Die Pläne des Pentagons, ALLES zu vernetzen: Faist

Das Militär sieht in der winzigen Elektronik ein großes Potenzial, die Kriegsführung mit Schwärmen verbrauchbarer, miteinander verbundener Drohnen zu revolutionieren. Die Fehler der F-35 sollen jedoch nicht wiederholt werden, indem ein einziges Multi-Service-Megaprogramm erstellt wird.

WASHINGTON: Wie schrumpfen Sie Elektronik und Bürokratie gleichzeitig? Dies ist die Herausforderung, vor der Jim Faist steht, wenn er die Spitzenforschung über die Dienste hinweg koordiniert.

"Sie müssen zusammenarbeiten", sagt der Pentagon-Direktor für erweiterte Funktionen. Sie müssen jedoch nicht wie das Militär beim F-35-Stealth-Jäger zusammenarbeiten. In einem einzigen Programm werden drei Varianten eines Flugzeugs für drei verschiedene Dienste entwickelt.

"Aufbau eines gemeinsamen Programmbüros", sagt er, "Sie bauen eine große Bürokratie der Anforderungsvalidierung auf, mit der niemand zufrieden ist." Normalerweise ist das nicht erforderlich. "

Anwenden des Hypersonics-Modells auf die elektronische Kriegsführung

"Was ich glaube, ist nicht (Hervorhebung hinzugefügt) ein gemeinsames Programmbüro, sondern gemeinsames Engineering gegen spezifische Probleme", sagte Faist. "Das wahrscheinlich erfolgreichste auf meiner Uhr war Hyperschall."

Während die Armee eine Hyperschallrakete baut, die von Lastwagen abgefeuert werden soll, und die Version der Marine von U-Booten abgefeuert wird, verwenden beide Dienste denselben Gleitkörper (der den Sprengkopf enthält) und denselben Raketenverstärker. Sie sind nur anders verpackt. In der Zwischenzeit verfolgt die Luftwaffe einen kompakteren Hyperschall, um von Flugzeugen aus zu starten, und baut dabei auf denselben zugrunde liegenden Technologien auf. Das Unterstaatssekretariat für Verteidigung für Forschung und Technik, in dem Faist arbeitet und dabei hilft, diese zugrunde liegenden Technologien voranzutreiben, Prototypen zu entwickeln und die unabhängigen Bemühungen der Dienste zu koordinieren, spielt eine unterstützende und unterstützende Rolle, keine richtungsweisende.

"Wir nehmen dieses Modell und tun dies in der elektronischen Kriegsführung ... genau das Gleiche", sagte Faist.

Darüber hinaus argumentierte er: "Sobald Sie ein großes Programmbüro aufbauen, kann nur ein großes Unternehmen das gewinnen." Für viele Technologien wie Mikroelektronik und Drohnen sagte er jedoch: "Es gibt viele Lieferanten, die Sie nutzen können, um günstigere Lösungen zu erhalten."

Was bedeutet das für Pentagon-Programme? "Wenn die Armee eine etwas andere Version als die Luftwaffe baut, nur weil sie einen anderen Anbieter auswählt oder leicht andere Anforderungen hat, ist das wirklich egal", sagte Faist. "Wenn Sie in der RDTE-Phase Geld gespart haben", indem Sie die Technologie gemeinsam entwickelt haben, sagte er, "müssen sie nicht identisch sein", wenn es um die Endprodukte der einzelnen Services geht.

Das Ziel, sagte er mir, sei es, die Ingenieure der verschiedenen Dienststellen bei gemeinsamen Problemen zusammenzubringen, wobei die Kontrolle von oben nach unten darauf abzielt, sicherzustellen, dass die Endprodukte kompatibel sind, anstatt zu Beginn gemeinsame Anforderungen und gemeinsame Programme aufzuerlegen.

In der Tat würde ein einziges gemeinsames Programmbüro für die elektronische Kriegsführung wahrscheinlich noch schlechter funktionieren als für Hyperschall oder Kämpfer. Dies liegt daran, dass EW im Gegensatz zu Raketen oder Flugzeugen kein einziger Plattformtyp ist: Diese Fähigkeit wird zunehmend für alle Arten von Plattformen benötigt, von Jets, die Boden-Luft-Raketen blockieren, bis zu Humvees, die funkgesteuerte Straßenbomben blockieren.

Darüber hinaus verschwimmt die moderne elektronische Kriegsführung, bei der es darum geht, feindliche Signale zu stören, zunehmend zusammen mit der Signalintelligenz, die den Feind belauscht, und sogar mit der Kommunikation zwischen befreundeten Kräften.

Da die Mikroelektronik immer vielseitiger wird, kann ein einzelnes aktiv elektronisch gescanntes Array (wie das AESA des F-35) sowohl Radarimpulse als auch Funknachrichten senden, empfangen oder stören und so gleichzeitig als Sensor, Kommunikationsgerät und Störsender fungieren und Cyberwaffe. Da die Mikroelektronik immer kleiner wird, können Sie diese Multifunktionsarrays auf immer kleineren Plattformen platzieren - auf jedem Flugzeug, jeder Drohne, jedem Roboter, jedem Bodenfahrzeug oder sogar jedem einzelnen Soldaten - und diese Mini-Arrays dann vernetzen, um mit einer Stromversorgung zusammenzuarbeiten weit über das hinaus, was ein einzelnes großes System leisten könnte.

"Wir können Breitband-AESA-Technologien entwickeln, die SIGINT-Sensing direkt auf der Liste ausführen können", sagte Faist. "In Technologien, die wir jetzt einsetzen, kann die Hardware, die physische Schicht, all diese Multi-Missionen ausführen."

Diese Flexibilität zu nutzen, ist eine Herausforderung für die heutige Organisation der militärischen Beschaffung, räumte er ein. „Ein Dienst ist es gewohnt, ein Kommunikationssystem oder ein Radarsystem zu kaufen. Wenn Sie ihnen sagen, dass Sie ein System haben, das beides kann… wie erhalten Sie die kombinierte Anforderung? “ er hat gefragt. "Dieses Design richtig zu machen und umzusetzen, ist wahrscheinlich die größte Herausforderung, die wir haben."

Aber die Mühe lohnt sich, argumentierte Faist. Viele kleine Mehrzwecksysteme bieten Ihnen einige grundlegende Vorteile gegenüber einer Handvoll großer, spezialisierter Systeme.

Von wenigen, großen und weit auseinander bis zu vielen, kleinen und nahe beieinander

Faist begann seine Karriere als Radardesigner, sagte er mir. Im Radarbereich wird der Wert sogenannter multistatischer Systeme seit langem gewürdigt. Anstelle einer großen Sender-Empfänger-Antenne haben Sie viele kleine Sender, die alle vernetzt sind, um ihre Strahlen auszurichten, und viele kleine Empfänger, die alle vernetzt sind, um ihre Daten zu einem großen Bild zu kombinieren, so wie ein Radioteleskop funktioniert.

Wenn Sie Radioteleskope kombinieren, die 5.000 Meilen voneinander entfernt sind, ist ihre kombinierte Auflösung so gut wie die eines einzelnen Teleskops mit einem Durchmesser von 5.000 Meilen. Diese Art von verteiltem System erfordert jedoch ein ultrapräzises Timing und zuverlässige Verbindungen, die in der Vergangenheit auf dem Schlachtfeld nicht verfügbar waren. Jetzt sind sie es zunehmend.

Mit der neuen Technologie können Sie die Dinge nicht nur auf die alte Art und Weise erledigen, sondern nur besser. Es eröffnet tatsächlich völlig neue Taktiken. Stellen Sie sich vor, wie unterschiedlich Sie Schach spielen würden, wenn Sie anstelle vieler Bauern, die sich nur wenige Zentimeter nach oben bewegen können, und einer einzigen Königin, die sich in alle Richtungen bewegen kann, alle Ihre Bauern in viele verschiedene Richtungen bewegen könnten, wo immer Sie wollten.

Heute setzt das US-Militär auf sogenannte Systeme mit geringer Nachfrage und hoher Nachfrage wie den EC-130H Compass Call, um die feindliche Kommunikation zu stören, den E-8C JSTARS, um Bodenziele per Radar zu verfolgen, und den E-3 AWACS, um Flugzeuge zu verfolgen . Diese Plattformen pumpen viel elektromagnetische Energie aus, wodurch sie für einen Feind relativ leicht zu erkennen, zu kontern und zu zerstören sind. Und wenn man zerstört wird, braucht es einen großen Teil dieser speziellen Fähigkeit.

"Die größeren Plattformen sind teuer", sagte Faist. "Sie sind große Ziele."

Wenn Sie stattdessen eine große Anzahl kleiner Systeme miteinander vernetzen, erhalten Sie eine vergleichbare Gesamtkapazität, und es ist für den Feind schwieriger, einen bestimmten Knoten zu erkennen, und viel weniger schädlich, wenn ein Knoten zerstört wird. Dies ist die Logik hinter dem JSTARS-Ersatzprogramm der Luftwaffe, das zum Advanced Battle Management System (ABMS) mutiert, einem Versuch, eine Vielzahl von Sensoren und Waffen über die Dienste hinweg zu vernetzen - Teil eines Konzepts namens Joint All Domain Command & Control.

Ja, Sie sind in Schwierigkeiten, wenn Ihr Netzwerk ausfällt, und ein kluger Gegner wird sich bemühen, es auszuschalten. Die großen Plattformen der alten Schule hängen jedoch auch davon ab, dass die Kommunikation nicht gestört wird - ein AWACS, das keine Informationen mit freundlichen Kämpfern teilen kann, ist weitgehend nutzlos - und sie sind leichter zu stören. Dies liegt daran, dass schwache Signale leichter zu stören sind als starke, und Funksignale mit zunehmender Entfernung exponentiell an Leistung verlieren: Verdoppeln Sie die Reichweite, und Ihre Sendeleistung beträgt nur ein Viertel. Wenn Sie die Reichweite vervierfachen, sind Sie auf ein Sechzehntel gesunken. Es ist also viel einfacher, ein Signal in kurzen Sprüngen von Knoten zu Knoten weiterzuleiten, als direkt über große Entfernungen zu senden. Dies bedeutet, dass viele kleine Dinge, die nahe beieinander liegen, schwerer zu stören sind als einige große Dinge, die weit voneinander entfernt sind.

"Im Allgemeinen haben Sie eine bessere Chance, sich durchzubrennen und tatsächlich durch Stau zu arbeiten, wenn Sie sich in [enger] Nähe zueinander befinden", sagte Faist. "Wenn Sie zu den längeren Amtsleitungen gelangen, wie wenn Sie zu einem Befehlsknoten zurückkehren, sind Sie anfälliger."

Wie minimieren Sie den Betrag, den Sie für die Übertragung über große Entfernungen benötigen? Sie benötigen jeden einzelnen Knoten - Drohne, bemanntes Fahrzeug oder Soldaten -, um so autonom wie möglich arbeiten zu können. Anstatt sich auf Übertragungen mit konstanter hoher Bandbreite und geringer Latenz an einen ferngesteuerten Bediener, Analysten oder Kommandanten zu verlassen, packen Sie jeden Knoten mit seiner eigenen integrierten künstlichen Intelligenz.

"Es besteht die Annahme, dass wir ein UAS-System einsetzen können, dass es über ein Video mit voller Rate verfügt, dass die Videobandbreite über Satellitenkommunikation [Satellitenkommunikation] aufwärts verbunden wird und dass sie mit jemandem abwärts verbunden wird, der sie betreibt und die Daten verwendet", sagte Faist. "Das Paradigma muss sich ändern."

"Sie drängen wirklich auf den neuesten Stand autonomer KI-basierter Lösungen", sagte er. "Wenn du dieses taktische Level erreichst ... wird es so viel KI-basiert sein, wie du dir leisten kannst."