Nel precedente articolo abbiamo approcciato le implicazioni normative ai possibili tentativi che un soggetto può fare nel momento in cui si vedesse minacciato nella sua incolumità da un drone volante, eventualmente armato, e siamo arrivati ad un primo punto certo: la legittima difesa, in quanto tale, è sempre un diritto, nei confronti di chicchessia, vicino o distante, a mani nude o con l’interposizione di un drone.
[Piccolo flashback di inquadramento tattico: lo scenario di cui stiamo trattando è quello in cui un drone minacci l’incolumità di un soggetto isolato, tendenzialmente fermo, non protetto attivamente per via istituzionale; ciò non toglie che si possa trattare di una grande infrastruttura o di una petroliera…; è tutt’altra situazione rispetto a quella che già ben conosciamo, in cui un “soggetto sensibile” si muove in un contesto urbano o extraurbano e ha bisogno di una cornice di massima sicurezza nei confronti di tutte le possibili minacce nelle sue vicinanze, mentre si sposta; sono due scenari completamente differenti, sia per la loro natura, sia per gli attori coinvolti]
D’altro canto, poiché il metodo difensivo più efficace consiste nel disturbare le comunicazioni radio del drone in ipotesi, resta il fatto che dal punto di vista giuridico, almeno per il privato, il punto di partenza è piuttosto netto: non esiste una generale libertà di interferire intenzionalmente con le comunicazioni radio. Il jamming coinvolge la disciplina dello spettro radio e il rischio di produrre interferenze dannose verso servizi e comunicazioni estranee e legittime.
È proprio questa cautela normativa che rende interessante una trasformazione tecnologica in corso; perché un conto è trasmettere rumore radio su un’intera banda per impedire a qualunque dispositivo di comunicare, un altro è riuscire a riconoscere il collegamento radio di uno specifico drone e interferire soltanto con quello, per il tempo strettamente necessario.
Questa è la differenza tra jamming indiscriminato e jamming selettivo; il ché ci porta ad aprire un nuovo scenario, quello tecnico.
Il principio del jamming classico è relativamente semplice: saturare lo spettro radio, o almeno quella porzione di spettro che con maggiore probabilità contiene il segnale che crea il problema.
Infatti, sappiamo che un collegamento radio funziona perché il ricevitore riesce a distinguere il segnale utile dal rumore; se sul canale viene introdotta sufficiente energia elettromagnetica interferente, la qualità della comunicazione peggiora fino a rendere il collegamento inutilizzabile.
Applicato a un drone, questo può significare interrompere o, almeno, degradare il collegamento tra radiocomando e UAS.
Il problema è la selettività: un jammer tradizionale, dicevamo pocanzi, può interessare una porzione relativamente ampia dello spettro. In questo modo non interferisce necessariamente soltanto con il drone bersaglio, ma potenzialmente anche con altri dispositivi che utilizzano le frequenze vicine.
È precisamente questo effetto collaterale a rendere il jamming problematico, soprattutto in ambiente civile.
Il jamming selettivo, l’ultimo grido in tema, cambia la sequenza e dovrebbe funzionare in modo diverso.
- Prima ascolta.
- Poi identifica.
- Solo dopo, se autorizzato, interviene.
La sequenza ideale può essere rappresentata così:
DETECT → IDENTIFY → TRACK → ASSESS → AUTHORISE → MITIGATE → STOP → LOG
La differenza fondamentale è che l’emissione RF non costituisce il primo passaggio del processo: è l’ultimo.
Il sistema deve anzitutto rilevare la presenza del drone attraverso i sensori disponibili; può quindi cercare di identificarlo, seguirne la traiettoria e analizzare le caratteristiche del collegamento radio associato al bersaglio.
Soltanto quando il sistema ha sufficienti informazioni entra in gioco la mitigation.
Queste le questioni salienti
Individuare il collegamento da colpire
La parte più delicata è individuare la minaccia, e oggi esistono sensori ed array di sensori basati su diverse tecnologie, attive e “passive” (si tratta di una approssimazione concettuale); quindi distinguere il segnale radio del drone bersaglio dalle altre emissioni presenti nell’ambiente.
Non è sufficiente sapere che “il drone usa una certa banda”, poiché in quella stessa porzione di spettro possono operare numerosi altri dispositivi; un sistema realmente selettivo deve quindi riuscire a discriminare quale comunicazione appartiene allo specifico UAS che si vuole neutralizzare.
Il problema diventa ancora più complesso quando il collegamento utilizza protocolli proprietari o tecniche di frequency hopping, nelle quali la comunicazione cambia rapidamente frequenza secondo una determinata sequenza non lineare.
In questo caso non sarebbe sufficiente disturbare una frequenza fissa: il sistema deve essere capace di riconoscere il collegamento e, se necessario, seguirne il comportamento.
Qui si misura una prima differenza concreta e fondamentale tra un jammer convenzionale e un sistema di RF mitigation evoluto.
Interferire solo dove serve
Identificato il collegamento, l’obiettivo diventa allora produrre la minima interferenza necessaria a interrompere quel collegamento.
La selettività può dipendere da diversi fattori: frequenza interessata, potenza irradiata, potenza irradiata dal radiocontrollo, direzionalità/guadagno dell’antenna, direzionalità/guadagno dell’antenna del radiocontrollo, durata dell’emissione e capacità di discriminare il segnale bersaglio.
Il risultato ideale è molto diverso dal jamming a tappeto.
Nel vecchio caso si cerca di rendere inutilizzabile una porzione dello spettro.
Nel nuovo si tenta di agire contro un determinato link radio, in un determinato punto, per pochi secondi.
La differenza è riscontrabile e misurabile.
Evitare il GNSS quando non è necessario
Un altro elemento decisivo riguarda la navigazione satellitare.
GPS, Galileo, GLONASS e BeiDou non sono utilizzati soltanto dai droni, quindi interferire indiscriminatamente con questi segnali in ambiente civile può produrre conseguenze molto più ampie rispetto alla neutralizzazione del singolo UAS.
Per questo un’architettura realmente selettiva dovrebbe, quando tecnicamente possibile, privilegiare, come finora descritto, l’intervento sul collegamento di controllo anziché ricorrere automaticamente al disturbo GNSS, che però resta un rimedio piuttosto efficace in casi estremi.
Evitare di disturbare la ricezione dei segnali satellitari GNSS resta dunque una priorità.
Interrompere l’emissione appena cessa la necessità
La selettività riguarda anche il tempo, nel senso che un sistema progettato per una mitigation controllata non dovrebbe continuare a trasmettere semplicemente perché un bersaglio è stato precedentemente identificato.
L’emissione dovrebbe, perciò, iniziare soltanto quando ricorrono le condizioni previste e cessare non appena l’intervento non è più necessario.
In altre parole:
detect sempre
trasmetti solo quando serve
smetti immediatamente quando non serve più
Ridurre una trasmissione interferente, ad esempio da minuti a pochi secondi, può cambiare significativamente l’impatto elettromagnetico complessivo dell’intervento, cioè limita gli effetti secondari indesiderati e “rischia” di passare farla passare inosservata.
Registrare tutto
C’è infine un aspetto meno spettacolare, ma probabilmente essenziale per qualsiasi applicazione civile: il logging.
Un sistema serio dovrebbe poter ricostruire almeno:
- quando il drone è stato rilevato;
- come è stato classificato;
- quale traiettoria ha seguito;
- quale collegamento RF è stato identificato;
- chi ha autorizzato la contromisura;
- quali frequenze sono state interessate;
- per quanto tempo è durata l’emissione;
- quando e perché è cessata.
Il log trasforma la neutralizzazione, da evento opaco ad azione tecnicamente verificabile.
E questo è importante non soltanto per capire se il sistema abbia funzionato, ma anche per verificare successivamente quali effetti abbia realmente prodotto.
Non da ultimo, il log consente di stabilire come evitare errori in futuro, così come risalire ad eventuali responsabilità in caso di danno.
Il vero test: quanto è selettivo?
Termini come “selective jamming”, “analytical jamming” o “low electromagnetic pollution” hanno valore soltanto se accompagnati da dati.
Per valutare seriamente un sistema occorre conoscere almeno la sua capacità di discriminare il bersaglio, le bande operative, la potenza irradiata, il diagramma dell’antenna, le emissioni fuori banda, la latenza tra rilevazione e intervento, il comportamento di fronte al frequency hopping e gli effetti prodotti sulle comunicazioni estranee.
La domanda commerciale che andremo a porci di fronte alla scelta di sistema C-UAS sarà verosimilmente “quanto poco spettro riesce a disturbare per ottenere il risultato?”
Un sistema più potente non è necessariamente un sistema migliore; infatti in ambiente civile, la capacità tecnologicamente più interessante potrebbe essere precisamente quella di non interferire con tutto ciò che non costituisce il bersaglio.
A questo punto, è forse anche il termine jammer a iniziare a essere troppo generico.
Evoca una macchina che trasmette interferenze per rendere inutilizzabile una porzione dello spettro, mentre un moderno sistema di RF mitigation, almeno idealmente, dovrebbe piuttosto realizzare una catena molto più sofisticata:
identificazione del bersaglio
→ discriminazione del link
→ targeting RF
→ potenza minima
→ durata minima
→ stop automatico
→ registrazione.
Cambiare nome, naturalmente, non cambia la natura fisica dell’interferenza ne’ elimina i problemi giuridici che ne derivano, ma cambiare tecnologia può cambiare radicalmente l’estensione e gli effetti dell’interferenza.
Ed è probabilmente questa la distinzione che il mercato Counter-UAS civile dovrà riuscire a dimostrare.
L’evoluzione è verso sistemi capaci di “bloccare i droni” E di dimostrare quale drone hanno neutralizzato, quale segnale hanno interessato, con quale potenza, per quanto tempo e con quali conseguenze sul resto dello spettro.
Ecco allora che la sfida è già oggi costruire quello che, per fermare un bersaglio, disturba il meno possibile tutto il resto.
Ermanno Pasquali
