Wetenschap

Hier komen de ‘dronekillers’: de nieuwe oorlog in de lucht

In de toekomst worden steeds slimmere drones wellicht bestreden met steeds slimmere technologie. Dit is hoe die nieuwe luchtoorlog eruit zou kunnen zien.vrijdag 21 juni 2019

Door Dominic Bliss
Tijdens een oefening in 2018 op de mariniersbasis Pendleton in Californië test korporaal der mariniers Briar Purty de ‘Drone Killer’ van IXI Technology. De technologie om het signaal van een drone te storen en zo aanvallen van buitenaf te voorkomen, is ook van steeds groter belang voor het bestrijden van drones die burgerdoelen dreigen te verstoren, zoals luchthavens.

Hoeveel drones snorren er in de lucht rond? Duizenden of misschien miljoenen? De Amerikaanse Federal Aviation Administration voorspelt dat er in 2020 alleen al in de VS zo’n zeven miljoen van deze apparaten in gebruik zullen zijn.

De overgrote meerderheid van drones is ongevaarlijk, maar in de handen van kwaadwillende piloten kunnen ze veel chaos veroorzaken, zoals we vorig jaar december zagen op de luchthaven van Gatwick, waar gedurende meerdere dagen zo’n duizend vluchten moesten worden geannuleerd of omgeleid.

Andy Morabe is directeur van IXI Technology, een Californisch bedrijf dat een apparaat maakt waarmee de communicatie van drones gestoord kan worden: de Drone Killer. “We delen dronepiloten in drie groepen in: domme, onvoorzichtige en criminele piloten,” zegt hij. De boosdoeners op Gatwick vallen in de laatste categorie. Morabe legt uit dat de technologie van de drone of UAV (unmanned aerial vehicle) de laatste jaren enorme sprongen heeft gemaakt. Drones zijn nu kleiner, goedkoper en eenvoudiger in gebruik dan ooit tevoren. Als een terrorist er eentje zou uitrusten met wapens, zou dat natuurlijk enorme gevolgen hebben. Maar ook een grappenmaker die zijn of haar drone in de buurt van een luchthaven of voetbalstadion laat rondvliegen, kan veel chaos veroorzaken.

Berichten over een rondvliegende drone leidden tot enorme vertragingen op de luchthaven van Gatwick. Op deze foto van 21 december 2018 speuren fotografen de lucht boven de start- en landingsbaan van Gatwick af. Bij de jacht op de verantwoordelijken waren politiekorpsen en het leger betrokken, een teken dat de ontwrichting door dit soort verstoringen en de kans op fatale botsingen met vliegtuigen zeer serieus worden genomen. Er werden enkele mensen aangehouden, maar tot nu toe is niemand in staat van beschuldiging gesteld.

“Stel dat een drone door de motor van een opstijgend passagiersvliegtuig wordt opgezogen,” zegt Morabe. “Zelfs een kleine drone zou een hele motor kunnen vernietigen. Dat zou een absolute ramp zijn. En de lithiumbatterijen die in drones worden gebruikt, zijn op zichzelf al explosief.”

Uit recente tests van de Britse overheid en de University of Dayton in Ohio is gebleken dat zelfs heel kleine drones de voorruiten of de bekleding van vleugels van passagiersvliegtuigen kunnen doorboren. 

In de laatste jaren zijn er berichten geweest over slechts een handvol botsingen tussen vliegtuigen en drones (waaronder een in New York, een in Quebec en een op Heathrow Airport in Londen – geen van de botsingen was dodelijk), maar ook tientallen bijna-botsingen. 

In 2018 vaardigde de Amerikaanse overheid nieuwe restricties voor het vliegen met drones uit. En ook de Britse regering is dit jaar nog van plan met wetgeving tegen kwaadwillende drones te komen.

Omdat drones consumentenproducten zijn – van speelgoed tot specifieke apparaten om foto’s mee te maken – is het aan de gebruiker om ze op verantwoorde wijze te gebruiken. Het is echter lastig om hierop te handhaven en te garanderen dat dit niet tot problemen leidt.
Eind 2018 hielden de luchtvaartautoriteiten op Gatwick vliegtuigen aan de grond zolang er sprake was van een mogelijk rondvliegende drone. Door de verstoring werden ruim duizend vluchten geannuleerd of omgeleid.

Het probleem voor de betrokken autoriteiten is dat deze apparaten als vliegtuigjes worden geclassificeerd. Er is toestemming op hoog niveau voor nodig om ze uit de lucht te schieten, een oplossing die bovendien tot schade aan derden kan leiden.

Maar er zijn andere methoden om drones uit te schakelen. Je kunt hun communicatiesignaal storen, zoals de Drone Killer doet. Je kunt een techniek genaamd ‘spoofing’ toepassen, waardoor de GPS-ontvanger op de drone denkt dat hij op een andere locatie is. Je kunt ook lasers gebruiken om de optische camera’s op de drone (die de piloten gebruiken om met het apparaat te kunnen vliegen) te verblinden. En je kunt ze uit de lucht halen met behulp van een vangnet dat door een kanon wordt afgeschoten. Je kunt zelfs een paar roofvogels trainen om ze in volle vlucht te vangen, hoewel “de propeller van de drone de klauwen van de vogel kan beschadigen, zodat de dieren de drones liever niet meer aanvallen,” aldus Morabe.

Hij geeft de voorkeur aan het storen van het drone-signaal, zoals zijn Drone Killer doet. Het draagbare apparaat op batterijen werd drie jaar geleden ontwikkeld en zendt een zwak radiosignaal uit dat is te vergelijken met het signaal dat wordt gebruikt voor de communicatie tussen een drone en zijn piloot. Het signaal dat de drone ontvangt, wordt erdoor gestoord, waardoor de drone volgens IXI Technology overschakelt op de “noodmodus”, zodat hij zal “terugkeren naar zijn vertrekpunt of langzaam naar de grond afdaalt.”

Volgens de fabrikant hebben de radiogolven een bereik van ongeveer één kilometer en geen effect op signalen voor breedband, mobiele telefonie of andere radiofrequenties.

“Terroristische groepen als IS en Al-Qaeda hebben in meerdere gevallen met succes drones weten in te zetten. ”

Eén Drone Killer kost 33.000 dollar. Nu verkoopt Morabe voor zo’n twee miljoen dollar aan drones per jaar, maar hij verwacht dat die omzet naar honderd miljoen dollar kan stijgen als luchthavens, stadions en elektriciteits-centrales beter beveiligd moeten worden tegen de dreiging van drone-aanvallen.

De trend om luchtopnamen van stedelijke gebieden te maken, heeft geleid tot zorgen over veiligheid en privacy. In veel landen is de regelgeving voor het vliegen met drones boven dit soort gebieden in juridische zin nog een grijs gebied.

Zijn apparaat wordt nu al gebruikt door het Japanse ministerie van Defensie, de National Security Guard van India, de Thaise luchtmacht en een zestal politiekorpsen in de VS – in Californië, Arizona en Nevada – voor de beveiliging van grote evenementen in stadions en ter ondersteuning van bewakingspersoneel langs de grens met Mexico

Om veiligheidsredenen kan Morabe niet al te veel details prijsgeven, maar hij schetst een angstaanjagend scenario waarin terroristen een drone van explosieven of giftige stoffen hebben voorzien. 

“Veiligheidsdiensten zijn bezorgd over de mogelijkheid om drones met een specifiek soort gifstof uit te rusten,” zegt hij. “Eén theelepeltje van het spul kan een kamer vol mensen ombrengen. Een drone die een of twee kilo van de stof meevoert, kan een vol stadion doden.” 

Morabe geeft toe dat zijn Drone Killer geen absolute garantie biedt in de strijd tegen kwaadwillende drones, omdat er voor drones talloze verschillende frequenties worden gebruikt, die niet allemaal gestoord kunnen worden.

‘Het probleem voor de betrokken autoriteiten is dat deze apparaten als vliegtuigjes worden geclassificeerd. Er is toestemming op hoog niveau voor nodig om ze uit de lucht te schieten.’
Het gebruik van drones boven stedelijke gebieden door burgers wordt steeds meer gemeengoed, waardoor drones vaker het luchtruim van luchthavens binnendringen en daar tot veel verstoring leiden. Experts maken zich zorgen over de gevolgen van aanvallen door bewapende drones.
De meeste drones worden bediend via een interface op een smartphone, waar piloten kunnen zien wat de drone ‘ziet’. Met nieuwe technologie wordt geprobeerd om het signaal tussen drone en piloot te storen.

Daarom ook denkt hij dat bijzonder kwetsbare locaties, zoals luchthavens of kerncentrales, door een combinatie van meerdere anti-dronetechnologieën beveiligd moeten worden.

James Cross is directeur van OpenWorks Engineering, een bedrijf in het Britse Northumberland dat twee modellen van een netkanon tegen drones fabriceert: de draagbare Skywall 100 en de op een truck of gebouw te plaatsen Skywall 300. Voor beide modellen wordt perslucht gebruikt om een plastic capsule met een vangnet erin af te vuren en te openen. Het vangnet maakt de drone onschadelijk, waarna de capsule een parachute ontvouwt en met de gevangen drone langzaam naar de grond zweeft. Bij de richttechnologie wordt rekening gehouden met de vliegsnelheid van de drone, zodat het vangnet op het juiste moment wordt ontvouwd.

De Skywall 300 is nog niet op de markt, maar de Skywall 100, die in 2016 werd geïntroduceerd, is tot nu toe zo’n vijftig keer in de wereld ingezet. Het eerste belangrijke ‘optreden’ van het kanon vond plaats in november 2016, toen de Duitse Bundespolizei was belast met de beveiliging rond het staatsbezoek van president Obama aan Berlijn. 

“Ze zetten het apparaat in toen hij de trap van de Air Force One afdaalde,” zegt Cross. “En ze gebruikten hem ook in de stad, op daken en vanuit de achterklep van voertuigen.”

Video: kijk hoe een drone botst met een vliegtuigvleugel onder laboratoriumomstandigheden

Het apparaat werd ook ingezet tijdens de Internationale Luft- und Raumfahrtausstellung (ILA) in april 2018 in Berlijn, tijdens een veiligheidsconferentie in Hamburg in december 2016 en door de politie van Washington DC en het Pentagon. Ook is het apparaat ingezet tijdens andere bezoeken van hoogwaardigheidsbekleders, op luchthavens en bij kerncentrales. 

Cross verwacht dat hij later dit jaar ook de Skywall 300 aan het Amerikaanse leger en Europese veiligheidsdiensten zal verkopen. Om veiligheidsredenen kan hij niet zeggen of het apparaat in een reëel geval al zijn vangnet heeft ontvouwd.

Andere Britse bedrijven ontwikkelen hun eigen anti-dronetechnologie, waaronder stoorzenders als de DroneGun van Beechwood Equipment, de Sky Net van Kirintec en AUDS (‘Anti-UAV Defence System’) van Chess Dynamics. De laatste technologie wordt inmiddels ingezet op de luchthaven van Gatwick, als onderdeel van een vijf miljoen dollar kostend anti-dronesysteem dat na de vertragingen van december vorig jaar werd geïnstalleerd.

Maar kunnen luchthavens zich ooit honderd procent beveiligen tegen boosaardige aanvallen van drones? Morabe wijst erop dat de grote luchthavens van de wereld reusachtige oppervlakten beslaan en dat het onmogelijk is om zulke grote gebieden helemaal te beveiligen tegen aanvallen van drones. Zo beslaat Gatwick 674 hectare en heeft het vliegveld een omheining van ruim negenenhalve kilometer; Heathrow neemt 1214 hectare in beslag en wordt door een hek van circa 14,5 kilometer lengte omgeven. Denver International, wat betreft oppervlakte de op één na grootste luchthaven ter wereld, is ruim 13.000 hectare groot.

Veiligheidspersoneel onderzoekt de plek in Caracas, Venezuela, waar in augustus 2018 een explosief afging dat door een drone werd meegevoerd. Volgens diverse berichten was de Venezolaanse president Nicolas Maduro slachtoffer van een moordaanslag door “drone-achtige apparaten met explosieve ladingen.”

Morabe legt uit dat er altijd gaten in de verdediging aanwezig zullen blijven, zelfs als er honderden kostbare anti-droneapparaten en talloze beveiligers worden ingezet. En zulke gaten zijn groot genoeg voor een kleine drone om doorheen te vliegen. In de afgelopen dertig jaar werkte Morabe als adviseur op het gebied van toekomstige wapensystemen voor de Amerikaanse marine. 

“Ik heb met heel veel bedrijven in militaire technologie gewerkt,” zegt hij. “Met Lockheed Martin en met de radarsystemen die nu op onze schepen dienstdoen, en er bleven altijd gaten in zo’n verdedigingssysteem zitten.”

Zelfs de Britse regering geeft toe dat een beveiliging van honderd procent niet mogelijk is. Zoals Ben Wallace, staatssecretaris voor Veiligheid en Economische Misdaad, het verwoordt: “Het ontwikkelen van nieuwe anti-dronetechnologie is een complexe uitdaging. Er komen nu veel anti-dronesystemen op de markt en voor ons is het duidelijk dat er geen wondermiddel bestaat dat ons kan beschermen tegen alle mogelijke vormen van kwaadaardig en illegaal gebruik van drones.”

De Britse regering bespreekt momenteel een wetsvoorstel waarin het gebruik van drones aan regels wordt gebonden, met inbegrip van een verplichte registratie voor dronepiloten; het voorstel wordt later dit jaar ingediend. Maar geen van deze regels zal veel kunnen doen tegen criminelen die vastbesloten zijn om chaos te creëren. 

Op een militair oefenterrein in Nevada in 2016 wordt een Phantom 3-drone in volle vlucht gevangen door een 'jager-doder’-drone. Anti-dronetechnologie ontwikkelt zich parallel met die van de drones zelf. Andy Morabe: “Het is een elektronische wapenwedloop in de lucht.”

De boosdoeners op Gatwick veroorzaakten geen enkele fysieke schade – het waren schijnbaar gewoon grappenmakers. Maar terroristische groepen als IS en Al-Qaeda hebben in meerdere gevallen met succes drones weten in te zetten. Tijdens een ander incident in Venezuela, in augustus vorig jaar, werden explosieven in de lucht tot ontploffing gebracht door drones, volgens de Venezolaanse regering met het doel om president Maduro te doden.

Zowel Morabe als Cross benadrukt dat de dronetechnologie zich voortdurend verder ontwikkelt, waardoor bestaande afweermethoden achterhaald raken.

“Terwijl de bad guys hun dronetechnologie verbeteren, bedenken wij weer nieuwe tegenmaatregelen,” zegt Morabe. “Het is een elektronische wapenwedloop in de lucht.”

Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.co.uk

LEES VERDER

Dit is waarom je dieren niet zomaar met drones moet filmen

<em>Nu drones steeds kleiner en goedkoper worden, waarschuwen experts mensen om voorzichtig te zijn als ze in de buurt van wilde dieren filmen. Zoals in het geval van deze bruine beer en haar welp.</em>

Missie F-16: het verhaal van een vlieger

Hoe werd de strijd tegen ISIS gevochten vanuit Jordanië? En hoe ziet het werk van een F-16 gevechtspiloot eruit? Militair vlieger McFly, uit de nieuwe televisieserie ‘Missie F-16’, vertelt zijn verhaal.
Lees meer