Lucht- en raketverdediging van de toekomst

Formidable Shield 2023

Begin mei vertrokken drie NAVO-schepen uit de Noorse haven Bodø. Zr.Ms. Tromp en de Spaanse oorlogsbodems ESPS Blas de Lezo en ESPS Patiño zetten koers naar het noordelijk deel van de Lofoten eilandengroep. Formidable Shield 2023 (FOSH23) ging van start met een groot aantal eenheden, bestaande uit schepen, jachtvliegtuigen en grondgebonden luchtverdedigingssystemen. Deze bevonden zich verspreid over twee gebieden in Noord-Europa; de eerste groep nabij Andøya, Noorwegen en de tweede groep bij de Hebriden in Noordwest Schotland. Na ruim een week verplaatste de noordelijke groep schepen zich zuidwaarts en werden de maritieme eenheden bijeengebracht tot een grote taakgroep nabij de Hebriden. In de geografische opzet van de oefening zaten de meervoudige doelen van deze manoeuvre besloten. Ten eerste het opereren in het noordelijkste deel van Europa, waar de zichtbaarheid van de NAVO van belang is en de omgeving operationele uitdagingen met zich meebrengt. Ten tweede het bijeenbrengen van twee groepen marinevaartuigen vanaf grote afstand, waarbij in een zo vroeg mogelijk stadium verbindingen van de netwerken tot stand komen. De tactische datalink (TDL) netwerken zijn een essentieel onderdeel voor het uitvoeren van IAMD. Tot slot boden beide locaties een geschikt oefengebied met testfaciliteiten waar diverse IAMD-scenario’s werden beoefend.

Europa’s noordflank

Noorwegen bevindt zich op een strategische locatie aan de grens van het NAVO-bondgenootschap. Langs de noordkust loopt de vaarroute richting Russische marinebases zoals Moermansk en Severodvinsk. Russische schepen en onderzeeboten varen aldaar naar en vertrekken vanuit hun thuishavens, onderwijl vliegtuigen langeafstandspatrouilles uitvoeren over de Noorse zee. Hier, aan de Noordflank van Europa laat de verdragsorganisatie zich graag zien en het is daarom geen onbekend terrein voor de Koninklijke Marine. Er worden veelvuldig (NAVO)-oefeningen gehouden in het kader van amfibische operaties, onderzeebootbestrijding en luchtverdediging (lanceeroefeningen). De fjorden bieden een uitstekende uitvalsbasis om zowel op open zee als in een beschutte omgeving te oefenen. De warme Golfstroom en koude landtemperaturen leiden tot interessante weerseffecten, die van invloed zijn op tactieken en sensor performance. Boven de poolcirkel nemen deze effecten op communicatiesystemen alleen maar toe. Schepen ondervinden bijvoorbeeld geregeld problemen met de continuïteit van communicatie vanwege de lage elevatie van satellieten op grote noorderbreedte en de effecten van space weather. De satellietcommunicatie is benodigd voor de uitvoering van geïntegreerde luchtverdedigingsoperaties en command and control (C2). Een interruptie in de communicatie betekent dat een back up moet worden aangesproken, of dat taken anders moeten worden belegd. Door het oefenen en opereren van eenheden in de regio van de Noorse Zee leren operationele teams om te gaan met de beperkingen en alternatieven van verschillende communicatiesystemen en C2-procedures. Het is een vorm van fight through, dat nodig is om tactisch voordeel te behalen in het Above Water Warfare (AWW-) domein.

Genetwerkt verband

Toekomstige marineschepen en jachtvliegtuigen opereren meer en meer in een genetwerkt verband.^[i] TDL-netwerken zijn al jaren een onderdeel van de maritieme doctrine, echter in de eerste plaats ten dienste van de beeldopbouw en niet van wapeninzet. Met behulp van nieuwe technieken en vernieuwingen van schepen en wapensystemen wordt geïntegreerde verdediging een steeds realistischer scenario. Het TDL-netwerk Link-16 koppelt schepen en jachtvliegtuigen aan elkaar zodat inkomende doelen en uitgaande raketten zichtbaar worden tussen de eenheden. Het Joint Range Extension Application Protocol (JREAP) verbindt informatie zodat in een regio veel meer data beschikbaar komt voor de verschillende luchtverdedigingseenheden. Maritieme eenheden, vliegtuigen, air operation centers en hoofdkwartieren worden op deze manier aan elkaar geknoopt.

‘Uitdagingen om het genetwerkt opereren tot stand te brengen zijn er nog voldoende’

Uitdagingen om het genetwerkt opereren tot stand te brengen zijn er nog voldoende. In deze beginfase van operationeel gebruik van geavanceerde netwerken is niet alleen het tot stand brengen van de verbinding een opgave, het is ook noodzakelijk de regie te voeren over de verschillende deelnemers. Het coördineren van de uitwisseling van data en de verdeling van taken voorkomt fouten in het beeldopbouw- en targetting proces. Dit betekent dat schepen en vliegtuigen genetwerkt doelen en orders kunnen ontvangen en opvolgen van een coördinator op een hoofdkwartier. Gedurende FOSH23 werden dagelijks instructies uitgereikt vanuit Air Component Command te Ramstein, Duitsland aan marineschepen om de kwaliteit van data-uitwisseling te verbeteren. Het vergde een flinke inspanning van de operators zich strikt aan de regels te houden en de beeldopbouw niet te frustreren. De gedragsregels en discipline, behorend bij genetwerkt optreden, zijn daarmee een nieuw element in het gezamenlijk optreden.

Een oude bekende in het TDL-domein is het van origine uit de zestiger jaren daterende Link-11. Dit netwerk wordt in 2024 afgebouwd en Link-22 is de beoogde opvolger. Evenals als Link-11, is het nieuwe netwerk bedoeld voor opereren in het maritieme domein, maar robuuster geconstrueerd en levert een groter bereik op. Tijdens FOSH23 werden diverse testen uitgevoerd tussen Nederlandse en andere NAVO-schepen om het netwerk te bestendigen. In de nabije toekomst vormen Link-16, Link-22 en een joint verbinding met de wal de basis om geïntegreerd maritiem- en luchtoptreden mogelijk te maken.

PLDEF

Om aan te sluiten op een beter beeldopbouwproces en benodigde wapeninzet in toekomstige operaties, is nieuwe techniek benodigd. Moderne dreigingen in het AWW-domein worden sneller en bewegelijker. Jamming, stealth doelen en doelen met supersone snelheden bemoeilijken het proces van nauwkeurige beeldopbouw en succesvolle wapeninzet. Er moet een robuust en eenduidig tactisch beeld worden gevormd: het Common Operational Picture (COP). Traditioneel is de opbouw van een COP mogelijk door middel van een TDL. TDL-technologie blijft geschikt voor een groot deel van de beeldopbouw, maar het kan de toekomstige luchtdreiging niet snel genoeg verwerken om wapeninzet te garanderen. Een mogelijke oplossing hiervoor is Plot Level Data Exchange and Fusion (PLDEF). Deze technologie wordt onder begeleiding van COMMIT ontwikkeld door Thales Nederland en TNO.^[ii] PLDEF is een invulling van genetwerkt optreden in joint operaties, zoals beschreven in de Nederlandse Defensie Doctrine.^[iii]

Het concept van PLDEF is dat eenheden ruwe radardata in de vorm van sensor-plots (potentiële detecties) uitwisselen en individueel verwerken voor het opbouwen van een gemeenschappelijk tactical picture. Dit vervangt het traditioneel uitwisselen van tracks (bijvoorbeeld via Link-16), wat onder andere resulteert in veel operationele werklast om het ‘plaatje’ schoon te houden. De kracht van PLDEF is, dat wanneer meerdere sensoren van meerdere eenheden sensor-plots met elkaar delen, correleren en daar tracks op baseren, een razendsnel en accuraat beeld ontstaat van de omgeving. Deze tracks worden langer behouden en zijn daardoor beter geschikt voor wapeninzet dan via de relatief langzame weg van TDL met een relatief lage update-snelheid. Kruispeilingen tussen de eenheden maken het mogelijk om stealth doelen makkelijker te detecteren en ook anomalies zoals jamming zijn sneller uit te sluiten.

Tijdens Formidable Shield 2017 is gestart met de uitvoering van PLDEF-experimenten. Nederland werkt hierbij samen met Frankrijk en in 2021 werd voor het eerst real-time een tactical picture opgebouwd met PLDEF tussen varende eenheden van de twee landen. Tijdens FOSH23 nam Frankrijk niet deel aan de tests. Aan boord van de Tromp werden PLDEF-experimenten uitgevoerd waarbij zowel de SMART-L en APAR van het schip als de SMART-L van het CLSK-radarstation te Wier, Friesland plots met elkaar uitwisselden. De drie sensoren leverden samen een gedetailleerd beeld van een aanzienlijk deel van het Noordzeegebied voor de Nederlandse kust.

In de toekomst worden zowel het Anti Submarine Warfare Frigate (ASWF) als de Future Air Defender (FuAD) uitgerust met PLDEF-technologie. De nieuwkomer op het gebied van genetwerkt opereren lijkt daarmee zijn plek te hebben ingenomen binnen het IAMD-domein.

TBMD en Multi-Mission Radar

FOSH23 bestond, niet in de laatste plaats, uit het beoefenen van lanceerscenario’s. Tijdens FOSH21 werden dergelijke scenario’s voor het eerst beoefend door een LCF met SMART-L Multi-Mission / Naval (MM/N) met extended long range capaciteit. De vernieuwde luchtwaarschuwingsradar heeft een multi-mission functie waarmee het gelijktijdig doelen in een ballistische baan kan tracken en doelen binnen- en buiten de dampkring kan volgen. Gedurende verschillende scenario’s in de oefening van dit jaar werden zowel de multi-mission functie van de SMART-L aangetoond, als verschillende doelen vernietigd met de SM-2 en ESSM. Met behulp van drones werd een steeds meer geavanceerde dreiging nagebootst en testte de NAVO zijn capaciteiten inzake IAMD. Naast wapeninzet speelden eerdergenoemde netwerkontwikkelingen hierin een grote rol.

Het multi-mission karakter van de SMART-L sluit goed aan op de nieuwere ontwikkelingen binnen IAMD, waarbij Theatre Ballistic Missile Defence (TBMD) een steeds grotere rol is gaan spelen. Het onderscheid tussen BMD^[iv] en TMBD wordt gemaakt op basis van de geografische inzet van ballistische raketten. Waar voorheen de inzetdoctrine voor Long Range en Medium Range Ballistic Missiles zich vooral richtte op strategische doelen op (NAVO-) en Europees grondgebied op grotere afstand, richt deze zich nu met Short Range Ballistic Missile (SRBM) toenemend op specifieke eenheden of installaties dicht bij het front. De verdediging speelt zich af binnen het theatre of operations.

Een goed voorbeeld van deze nieuwere dreiging zijn de Anti-Ship Ballistic Missiles (ASBM) zoals de Russische Kinzhal. Deze ASBM (in de volksmond ook wel carrier killers genoemd) zijn voor conventionele luchtradars moeilijk te detecteren en zijn vanwege hun hoge inclinatiehoek en supersone snelheid ook zeer lastig te onderscheppen.

‘De verbeterde luchtverdedigingscapaciteit van het LCF is een feit’

TMBD wordt, anders dan bij ‘traditionele’ BMD, verder bemoeilijkt omdat de NAVO rekening dient te houden met andere (lucht)dreigingen die ook actief zijn binnen het theatre. In deze situaties toont de SMART-L haar meerwaarde doordat de radar in staat is gelijktijdig Air Surveillance en Ballistic Missile search & tracking te plegen. Dit stelt een LCF in staat tot het simultaan verzorgen van vroegtijdige detectie van een ballistisch doel, dat wordt doorgegeven aan een shooter, en het verdedigen van een taakgroep tegen andere (conventionelere) luchtdreiging. De meerwaarde van deze capaciteit bewees zich tijdens FOSH23. De radar volgde een SRBM-oefendoelwit in een exo-atmosferische ballistische baan en tegelijkertijd kwam het tot een succesvolle onderschepping van een luchtdoeldrone met een SM-2. Dit is een realistisch TMBD-scenario en de uitvoering is een primeur voor het LCF na het Instandhoudingsprogramma. De verbeterde luchtverdedigingscapaciteit van het LCF is een feit. 

Ten slotte

Formidable Shield 2023 was een belangrijke oefening voor Zr.Ms. Tromp en de Koninklijke Marine. De uitgestrekte oefengebieden in Noord-Europa boden een goede omgeving om schepen en vliegtuigen in NAVO-verband te trainen in IAMD. Nederland loopt met het LCF en de SMART-L luchtwaarschuwingsradar voorop in de ontwikkeling van lucht- en raketverdediging. In het theatre van de toekomst worden luchtverdedingseenheden geconfronteerd met carrier killers en conventionele luchtdreiging. Voor optimale wapeninzet is verregaande samenwerking met NAVO-partners benodigd zodat de dreiging tijdig gedetecteerd en onderschept kan worden. In een genetwerkte en joint omgeving zorgen Link-16, Link-22 en JREAP voor een verbeterde situational awareness van maritieme eenheden. Nieuwe ontwikkelingen in sensorfusie, zoals PLDEF, verbeteren het tactical picture en bieden oplossingen voor het bestrijden van moderne dreigingen en jamming. Tijdens FOSH23 werden diverse realistische scenario’s beoefend met behulp van drones. De Tromp heeft de multi-mission functie van de SMART-L radar aangetoond en daarmee de defensieve slagkracht van de Koninklijke Marine in multi-domeinoperaties bestendigd.