ПЕРЕКЛАДИ

У 2018 році ізраїльський геопросторовий інженер Harel Dan зробив приголомшливе відкриття. Переглядаючи зображення радіолокатора із синтетичною апертурою (SAR), зроблені супутниками Sentinel-1, він помітив сильні перешкоди на більшій частині Близького Сходу. Як пояснив Ден у цій публікації в блозі, він мав намір відфільтрувати фоновий шум, який зазвичай вловлює Sentinel-1, але випадково збільшив, а не мінімізував налаштування, які вловлюють такі перешкоди. Він побачив дивну картину в отриманому зображенні.

Картина перешкод, виявлена Sentinel-1

Ця невелика помилка та інтригуюче зображення виявляться плідними для ентузіастів відкритого коду. Подальші дослідження підтвердили, що значна частина цих перешкод була спричинена діючими системами протиракетної оборони, такими як MIM-104 Patriot PAC-2, які були розкидані в Бахрейні, Катарі, Йорданії, Ізраїлі, Ємені та за його межами. І все це було видно, як виявилося, на загальнодоступних супутникових знімках. У той час як більшість супутникових зображень є оптичними, тобто вони фіксують сонячне світло, відбите від поверхні землі, супутники з радаром із синтезованою апертурою (SAR), такі як Sentinel-1, працюють, випромінюючи імпульси радіохвиль і вимірюючи, яка частина сигналу відбивається назад. Це схоже на те, як кажани використовують ехолот, щоб «бачити» в темряві: видають дзвінки та слухають відлуння.

Демонстрація того, як працює радар із синтетичною апертурою. Зображення ©: Ollie Ballinger

За збігом обставин радари на деяких батареях протиракетної оборони та інших військових радарах працюють на частотах у G-діапазоні НАТО (4000–6000 мегагерц), який перекривається з цивільним діапазоном C (4000–8000 мегагерц), який зазвичай використовується SAR. Простіше кажучи, це означає, що коли радар на кшталт батареї Patriot увімкнено, Sentinel-1 вловлює як відлуння від власного імпульсу радіохвиль, так і потужний вибух радіохвиль від РЛС. Це проявляється як смуга перешкод, перпендикулярна орбітальній траєкторії супутника.

Як Sentinel-1 може виявити активні військові радари?

Sentinel-1 працює, скануючи смугу землі довжиною 250 кілометрів (км) і шириною 5 км під супутником імпульсом радіохвиль C-діапазону. Якщо потужний наземний радар створює перешкоди, це зачіпає всю смугу 250 на 5 км, у якій він розташований, створюючи яскравий відбиток на зображенні.

Поєднуючи зображення з двох супутників Sentinel-1 (угруповання складається з двох супутників), зроблених під різними кутами, лінії перешкод перетинаються, утворюючи характерну «X-подібну» рису, що значно звужує зону пошуку.

На наведеній вище діаграмі висхідний супутник реєструє радіочастотні перешкоди в одній із смуг розміром 250 на 5 км, які він відобразив, створюючи яскраво-червоний відбиток. Пізніше супутник, що спускається, також реєструє RFI в смузі, яка стає яскраво-блакитною. Склавши ці зображення разом (протягом місяця чи року), ми можемо знайти джерело RFI там, де вони перетинаються. Іноді радар вмикається лише на короткий проміжок часу, і перешкоди фіксуються лише під одним кутом. Це розширює зону пошуку, але процес визначення місцезнаходження радара, дивлячись на область під сигналом, залишається тим самим.

Ракети Patriot - не єдина система, яка створює перешкоди такого типу. Інші військові радари, які працюють на тій же частоті C-діапазону, включають морські радари, такі як японський FCS-3, китайський Type-381 і російська зенітно-ракетна система С-400. Усі вони повинні бути помітні під час увімкнення та зафіксовані Sentinel-1.

Ден підтвердив місце розташування радарів, які він виявив під час свого початкового дослідження, використовуючи інші відкриті джерела, такі як зображення на Картах Google і навіть дані з програми Strava для запуску.

Він також наголосив на інших цікавих розташуваннях ракетних батарей, таких як шведська установка STRIL, яка діє як система раннього попередження країни про російські літаки та ракети.

Шведська решітка STRIL, зроблена знімками Sentinel-1. Демонстрація того, як працює радар із синтетичною апертурою

Але що, якби можна було озирнутися в минуле, щоб проаналізувати потенційне розміщення систем протиракетної оборони та інших військових радарів у важливі моменти, зібравши всі відповідні дані Sentinel-1 за кілька років і зробивши їх легкими для пошуку?

Вся Земля — це велика територія, яку потрібно охопити, і Sentinel-1 отримує багато даних SAR, аналіз яких забирає багато часу.

Спираючись на початкову роботу та відкриття Харела Дена, я створив програму під назвою «Radar Interference Tracker» (RIT), який дозволяє будь-кому легко шукати радіочастотні перешкоди (RFI) від військових радарів на величезних територіях і в широкому часовому масштабі.

Річні сукупні перешкоди C-діапазону також можуть бути легко обчислені та відображені для великих областей простим і зрозумілим способом. Якщо радар увімкнути, коли Sentinel-1 знаходиться над головою, лише один раз за певний рік, програма знайде його та відобразить смугу перешкод. Одним клацанням миші користувачі можуть побачити, чи був радар увімкнений в будь-якій іншій точці за останні сім років, створивши графік радіочастотних перешкод у цьому місці (як детально показано на зображенні нижче місцевості в Даммамі, Саудівська Аравія).

Це фактично дозволяє кожному, хто має підключення до Інтернету, відстежувати, коли та де розгортаються певні військові радарні системи.

Ви можете отримати доступ до інструменту тут і до його вихідного коду тут, а повний посібник із використання інструменту детально описано далі в цій статті.

Інструмент RIT вже довів свою користь у наданні підказок про потенційне переміщення військ і техніки на заході Росії, де відбулося величезне нарощування сил, оскільки перспектива війни з сусідньою Україною стала очевидною.

Наприклад, у вересні минулого року RIT виявив два сильні сигнали поблизу російських міст Погоново та Ліски.

Інструмент RIT виявляє перешкоди біля кордону Росії з Україною у 2021 році

Жодного сигналу в цих місцях не було зафіксовано протягом 2019 і 2020 років. Однак наприкінці 2021 року, коли російські війська почали просуватися до західного кордону країни, з’явилися такі спостереження.

Кілька статей відзначали нарощування військової сили в Погоновому. Однак жодне з цих повідомлень не вказує на наявність радіолокаційних систем, і, незважаючи на повідомлення про те, що Росія відводила військову техніку від Погоново наприкінці липня, перешкоди були виявлені 29 вересня 2021 року.

Наведений вище графік було створено, клацнувши на місці, зазначеному вище, за допомогою інструменту RIT. Він показує історичну силу сигналу, що повертається на Sentinel-1 з 2015 року в цих координатах. Хоча є певні коливання, 29 вересня 2021 року спостерігається значний сплеск сигналу, який відповідає синій смузі RFI на зображенні вище. (Джерело вгорі: Google Maps. Джерело внизу: Оллі Баллінгер).

Тим часом у Лісках розташована військова база, хоча в ЗМІ ще не надходило серйозних повідомлень про скупчення військ у цьому районі.

Може дослідникам та аналітикам варто розглянули місцевість на яку вказує сигнал?

Це одна з ключових переваг інструменту RIT.

Незважаючи на те, що багато журналістів і спостерігачів використовували комерційно отримані супутникові зображення з високою роздільною здатністю для спостереження за нарощуванням російських військ на західному кордоні, це може зайняти багато часу.

Дослідники спочатку повинні визначити, де шукати і куди направити супутник. Потім їм доводиться переглядати кожне зібране зображення, шукаючи візуальні докази неозброєним оком. Доступ до таких зображень часто здійснюється також на платній основі.

Принадність ідентифікації радіолокаційних сигналів, подібних описаним вище, полягає в тому, що це дозволяє створити широку сітку перед фокусуванням на цікавих областях. Природно, що не всі нарощування військ, або зони інтересу будуть виявлені сигналом військової радіолокаційної системи.

Але деякі можуть бути. Як зазначалося в цьому матеріалі Forbes минулого року, під час конфлікту 2014 року на сході України принаймні один SNAR-10M1 (радіолокаційна система) допоміг зосередити артилерійський вогонь під час конфлікту. Мобільні системи ППО, оснащені радарами, також часто присутні в зонах бойових дій для захисту передових військ; Росія відправила кілька зенітно-ракетних систем (ЗРК) С-400 до Сирії в 2015 році після збиття російського літака.

Ще один цікавий сигнал, зафіксований інструментом RIT на заході Росії в останні місяці, був помічений у місті Ростов-на-Дону, розташованому приблизно за 70 км від українського кордону. Сканування області під сигналом за допомогою зображень високої роздільної здатності з Карт Google (як показано на зображенні нижче) виявило інститут радіозв’язку як потенційне джерело, а решта території, схоже, займає трохи більше, ніж сільськогосподарські угіддя та кілька невеликих міст.

Незважаючи на те, що інструмент RIT може допомогти визначитися з цікавими областями, для виявлення кандидатів на перешкоди, потрібен ручний пошук того, що знаходиться під сигналом. GIF-файл, який додатково демонструє, як джерело сигналу можна локалізувати за допомогою інструменту RIT, знаходиться далі в цій статті.

У той час як у Ростові-на-Дону спостерігається значне нарощування військових сил і розміщений штаб 4-го командування ВПС Росії, Карти Google і Street View показують обтічник — велику конструкцію, схожу на гігантський м’яч для гольфу, яка вкриває радарну систему спостереження.

Обтічник (всередині червоного прямокутника) Ростовського-на-Дону науково-дослідного інституту радіозв'язку в Google Street View

За даними Wikimapia, цей об’єкт знаходиться в веденні Ростовського науково-дослідного інституту радіозв’язку (RNIIRS), який є структурним підрозділом Федеральної служби безпеки Російської Федерації (ФСБ).

Реєстрація Ростовського науково-дослідного інституту радіозв'язку на сайті податкової служби Росії

Записи в реєстраційних документах на веб-сайті російської податкової служби (та на інших сайтах) містять перелік «санкціонованих видів діяльності», якими може займатися RNIIRS, включаючи «надання консультацій службам безпеки». Хоча точну природу цієї радіолокаційної системи визначити неможливо, малоймовірно, що це буде метеорологічний радар, оскільки об’єкт, здається, зареєстрований як дочірня компанія ФСБ. Також незрозуміло, чому перешкоди виявляються тут у червні та липні 2021 року, а не раніше чи пізніше. Чи міг інший тип військового радара або мобільної системи протиракетної оборони бути присутнім у цьому районі протягом цього періоду, перш ніж рухатися далі, чи цей об’єкт є найімовірнішим джерелом? Подальші дослідження, безумовно, видаються інтригуючою перспективою з огляду на ситуацію, що розвивається біля кордону з Україною.

Щодо інструменту RIT і Sentinel-1 загалом слід зауважити, що традиційно існує п’ятиденний час повторного перегляду, коли супутники обертаються навколо земної кулі. Однак нещодавня проблема з одним із супутників у сузір’ї подвоїла цей час. Це означає, що коли Sentinel-1 повністю працює і коли він зафіксує певну точку, він не повернеться, щоб переглянути той самий сайт ще принаймні ще п’ять днів. Якщо військовий радар увімкнути, а потім знову вимкнути протягом цього часу, Sentinel-1 не зафіксує його.

При цьому за допомогою інструменту RIT можна побачити дуже велику кількість активних наземних радарів.

Інші зони інтересу, де втручання припускають наявність системи протиракетної оборони, включають ракетний полігон Уайт-Сендс у Нью-Мексико, США, та радіолокаційний комплекс Dimona в Ізраїлі.

Перешкоди виявлені на радіолокаційній станції Dimona в Ізраїлі

Bellingcat включив інструмент RIT у свій набір інструментів і опублікував його вихідний код на своїй сторінці Github.

Дослідникам і аналітикам пропонується випробувати інструмент RIT і поділитися своїми висновками.

Слід зазначити, що не кожен випадок радіочастотної перешкоди в діапазоні C спричинений військовим радаром. Низка наземних систем використовує ту саму частоту, від метеорологічних радарів до телекомунікаційної інфраструктури – усі вони вловлюються Sentinel-1.

Наприклад, карта, показана тут, показує перешкоди над Європою, а мітками вказано розташування метеостанцій, які можна побачити на веб-сайті Всесвітньої метеорологічної організації. Хоча перешкоди справді виявляються дещо вищими навколо певних метеорологічних радарів і міст, вони створюють лише слабкі сигнали порівняно з військовими радарами. Щоб отримати повний технічний огляд виявлення та локалізації радіочастотних перешкод за допомогою Sentinel-1, перегляньте цю статтю.

Як користуватися радарним відстеженням перешкод

Хоча інструмент RIT має бути відносно інтуїтивно зрозумілим, далі описано, як ним користуватися та за що відповідає кожен компонент інформаційної панелі.

Нижче наведено знімок екрана використовуваного інструменту з п’ятьма позначеними компонентами, кожен з яких ми розглянемо окремо. У цьому прикладі інструмент зосереджений на системі протиракетної оборони MIM-104 Patriot PAC-2, розміщеній у Даммамі, Саудівська Аравія. Відображені зображення є сукупністю даних радіолокаційних перешкод із січня 2022 року.

Анотований інтерфейс засобу відстеження радіолокаційних перешкод

1. Крапка в центрі екрана вказує на місце, де вимірюються радіочастотні перешкоди (RFI). Користувачі можуть вимірювати RFI в будь-якому місці, просто клацнувши на карті в точці, яку вони хочуть дослідити.
2. На графіку ліворуч показано історію радіочастотних перешкод (RFI) у місці розташування синьої точки в центрі карти. Червоні та сині смуги на карті відповідають великим стрибкам на цьому графіку, які зазвичай вказують на наявність військового радара або іншого джерела перешкод C-діапазону. У цьому прикладі ми бачимо, що цей радар увімкнули в якийсь момент у середині 2021 року. Якщо навести курсор на графік, відобразиться дата, коли було знято зображення, а натиснувши на графік, ви завантажите зображення за цей період. Користувачі можуть завантажити графік, натиснувши кнопку праворуч від графіка.
3. Цей рядок вказує на дату та рівень агрегації (рік, місяць, день) зображень, що відображаються.
4. Випадаюче меню дозволяє користувачам об’єднувати супутникові зображення на трьох рівнях; Агрегування за роками займає багато часу, але корисно для моніторингу драгнету. Якщо радар буде виявлено в будь-який момент року, його буде видно на цьому шарі. Агрегування за місяцями чи днями набагато швидше та корисно, якщо ви вже знайшли радар і хочете його дослідити далі. Непрозорість шару радара можна перемикати за допомогою повзунка праворуч.
5. Щоб відвідати розташування відомих радарів, виберіть одне з місць у цьому спадному меню.

Що, якщо ми захочемо зараз шукати в іншому місці, після аналізу сайту в Даммамі?

У GIF нижче ми переходимо до іншого сигналу перешкод на північ від сигналу в Даммамі, перетягуючи карту. Якщо ми натиснемо на сигнал, буде згенеровано новий графік, який надасть історичну інформацію про RFI в цих координатах.

Навівши вказівник миші на графік, ми побачимо, що в недавньому минулому є три основні моменти, коли цей радар був активним через видимі сплески перешкод у квітні, вересні та грудні 2021 року. Натиснувши на сплеск у квітні, ми можемо завантажити історичні зображення з того періоду, виявивши сильний сигнал перешкод. Якщо натиснути випадковий період, де на графіку немає стрибків (липень 2020), завантажуються зображення, на яких немає перешкод.

За замовчуванням зображення, які відображаються в інструменті, агрегуються за місяцями. Це означає, що якщо втручання буде виявлено в будь-який момент протягом певного місяця, воно буде відображено на карті.

Агрегування за роками займає більше часу для завантаження, але дуже корисно для моніторингу великої території; Якщо перешкоди будуть виявлені в будь-який момент протягом року, вони з’являться. GIF нижче показує, як річний агрегат можна використовувати для виявлення радарів поблизу українського кордону.

GIF починається із зображень за травень 2021 року. Протягом цього періоду не було виявлено жодних сигналів, тому нема на що дивитися.

Але якщо ми змінимо часові рамки на інформаційній панелі в лівій частині інструмента для агрегування за роками, ми раптом побачимо два сильні сигнали: один у Лісках, а інший у Погоновому. Натиснувши на сигнал у Лісках, ми побачимо, що радар був виявлений лише один раз у 2021 році, 13 листопада. Але це все, що потрібно, щоб помітити його, коли ми слідкуємо за роками. Якщо натиснути піктограму на графіку, буде завантажено зображення цієї дати, і ми зможемо завантажити конкретні зображення цього дня. Щоденні зображення відображатимуться фіолетовими (повне обґрунтування цього можна знайти на сторінці Bellingcat GitHub).

Коли ви помітили радар, ви можете знайти точне джерело, наблизивши смугу перешкод. Зменшивши непрозорість, щоб показати супутникову базову карту високої роздільної здатності. У GIF нижче ми наближаємо масштаб сигналу в Лісках і зменшуємо непрозорість, щоб знайти те, що виглядає як військова база в центрі міста.

Щоб використати інший приклад, де ми навіть можемо ідентифікувати фактичну систему озброєння, яка, ймовірно, спричиняє перешкоди, повернемося до Даммама, Саудівська Аравія.

Вибравши Dammam зі спадного меню в розділі «Відвідати приклади місць», зображення збільшується до точки в центрі смуги перешкод, щоб побачити систему протиракетної оборони MIM-104 Patriot PAC-2. У центрі системи знаходяться три транспортні засоби, позначені виділеними прямокутниками: радар AN/MPQ-53 (червоний), станція управління (синій) і вантажівка з електрогенератором (зелений). Чорними квадратами позначені вантажівки з ракетними установками. У цьому відео Національної гвардії США можна побачити крупним планом компоненти ракетної батареї Patriot.

У цьому кроці є два важливих застереження. По-перше, супутникова базова карта високої роздільної здатності не обов’язково актуальна. Хоча зображення, як правило, нещодавні, їм може бути кілька років тому. Наприклад, якщо ракета С-400 «земля-повітря» встановлена ​​у випадковому полі в 2021 році, але зображення на базовій карті датується 2020 роком, ми не зможемо побачити саму систему озброєння. Для подальшого дослідження можуть знадобитися новіші або спеціально замовлені комерційні супутникові зображення.

Друге застереження полягає в тому, що немає гарантії, що сигнал надходить із певного об’єкта. У смузі перешкод може бути кілька потенційних джерел, і те, що щось виглядає як військова база, не означає, що це так.

Підсумовуючи, щоб спостерігати за наявністю наземних радарів на великій території за останні сім років, виконайте такі дії:

Перейдіть до цікавого вам регіону, перетягнувши карту та збільшуючи або зменшуючи масштаб.

• Там, де написано «Показати зображення, зібрані за», виберіть «Рік» у спадному меню.
• Клацніть на випадкову дату кожного року, щоб завантажити дані за весь рік
• Наприклад, якщо натиснути 10 червня 2018 року, буде завантажено складене зображення для всього 2018 року.
• Повторюйте це для кожного року.
• Якщо ви помітили перешкоди, натисніть на них, щоб побачити дати виявлення сигналу.
• Збільште масштаб до смуги перешкод і поступово зменшуйте прозорість, щоб знайти джерело перешкод за допомогою супутникової базової карти високої роздільної здатності.

Однією з найбільших проблем для дослідників відкритого коду є знання того, де шукати або розкриття першої підказки, яка дозволяє значно звузити пошук. Відстеження радіолокаційних перешкод дозволяє будь-кому, хто має підключення до Інтернету, проводити моніторинг великих територій на наявність військових радарів.

Знаючи, коли і де розгортаються військові радари, можна виявити раніше невідомі військові об’єкти, дислокацію військ або морські коридори, які часто патрулюються ВМС країни або береговою охороною. Час сигналу може виявити, коли об’єкт знаходиться в стані підвищеної готовності (тобто, коли вони вмикають систему протиракетної оборони).

Цей інструмент розроблений, щоб дозволити людям, які знають або цікавляться певною сферою (але не обов’язково любителям радарів), легко ідентифікувати та досліджувати закономірності у розгортанні військових радарів.

Щоб почати, відкрийте інструмент і дослідіть відомі військові радари за допомогою спадного меню під «Visit Example Locations».