I satelliti fanno molte cose:aiutano le persone a navigare da un luogo all'altro, forniscono programmi televisivi, cercano nuove stelle ed esopianeti e abilitano la strategia di deterrenza nucleare degli Stati Uniti. Ma fino a poco tempo fa una cosa che non hanno fatto, o che non avevano bisogno di fare, è difendersi.

I ricercatori dei Sandia National Laboratories hanno lanciato questo mese una campagna di missione di sette anni per sviluppare la scienza, tecnologia e architettura necessarie per i sistemi autonomi di protezione satellitare. La campagna, chiamato STARCS (Science and Technology Advancing Resilience for Contested Space), finanzierà dozzine di progetti di ricerca e sviluppo diretti dal laboratorio che si concentrano su tre aree critiche:

• Hardware protetto dalle minacce, che è la tecnologia che protegge i processori satellitari, circuiti e sistemi dagli attacchi.
• Analisi cognitiva, o algoritmi software in grado di rilevare in modo rapido e indipendente, adattarsi e sconfiggere le minacce.
• Protezione del sensore che protegge i sensori dai danni.

L'intento della campagna è che Sandia assuma una grande priorità nazionale attraverso i suoi investimenti interni in ricerca e sviluppo, ha detto Jeff Mercier, uno dei senior manager della campagna.

"Sandia ha una lunga storia di successo nell'ingegneria dei sistemi spaziali. Abbiamo contribuito allo sviluppo di Vela negli anni '60 e da allora abbiamo continuato a fornire regolarmente payload satellitari. Dobbiamo garantire che i nostri payload sopravvivano alle minacce emergenti nello spazio, " Egli ha detto.

Dissuadere una guerra nello spazio

Secondo un recente rapporto della U.S. Defense Intelligence Agency, più paesi e imprese stanno partecipando alla costruzione di satelliti, lancio spaziale, l'esplorazione dello spazio e il volo spaziale umano che mai perché sia ​​le barriere tecniche che i costi stanno cadendo, ma allo stesso tempo alcuni governi stranieri stanno sviluppando capacità per minacciare la capacità di altri di utilizzare lo spazio.

"Lo spazio è importante per la nostra vita quotidiana, e lo spazio è importante anche per la nostra sicurezza nazionale, " ha detto Drew Woodbury, il manager di STARCS. "Storicamente, lo spazio è stato benigno, ma ora i generali a quattro stelle degli Stati Uniti stanno dicendo che si aspettano una guerra spaziale entro la mia vita. Quando dico guerra spaziale, Intendo i satelliti che attaccano i satelliti".

Un satellite potrebbe essere minacciato in molti modi, dal lanciare un missile per distruggerlo al puntare un laser sul suo sensore ottico per disabilitarlo temporaneamente, ha detto Woodbury. Altre minacce includono energia diretta o cinetica, guerra elettronica, meccanismi robotici, spruzzatori chimici, microonde ad alta potenza, jammer a radiofrequenza e altro ancora.

"Il nostro obiettivo generale è fornire ricerca e sviluppo innovativi che preservano l'accesso illimitato allo spazio per gli Stati Uniti, " Mercier ha detto. "La chiave per la deterrenza nello spazio è avere sistemi con la capacità di operare attraverso un attacco e continuare a fare il loro lavoro".

Prendendo ispirazione dal corpo umano per armare i satelliti

Le tre aree di ricerca STARCS:hardware difeso dalle minacce, analisi cognitiva e protezione dei sensori:svilupperanno la capacità di un satellite di rilevare automaticamente le minacce e difendersi per garantire che l'ottica, frequenza radio, le risorse di ricognizione e comunicazione sono preservate e operative durante un attacco. La campagna sta anche perseguendo minacce reversibili, azioni che disabilitano temporaneamente un satellite attaccante senza distruggerlo.

"Un sistema satellitare è simile al sistema del corpo umano, " ha detto Woodbury. "Pensa all'hardware difeso dalle minacce come il sistema immunitario che incontra batteri e virus, mentre allo stesso modo, i satelliti devono resistere alle radiazioni, detriti e altri oggetti naturali e artificiali nello spazio. Vogliamo che il sistema immunitario del satellite risponda ai detriti in modo resiliente".

Woodbury ha affermato che l'area di ricerca sulla protezione dei sensori è come proteggere gli occhi umani con occhiali da sole o occhiali di sicurezza. Un avversario potrebbe puntare un laser su un sensore su un satellite per impedirgli di funzionare come previsto, proprio come puntare un laser su un occhio umano danneggerebbe la vista. Questa area di ricerca si concentra sulla tecnologia che potrebbe agire come un paio di "occhiali" che un satellite può indossare quando rileva una minaccia.

La tecnologia per il focus cognitivo-analitico, Woodbury ha detto, è come il midollo allungato nel cervello umano, sede della risposta "combatti o fuggi". La ricerca svilupperà lo stesso istinto per i satelliti, in modo che possano riconoscere gli attacchi e implementare meccanismi di sopravvivenza, Egli ha detto.

Ricerca di partenariati accademici e pianificazione per il trasferimento tecnologico

Sandia ha lanciato questo mese 12 progetti di ricerca e sviluppo diretti da laboratorio relativi a STARCS, e Woodbury spera di vedere ancora più progetti all'anno per il resto della campagna, che durerà fino al 2027. Circa la metà dei progetti lanciati quest'anno include partner di ricerca delle scuole dell'alleanza accademica di Sandia, e il team sta cercando di collaborare con altre università con aree di interesse di ricerca rilevanti.

"Mentre la campagna continua, i risultati finali che stiamo cercando sono lo sviluppo di una tecnologia più matura che possa essere trasferita all'industria e al governo, " disse Mercier.