Hävittäjälentäjien blogi, Osa 3: Elektromagneettinen spektri- Taistelukentän ratkaiseva ulottuvuus

EW – elektroninen sodankäynti

On ehkä hyvä aloittaa elektronisen sodankäynnin (Electronic Warfare, EW) käsitteestä. Elektronisessa sodankäynnissä on kyse sähkömagneettisten säteilyn hyödyntämisestä joko havaitsemiseen, harhauttamiseen tai häirintään. Sitä voidaan käyttää myös esimerkiksi suojaamaan lentokonetta, helikopteria tai laivaa tutka- tai infrapunaohjuksilta tai yksinkertaisesti suojaamaan sitä havaitsemiselta. Kyvykkyyksiä on monia, riippuen siitä millä spektrin taajuusalueella liikutaan.

Yleinen käsitys on, että EW rajautuu radio- ja tutkataajuuksiin, mutta on muistettava, että elektronisen sodankäynnin käsite kuitenkin kattaa koko spektrin aina 300 EHz:n gammasäteistä äärimmäisen matalille 3Hz:n taajuuksille asti. Vastaavasti aallonpituudet ovat pikometristä megametriin (1x10-12….1x106 m), jolloin voi saada käsityksen kuinka laajasta toimintakentästä puhutaan. Spektri taistelukenttänä on siis äärimmäisen haastava hallita.

Hävittäjätaistelussa pääosa kalustosta hyödyntää vielä nykyään kuitenkin pääsääntöisesti juuri mainittuja radio- ja tutkataajuuksia sekä näkyvän valon ja infrapunan säteilytaajuuksia. Karkeasti yleistäen syynä on lähettimien ja vastaanottimien koko ja tehontarve, erityisesti ilmasijoitteisissa laveteissa. Maa- ja merisijoitteiset sensorit voivat olla isompia ja niiden avulla voidaan kattaa vieläkin suurempi alue spektriä. Tämä puolestaan aiheuttaa lentokoneille tarpeen suojautua näiden sensorien ominaisuuksia vastaan. Pienillä aallonpituuksilla rajoittavaksi tekijäksi muodostuu mm. sään vaikutus signaalin etenemisessä.

Elektroninen sodankäynti jaetaan NATO:n mukaan kolmeen pääkategoriaan, jotka ovat elektroninen hyökkäys (Electronic Attack, EA), elektroninen suojautuminen (Electronic Protection, EP) sekä elektroniset tukitoimet (Electronic Warfare Support, ES). Näiden alle sijoittuvat yksittäiset toimenpiteet sekä kysymykset, kuten ovatko toimet tuhoavia vai ei-tuhoavia, onko kyseessä tiedustelu vai häirintä, jne.

Elektronista taistelukenttää voidaan hallita joko aktiivisin tai passiivisin laittein. Kummallakin osa-alueella Saabilla on erinomainen kokemus ja tietotaito.

Oleellista on myös se tapa miten nämä kaikki kyvykkyydet toimivat yhteen, kuinka nopeasti saatu tieto voidaan prosessoida, jakaa ja näyttää sekä miten tehokkaasti sitä lopulta voidaan käyttää. Tässä elektronisen sodankäynnin ja spektrin kokonaisvaltaisessa hallinnassa sekä tiedon liittämisessä tilannekuvaan Saab sekä GlobalEye ja Gripen E ovat todistetusti maailman huippuluokkaa.

GlobalEye – elektroniset silmät ja korvat taivaalla

GlobalEye Airborne Early Warning & Command (AEW&C), eli johto- ja valvontalentokone, on tehtävässään maailmallakin ainutlaatuinen. GlobalEye AEW&C tarjoaa ilma-, meri- ja maa-alueiden valvonnan yhdessä ratkaisussa. Siinä yhdistyvät tehokas pitkän kantaman Erieye ER-tutka ja Bombardierin toimittama laajan toimintasäteen Global 6000 -suihkukone.

Yli 450 km havaintoalue maan kamaralle, yli 550 km havaintoalue matalille korkeuksille ja yli 11 tunnin operatiivinen toiminta-aika takaavat, että GlobalEye AEW&C täyttää vaativimmatkin operatiiviset vaatimukset. Tämä korostuu järjestelmän kyvyssä löytää vaikeasti havaittavat lentävät kohteet ympäristössä, jossa on runsaasti muita kaikuja ja tutkahäirintää. Se pystyy myös havaitsemaan ja seuraamaan merellä jopa vesiskootterien tai kumiveneiden kokoisia aluksia kauas, jopa horisontin taakse. GlobalEye havaitsee pienetkin häivekohteet samoilta etäisyyksiltä kuin edellisen sukupolven tutkakonejärjestelmät havaitsevat isomman tutkaheijastuspinta-alan kohteita. Järjestelmän ansiosta varmistetaan, että ennakkovaroitusaika on minimissään 20 minuuttia, myös tulevaisuudessa. Etuna ilmasijoitteisessa järjestelmässä on se, että se tuottaa kuvaa myös tutkahorisontin taakse, siis sinne mihin maa- tai merisijoitteiset eivät näe. Se voidaan myös sijoittaa maantieteellisesti optimaalisesti vihollisen toimintaan nähden, mikä ei kiinteiden tutka-asemien osalta ole mahdollista. Lentokoneeseen asennettuna se on myös tehtävässään toiminta-alueella aina nopeasti, siellä missä sitä tarvitaan.

GlobalEye koostuu yhdistelmästä monenlaisia kehittyneitä sensoreita sekä johtamis- ja ohjausjärjestelmästä. Se on lajissaan ainoa markkinoilla oleva järjestelmä, joka kattaa sekä maa- ja merialueiden että ilmatilan valvonnan.

GlobalEye:n keskeinen merkitys on sen käyttömahdollisuudet kaikissa yhteiskunnan toiminnan vaiheissa. Vielä rauhan aikana tai kriisiä ennakoitaessa, GlobalEye on kerennyt jo viikkokausia keräämään elintärkeää tietoa vihollisen toiminnasta ja kalustosta sekä mahdollisista aikomuksista. Sen keräämän tiedon avulla on voitu optimoida ja ennakoida omaa toimintaa sekä saada myös vedenpitäviä todisteita vihollisen tekemistä offensiivisista toimenpiteistä.

Kriisin syttyessä GlobalEye kykenee tuottamaan reaaliaikaista, äärimmäisen tarkkaa ja oikeaa tilannekuvaa sekä maa-, meri- että ilmapuolustuksen tarpeisiin tai vaikkapa valtionjohdon päätöksentekoa varten. GlobalEye kykenee antamaan tehokkaan ennakkovaroituksen, jolloin oma hävittäjäkalusto voidaan käskeä ilmaan juuri oikeaan paikkaan ja aikaan. Näin ei kuluteta voimaa ja kalustoa turhaan. Myös pelkkä GlobalEye:n läsnäolo alueella pakottaa vihollisen huomioimaan sen olemassaolo. Kaikki mitä ilmassa, maalla ja merellä tapahtuu, on GlobalEye:n silmien ja korvien nähtävissä ja kuultavissa.

GlobalEyen kyvykkyydet on suunniteltu ja rakennettu niin, että se löytää, prosessoi ja esittää sekä jakaa kaiken sen tiedon mitä nykyaikaisen hävittäjäsodan elektromagneettisen spektrin alueella tapahtuu. Elektronisen signaalitiedustelun sensorit sekä elektronisesti keilaava Erieye ER-tutka kykenee havaitsemaan, luokittamaan ja seuraamaan sekä erityyppisiä ja kokoisia maaleja sekä tuottamaan tilannekuvaa monin eri tavoin.

Ennen kaikkea GlobalEye antaa joustavuutta, sillä sitä voi käyttää siellä, missä sitä tarvitaan – valvomaan tilannetta maalla ja ilmassa toisella puolella rajaa. GlobalEye ei ole vain lentävä tutka ja elektronisen tiedustelun kone, vaan se on ilmasijoitteinen johtokeskus. Ja koska se on ilmassa, se on liikkuvuutensa puolesta suojassa, toisin kuin kiinteät keskukset. Sillä on erinomaiset havaintovälineet sekä omasuojalaitteisto mahdollisesti lähestyvää uhkaa vastaan ja sensorien suorituskyky mahdollistaa sen toiminnan A2AD-uhkan kantaman ulkopuolelta. GlobalEye voi tarvittaessa johtaa koko valtakunnan alueella tapahtuvaa ilmasotaa sekä samaan aikaan tukea maa- ja merivoimien taisteluosastojen tilannekuvaa.

Sitä voi käyttää myös komento- ja ohjauskeskuksena virka-aputehtävissä esimerkiksi ohjaamaan poliisia ja muita viranomaisia onnettomuustilanteissa tai äärimmäisissä sääolosuhteissa. GlobalEyen ansiosta viranomaiset voivat toteuttaa tehtävänsä tarvitsematta toista järjestelmää uutta toimintaympäristöä varten. Ratkaisu tarjoaa maksimaalisen operatiivisen tehokkuuden – niin havaintotarkkuuden kuin toiminta-ajankin kannalta – ja varmistaa koneen miehistölle hyvän työympäristön.

GlobalEye siis tuottaa elektronisen sodankäynnin osalta merkittävän lisäarvon, kokonaisen ilmapuolustus- ja tiedustelujärjestelmän kyvykkyydet. Sen signaalien havainnointi- ja käsittelykyky lisäävät merkittävästi suorituskykyä operoida elektromagneettisen spektrin radio- ja tutkataajuuksilla.

Gripenin kuudes aisti

GlobalEyen ohella myös Gripen E-koneella on merkittävä elektronisen sodankäynnin kyvykkyys. Gripen E kykenee toimimaan itsenäisesti kaikilla aiemmin mainituilla elektronisen sodankäynnin tasoilla, elektronisen hyökkäyksen, suojautumisen sekä tukitoimien osalta. Koneen suunnittelussa elektronisen sodankäynnin kyvykkyydet on nostettu korkealle prioriteetille, koska niillä kyvyillä voidaan sekä saattaa vastustaja toimintakyvyttömäksi, että kyetään mahdollistamaan ja suojaamaan oma toiminta. Radio- ja tutkataajuuksilla Gripen E pystyy havaitsemaan erinomaisesti kaikki nykypäivän taistelukentän operatiiviset uhkat, sijoittamaan ne maantieteellisesti, seuraamaan niitä sekä tarvittaessa vaikuttamaan niihin häiritsemällä, harhauttamalla tai lamauttamalla ne.

Koneen suorituskyvyn keskiössä on elektronisesti keilaava (AESA) tutka, jonka aktiiviset ja passiiviset ominaisuudet ovat huippuluokkaa. Tutkaa voidaan käyttää monipuolisesti sensorina haastavissa häirityissä olosuhteissa ja sen nykyaikaiset ominaisuudet kykenevät havaitsemaan sekä väistämään tehokkaasti vihollisen elektronisen sodankäynnin tekniikoita. Koneen tutkavaroittimet sekä elektronisen signaalitiedustelun järjestelmät havaitsevat signaalit, joita uhkat säteilevät ja tiedot yhdistetään muiden sensorien tietoihin.

Jokaisessa Gripen E-koneessa on oma aktiivinen häirintäjärjestelmä, jolloin jokainen Gripen E kykenee EA-tehtävään. Gripen voi luoda EA-kyvyllään kokonaisuuden, joka estää koneen tarkan havaitsemisen. Lisäksi tarvittaessa EAJP-häirintäsäiliötä voidaan käyttää täydentämään vastustajan ohjusjärjestelmien häirintää. Tilanteen mukaan LADM-häirintäohjusta voidaan myös käyttää omasuojan tarpeisiin, jolloin voidaan kyllästää, lamauttaa, hämätä tai häiritä alueella toimivia uhkia, mikäli se on tarpeellista. Ohjuslaukaisuja sekä tutka- ja elektro-optisten sensorien seurantoja vastaan koneen passiiviset järjestelmät, jotka koostuvat mm. BOL-omasuojajärjestelmän monipuolisista silpuista ja soihduista, antavat tehokkaan suojan tutka-ja lämpöhakuisia ohjuksia vastaan.

Ohjaaja saa myös varoituksen lähestyvästä ohjuksesta Missile Approach Warning System (MAWS) järjestelmän avulla ja voi täten tehokkaasti liikehtiä väistäessään lähestyvää ohjusuhkaa. Kaikkien verkon Gripen E -koneiden omasuojaa voidaan myös optimoida ja yhdistää joustavasti kuhunkin uhkasuuntaan ja tilanteeseen sopivalla tavalla käyttämällä usean koneen häirintää yhtäaikaisesti.

Gripen E pystyy lisäksi hyödyntämään passiivisia sensoreitaan tehokkaasti. Koneen nokalla olevalla infrapunaetsimellä (InfraRed Seach& Track, IRST), voidaan passiivisesti etsiä ja seurata maaleja. Koneeseen saadaan ripustettua myös Litening Pod Gen5, infrapuna- ja maalinosoitussäiliö, jolla voidaan edelleen lisätä kyvykkyyksiä ilmasta-maahan-toiminnassa spektrin elektro-optisella alueella toimittaessa.

Kaikki Gripen E:n järjestelmät ovat saumattomasti integroitu toisiinsa. Jokaisen sensorin, lähettimen ja vastaanottimen tieto prosessoidaan tehokkaasti ja esitetään tarvittaessa, tai kone toteuttaa automaattisesti parhaaksi katsotun toimenpiteen.

Gripen E on siis taistelukentän elektromagneettisen spektrin hallitsija. Se kykenee toimimaan hyvin laajalla kaistalla tätä elintärkeää sodankäynnin kenttää. Kuten tekstin alussa todettiin, tämä taistelukentän ulottuvuus on hallittava, muuten taistelussa ei pärjää. Gripen E osoittaa, että se kykenee siihen koko vaaditulla spektrin alueella.

Tieto on voimaa – sensorifuusio ja datalinkit: tiedon lähteiltä datan valtatielle

Mikään tieto ei ole hyödyllistä, ellei sitä voi käyttää. Aiemmissa teksteissä on sivuttu tilannekuvaa. Tässä tekstissä on pyritty luomaan lukijalle kuva siitä, minkälaisessa elektromagneettisessa ympäristössä GlobalEye sekä Gripen E operoivat ja millä tavoin koneiden järjestelmät tukevat elektronista sodankäyntiä. Toimintakenttä on laaja ja kaikilta sensoreilta tulevaa tietoa on käsittämättömän paljon.

Sensorifuusio on prosessi, jossa yhdistetään tietoa tai eri lähteistä saatua dataa siten, että tuloksena olevalla tiedolla on vähemmän epävarmuutta kuin olisi mahdollista käytettäessä näitä lähteitä yksittäisesti erikseen. Sensorifuusio on siis lyhyesti tiedon yhdistämistä parhaan laadun perusteella.

Kun tieto saapuu mittaavalta sensorilta anturille tai vastaanottimeen, se tulee prosessoida. Kummassakin koneessa on tietokoneita, jotka tekevät taustalla tämän työn. Tiedon analysointi on automatisoitua ja maalihavaintojen korrelaatio, eli yhdistäminen yhdeksi ja samaksi maalimerkiksi voidaan siten tehdä täysin automaattisesti. Eri komponentteja tiedosta (nopeus, kulma, kiihtyvyys, etäisyys) voidaan saada eri sensoreilta, jolloin niiden palasista saadaan koottua yksi yhtenäinen maalitieto. Yhtenä esimerkkinä voisi kuvata vaikkapa tilanteen, jossa vaikkapa tutkalta voidaan saada etäisyystieto, joka voidaan taas yhdistää IRST:n sekä EW-järjestelmän kulmatietoon. Kombinaatioita on lukuisia ja tilanteita miten eri tietoja voidaan yhdistellä, on monia. Tarvittaessa voidaan myös toimia datalinkkiverkossa, jolloin kaikkien tietoja voidaan yhdistää. Paras ja luotettavin tieto esitetään aina käyttäjälle.

Sen lisäksi GlobalEye että Gripen analysoivat tietoa ja ohjaajalle esitetään erilaisin havainnollistavin symbolein mitä kyseinen tilanne tarkoittaa, miten ohjaajan tulisi toimia ja mihin tilanne voi hetken kuluttua johtaa. Tämä auttaa ohjaajaa tekemään taktisesti oikeita päätöksiä, oikeaan aikaan ja oikeassa paikassa. Tässä kohtaa Gripenin ainutlaatuinen koneen ja ihmisen yhteistoiminta, Human Machine Collaboration (HMC) nousee esille. Se on yhdistelmä käyttöliittymää (Human-Machine Interface, HMI) ja taktisia järjestelmiä, ja se tarjoaa lentäjälle vain hänen tarvitsemansa, tärkeät tiedot oikea-aikaisesti ja oikealla tavalla. Kyseessä on päätöksentekoa tukeva järjestelmä. Yhdessä kriittisten tietojen kanssa käyttäjälle esitetään ehdotuksia seuraavasta mahdollisesta toimenpiteestä.

Lisäksi datalinkki toimii tiedon kanavana, eräänlaisena datan valtatienä. Kaikki verkossa olevat koneet tietävät mitä toiset tekevät. Ja taistelutoimintaa voidaan toteuttaa ilman sanaakaan radiossa. Sensorifuusion kautta kaikille esitetään luotettava ja oikea-aikainen tilannekuva, jossa jokainen maalimerkki on jonkun jollakin sensorilla näkemä oikea maalimerkki. Verkottunut sodankäynti mahdollistaa myös passiivisten taistelutekniikoiden käyttämisen, jolloin ampuvan koneen ei tarvitse käyttää omaa tutkaansa lainkaan. Verkottunut sodankäynti siis mahdollistaa monen toimintaympäristön (maa, meri ja ilma sekä cyber) yhteisen taistelun uhkaa vastaan. Toiminta on koordinoitua ja tehokasta ja tilannekuvaa voidaan jakaa oikealla tavalla. Vastustajan käyttämä häirintä ja harhauttaminen voidaan kiistää ja siltä voidaan suojautua. Lisäksi vastustajaan voidaan vaikuttaa tehokkaasti joko kineettisin tai ei-kineettisin keinoin.

Tieto on voimaa ja tässä Gripen E ja GlobalEye ovat mestareita. Todellisia elektronisen spektrin valtiaita, joiden kuudes aisti on ylivoimainen vastustajaan nähden.

Hävittäjälentäjien blogi on blogisarja, jossa kokeneet hävittäjälentäjät Mikko Koli ja Jussi Halmetoja paneutuvat Saabin hävittäjäteknologian kyvykkyyksiin ja ominaisuuksiin. Mikko Koli on entinen Hornet-koelentäjä Suomen ilmavoimista. Hän on mm. ensimmäinen JASSM-ohjuksen ampunut suomalainen. Jussi Halmetoja on kokenut Gripen-koelentäjä Ruotsin ilmavoimista. Hän toimi myös useamman vuoden Meteor-ilmataisteluohjushankkeessa Ruotsin edustajana.