ZASTOSOWANIE OBSERWACJI SATELITARNYCH DLA POTRZEB BEZPIECZEC
STWA
Sektor bezpieczeństwa jest od wielu lat najaktywniejszym u\
ytkownikiem systemów satelitarnych. Nie mo\
na
ju\
dziś mówić o skutecznym podejmowaniu decyzji w obliczu kryzysu cywilnego czy wojskowego, kataklizmu
naturalnego, czy o prowadzeniu misji pokojowych bez dysponowania środkami, które zapewniają niezale\
ny i
szybki dostęp do informacji, koordynację działań, czy niezale\
nÄ… komunikacjÄ™. Nawigacja i telekomunikacja
satelitarna są tutaj krytycznymi narzędziami, bez których trudno dzisiaj sobie wyobrazić prowadzenie
jakichkolwiek misji stabilizacyjnych, czy humanitarnych. Korzyści z wykorzystywania danych obserwacyjnych
Ziemi sÄ… zwiÄ…zane z unikatowymi mo\
liwościami, jakie oferowane są przez techniki satelitarne. Systemy
obserwacyjne umieszczone na orbicie są dyspozycyjne 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu. Dzięki temu
umo\
liwiajÄ… monitoring Ziemi w czasie rzeczywistym (lub bardzo zbli\
onym do rzeczywistego), bÄ…dz
te\

pozwalają na dokładne odtworzenie serii zdarzeń w sekwencjach czasowych. Jest to powód, dla którego
zastosowania te sÄ… wyjÄ…tkowo atrakcyjne dla sektora obrony oraz w zarzÄ…dzaniu kryzysowym, monitoringu
granic i infrastruktury krytycznej.
Rozpoznanie satelitarne
Zastosowania satelitarne w sektorze bezpieczeństwa są tradycyjnie postrzegane jako z
ródło informacji o
znaczeniu strategicznym. Uzyskuje się je za pomocą satelitów obserwacyjnych (elektrooptycznych i
radarowych) oraz sygnałowych. Informacje uzyskiwane w ten sposób pozwalają na szybszą, lepszą i bardziej
obiektywną analizę sytuacji, a w konsekwencji na wzrost efektywności podejmowanych decyzji. W przypadku
krajów, które od lat wykorzystują narodowe systemy satelitarne w sektorze bezpieczeństwa zarówno czas jak i
pieniądze zainwestowane w systemy rozpoznania satelitarnego zwróciły się w postaci samych tylko informacji
wywiadowczych.
Systemy sygnałowe pozwalają na przechwytywanie komunikacji radiowej i telefonicznej, wykrywają sygnały
radarowe oraz informacje telemetryczne wysyłane przez rakiety i pociski w locie. Ze względu na ich
pozycjonowanie na orbicie geostacjonarnej oraz ciągłe pokrycie powierzchni Ziemi mo\
liwe jest w zasadzie
natychmiastowe ostrzeganie przed atakiem rakietowym (tzw. wczesne ostrzeganie), a tak\
e penetracja systemów
komunikacyjnych innych państw (np. rosyjski Cosmos, amerykańskie systemy Rhyolite i Chalet). Satelity
sygnałowe są wyjątkowo istotne dla tzw.  twardego sektora bezpieczeństwa, stąd ich zastosowania nie są tak
upowszechnione jak w przypadku satelitów obserwacyjnych, nawigacyjnych czy komunikacyjnych, które mają
szereg zastosowań cywilnych.
W przypadku roli systemów obserwacyjnych w rozpoznaniu satelitarnym najbardziej popularne sensory
optyczne pozwalajÄ… na wykrycie wszelkiego rodzaju instalacji o znaczeniu wojskowym, rozmieszczenia rakiet
balistycznych, taktycznych i systemów antyrakietowych, urządzeń i ruchów oddziałów, czy infrastruktury
komunikacyjnej krytycznej z punktu widzenia wojska (zob. Tabela 1). Sensory radarowe pozwalajÄ… na wykrycie
naziemnych instalacji wojskowych oraz okrętów i wynurzonych łodzi podwodnych bez względu na porę dnia i
nocy lub zachmurzenie. Sensory na podczerwień są wykorzystywane do identyfikacji rakiet balistycznych,
samolotów a nawet systemów rakietowych o zasięgu taktycznym. Sensory temporalne, które reagują na
obecność promieniowania radioaktywnego w powietrzu są wykorzystywane dla wczesnego ostrzegania i
wykrywania eksplozji atomowych w atmosferze i w przestrzeni kosmicznej (np. amerykańskie satelity VELA,
oraz sensory IOND - Integrated Operational Nuclear Detection System - zainstalowane na pokładzie
amerykańskich satelitów nawigacyjnych GPS). Sensory UV, które umieszczone są na przykład na
amerykańskich i rosyjskich satelitach wczesnego ostrzegania wykrywają gazy fluorescencyjne otaczające silniki
rakietowe lub głowice rakiet balistycznych. Sensory termalne na podczerwień oraz tzw. radiometry umo\
liwiajÄ…
rekonesans satelitarny w nocy oraz wykrywanie zamaskowanych lub podziemnych instalacji wojskowych.
Rozpoznanie satelitarne dla sektora bezpieczeństwa składa się z pięciu głównych etapów:
1. Detekcja  wymaga jednolitego obrazowania du\
ych obszarów z zasadniczo niską rozdzielczością
(<30m), aby umo\
liwić wykrycie urządzeń, obiektów, instalacji lub działań o znaczeniu militarnym.
2. Identyfikacja  wymaga wykorzystania systemów o średniej rozdzielczości (30m-10m), aby uzyskać
informację na temat ogólnej charakterystyki instalacji wojskowych lub wybranych obiektów, które
zostały wykryte.
3. Precyzyjna identyfikacja  wymaga zastosowania systemów o średniej i wysokiej (<10m)
rozdzielczości i umo\
liwia odró\
nienie pomiędzy typami obserwowanych obiektów (np. typami
samolotów lub czołgów).
© Polskie Biuro ds. Przestrzeni Kosmicznej www.kosmos.gov.pl
4. Opis  wymaga wykorzystania systemów o wysokiej (5m-1m) i bardzo wysokiej ( <1m) rozdzielczości
i umo\
liwia wymiarowanie, konfigurację, rozpoznanie komponentów, mo\
liwości i zastosowania
poszczególnych instalacji, obiektów i działań.
5. Analiza techniczna  przy wykorzystaniu wysokorozdzielczych zobrazowań satelitarnych oraz dzięki
sprzÄ™\
eniu obserwacji satelitarnej z istniejÄ…cymi bazami danych i specjalistycznym oprogramowaniem
komputerowym dokonywana jest szczegółowa analiza konstrukcji, zastosowań oraz aktualnych
mo\
liwości analizowanego systemu.
Tradycyjne metody zbierania informacji, takie jak organizowanie nalotów lotniczych oraz zbieranie informacji w
terenie (wywiad ludzki), bywają wyjątkowo czasochłonne i pracochłonne w wypadku badań na du\
ych
obszarach. Co więcej, informacje zebrane w ten sposób bywają bezu\
yteczne ju\
kilka lat po ich zebraniu, gdy\

często w trakcie tego czasu nie ma mo\
liwości ich szybkiej aktualizacji i weryfikacji zachodzących zmian.
Wreszcie w przypadku danych zbieranych niezale\
nie i wyrywkowo, brak jest jednolitych formatów, spójnych
odniesień topograficznych oraz kompatybilności z komputerowymi metodami opracowania i zarządzania
uzyskanymi danymi. Jednolite obrazowanie wielkich obszarów w wysokiej rozdzielczości umo\
liwia zatem
pokonanie powy\
szych trudności poprzez szybki i ogólny zwiad w poszukiwaniu informacji o dynamice
obserwowanych zjawisk. Regularny monitoring wybranych obszarów, które ulegają dynamicznym
przeobra\
eniom i które zidentyfikowane są jako  gorące punkty (hot spots) przez organizacje zajmujące się
priorytetyzacją zadań satelitów rozpoznawczych umo\
liwia szczegółową identyfikację, opis oraz analizę
techniczną instalacji wojskowych lub konkretnych działań zagra\
ających bezpieczeństwu.
Tabela 1: Rozdzielczość (w metrach) wymagana dla ró\
nych etapów interpretacji zdjęć satelitarnych."
Generalna Precyzyjna
Obiekt Detekcja Opis Analiza techniczna
indentyfikacja indentyfikacja
Mosty 6 m 4.6 m 1.5 m 0.9 m 0.3 m
Systemy komunikacyjne
3 m 0.9 m  1.5 m 0.3 m 0.15 m 0.04 m  0.15 m
(radar, radio)
Jednostki piesze 6 m 2 m 1.2 m 0.3 m 0.08 m
Lotniska 6 m 4.6 m 3 m 0.3 m 0.15 m
Artyleria 0.9 m 0.6 m 0.15 m 0.05 m 0.01 m
Samoloty 4.6 m 1.5 m 0.9 m 0.15 m 0.03 m
Centrum dowodzenia 3 m 1.5 m 0.9 m 0.15 m 0.03 m
Wyrzutnie rakietowe:
ziemia-ziemia 3 m 0.5 m 0.6 m 0.3 m 0.08 m
ziemia-powietrze
Statki 7.5 m 4.6 m 0.6 m 0.3 m 0.08 m
Komponenty broni atomowej 2.4 m 0.5 m 0.3 m 0.03 m 0.01 m
Pojazdy 1.5 m 0.6 m 0.3 m 0.05 m 0.03 m
Miny naziemne 9 m 6 m 0.9 m 0.3 m -
Porty i przystanie 30.5 m 4.6 m 3 m 1.5 m 0.08 m
Nabrze\
a i pla\
e 30.5 m 4.6 m 3 m 1.5 m 0.08 m
Infrastruktura kolejowa 30 m 15 m 6 m 1.5 m 0.6 m
Drogi 9 m 6 m 1.8 m 0.6 m 0.15 m
Obszary miejskie 61 m 30.5 m 3 m 3 m 0.3 m
Pokrycie terenu - 91 m 4.6 m 1.5 m 0.15 m
Wynurzone Å‚odzie podwodne 30 m 6 m 1.5 m 9 m 0.3 m
Rozpoznanie, przygotowanie i wspieranie operacji zagranicznych (wojskowych i humanitarnych)
Technologie satelitarne są dziś niezastąpione w działaniach operacyjnych wspomagających realizację misji
zagranicznych (wojskowych i humanitarnych). Wykorzystanie satelitarnych systemów nawigacyjnych i
komunikacyjnych oraz dostęp do informacji pochodzącej z satelitarnego zobrazowania Ziemi usprawnia
dowodzenie, wspomaga procesy decyzyjne w sytuacjach zagro\
enia, ułatwia zbieranie i analizę najbardziej
aktualnych danych, a w ostatecznym rachunku zwiększa szansę powodzenia misji i ogranicza liczbę
potencjalnych ofiar.
"
y
ródło: Jasani, B., Sakata, T. (1987), Satellites for Arms Control and Crises Monitoring, (Oxford UP), s.15 za
Recconnaissance Handy Book (McDonnel Douglas Corp. USA).
© Polskie Biuro ds. Przestrzeni Kosmicznej www.kosmos.gov.pl
Misje wojskowe
W przypadku organizacji i przygotowania zagranicznych misji
wojskowych (takich jak na przykład w Iraku lub Afganistanie)
rozpoznanie satelitarne jest przede wszystkim z
ródłem informacji o
znaczeniu strategicznym (zob. rozpoznanie satelitarne). Uzyskiwanie
takich informacji wymaga systematycznego uaktualniania danych o
długofalowej wartości, które dają wyobra\
enie o ogólnym potencjale
wojskowym i gospodarczym danego państwa, rozmieszczeniu jego
strategicznej infrastruktury (porty, lotniska, drogi, wyrzutnie rakietowe,
siedziby dowództwa, etc.) oraz o warunkach geograficzno-
Rozmieszczanie wojsk amerykańskich w Arabii
topograficznych, w jakich rozgrywać się będzie dana misja.
Saudyjskiej w trakcie pierwszej wojny w Zatoce
W przygotowanie takich informacji sÄ… zazwyczaj zaanga\
owane
Perskiej. y
ródło: Chrystian Science Monitor
centralne ośrodki gromadzące informacje wywiadowcze (np. CIA
(Central Intelligence Agency), DIA (Defence Intelligence Agency),
NRO (National Reconnaissance Office) w USA) ze względu na wymogi techniczne i sposób programowania
satelitów na orbicie. Jednak na etapie realizacji misji, to dowództwo operacyjne jest kluczowym konsumentem
zastosowań satelitarnych. Dlatego te\
systemy satelitarne muszą dodatkowo spełniać wymogi o znaczeniu
taktycznym.
Zobrazowania satelitarne i lotnicze o charakterze taktycznym sÄ… dziÅ› rutynowo wykorzystywane na etapie
wspierania i realizacji wojskowych misji zagranicznych. Kluczowym elementem jest tutaj mo\
liwość szybkiej
aktualizacji danych na \
ądanie dowództwa operacyjnego. Pozwala to na szybkie reagowanie na istniejące i
potencjalne zagro\
enia oraz umo\
liwia
dowodzenie akcją i realizację ró\
nych
scenariuszy bojowych w zale\
ności od
taktyki przyjętej przez oponenta.
Oznacza to, \
e zobrazowania satelitarne
dostarczajÄ… informacjÄ™ o rozwoju
sytuacji w czasie bliskim rzeczywistego
tak, aby mogły one być natychmiast
wykorzystane dla wsparcia konkretnej
misji bojowej. Na ich podstawie
powstajÄ… aktualne mapy terenu oraz
dostarczane są informacje, które
pozwalają na oszacowanie zniszczeń
(np. w wyniku bombardowania z
powietrza) i potencjalnych zagro\
eń,
Trajektorie lotu satelitów Landsat w trakcie Operacji Pustynna Burza. y
ródło: ww.fas.org
dzięki czemu jest mo\
liwe optymalne
zaanga\
owanie sił bojowych.
Zaanga\
owanie systemów satelitarnych (obserwacyjnych, meteorologicznych, wczesnego ostrzegania,
nawigacyjnych i komunikacyjnych) na etapie planowania, rozpoznania i realizacji misji jest dziÅ› tak du\
e, i\

mówi się nie tylko o nastaniu ery wojny  siecio-centrycznej (network centric warfare), ale równie\
o całej
rewolucji, która zmienia oblicze współczesnych misji wojskowych. Amerykański sukces w Iraku w 1991 r. to
zasługa między innymi precyzyjnych ataków z powietrza na irackie cele dzięki wykorzystaniu satelitarnych
(GPS) lub laserowych systemów nawigacyjnych, satelitów obserwacyjnych dla identyfikacji celów ataków i
oceny zniszczeń, sprzę\
enia satelitarnych systemów wczesnego ostrzegania przed atakami rakietowymi z
wykorzystaniem pocisków ziemia-powietrze, wykorzystania przez dowództwo operacyjne szerokopasmowych
terminali komunikacyjnych, a tym samym dostarczania informacji meteorologicznych, najbardziej aktualnych
map oraz graficznych informacji o rozwoju sytuacji w terenie indywidualnym jednostkom bojowym operujÄ…cym
na ziemi, z powietrza i morza.
Misje humanitarne
Międzynarodowe misje humanitarne takie jak interwencje sił pokojowych w niestabilnych regionach, niesienie
pomocy w przypadku gwałtownych katastrof takich jak tornada, powodzie, trzęsienia ziemi, sztormy, osuwiska
ziemne i lawiny błotne, po\
ary, etc., są typowymi przykładami zadań związanych z zarządzaniem kryzysowym,
gdzie mamy do czynienia z szybkim rozprzestrzenianiem się szkód i wzrostem liczby ofiar.
© Polskie Biuro ds. Przestrzeni Kosmicznej www.kosmos.gov.pl
Przygotowanie słu\
b ratowniczych do odpowiedzi na zaistniałą
sytuacjÄ™ kryzysowÄ… zale\
y od wielu czynników, jednak w
kontekście operacyjnym przede wszystkim od dostępności map
referencyjnych stanu sprzed kryzysu oraz map terenów
poszkodowanych/kryzysowych. Systemy baz danych i satelitarne
zobrazowania Ziemi pozwalają na szybki dostęp do aktualnych
informacji o stanie i rozwoju sytuacji, sÄ… wykorzystywane do
wspomagania procesów decyzyjnych w sytuacjach zagro\
enia oraz w
działaniach zmierzających do likwidacji skutków kryzysu. Na
przykład na etapie realizacji misji zastosowania satelitarne pozwalają
na przygotowanie modeli rozprzestrzeniania siÄ™ zagro\
eń oraz ocenę
ich potencjalnych konsekwencji. Zdalny monitoring jest wyjÄ…tkowo
u\
yteczny w sytuacjach, gdy nie ma dostępu do zagro\
onych
terenów ze względu na uszkodzenie dróg lub systemów komunikacji,
a dostępne mapy są nieaktualne lub nie oddają prawdziwych
Mapy poszkodowanych terenów i wiosek w
uwarunkowań terenu lub stanu wa\
nej dla realizacji misji trakcie kryzysu w Darfurze. y
ródło: Amnesty
International
infrastruktury. Systemy satelitarne oferują wówczas dane z satelitów
obserwacyjnych, geostacjonarnych satelitów meteorologicznych oraz
- kiedy monitoring jest utrudniony przez warunki pogodowe - dane pochodzące z systemów radarowych, które
pozwalają na właściwą analizę sytuacji. Zatem bez względu na panujące warunki zewnętrzne (pogoda, ska\
enie,
niedostępność terenu) obserwacje satelitarne dostarczają informacji o zakresie szkód i scenariuszach pomocy
usprawniajÄ…c akcje ratownicze oraz ochronÄ™ ludzi i mienia. Dodatkowo, satelity komunikacyjne pozwalajÄ… na
nawiÄ…zanie niezale\
nej łączności w wypadku zerwania lub zawieszenia tradycyjnych naziemnych systemów
komunikacyjnych, a systemy nawigacyjne pozwalają na lokalizację i monitorowanie działań grup ratowniczych.
Monitoring infrastruktury krytycznej
Monitoring infrastruktury krytycznej dotyczy
obiektów, instalacji i infrastruktury istotnych z
punktu widzenia bezpieczeństwa, potrzeb
gospodarki i ochrony środowiska naturalnego. Są to
na przykład elektrownie, w tym atomowe, rurociągi
(gazowe i ropociągi), zakłady chemiczne, kopalnie,
oraz infrastruktura transportowa: drogi, porty, linie
kolejowe i lotniska, a tak\
e centrale zarzÄ…dzajÄ…ce
ruchem lotniczym i kolejowym. Monitoring
infrastruktury krytycznej za pomocą systemów
satelitarnych wymaga regularnego dostępu do
wysokorozdzielczych zdjęć satelitarnych (<1 m) i, w
większości wypadków, do zobrazowań radarowych i
multispektralnych (IR, UV) oraz hyperspektralnych,
dzięki którym mo\
na wykrywać właściwości
chemiczne i fizyczne obserwowanych obiektów i
zjawisk.
Lotnisko O Hare w Chicago z satelity Ikonos
WyjÄ…tkowo u\
yteczna jest równie\
mo\
liwość
trójwymiarowego modelowania poszczególnych
elementów infrastruktury (np. wysokości i rozlokowania
budynków).
PÅ‚onÄ…ce pola naftowe w Iraku (2003). y
ródło: www.sprol.com
© Polskie Biuro ds. Przestrzeni Kosmicznej www.kosmos.gov.pl
Dane pochodzące z satelitów są coraz szerzej traktowane jako doskonałe uzupełnienie systemów naziemnych lub
lotniczych, które są tradycyjnie wykorzystywane do monitorowania stanu infrastruktury krytycznej. Przy
wykorzystaniu technik satelitarnych mo\
liwe jest wykrycie wycieków gazu lub ropy z uszkodzonych rurociągów
lub ich pęknięcia i uszkodzenia, a tak\
e zawalone, uszkodzone lub zalane drogi, ulice, linie kolejowe. Mo\
liwe
jest równie\
w ramach akcji prewencyjnych wykrycie nielegalnych działań lub konstrukcji w pobli\
u elementów
infrastruktury krytycznej oraz analiza czynników naturalnych takich jak ruchy tektoniczne (istotne zwłaszcza w
przypadku rurociągów i kopalni), które mogą wpłynąć na stan lub stabilność poszczególnych jej części.
Na etapie szybkiego reagowania słu\
b
ratowniczych w przypadkach zagro\
enia
dane z obserwacji Ziemi przetwarzane sÄ… w
dokładne i aktualne mapy, które oferują
mo\
liwości analityczne niedostępne z innych
z
ródeł. Dzięki interpretacji danych
obserwacyjnych oraz ich sprzÄ™\
eniu z innymi
bazami danych mo\
liwa jest nie tylko
detekcja zmian w rozlokowaniu i stanie
obiektów i instalacji, ale równie\
uzyskanie
informacji z tzw. wartością dodaną, na
przykład porównanie stanu infrastruktury
sprzed i po wypadku oraz modelowanie
zmian i potencjalnych zagro\
eń
wynikajÄ…cych z dalszego rozwoju sytuacji, a
tak\
e warunków pogodowych, czy
ukształtowania terenu.
Reaktor w Czarnobylu z satelity Landsat. y
ródło: NASA
Co więcej, jednym z kluczowych elementów monitoringu infrastruktury krytycznej jest tzw. forecasting, czyli
przewidywanie i prognozowanie zagro\
eń. Obserwacja satelitarna jest tutaj wykorzystywana dla celów
modelowania potencjalnych sytuacji kryzysowych oraz scenariuszy szybkiego reagowania w przypadku ich
zaistnienia. Szczegółowa analiza informacji przestrzennej pomaga w identyfikacji elementów infrastruktury
krytycznej, które są najbardziej podatne na uszkodzenia ze względu na czynniki zewnętrzne naturalne i
antropogeniczne oraz tych, które mogą stać się na przykład łatwym celem ataku terrorystycznego, i przez to
mogą wymagać szczególnej uwagi ze strony słu\
b zarzÄ…dzajÄ…cych.
Monitoring granic
Satelitarny monitoring granic dotyczy przede wszystkim kontroli przepływu ludzi i towarów przez granice
lądowe i morskie tak, aby zminimalizować nielegalną imigrację, kontrabandę oraz przerzuty broni, w tym
materiałów do produkcji broni masowego ra\
enia.
Granica między Kolumbią a Brazylią z satelity EROS. y
ródło: ImageSat
© Polskie Biuro ds. Przestrzeni Kosmicznej www.kosmos.gov.pl
Główne korzyści z wykorzystania zobrazowań satelitarnych w tym obszarze skupiają się na wykrywaniu zmian
w określonych interwałach czasowych na rozległych terytoriach przygranicznych oraz na obszarach, które
zostały zidentyfikowane jako kanały przerzutowe. Obrazowanie w systematycznych sekwencjach czasowych
pozwala równie\
na nadzorowanie lub śledzenie podejrzanych działań (tzw. follow-up), a tak\
e uzyskiwanie
spójnych oszacowań dotyczących szczelności granic. Trójwymiarowe modelowanie powierzchni terenu
dodatkowo umo\
liwia identyfikację lokalizacji atrakcyjnych jako kanały przerzutowe dla grup przemytniczych
lub dla zorganizowanej przestępczości pełniąc rolę systemów wczesnego ostrzegania.
Zobrazowania satelitarne są równie\
wyjÄ…tkowo u\
yteczne w przypadku monitoringu granic morskich, wód
terytorialnych, stref ekonomicznych oraz portów, przystani i nabrze\
y ze względu na mo\
liwość szybkiego i
regularnego pokrycia du\
ych obszarów przestrzennych. Mo\
liwe jest śledzenie statków, które zbli\
ajÄ… siÄ™ do
wód terytorialnych lub je opuszczają, a tak\
e wypracowanie algorytmów dla szybkiej identyfikacji konkretnych
jednostek. Ma to szczególne znaczenie w sytuacji monitoringu stref poza jurysdykcją terytorialną, gdzie
mo\
liwości stosowania tradycyjnych sposobów nadzoru granic są ograniczone. Mo\
na w ten sposób
identyfikować potencjalne zagro\
enia oraz obserwować sytuacje i działania, które mogą mieć wpływ na
bezpieczeństwo państwa.
Z dzisiejszej perspektywy satelitarna detekcja zmian ma charakter informacji wspomagajÄ…cej zadania stra\
y
granicznej, a główną korzyścią z jej stosowania jest mo\
liwość ogólnego oszacowania sytuacji w terenie.
Wykorzystuje siÄ™ tutaj przede wszystkim wysokorozdzielcze zobrazowania optyczne oraz radarowe (SAR), te
ostatnie zwłaszcza w przypadku monitoringu granic morskich. Na poziomie operacyjnym mo\
liwe jest
sprzÄ™\
enie map i opracowań graficznych pochodzących z systemów obserwacyjnych z systemami łączności i
nawigacji, co optymalizuje zaanga\
owanie słu\
b celnych i stra\
y granicznej w odpowiednim czasie i we
właściwych lokalizacjach granicznych i przygranicznych. W rezultacie usprawnia to procesy decyzyjne zarówno
na poziomie strategicznym, jak i operacyjnym.
Weryfikacja traktatów
Te same systemy, które słu\
Ä… organizacjom wojskowym i
zapewniają bezpieczeństwo wewnętrzne i zewnętrzne państwa
wykorzystywane są równie\
do weryfikacji traktatów
międzynarodowych, zwłaszcza umów dotyczących kontroli
zbrojeń i rozbrojenia. Spełniają one rolę systemów wczesnego
ostrzegania oraz funkcjÄ™ sygnalizacyjnÄ… lepiej ni\
inne metody
monitorowania (inspekcje, zdalne systemy naziemne i
powietrzne), ze względu na ich nie-intruzyjność
(poszanowanie suwerenności) i mo\
liwość monitorowania
du\
ych obszarów geograficznych w stosunkowo krótkim
czasie. Jest to zapewne jedyna metoda, która zwiększa
prawdopodobieństwo wykrycia łamania traktatów w
przypadku krajów, które niechętnie udostępniają
międzynarodowym inspektorom swoje instalacje nuklearne
lub fabryki chemiczne i farmaceutyczne. Co więcej,
świadomość nieustannego monitoringu sprawia, \
e
Cywilny reaktor atomowy w Bushehr w Iranie.
wykorzystywanie technik satelitarnych zazwyczaj zniechęca
y
ródło: Globalsecurity.org
do odstępowania od postanowień traktatowych przez co
pomaga budować międzynarodowe zaufanie.
Obecny stan wykorzystania zobrazowań satelitarnych do weryfikacji traktatów międzynarodowych dotyczy
głównie kontroli produkcji broni masowego ra\
enia oraz stanu zbrojeń konwencjonalnych w ramach na przykład
Układu o Nierozprzestrzenianiu Broni Jądrowej z 1967 r., Konwencji o Zakazie Broni Chemicznej z 1997 r., czy
Europejskiego Układu o Redukcji Broni Konwencjonalnej z 1992 r. Rośnie równie\
liczba przykładów
wykorzystywania satelitarnego monitoringu w weryfikacji traktatów pokojowych. Zobrazowania satelitarne były
wykorzystywane przy implementacji postanowień zawieszenia ognia pomiędzy Egiptem i Izraelem na półwyspie
Synaj, zawieszenia ognia w konflikcie o Wzgórza Golan pomiędzy Izraelem a Syrią, a tak\
e postanowień z
Dayton dotyczących zakończenia konfliktu w byłej Jugosławii, czy przy monitorowaniu dotrzymywania
postanowień pokojowych kończących wojnę domową w Sudanie w czasie niedawnego kryzysu w Darfurze.
Dodatkowo, zobrazowania satelitarne wspomagają dziś realizację zadań ONZ, w szczególności zaś
Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej (MAEA).
© Polskie Biuro ds. Przestrzeni Kosmicznej www.kosmos.gov.pl
Instalacje do wzbogacania uranu w Yongbyon w Korei Północnej. y
ródło: Globalsecurity
Z technicznego punktu widzenia zobrazowania satelitarne umo\
liwiajÄ… wykrywanie zmian na powierzchni
Ziemi, w budowie i rozlokowaniu budynków oraz systemów wojskowych z rozdzielczością od kilku
centymetrów do kilkunastu metrów w uzgodnionym interwale czasowym (Zob. Tabela 1). Mo\
liwa jest detekcja
i monitoring podejrzanych urządzeń lub systemów wojskowych, ich budowy lub charakteru działań (na przykład
rozlokowania wojsk lub manewrów granicznych i innych niebezpiecznych akumulacji ludzi i sprzętu
wojskowego), które są przedmiotem postanowień umów międzynarodowych. Jednak główną funkcją
wykorzystywania obserwacji satelitarnej dla weryfikacji postanowień traktatów międzynarodowych jest funkcja
sygnalizacyjna. Jeśli informacje uzyskane za pomocą interpretacji zdjęć satelitarnych wskazują na łamanie
postanowień traktatowych, ewentualne zastosowanie bardziej intruzyjnych metod weryfikacyjnych (np. inspekcji
naziemnych, lotów zwiadowczych) jest politycznie łatwiej osiągalne ni\
\
ądanie dostępu do chronionych
obszarów lub budynków na podstawie relacji ustnych. Wartość  dowodowa zdjęć satelitarnych jest równie\

politycznie i psychologicznie du\
o wy\
sza od innych informacji technicznych i wywiadowczych.
Zastosowania technik satelitarnych dla potrzeb bezpieczeństwa w horyzoncie roku 2012
Do roku 2012 mo\
na spodziewać się nowych rozwiązań technicznych, na przykład wzrostu efektywności i
mo\
liwości sensorów oraz ulepszenia metod interpretacji i zarządzania danymi, które zasadniczo wpłyną na
efektywność realizacji zagranicznych misji wojskowych i humanitarnych. Z dzisiejszej perspektywy mo\
na je
oceniać przez pryzmat powszechnego ju\
wykorzystywania zobrazowań satelitarnych, nawigacji i łączności
satelitarnej w sektorze bezpieczeństwa. Nadchodzące trendy, które będą decydującym czynnikiem dla
perspektywy rozwoju wykorzystywania zastosowań satelitarnych dla celów taktycznych, w przypadku
wojskowych misji zagranicznych, i zadań operacyjnych, w przypadku zarządzania kryzysami, to:
" zwiększenie liczby satelitów na orbicie oraz dostępności danych, które pozwolą na rozwinięcie
systematycznego dostępu do informacji przestrzennej w czasie prawie rzeczywistym,
" pojawienie się systemu nawigacyjnego GALILEO oferującego usługi wyłącznie dla sektora
bezpieczeństwa (PRS  Public Regulated Service) oraz
" zwiększenie liczby oraz przepustowości łącz dla satelitów komunikacyjnych.
W dłu\
szej perspektywie czasowej mo\
na sobie wyobrazić, i\
upowszechnienie danych satelitarnych spowoduje
spadek ich cen, a tym samym ich wyjątkową konkurencyjność, chocia\
by z powodu ich kompatybilności, a
nawet wy\
szości nad tradycyjnymi sposobami obrazowania przestrzennego (szybkość, dokładność, dostępność i
szereg usług dodanych), zwłaszcza w przypadku organizacji zarządzających infrastrukturą krytyczną. Pojawienie
się wysokorozdzielczych satelitów multispektralnych (na przykład amerykański EO-1 lub europejski Hawkeye),
które pozwalają rozpoznawać chemiczną i fizyczną charakterystykę obiektów lub działań będzie jednym z
najbardziej obiecujących i oczekiwanych rozwiązań technologicznych w obszarze zarządzania kryzysowego, dla
monitoringu infrastruktury krytycznej i dla weryfikacji traktatów międzynarodowych. W tym ostatnim
przypadku wzrost rozdzielczości przestrzennej tak, aby odzwierciedlała ona mo\
liwości wojskowych satelitów
wywiadowczych, jest prawdopodobny, ale nie wydaje się konieczny, aby z sukcesem wykorzystywać
zobrazowania satelitarne w tym obszarze. To raczej rozwój współpracy międzynarodowej będzie kluczowym
© Polskie Biuro ds. Przestrzeni Kosmicznej www.kosmos.gov.pl
czynnikiem umo\
liwiającym wspólne wykorzystywanie systemów satelitarnych, udostępnianie danych oraz ich
bardziej powszechne i efektywne wykorzystywanie w negocjacjach międzynarodowych.
Dodatkowo rozpowszechnienie wysokorozdzielczych cywilnych satelitów obserwacyjnych i multispektralnych
umo\
liwi szerszy dostęp do zastosowań satelitarnych dla coraz większej liczby u\
ytkowników. W perspektywie
gwałtownego wzrostu liczby, jakości i dostępności zobrazowań satelitarnych ich adekwatne i szybkie
przetwarzanie stanie się głównym wyzwaniem dla instytucji zajmujących się analizą i dystrybucją danych.
Dlatego te\
jednym z najciekawszych rozwiązań technicznych, które upowszechni się w perspektywie kilku lat
będzie automatyzacja detekcji, dziś praktykowana sporadycznie i upowszechniona w zasadzie tylko w USA i
Rosji. NastÄ…pi tak\
e rozwój algorytmów i oprogramowania umo\
liwiajÄ…cego bardziej efektywnÄ… ekstrakcjÄ™
informacji dla specjalistycznych zastosowań (np. zautomatyzowany monitoring konkretnych typów obiektów lub
instalacji, takich jak rurociÄ…gi, elektrownie atomowe, etc.) oraz lepsze zarzÄ…dzanie danymi.
Zastosowania technik satelitarnych dla potrzeb bezpieczeństwa w horyzoncie roku 2020
W horyzoncie roku 2020 wydaje siÄ™ pewne, i\
coraz więcej krajów rozwinie dostęp do systemów satelitarnych,
zwiększając w ten sposób potencjał narodowych sektorów obronnych. Wzrośnie równie\
poziom akceptacji dla
innowacyjnych technik i metod, co wpłynie na ich upowszechnienie wśród u\
ytkowników sektora zarządzania
kryzysowego. Dalszy rozwój sensorów multispektralnych poprzez systematyczne zwiększanie ich rozdzielczości
oraz wprowadzenie sensorów hyper- i ultra-spektralnych umo\
liwiających szczegółową identyfikację
materiałów, gazów i aerozoli zasadniczo zwiększy ilość i jakość informacji zbieranych w celach
rozpoznawczych, a tym samym rozwinie wachlarz mo\
liwości ich wykorzystywania w ró\
nych obszarach
zastosowań.
Rozpowszechnienie technologii satelitarnych oraz mechanizmów współpracy międzynarodowej w zarządzaniu
danymi umo\
liwi dostęp do informacji w czasie rzeczywistym, który dziś jest w zasadzie zarezerwowany dla
sektora wojskowego, i spowoduje rozwój pozostałych sektorów nie-wojskowego bezpieczeństwa. Co więcej,
pojawienie się satelitów hyper- i ultraspektralnych zwiększy mo\
liwości weryfikacji ró\
norakich re\
imów
prawnych, w związku z tym pojawi się na przykład mo\
liwość weryfikacji nie tylko większej liczby traktatów
kontroli zbrojeń i rozbrojeniowych (np. Konwencji o Zakazie Broni Chemicznej, Biologicznej, Konwencji o
Ograniczaniu Produkcji Materiałów Rozszczepialnych, etc.), ale równie\
traktów dotyczących ochrony
środowiska, które zgodnie z dzisiejszymi standardami są wyjątkowo trudne do implementacji ze względu na
charakter antropogenicznych i naturalnych zmian środowiska oraz trudności z namierzeniem trucicieli.
Dalszy spadek cen zobrazowań satelitarnych i rozwinięcie modeli biznesowych pozytywnie wpłynie na
atrakcyjność metod teledetekcji dla monitoringu infrastruktury krytycznej. Mo\
na się spodziewać, i\
w
dłu\
szym okresie koszty działań prewencyjnych zostaną tutaj zrekompensowane przez mo\
liwości lepszego
zabezpieczenia obiektów i urządzeń, a tym samym zmniejszenie ryzyka katastrof i kosztownych napraw.
Szanse dla Polski
We współczesnej konfiguracji międzynarodowej, gdzie pojawiają się nowe zagro\
enia takie jak
międzynarodowy terroryzm, zorganizowana przestępczość, rozprzestrzenianie się broni masowego ra\
enia,
destabilizacja regionalna, etc., zapewnienie bezpieczeństwa międzynarodowego nie mo\
e obyć się bez
wykorzystania nowoczesnych technik, takich jak zwiad satelitarny, wczesne ostrzeganie, satelitarne
monitorowanie granic i wydarzeń międzynarodowych. Polska staje się wa\
nym graczem w międzynarodowym
systemie bezpieczeństwa. Nasz kraj będąc aktywnym uczestnikiem zagranicznych misji wojskowych i
humanitarnych jest naturalnym odbiorcą wszystkich wymienionych w tej analizie zastosowań. Rozwój
wykorzystania technik satelitarnych jest tutaj kluczem do zwiększenia zdolności bojowych polskiego wojska i
jednocześnie do podniesienia jego międzynarodowych predyspozycji, a tym samym znaczenia państwa na arenie
międzynarodowej.
Przez wiele lat dostęp państw europejskich, w tym Polski, do technik satelitarnych w sektorze bezpieczeństwa
takich jak nawigacja, obserwacja ziemi i telekomunikacja był mo\
liwy dzięki strategicznemu partnerstwu
europejsko-amerykańskiemu. Była to jednak współpraca wyraz
nie ograniczona do zobowiązań wynikających z
działań podejmowanych w ramach Sojuszu Północnoatlantyckiego. Jednak, kiedy podczas operacji w Kosowie i
Afganistanie oddziały europejskie zostały wykluczone ze spektrum procesów decyzyjnych oraz działań
operacyjnych ze względu na brak łącz satelitarnych o odpowiedniej przepustowości i odpowiednich
zabezpieczeń przez podsłuchem i zakłócaniem, w europejskim myśleniu o bezpieczeństwie po raz kolejny
pojawiła się potrzeba sprzę\
enia krajowych potencjałów, a nawet zbudowania od podstaw niezale\
nej
© Polskie Biuro ds. Przestrzeni Kosmicznej www.kosmos.gov.pl
europejskiej  floty satelitarnej dla realizacji zadań wynikających z Europejskiej Polityki Bezpieczeństwa i
Obrony. Dynamika zagro\
eń, jakie stanęły przez rozszerzoną Unią Europejską oraz potrzeba zmniejszenia
zale\
ności technologicznej i strategicznej od amerykańskiego partnera sprawiły, i\
państwa członkowskie
podjęły wysiłek koordynacji narodowych systemów satelitarnych, a tak\
e budowania nowych systemów dla
obserwacji i nawigacji (np. GALILEO i GMES). W wyniku realizacji Europejskiej Polityki Kosmicznej w
wymiarze bezpieczeństwa Polska staje się naturalnym partnerem i odbiorcą rozwiązań technicznych,
instytucjonalnych i organizacyjnych słu\
ących zapewnieniu bezpieczeństwa wewnętrznego i zewnętrznego
obywateli UE (zwłaszcza działań podejmowanych na forum Europejskiej Agencji Obrony, gdzie funkcjonuje
specjalna grupa robocza ds. zasobów satelitarnych oraz w ramach Centrum Satelitarnego Unii Europejskiej
(EUSC), które dostarcza państwom członkowskim zobrazowania satelitarne dla realizacji misji w ramach
europejskiej strategii bezpieczeństwa i obrony).
Mo\
na równie\
łatwo sobie wyobrazić spektrum korzyści wynikających z przygotowania i wyposa\
enia
polskich słu\
b ratowniczych w najnowsze technologie, które pozwolą na szybkie i kompetentne zarządzanie
kryzysowe, usprawnienie akcji ratowniczych oraz przeciwdziałanie i likwidację skutków w przypadkach
symptomatycznych w naszym klimacie katastrof naturalnych takich jak powodzie, po\
ary, czy lawiny. Lepsza
ochrona ludzi i mienia w efekcie mo\
e pomniejszyć potencjalne szkody i ostatecznie zniwelować koszty
likwidacji skutków kryzysów.
W przypadku nadzoru granic terytorialnych, Polska jako państwo długich i trudnych do monitorowania
zewnętrznych granic lądowych oraz jako państwo dysponujące linią brzegową jest naturalnym odbiorcą usług
oferowanych przez techniki satelitarne w tej dziedzinie zastosowań. Fakt goszczenia na naszym terytorium
Europejskiej Agencji Zarządzania Współpracą Operacyjną na Zewnętrznych Granicach Państw Członkowskich
Unii Europejskiej (FRONTEX) jest tutaj wa\
nym czynnikiem motywującym przygotowanie polskich słu\
b nie
tylko do zapewnienia bezpieczeństwa wewnętrznego i zewnętrznego państwa, ale równie\
do pełnienia zadań
wynikających z naszego członkostwa w Unii.
Wypracowanie świadomości korzyści wynikających z wykorzystania technik satelitarnych w polityce
zagranicznej państwa oraz dostępności do specjalistycznej ekspertyzy przyczyni się do lepszego
wykorzystywania nauki i zaawansowanych technologii w polskiej dyplomacji. Odkąd wielostronność stała się
powszechną cechą większości pozimnowojennych traktatów dotyczących kontroli zbrojeń i rozbrojenia, Polska
jako sygnatariusz wielu umów, które ju\
wykorzystują lub potencjalnie będą wykorzystywać zobrazowania
satelitarne do weryfikacji ich postanowień, mo\
e w bardziej efektywny sposób uczestniczyć w ró\
norakich
re\
imach prawnych.
Bariery w wykorzystywaniu technik satelitarnych w sektorze bezpieczeństwa
Zidentyfikowane bariery w wykorzystywaniu technik satelitarnych w sektorze bezpieczeństwa wynikają przede
wszystkim z technicznej charakterystyki systemów satelitarnych. Głównym problem jest niedostępność danych
ze względu na ograniczenia sensorów (czas rewizyty, rodzaj sensorów) oraz ze względu na nie-finansowe koszty
ich eksploatacji (priorytetyzacja zadań satelitów na orbicie oraz  \
ywotność satelitów: zasób paliwa i
ograniczony czas eksploatacji). Na przykład najbardziej popularne sensory optyczne mogą obserwować obiekty
znajdujące się na otwartej przestrzeni i wyłącznie w ciągu bezchmurnego dnia. Wykorzystanie systemów
multispektralnych i radarowych, które pozwalają pokonać powy\
sze trudności i obserwować Ziemię bez
względu na zachmurzenie lub wilgotność powietrza jest czynnikiem niwelującym wiele ograniczeń, jakie stoją
przed systemami optycznymi, jednak realia fizyczne powodujÄ…, ze du\
a część elektromagnetycznego spektrum
jest wchłaniana przez znajdującą się w atmosferze wodę ze szkodą dla rozdzielczości i dokładności danych. Co
więcej, systemy satelitarne nie mogą penetrować budynków, gęsto zalesionych terenów i tylko do pewnego
stopnia są w stanie penetrować podziemia. Systemy satelitarne mają równie\
określone trajektorie lotów i
ograniczony okres rewizyty, dlatego te\
łatwo przewidzieć ich pozycję, co umo\
liwia na przykład maskowanie
lub ukrywanie działań zagra\
ających bezpieczeństwu. Inne ograniczenia dotyczą opóz
nień w uzyskiwaniu
danych z satelitów oraz w ich przetwarzaniu, co dodatkowo wymaga wypracowania dostępu do specjalistycznej
ekspertyzy.
W przypadku monitoringu infrastruktury krytycznej, monitoringu granic i weryfikacji traktatów wydaje się
zasadne twierdzić, \
e jedna metoda nadzoru stosowana samodzielnie bardzo rzadko mo\
e spełnić wszystkie
wymogi niezbędne dla efektywnej realizacji tych zadań, gdy\
zwykle ró\
ne systemy monitorujÄ…ce (satelitarne,
naziemne, lotnicze) dostarczajÄ… innego rodzaju informacje. Dopiero ich kombinacja mo\
e dać pełny obraz
sytuacji i zaprezentować spektrum najlepszych rozwiązań. Obserwacja satelitarna jest tutaj środkiem
pomocniczym, który w zasadniczy sposób wspomaga zapewnianie bezpieczeństwa wewnętrznego i
zewnętrznego państwa oraz wypełnianie ró\
nego rodzaju zobowiązań międzynarodowych.
© Polskie Biuro ds. Przestrzeni Kosmicznej www.kosmos.gov.pl
Bariery, które wykraczają poza rozwa\
ania natury technicznej dotyczą dostępności danych, kosztów ich
wykorzystywania oraz poziomu akceptacji i przygotowania odbiorców do wykorzystania innowacyjnych metod.
Mimo, i\
sektor bezpieczeństwa wydaje się być stosunkowo najlepiej wyposa\
ony w zasoby, środki i
umiejętności pozwalające na optymalne wykorzystanie technik satelitarnych, to jednak bariery instytucjonalne i
organizacyjne będą mały zasadniczy wpływ i będą kształtować mo\
liwości jego rozwoju. Dodatkowo jednym z
najbardziej niepokojących ograniczeń, które mogą pomniejszyć rolę zastosowań satelitarnych w sektorze
bezpieczeństwa jest strategiczny charakter systemów satelitarnych, a tym samym podatność na ataki ze strony
innych państw, zwłaszcza w teatrze wojny, począwszy od zakłócania lub degradacji sygnałów, a skończywszy
na fizycznej eliminacji satelitów na orbicie.
Opracowanie: A. Burzykowska
© Polskie Biuro ds. Przestrzeni Kosmicznej www.kosmos.gov.pl