Dronai: grėsmės ir galimybės

Nuotoliniu būdu valdomi orlaiviai savo erą pradėjo XX a pradžioje. Šiandien dronais vadinami bepiločiai orlaiviai, sutrumpintai vadinami UAV (angl. unmanned aerial vehicles) arba UAS (angl. unmanned aircraft systems), yra naudojami daugelyje gyvenimo sričių, pradedant karine aviacija, baigiant ūkininkavimo darbais.

1922 m. įvykęs pirmasis bepiločio orlaivio „RAE 1921 Target“ pakilimas nuo lėktuvnešio atvertė naują puslapį aviacijos istorijoje. Tačiau moderniesiems bepiločiams pradžią davė dar 1849 m. rugpjūčio 22 d. Austrijos vykdomos atakos prieš Veneciją metu nuo laivo „Vulcano“ paleistas oro balionas. Pirmieji eksperimentai su bepiločiais orlaiviais buvo atliekami Pirmojo pasaulinio karo metais, jų pradžia laikomi 1916 m.

Foto:
http://www.elektronika.lt/_sys/storage/2014/03/14/reeper-drones1.jpg

Kiek vėliau „akimi danguje“ (angl. watchful eye) vadinami orlaiviai imti sparčiai tobulinti, naudojami priešlėktuvinei gynybai treniruoti. 1924 m rugsėjo 3 d. įvyko pirmas sėkmingas radijo bangomis valdomo bepiločio orlaivio „British RAE 1921 Target 1921“ skrydis, kurio trukmė – 39 min, o pirmą karta moksliniams tikslams bepilotis orlaivis „Northrop P-61 Black Widow“ skrydį atliko 1946 m. balandžio mėnesį. Skrydžio metu buvo renkami meteorologiniai duomenys. Antrojo pasaulinio karo metais radijo bangomis valdomų aparatų naudojimas karo veiksmams tik plito, o šiandien nepilotuojamųjų lėktuvų eskadrilę turi didžiausią karinę ginkluotę turinčios šalys – JAV, Izraelis ir Jungtinė Karalystė.

Tokia sparti dronų istorija parodo, kad šiandieninio pasaulio gynybinės sistemos vis labiau tampa priklausomos nuo autonomiškų orlaivių. Tačiau dronai naudojami ne vien gynybos tikslams įgyvendinti. Visuotinio sekimo skandalo metu, kai buvo paviešinti duomenys apie paprastų piliečių ir politikų šnipinėjimą, buvo atskleista informacija apie mirtinas dronų atakas, su kuriais susijusi JAV Nacionalinė saugumo agentūra.

Mikrodronai policijos pajėgose

Vorą primenantys kvadkopteriai – viena iš populiariausių dronų rūšių. Mikrodronų naudojimas populiarėja tarp policijos pajėgų. Vokietijos pareigūnų naudojamas „Md4-1000“ gali būti valdomas nuotoliniu būdu arba skristi autonomiškai. Priklausomai nuo to, ar dronas skraidina krovinį, taip pat nuo baterijos įkrovimo bei aplinkos sąlygų, orlaivis ore gali išbūti 88 minutes. Orlaivis pakyla vertikaliai, o paties aparato valdymas nesudėtingas – AAHRS sistemos dėka pilotai greitai išmoksta valdyti orlaivį. Keturių motorų darbas sukelia mažai triukšmo, orlaivyje naudojama GPS „Waypoint“ navigacinė sistema, GIS programinė įranga „CARTOUAV“. Beveik pusantros valandos ore išsilaikantis orlaivis padengtas atspariu anglies pluošto korpusu. Šiuose aparatuose įmontuotos dvi baterijos 2,2 V, 6S2P 12,2 Ah arba 2 6S3P 18,3 Ah LiPo, fotokamera „Sony Nex7“. Maksimali kilimo masė 5500 g. Dronas ištveria -20 ir +50 C temperatūrą, gali pakilti iki 1000 m.

Pareigūnai dronus naudoja ir už Atlanto – JAV ir Meksikos pasienyje policijos pareigūnai nepilotuojamus orlaivius naudoja nelegalių imigrantų narkotikų prekeivių, įtariamų teroristų sekimui. Sočio žiemos olimpiados metu naudoti dronai aplinką galėjo stebėti 24 valandas per parą.

Foto:
http://www.elektronika.lt/_sys/storage/2014/03/14/md4-1000%20polizei.jpg

Pagalba palaikant viešąją tvarką

Pirmasis nuotolinio valdymo policijos sraigtasparnis Jungtinėje Karalystėje pakilo 2007 m. gegužės mėnesį. Šio Merseyside’o policijoje naudojamo „drono-šnipo“ galimybės – nuo eismo sąlygų stebėjimo iki priešgaisrinių operacijų. CCTV kameromis fiksuojami viešosios tvarkos pažeidimai. Įrengti šilumos jutikliai leidžia fiksuoti pažeidimus pagal skleidžiamą kūno šilumą. Tai labai palengvina pareigūnų darbą. Per 2011 m. spalį įvykusį incidentą dronas sudužo Mersey upėje, buvo padaryta 54 tūkst. Lt žala. Tokio tipo orlaivius užsienio patruliai daugiausia naudoja per masinius protestus. „Dronas-šnipas“ turi keturis 37 cm ilgio sraigtus. Dronas iškeliamas vertikaliai, kamera valdoma nuotoliniu būdu. Aparato svoris – iki 900 g, dydis apie 70 cm. Skristi gali apie pusvalandį, 3 m aukštyje triukšmas yra mažesnis nei 65 dB.

Dronai žvalgyboje

Tradicinės raketos atakos atveju fizinė taikinio vieta geografijos atžvilgiu yra aiški. Tačiau karyboje naudojami dronai lūkuriuoja ir atidžiai stebi savo taikinį, dažniausiai žmogų. Dronų panaudojimas ėmė itin plisti po 2001 m. pasidėjusių JAV karinių operacijų Afganistane. Po rugsėjo 11-osios įvykių įvedus kariuomenę į Artimųjų Rytų teritoriją JAV naudojamų dronų eskadrilė padidėjo nuo 54 iki daugiau nei 4000, o kasmetiniuose Gynybos departamento planuose – vis daugiau bepiločių įsigijimas. Nuo šeštojo dešimtmečio sparčiai besiplėtojanti technologija apima įvairias pagalbines sistemas, tokias kaip fotoaparatų, kamerų, jutiklių, komunikacijos įrenginių ar kitos įrangos intergravimas dronuose.

Foto:
http://www.elektronika.lt/_sys/storage/2014/03/14/X-47B%20AV-1%20cat%20launch.jpg

Šiuo metu JAV jūrų pakrančių apsaugą atlieka dronai-laivai, o pastaraisiais metais rengiamų lėktuvų valdymo specialistų skaičius ima viršyti rengiamų orlaivių pilotų skaičių. Vienas iš šiandienių kariuomenės tikslų yra tobulinti ir panaudoti dronus kuo įvairesnėse srityse. 2013 m. JAV karo laivynas užbaigia išplėstinius bandomojo bepiločio lėktuvo X-47B „UCAS-D“ bandymus. Liepos mėnesį vykusių bandymų metu JAV jūrų pajėgų orlaivis X-47B pirmąsyk nusileido ant lėktuvnešio „USS George H. W. Bush“ denio, atliktos sėkmingos pakilimo operacijos. Skirtingai negu senesnių modelių bepiločiai orlaiviai, tokie kaip „Predator“ ir „Reaper“, X-47B pasižymi didesniu skraidymo savarankiškumu.

Planuojama X- 47B bepiločių orlaivių bandymų programą užbaigti iki 2014 m. rugsėjo. JAV jūrų pajėgos planuoja šiuo orlaiviu atlikti tiek žvalgybos, tiek atakos misijas. Tikimasi, kad bepiločiai orlaiviai į ginkluotę bus priimti 2019 metais. Vienas moderniausių JAV naudojamų karinės ir šnipinėjimo paskirties dronų „Global Hawk“ be sustojimo gali apskristi pusę Žemės rutulio.
Greta didžiųjų bepiločių orlaivių naudojami ir mikrodronai arba mažieji orlaiviai Ohajo valstijos mieste Daytone (JAV) pradėti gaminti „The MAV (angl. Micro Air Vehicle) Ornithopter“, vadinamieji mirtini mažieji dronai, skirti tobulinti mažųjų dronų šnipų panaudojimą JAV kariuomenėje.

Kinija dronų technologiją pradėjo vystyti dar praėjusio amžiaus viduryje ir šiandien turi daugiau nei 50 skirtingų jų rūšių. Rudenį Chengdu mieste įvyko 20 minučių bandomasis „Sharp Sword“ drono skrydis. 14 metrų ilgio sparnus turintis orlaivis ateityje vykdys karines misijas. Kinija Tarptautinėje aviacijos ir aeronautikos parodoje Zhuhai mieste pademonstravo kiniškąjį „Wing Loong“ droną. Pastarasis sukurtas pagal JAV MQ-9 modelį „Reaper“ ir šiuo metu yra moderniausia tokio tipo technologija Kinijoje.

Foto:
http://www.elektronika.lt/_sys/storage/2014/03/14/X-47B-arrives-aboard-UCAS_Truman_1.jpg

Dronų įvairovė

Dronai populiarėja civilinėje saugoje atliekant priešgaisrinės saugos darbus, stebint teritorijas ir orus. Viesulų stebėjimas ir uraganų medžioklė. 3D žemėlapiai aplinkos ir gyvūnų apsauga ūkio sritys – tai tik kelios sritys, į kurias įtraukiami dronai.

Civiliniams reikalams naudojamas šiais metais Irane pagamintas bepilotis lėktuvas „Ababil“ valdomas instaliuotu jame kompiuteriu. Dronas sugeba fotografuoti ir filmuoti tai, virš ko skrenda bei perduoti šią medžiagą. Projekto vadovo Mostafa Shojaei teigimu, „Ababil“ atliks geofizinius tyrinėjimus, padės nuspėti orus, generuos skaitmeninius topografinius žemėlapius. Japonijoje nuotolinio valdymo malūnsparniai naudojami žemdirbių nupurkšti dirbamus laukus piktžolių nuodais arba barstyti trąšas. Federaliniame technologijų institute, Ciuriche pademonstruotas robotas, kuris pats save surenka iš dalių ir pakyla į orą, o CŢV robotai sugeba susinaikinti patys.

Paieškos, gelbėjimo ir žalos įvertinimo darbus 2008 m. vasaros pabaigoje po Niu Orleane (Luiziana, JAV) siautusio uragano „Gustav“ atliko skraidantys dronai. Na, o Belgijoje „GoPro“ bepilotės kameros ėmė stebėti... nusirašinėjančius moksleivius.

Dronai siūlomi ir laisvalaikiui

Socialinių tinklų naudotojams skiriama „MeCam“ mini technologija, kuri leidžia fotografuoti save. Nuo delno paleidžiamas prietaisas leidžia iškart padarytas nuotraukas ar vaizdo filmus įkelti į socialinius tinklalapius. Papildomos įrangos nereikalaujantis „MeCam“, valdomas balsu. Technologija gali padaryti 720 HD raiškos vaizdo klipus, daryti 5 megapikselių nuotraukas. LED infraraudonųjų spindulių technologija leidžia fiksuoti aplinką tiek dienos, tiek nakties metu. Vos daugiau nei 100 g sveriantis aparatai yra patogūs nešiotis, gali būti tvirtinami prie drabužių. Vaizdinė medžiaga į kompiuterį perkeliama naudojant USB jungtį.

Mažieji dronai

DARPA NAV (angl. Nano Air Vehicle) programa, pradėta 2005 m., yra viena iš JAV vykdomų mini-dronų vystymo projektų. Šių mikrodronų išvaizda įkvėpta biologinės įvairovės – maži orlaiviai primena paukščius. Autonomiškų robotų-paukščių kūrimo pirmajame etape atliekamas aparato kūrimas ir dizainas kainavo 1,7 mln JAV dolerių. 7,6 cm ilgio dronai pirmą kartą buvo išbandyti 2008 m, vėliau jų ilgis padidintas iki 15 cm.

Drono svoris – 19 gramų, o sparnų ilgis siekia 16 cm. Mikroaparatas gali judėti 18 km/val. greičiu ir skristi tiek vertikaliai, tiek ir horizontaliai. Taikinys yra stebimas pritvirtinta mikrokamera. 2011 m. buvo „TIMES“ žurnalas droną įtraukė į geriausių metų išradimų penkiasdešimtuką. „Tiriba“ – nedidelės elektra valdomos bepiločių orlaivių sistemos dalis, kurios keturi tinklo procesoriai sujungti su pagrindiniais sistemos blokais. Kompleksinė įterptinė sistema atlieka žemės ūkio stebėjimą iš oro, taip pat yra skirta užtikrinti saugumą nedidelėse teritorijose.

Kompleksinę avionikos sistemą naudojantis dronas, sveriantis 3 kg, ore gali išbūti nuo 40 min. iki 1 val. 30 min. ir skraidinti 700 g krovinį. Nusileidžia su parašiutu. „ProLICES“ naudojama „SARVANT“ projekte. Šio projekto tikslas – ilgai ore išsilaikantis bepilotis orlaivis, galintis skristi SAR (Synthetic Aperture Radar). „SARVANT“ skirtingai nei „Tiriba“ yra kompleksiškesnis.

Bepiločiai kosmose

Bepiločiai kosmose – taip pat netolima ateitis. JAV kompanijos „Titan Aerospace“ pradėti gaminti „Solara 50“ skirti ilgos trukmės skrydžiams stratosferoje. 20 kilometrų aukštyje veikiančio aparato galimybės atliekant ryšio retransliavimo darbus siektų iki 60 kilometrų. „Solara 50“ gali išsilaikyti virš Žemės iki 5 metų naudojant vien saulės energiją, jame įrengta 3000 saulės fotoelementų, o nakties metu naudojamos ličio baterijos. Orlaivio svoris siekia 180 kg, jis gali gabenti 32 kg krovinius. Bendrovės ateities planuose – „Solara 60“ gamyba, kuris galėtų gabenti dvigubai didesnio svorio krovinius.

Dronai Lietuvos padangėje

Policijos darbą skraidantys robotai gerina ir Lietuvoje. Apie 100 tūkst. Lt kainavusį 2012 m. įsigijo ir mūsų policijos pajėgos, o nuo 2017 m. bepiločiai orlaiviai papildys Lietuvos gynybos sistemą. 14 valstybių vienijantis NATO Antžeminio stebėjimo sistemos projektas į sistemą integruos bepiločius lėktuvus, kurie bus naudojami žvalgybos tikslams, leis realiu laiku bet kokiomis oro sąlygomis gauti duomenis apie norimą vietovę. Projekte naudojamų orlaivių tikslai – bendro saugumo užtikrinimas, krizių valdymas ir kolektyvinė gynyba.
Projekto kaina siekia 4,1 mlrd. Lt. Šiuo metu Lietuvos Karo akademijos leitenantų sukonstruoti bepiločių orlaivių modeliai sėkmingai naudojami įvairiose Lietuvos kariuomenės dalinių karinėse pratybose – operatyviai ir nepastebimai surenka informaciją apie teritoriją.

Praėjusių metų rugpjūčio 20–21 d. Lietuvos kariuomenės didžiojo Lietuvos etmono Jonušo Radvilos mokomojo pulko Gaižiūnų poligone (Rukloje) vyko nuotoliniu būdu valdomo daugkartinio naudojimo šiluminių oro taikinių, skirtų treniruotis šaudyti į oro taikinius raketinėmis oro gynybos sistemomis „Stinger“ ir „RBS-70“, kvalifikaciniai bandymai.

Dronų ateitis karyboje

2014 m. JAV gynybai skiriamas biudžetas siekia daugiau nei 1395 mlrd. Lt (552 mlrd. JAV USD), iš kurių nemaža dalis sumos bus naudojama aukštosioms kibernetinėms technologijoms kurti ir bepiločių orlaivių operacijoms finansuoti. Vienas naujausių pasiekimų – „Grand Forks“ (Šiaurės Dakota) bazėje laikomas „Global Hawk“ dronas. Karinės ir šnipinėjimo paskirties orlaivis be sustojimo gali apskristi pusę Žemės rutulio. Tai reiškia, kad dronas gali nesunkiai vykdyti misijas virš Sirijos, ieškodamas cheminio ginklo, ar ieškoti branduolinio ginklo virš Šiaurės Korėjos teritorijos. Jo sparnų ilgis 39,9 m, aparato aukštis 5 m, ilgis 15 m, skrydžio trukmė – daugiau nei 30 val. Maksimalus skridimo aukštis 19 km, įkrova siekia 1360 kg.

„Google Loon“ – internetas pasiekiamas bet kur

Naujoji Zelandija pradėjo bandymus su „Loon“ projektu. „Google Loon“ projekto balionai išskraidinami į stratosferą ir juda aplink Žemę vėjo padedami. Naudotojai prisijungia prie 20 km aukštyje skriejančių balionų per specialią interneto anteną, kuri pritaisoma prie pastatų. Signalas perduodamas nuo vieno baliono į kitą ir keliauja atgal į Žemę per interneto tinklą.

Dronai pristato smulkius krovinius

Prekių pristatymo į namus funkcija iš kurjerių bus perleidžiama dronams. „Amazon“ kompanija kol kas neatsisako planų ir toliau tobulinti mažiau nei per pusvalandį prekes pristatantį į namus robotą-droną, tačiau teisiniai ribojimai JAV kol kas šiuo atžvilgiu griežti.

Kol kas civiliniais tikslais naudoti dronus šalyje yra nelegalu. Kompanija dėl to buvo priversta reklaminius klipus filmuoti už JAV teritorijos ribų. Tikimasi, kad 2015 m. teisiniai apribojimai keisis ir bus palankesni gamintojams. Daugiau nei 80 proc. „Amazon“ parduodamų prekių svoris neviršija 2,3 kg.

Foto:
http://www.elektronika.lt/_sys/storage/2014/03/14/prime-air_high-resolution01.jpg

Nuo „Amazon“ neatsilieka Dubajaus vyriausybės planai 2015 m. dronus naudoti oficialių dokumentų pristatymui. Tam būtų naudojami mažieji dronai – kvadkopteriai, kurie greta svarbių dokumentų į orą galėtų pakelti ir medikamentus. Jungtiniai Arabų Emyratai bandymus pradėjo 2014 m. vasario mėnesį. Meksikoje veikianti „Burrito Bomber“ vysto maisto užsakymo ir tiekimo paslaugas, kurias teikia bepiločiai aparatai, užsakančiojo buvimo vietą nustato pagal gautus duomenis iš išmaniojo telefono.

Teisinės problemos

Nepilotuojami aplinkos stebėtojai sulaukia ir politikų dėmesio. 2013 m. pavasarį vykusioje Europos Parlamento Saugumo ir Žmogaus teisių pakomitečių diskusijoje apie dronus ir žmogaus teises parlamentarai reiškė susirūpinimą dėl prieštaringai vertinamos „tikslinių žudymų“ politikos ir ragino nedelsiant surengti plačias diskusijas apie teisinius nepilotuojamų skraidančių aparatų aspektus bei sukurti globalius standartus. Neatsakingas technologijų paplitimas ir naudojimas gali susilpninti teisės viršenybę.

Strateginių tyrimų fondo Paryžiuje vadovo Cammille Grand teigimu, JAV surengė per 350 tikslinių atakų Pakistane ir virš 50 Jemene – šalyse, kurios nelaikomos karo zonomis. Dronų žudikų naudojimas užsienio valstybėse valdant Barakui Obamai JAV sukėlė visuotines diskusijas. JAV Tiriamosios žurnalistikos biuro (angl. Bureau of Investigative Journalism) duomenimis, vien Pakistane nuo 2004-ųjų dronai nužudė apie 3000 žmonių. Šių metų vasarį JAV prezidentas pažadėjo būti atviresnis su amerikiečiais dėl dronų naudojimo ir su Kongresu atviriau papasakotų, kaip vyksta dronų karas.