Hvordan stoppe droner som angriper?

Små droner er vanskelige å oppdage og skyte ned. Hva gjør vi hvis en sverm av dem går til angrep? Det forsøker FFI og KONGSBERG å finne ut av.

FFI og KONGSBERG tester ut et nytt system for å skyte ned droner med fjernstyrt våpenstasjon. Demonstrasjonen fant sted på Hengsvann skytefelt i desember 2019.

Daniel Gusland krabber ut av teltet og kikker ut over Hengsvann skytefelt. Han og forskerkollega Sigmund Rolfsjord jobbet til tre i natt med den siste finpussen. I dag er det alvor.

De siste månedene har et team fra FFI og Kongsberg Defence & Aerospace (KDA) jobbet med å utvikle ny programvare og en sensorpakke som gjør KONGSBERGs fjernstyrte våpenstasjon i stand til å oppdage, følge og skyte ned droner.

I dag skal systemet demonstreres foran et nysgjerrig publikum fra Forsvaret.

Har radarblikk og nattsyn

En dronesverm som går til angrep kan gjøre stor skade mot både sivile og militære mål.

– Dronene er små, flyr raskt og oppfører seg uforutsigbart. Det gjør dem vanskelige å oppdage og treffe. Det finnes i utgangspunktet ingen våpen som er tilpasset denne trusselen, sier Einar Østevold, ansvarlig for anti-drone-prosjektet ved FFI.

Testteamet gjør seg klar til å jakte drone med våpenstasjon
Forsker i solnedgang. Daniel Gusland (til venstre) flyr dronen ut over skytefeltet. I en hytte like ved sitter operatøren som styrer våpenstasjonen.

– Alle vil ha systemer som stopper droner. Det finnes jammere på markedet, men det er vanskelig å finne systemer som kan skyte ned droner, understreker Østevold.

Konseptet KONGSBERG og FFI nå har utviklet bruker tre sensorer for å oppdage og følge dronene. I tillegg til vanlig kamera og infrarødt kamera, som allerede finnes på våpenstasjonene, brukes radar. 

– Radaren klarer å oppdage dronene tidlig, men kameraene gir oss en mer nøyaktig retning. Bruker vi data fra de to sensorene sammen, får vi et bedre estimat for hvor dronen er, forklarer forsker Sigmund Rolfsjord.

Underveis i prosjektet har teamet lært mye om hvilke sensorer som fungerer best i hvilke forhold. På den måten har de tunet systemet slik at det blir enda mer treffsikkert.

Hvis det optiske kameraet skulle miste dronen av syne på grunn av motlys, tåke, trær eller andre hindringer, klarer systemet likevel å beholde siktet låst på dronen ved hjelp av varmekamera eller radar. 

Forskerne har også prøvd ut mikrofoner som gjør at systemet klarer å peile og følge droner selv om det ikke er fri sikt, men denne sensoren er foreløpig ikke blitt integrert i systemet.

Er det fugl eller drone?

Å forbedre målfølgingsalgoritmene som ligger i våpenstasjonen har vært en viktig del av prosjektet. Teamet har brukt maskinlæring for å lære systemet å kjenne igjen droner. For eksempel må maskinen klare å se forskjell på droner og fugler. Her kan det være bevegelsesmønsteret som får maskinen til å skjønne at det er en drone og ikke en fugl.

I teorien kan våpenstasjonene oppdage og skyte ned droner automatisk, men det medfører en del etiske problemer. 

– Vi ser for oss to operatører. En som «jakter» droner og velger ut mål på kartet, og en som skyter ned, forklarer sjefsingeniør Hans Jørgen Løken ved Kongsberg Defence & Aerospace.

Sprengt drone
Slik ser en drone ut etter at den er truffet av en 40 mm airburst-granat.

Operatøren som «jakter» får oversikt over alt systemet mener er droner. Systemet gir dessuten en anbefaling om hvilken drone som bør skytes ned først. Når operatøren har valgt ut en drone, følges den automatisk av systemet, men det er operatøren som trykker på avtrekkeren.

Under demonstrasjonen på Hengsvann ble det brukt 40mm airburst-granater. Disse granatene kan sette droner ut av spill med ett skudd, selv om du ikke treffer direkte.

– Ved hjelp av sensorene måler vi avstanden til dronen og beregner når granatene skal detonere. Siden granatene beveger seg relativt sakte, må vi også legge inn en prognose for hvor dronen kommer til å være når granatene når fram, forklarer Daniel Gusland.

Når operatøren trykker på avtrekkeren, sikter våpenstasjonen ikke der dronen er akkurat nå, men der den tror dronen er når ammunisjonen når frem. Disse beregningene justeres etter hva slags ammunisjon en skyter med.

Startet med en serviett

Det var forskningslederne Lorns Bakstad og Hege Jødahl fra FFI, Gard Brandsæter fra KONSBERG og Knut Erik Resell fra Nammo som kom på ideen om å bruke våpenstasjoner koblet sammen i ett nettverk for å bekjempe droner.

Tanken dukket opp under en uformell prat under en konferanse i 2016 og ble skriblet ned på en serviett. KONGSBERG søkte Forsvarsdepartementet om industristøtte, og har investert egne midler i utviklingsprosjektet.

Nå, bare tre år senere, er man et langt steg nærmere et ferdig produkt. Det er lynraskt i forsvarssammenheng.

Tanken er å selge anti-drone systemet som en modul til KONGSBERGS våpenstasjon. Det er solgt 20.000 versjoner av våpenstasjonen til 23 land, så markedet for en modul som gjør stasjonen i stand til å treffe droner bør være der.

Allerede solgt til Tyskland

Demonstrasjonen på Hengsvann var avslutningen på forskningsprosjektet. Nå skal KONGSBERG jobbe videre for å utvikle produktet i samarbeid med FFI.

For skal du klare å stoppe en hel sverm av droner holder det neppe med en våpenstasjon. Du trenger flere stasjoner koblet sammen. Målet er å øke både rekkevidden og evnen til å skyte ned flere droner samtidig.

Sigmund Rolfsjord og Martin Vonheim Larsen
Mye kaffe og fargerike øreplugger må til når du skal teste ut et nytt anti-drone-system. Her studerer FFI-forskerne Sigmund Rolfsjord og Martin Vonheim Larsen resultatene fra en av testene på skytebanen.

– Så langt har vi utviklet et konsept. For å lage et ferdig system trenger vi litt mer tid, sier Hans Jørgen Løken.

Før jul kom nyheten om at deler av systemet allerede er solgt til tyske Federal Office of Bundeswehr Equipment (BAAINBw). Kontrakten er verdt 250 millioner norske kroner. Tyskerne vil bruke våpenstasjonen montert på et kjøretøy for å bekjempe droner.

– Tysklandsprosjektet vil bli en motor for å drive utviklingen videre, sier Løken. Han er strålende fornøyd med samarbeidet med FFI, og tror prosjektet kan få ringvirkninger.

– Vi har utviklet en ny måte for å finne og følge mål. Det åpner for flere muligheter og bruksområder – ikke bare å oppdage og følge droner.

Tema

Kunstig intelligens