Venäjän Ukrainan hyökkäyksen ensimmäisenä päivänä 24. helmikuuta 2022 nähtiin uutisvirrassa kuvia tuhotuista tutka-asemista. Ilmapuolustuksen lamauttaminen on luonnollisesti tällaisen operaation ensimmäisiä tehtäviä, mutta siinä ei tuolloin onnistuttu.
Sittemmin ilmaylivoiman puuttuminen vaikutti Venäjän etenemisen pysähtymiseen ja lopulta koko konfliktin ajautumiseen asemasodaksi. Tällä hetkellä ilmasodassa kumpikin osapuoli turvautuu miehittämättömiin ilma-aluksiin sekä kaukovaikutteisten aseiden laukaisemiseen lentokoneista ja helikoptereista vastustajan puolustuksen ulottumattomista.
Viime vuosikymmeninä ei ole koettu tällaista sotaa, jossa kummallakin osapuolella on suunnilleen toisiaan vastaavat suorituskyvyt ilmapuolustuksessa. Naton kriisinhallintaoperaatioissa on käytännössä aina ollut täydellinen ilmaylivoima, toki joitain olkapääohjusten laukaisuja lukuun ottamatta.
Lännen doktriinissa sodan esivaiheessa niin sanotuissa SEAD/DEAD-operaatioissa (Supression of Enemy Air Defences/Destruction of Enemy Air Defenses) vastustajan ilmapuolustus lamautetaan elektronisella häirinnällä ja tuhotaan risteilyohjuksilla sekä häivepommittajien ja -hävittäjien täsmäaseilla. Maaleina on ensin ilmatorjunnan tutkaverkko ja heti perään ohjusasemat sekä muut kriittiset kohteet kuten johtokeskukset.
Näitä kyvykkyyksiä käytettiin menestyksekkäästi jo Irakin sodissa. Siellä onnistuttiin raivaamaan ilmatila myös perinteisten sotilaskoneiden hyödynnettäväksi. Ukrainassa Venäjä ei vastaavassa kuitenkaan onnistunut.
Ilmapuolustuksen runkona ovat toisesta maailmansodasta lähtien toimineet tutkat. Niin sanotussa Daventryn kokeessa helmikuussa 1935 englantilaiset Robert Watson-Watt ja Arnold Wilkins hyödynsivät BBC:n yleisradiolähetintä. He osoittivat, että sen säteily heijastui takaisin ylilentävästä koneesta ja oli mitattavissa.
Tutkien kehitys kiihtyi 30-luvulla samaan aikaan monella eri taholla. Laite sai englannissa nimen Radar, Radio Detection and Ranging.
Suomesta 1942 Saksaan lähetetyn asiamiehen uudesta laitteesta kertovien ensiraporttien perusteella ne tunnettiin Suomessa aluksi radioluotaimina. Ilmavoimien esikunnan esityksestä kokonaan uusi termi tutka otettiin suomen kielen professorin Lauri Hakulisen suositusten myötä käyttöön 1945.
Yksinkertaistettuna perinteinen tutka lähettää antennistaan radiotaajuista säteilyä ja vastaanottaa mittausalueella lentävästä esineestä takaisin heijastuvaa säteilyä. Tästä lasketaan maalin sijainti, nopeus ja korkeus.
Ongelma on se, että aloittaessaan mittauksen tutka paljastaa lähetteellään välittömästi sijaintinsa vihollisen elektronisen valvonnan sensoreille. Tyypillisesti paikannukseen menee pari minuuttia, jonka jälkeen kohteeseen voidaan suunnata vastatoimia kuten säteilyyn hakeutuvia ohjuksia tai elektronista häirintää. Useimmat kaukovalvontaan soveltuvat tutkat ovat tunnetuissa kiinteissä sijainneissa, joten ne ovat haavoittuvia, vaikkei niillä edes mitattaisi.
Ratkaisu on passiivinen tutka. Se on pelkkä vastaanotin, joka käyttää mittauksessaan hyödyksi ympäristössä jo valmiina olevia radiosäteileviä lähettimiä. Tyypillisesti kyseessä on tv- tai radioaseman signaali, aivan kuten Daventryn kokeessa.
Mikään uusi tai salainen menetelmä ei siten ole kyseessä. Toisessa maailmansodassa Saksalla oli Klein Heidelberg -passiivitutka, joka hyödynsi mittauksessaan brittien oman Chain Home -valvontatutkaketjun lähetteitä. Suomessakin radioharrastajat kehittivät kymmenisen vuotta sitten menetelmän, jolla kaakonkulman lentoliikennettä seurattiin netissä venäläisten tv-lähettimien signaalien heijastuksia hyödyntämällä.
Suomalainen Patria on tuonut vajaat 10 vuotta sitten markkinoille passiivisesti mittaavan monipaikkatutkan, joka tunnetaan lyhenteellä MUSCL (Multistatic Coherent Location).
Useimmat perinteiset tutkat käyttävät samaa antennia signaalin lähetykseen ja heijasteiden vastaanottoon. Kyseessä on tällöin yksipaikkainen aktiivitutka.
Passiivisessa monipaikkatutkassa on useita hajasijoitettuja vastaanottimia. Ne sieppaavat tarjolla olevista jokapäiväisistä radiotaajuisista lähetyksistä syntyviä takaisinheijastuksia maalista. Samalla mitataan vertailuksi myös lähettimien suoraa signaalia.
Datasta löytyvistä äärimmäisen heikoista eroavuuksista voidaan laskennallisesti havaita ja paikantaa ilmatilassa lentävät kohteet. Tähän tarvitaan luonnollisesti niin kehittynyttä signaalinkäsittelyä kuin järeää laskentatehoa.
Passiivitutkalla on monia muitakin etuja kuin sen vaikea paikannettavuus. Häivekoneiden muodot ja pinnoitteet on optimoitu vähentämään tutkaheijastuksia perinteisten tutkien mittaukseen käyttämillä taajuuksilla. Ympäristössä olevaa matalataajuisempaa säteilyä hyödyntävä tutka löytää siten stealth-koneet paremmin. Tässä auttaa myös se, että signaalilähteitä ja vastaanotinantenneja on useita sijoittuen maantieteellisesti eri puolille mitattavaa maalia.
Toki jälleen tarvitaan raskaan sarjan laskentatehoa lentävien esineiden kaivamiseksi esiin taustakohinasta. Patria MUSCL hyödyntää tehtävässä tehokkaita grafiikkaprosessoreja, joita tietokoneiden näytönohjaimien ohella käytetään esimerkiksi kryptovaluuttojen kuten Bitcoinien louhimisessa.
MUSCL mittaa täydet 360 astetta tai vaihtoehtoisesti valvoo tarkemmin määriteltäviä kapeampia sektoreita. Sitä voidaan operoida kaukokäytöllä 24/7. Laitteisto on helposti siirrettävissä esimerkiksi maastoajoneuvolla. Antennijärjestelmä voidaan asentaa tilanteen mukaan erityyppisiin mastoihin kuten kannettavaan teleskooppimastoon, siirrettävän trailerimastoon tai kiinteään mastoon.
MUSCL hyödyntää mittauksessaan yleisradiotaajuuksien FM-radion (VHF II) ja DVB-T/T2-digitelevision (UHF III) signaaleja. Yksittäinen MUSCL-tutka-asema voi hyödyntää kerrallaan jopa lähes kahtakymmentä ulkopuolista lähetintä.
Luonnollisesti hyödynnettävien lähetinten määrä nousee entistä korkeammaksi tilanteessa, jossa järjestelmä koostuu useammasta keskenään verkotetusti toimivasta MUSCL-asemasta. Tuotettu ilmatilannekuva päivittyy sekunnin välein, eikä siinä ole hitaasti pyörivien perinteisten valvontatutka-antennien aiheuttamaa viivettä.
Koska lähetintä ei tarvita, MUSCL on myös vähän sähköä kuluttava ja edullinen operoida. Järjestelmän hyödyntäessä maailmanlaajuisesti kattavasti olemassa olevia signaaleja on niiden saatavuus ja määrä lähtökohtaisesti hyvä. Toki se voi vaihdella. Esimerkiksi sähköverkon kaatuminen voisi aiheuttaa lähettimien vaikenemisia.
MUSCL pystyy erottamaan helikopterit kiinteäsiipisistä lentokoneista – sekä joskus jopa tuottamaan lisätietoa konetyypistä, kuten potkurien ja roottorien pyörimistaajuuksista. Patrian mukaan tyypillinen maksimihavaintoetäisyys hävittäjämaaleille on 150 kilometriä, helikoptereille 80 km, miehittämättömille kiinteäsiipisille UAV-ilma-aluksille (Unmanned Aerial Vehicle) 40 km ja pienemmille droneillekin 5–20 km.
Samanaikaisesti voidaan seurata yli sataa maalia. Nykyvaatimusten mukaisesti MUSCL on verkottuva. Se tuottaa standardien mukaista ilmatilannedataa, joka on suoraan erilaisten johtamisjärjestelmien käytettävissä. Graafisen käyttöliittymän kerrotaan olevan helppo käyttää. Sillä voidaan reaaliaikaisen ilmatilannekuvan näytön ohella tallentaa se myöhemmin analysoitavaksi.
Perinteistä tutkaa MUSCL ei voi täysin korvata. Sillä arvioidaan kuitenkin olevan tärkeä rooli tulevaisuuden taistelukentillä passiivisen ja vastapuolelta piilossa tapahtuvan toiminnan merkityksen kasvaessa.
MUSCL-tukaa voi hyödyntää esimerkiksi kohdesuojauksessa ja matalavalvonnassa. Se soveltuu myös yleisötapahtumien ilmatilanvalvontaan, koska potentiaalisesti ihmisille säteilyvaarallista tutkalähetintä ei tarvita. Laajemman ilmapuolustuksen osana passiivitutka toimii ennakkovaroituksessa ja sen kyky havaita häivekoneita on luonnollisesti merkittävä etu.
Patria on esitellyt järjestelmää netissä jo useita vuosia, ja se on tuotteistettu myyntikelpoiseksi järjestelmäksi. Viimeksi MUSCL oli esillä Virossa syyskuun puolivälissä järjestetyssä EW Live -tapahtumassa. Siellä yleisölle esiteltiin reaaliajassa järjestelmän tuottamaa ilmatilannekuvaa.
Passiivitutkaa Patrian tuoteportfoliossa täydentää elektronisen tiedustelun ARIS-E-järjestelmä. Se kuuntelee passiivisesti taistelukentän radiotaajuuslähettimiä tunnistaen ja paikantaen niitä. Ilma-alusten ja tutkien lähetteitä verrataan järjestelmän signaalikirjastoon. Yhdistämällä MUSCL ja ARIS-E-dataa voidaan ilmatilannekuvaa tarkentaa entisestään.
Alla oleva Patrian julkaisema video esittelee MUSCL:n toimintaa:
