Cómo funcionan los enjambres de drones, desde el ataque de Irán hasta la Operación Spiderweb de Ucrania
Los drones iraníes Shahed, los quadcopters ucranianos y el programa de la Horda Golden de los Estados Unidos revelan tres caminos a la autonomía masiva, y cada uno reescribe las reglas de defensa aérea
Ilustración de los drones Shahed-136.
Naeblys/Alamy Stock Photo
Seis horas después de los ataques aéreos de Israel en Irán el viernes pasado, los agricultores en Irak podrían haber levantado la vista y haber visto drones iraníes que viajaban hacia el oeste: más de 100 de ellos Voló en un viaje de 1.700 kilómetros a Israel, con sus hélices zumbando como Weedwackers. Entre ellos estaba el Shahed-136. Compuesto principalmente por espuma y madera contrachapadacada dron Shahed-136 tiene 3.5 metros de largo y tiene una envergadura de 2.5 metros y una ojiva de 40 a 50 kilogramos en la nariz. El “cerebro” del dron, un sensor del tamaño de una caída de la tos, mide cada movimiento, mientras que un GPS a bordo del tamaño de tarjetas de crédito escucha chirridos de microondas de los satélites de navegación. La ruta del Shahed (sus puntos de referencia en latitud, longitud y altitud) se sube antes de que un cohete de refuerzo lo dispare al cielo. Y es ruidoso: su motor de 50 caballos de fuerza es un poco más potente que el de un escarabajo Volkswagen de los años sesenta y sería tan ruidoso como un cortacésped o un ciclomotor a pleno acelerador, ahora multiplicado por 100 en lo que los estrategas militares a veces se refieren como un swarm rudimentario.
Los enjambres de drones pueden tomar diferentes formas. En ataques como el reciente lanzamiento de drones de Irán en Israel, o el uso de Rusia de ellos contra Ucrania, donde los drones Shahed son apodados “ciclomotores voladores”, el poder del enjambre está en sus números. Un misil con una gama similar puede costar más de $ 1 millón, pero un Shahed puede ser golpeado por $ 20,000 a $ 50,000. El Cuerpo de la Guardia Revolucionaria Islámica de Irán (IRGC) los dispara desde rieles portátiles o de bastidores en camiones, y el pequeño cohete de pulso en la parte inferior de cada dron lo golpea a la velocidad de crucero antes de caerse. El Centro de Estudios Estratégicos e Internacionales Describe los salvos de drones como las herramientas “se usan tanto para saturar las defensas aéreas como lo son para atacar objetivos, desordenando pantallas de radar y obligar a los centros de comandos a tomar decisiones sobre dónde disparar sus misiles superficiales más capaces”, exactamente la situación enfrentó Israel.
El viernes pasado, cuando los más de 100 drones iraníes en masa hacia Tel Aviv y fueron derribados por los aviones de combate, el sistema de defensa aérea de Iron Dome de Israel y un destructor de la Marina de los EE. UU. En el Mediterráneo, no pudieron ajustar su curso en función de lo que estaba sucediendo en el campo de batalla. El Shahed, que significa “testigo” en persa, es generalmente un dron de “fuego y olvido”: no puede transmitir información o recibir trayectorias actualizadas (aunque a menudo se modela de diferentes maneras, y algunos drones Shahed utilizados por Rusia han tenido equipos de comunicación). Más bien, el poder del enjambre de tales ataques se basa en su costo: a fines de la semana pasada, el IRGC podría permitirse el lujo de disparar drones en una ola tan densa que los pilotos de combate, los operadores de radar y las tripulaciones de domo de hierro tuvieron que clasificar una nube en movimiento de deslizamientos de radar idénticos.
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Enjambres más complejos: Operation Spiderweb de Ucrania
En el corazón de la mayoría de los enjambres experimentales se encuentra el algoritmo Boids, un concepto Introducido por el investigador de gráficos por computadora Craig Reynolds en un artículo de 1987. Un boid es un “objeto de pájaro” o “objeto ave”. En un modelo de boids de un rebaño, “cada ave simulada se implementa como un actor independiente que navega de acuerdo con su percepción local del entorno dinámico, las leyes de la física simulada que gobiernan su movimiento y un conjunto de comportamientos programados”, escribió Reynolds en su artículo. El concepto de Boids sigue tres reglas básicas: cada BOID debe permanecer cerca de los demás (centrado en el rebaño), no debería golpearlas (evitación de colisión) y debe volar aproximadamente a la misma velocidad (coincidencia de velocidad). Cuando 1,000 simulaciones de aves se ejecutan en una computadora obedecen esas tres leyes, la pantalla se llena con lo que se asemeja a un rebaño. Este es el esqueleto de la lógica del enjambre y el objetivo de usar drones en la guerra. Sin embargo, incluso si los drones no pueden comunicarse entre sí, pueden hacerse sustancialmente más letales simplemente dando a cada GPS de máquina, autonomía y un objetivo preprogramado, como fue el caso en el reciente ataque de drones de la operación Spiderweb de Ucrania.
El 1 de junio, menos de dos semanas antes de los intercambios entre Israel e Irán, los camiones de la cama plana que transportaban cobertizos de madera fueron conducidos miles de kilómetros por conductores desprevenidos que los agentes ucranianos habían contratado. Los camiones se estacionaron cerca de las bases aéreas rusas; Los techos de cobertizo se levantaron y se elevaron 117 drones Quadcopters. Cada uno era del tamaño de una caja de pizza media, tenía cuatro rotores y un sistema de autonomía basado en la visión y llevaba una carga útil que pesaba solo más de 3.2 kg. Pilotado remotamente por operadores ucranianos, los drones se apresuraron hacia bombarderos de largo alcance en las bases aéreas rusas. Si la señal a los drones se retrasó o se perdió o atascó, sus sistemas autónomos se encendieron. Estos sistemas habían sido entrenados en imágenes de bombarderos de largo alcance para reconocer puntos estratégicos en los que los golpearon. Cuando la alimentación de la cámara en vivo de cada dron coincidía con su objetivo preprogramado, la máquina se estranguló a plena potencia y golpeó. La ausencia de dirección humana continua y la capacidad de identificar objetivos de forma autónoma representan el umbral donde los enjambres de drones son más que un lanzamiento de masa. El servicio de seguridad de Ucrania reclama 41 aviones fueron alcanzados; Incluso los recuentos conservadores admiten que al menos una docena de bombarderos fueron destruidos.
El estado del arte de los enjambres
Aunque poder identificar y perseguir objetivos puede hacer que incluso un enjambre rudimentario sea más peligroso, la capacidad de absorber los datos del defensor, compartir esa información con otros drones y ajustar en función de lo que está sucediendo en el campo de batalla es mucho más letal. Esta es precisamente la tecnología que se ha probado en la gama de misiles White Sands de Nuevo México. En 2021, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos realizó una serie de pruebas en su Golden Horde Vanguard Programa Involucrando cuatro bombas de diámetro pequeño colaborativo: cuando se juntaron, pudieron comunicarse para decidir qué bomba golpearía qué objetivo. La táctica fue ensayada dentro de un simulador de nubes llamado Colosseum, donde cada arma tenía un “gemelo digital” para desarrollar estrategias para su uso en tiempo real. La iniciativa continúa simulando batallas utilizando sistemas de armas colaborativas y autónomas.
Pero la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa de la Agencia Offset (tácticas ofensivas habilitadas en enjambre) El programa empuja la idea aún más, ejecutando tácticas de dronas de enjambre dentro de un entorno virtual basado en el juego en tiempo real con el objetivo de eventualmente tener un solo piloto de 250 drones, en un avión o sistema de tierra, a través de una ciudad simulada. El enjambre mapearía los callejones y retrocedería un modelo tridimensional: una vista de Google Street con dientes. Mientras que los recientes ataques de Irán y Ucrania respetan respectivamente en la masa y la audacia, Offset y Coliseo han tratado de dar a los enjambres la ventaja de la autonomía adaptativa. China está corriendo para cerrar la brecha desarrollando jiutian, un dron de 10 metros de tonelada de 10 metros “destinado a liberar 100 subdrones a grandes altitudes.
Todo lo que nos deja humanos debajo de un cielo que pronto puede albergar miles de cosas de vuelo autónoma, cada uno más inteligente que un gorrión pero más inteligente que nosotros de una manera estrecha: la capacidad de compartir de inmediato todo lo que aprenden. Los defensores pueden algún día disparar un “spoofer”, un objeto que enviará señales falsificadas de navegación por satélite de manera tan convincente que los drones se bloqueen en posiciones falsas o incluso se tope entre sí como abejas confundidas. Israel está desarrollando láseres para cortar las alas de los drones Shahed, reemplazando los cohetes caros que los derriban con un aumento de energía tan barato como un boleto de metro. Pero a medida que la defensa mejore, también lo hará la ofensiva, y el ciclo de iteración probablemente girará aún más rápido.