen en dus onopgemerkt blijven.
Radarclutter
Dit tekort aan detectiecapaciteit werd onderkend door NORAD (North American Air Defense Command) en de radars zijn opnieuw ingesteld om objecten met een zeer lage snelheid te zien. De onoverzichtelijkheid zal echter toenemen – misschien een van China’s doelen om de effectiviteit van luchtverdedigingsradars te verminderen.
Een ander probleem met detectie is het materiaal dat gebruikt wordt voor ballonnen of objecten. Kunststoffen en synthetische opblaasstoffen hebben geen of een zeer lage radarreflectie, waardoor hun heimelijke geloofsbrieven nog verder worden uitgebreid. De ballon waarmee de huidige controverse in de VS begon, werd eerst visueel ontdekt en gemeld, en niet gedetecteerd door luchtverdedigingssystemen.
Maar de meer recente ontdekkingen boven Canada en Alaska kwamen voort uit surveillance met hoge intensiteit. Het is nog niet onthuld wat ze zijn. Zodra dat is vastgesteld, zal de hamvraag zijn of de objecten waren ontworpen om het Amerikaanse verdedigingssysteem te penetreren om betere signalen te verzamelen, of dat zij een test waren van de Amerikaanse luchtverdedigingssystemen.
Het zou ook gewoon een hinderlijke zet kunnen zijn. We zullen het weten wanneer de resultaten van de ballonpuinanalyse bekend worden gemaakt.
David Stupples werkt niet voor, geeft geen advies aan, bezit geen aandelen in en ontvangt geen financiering van bedrijven of organisaties die baat hebben bij dit artikel, en heeft geen relevante banden bekendgemaakt buiten zijn academische aanstelling.
