Po síti X se tento týden šíří simulace, jak by stealth letoun F-117 a obyčejná stíhačka F-15 vypadaly na radaru z vesmíru. Pod nimi komentáře, že éra neviditelných letadel končí a může za to Starlink.
Je to ale pravda?
Co se vlastně stalo
Obrázky spočítal fyzik, který na X vystupuje jako A Weird Physicist. Jsou to počítačové simulace, ne snímky z družic SpaceX.
Simulace navíc počítají s frekvencí 35 GHz. Starlink vysílá na nižší frekvenci, kolem 11 až 12 GHz, a s tou počítá i zbytek článku.
Autor se odvolává na Starshield, program SpaceX pro vládní a obranné zákazníky. SpaceX ale nikde netvrdí, že by Starshield hledal stealth letouny.
Že se Starlink dá k hledání letadel použít je ale pravda. Jeho signál může posloužit pasivnímu radaru. A ten princip je starý přes 80 let.
Jak funguje pasivní radar
Klasický radar vyšle impulz a čeká na odraz. Tím ale prozradí, kde stojí.
Pasivní radar nevysílá nic. Poslouchá signál, který už ve vzduchu je: rozhlas, televizi, mobilní síť nebo Starlink. Jednou anténou chytá signál přímo z vysílače, druhou ten samý signál odražený od letadla. Odraz jde oklikou, takže dorazí o kousek později.
Ze zpoždění se pozná, o kolik delší cestu odraz urazil. Polohu letadla ale samo neurčí, k tomu je potřeba další měření nebo víc přijímačů.
Není to nic nového. Němci za druhé světové války postavili pasivní radar Klein Heidelberg, který využíval signál britských radarů.
Proč na pasivní radar stealth nestačí
Stealth letoun není neviditelný. Je navržený tak, aby radarový signál odrazil stranou, ne zpátky k radaru. Proti klasickému radaru to funguje, protože ten vysílá i přijímá z jednoho místa.
U pasivního radaru ale přijímač stojí jinde než vysílač. Odražený signál tak může trefit právě jeho.
Nejzajímavější je chvíle, kdy letoun proletí přesně mezi družicí a přijímačem. Zakryje tím na okamžik cestu signálu a přijímač zaznamená jeho stín, tedy nepatrný pokles signálu. Na stín má tvar letounu menší vliv než na odraz, víc záleží na tom, jak je letoun velký.
Stín je ale úzký. Podle zjednodušeného modelu má u stíhačky v 10 km jen kolem 20 metrů a letoun jím proletí zhruba za desetinu sekundy. Mimo stín je stealth letoun pro přijímač zase těžko vidět.
Možná jste četli, že Starlink dává rozlišení kolem 1 m. To platí pro vzdálenost odrazu, ne pro polohu letadla. A ve stínu skoro nefunguje.
Vyzkoušejte si to
V simulátoru je nahoře družice Starlink, dole přijímač a mezi nimi přerušovaná čára. Oranžový klín kolem ní je stín, který letoun vrhá, když čáru protne.
Kdy je neviditelný letoun k vidění
Nahoře družice Starlink (pásmo Ku, vlnová délka 2,6 cm), dole na zemi přijímač, který sám nevysílá nic a jen poslouchá. Zkuste letounem proletět přes přímku mezi nimi.
Simulátor ukazuje boční pohled: nahoře družice, dole přijímač a mezi nimi přerušovaná čára, po které putuje signál. Oranžový klín kolem ní je stín, který letoun vrhá, když čáru protne. Vybíráte, co letí (neviditelná stíhačka, dopravní letadlo nebo malý dron), a letounem můžete táhnout prstem nebo myší, nebo spustit přelet. Simulátor průběžně ukazuje sílu stínu podle modelu, o kolik je silnější než běžný odraz, jak dlouho letoun ve stínu vydrží a jak je viditelnost závislá na vodorovné vzdálenosti od přímky družice a přijímače.
Co simulátor ukáže
- Ve stínu. Objekt zakrývá cestu signálu a přijímač čte jeho stín. Model počítá jen se zjednodušenou siluetou letounu. Údaj o době říká, za jak dlouho letoun stínem proletí při své rychlosti.
- Na okraji stínu. Objekt ještě trochu zakrývá cestu signálu, ale stín slábne. Posuňte ho blíž k přímce.
- Mimo stín. Přijímač vidí jen slabý odraz, zhruba jako běžný radar. Zkuste objekt protáhnout přes přerušovanou přímku.
Klíčová čísla modelu (přímo na přímce družice a přijímače)
| Letoun | Výška letu | Rychlost | Šířka stínu ve výšce letu | Doba ve stínu | Síla stínu (výuková metrika) | Běžný odraz |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Neviditelná stíhačka | 10 km | 900 km/h | asi 21 m | asi 0,1 s | asi 17 km² | 0,025 m² |
| Dopravní letadlo | 11 km | 850 km/h | asi 9,5 m | asi 0,05 s | asi 375 km² | 50 m² |
| Malý dron | 120 m | 50 km/h | asi 11 m | asi 1,1 s | asi 69 m² | 0,01 m² |
Stíhačka tedy v modelu vrhá stín široký asi 20 metrů a letoun jím proletí zhruba za desetinu sekundy. Dopravní letadlo je větší, takže je stín silnější, ale ještě užší. Malý dron vrhá stín slabý, ale letí pomalu a vydrží v něm přes sekundu.
Proč to tak je
Proč to tak je. Neviditelný letoun není neviditelný. Jen odráží signál stranou místo zpátky k radaru. Když ale letoun proletí přesně přes přímku mezi družicí a přijímačem, přijímač nečte odraz, ale stín, který letoun vrhá do signálu. U objektu mnohem většího, než je vlnová délka, závisí síla a šířka stínu především na siluetě. Tvar, orientace, okraje, materiál i polarizace ho ovlivňují také a jak moc, záleží na konkrétním letounu a geometrii. Model počítá jen se zjednodušenou siluetou, takže čísla platí jen pro jeho předpoklady. Stín je ale úzký: jeho šířka roste se vzdáleností od přijímače a s vlnovou délkou (u Starlinku 2,6 cm) a klesá s velikostí objektu. Proto má stín stíhačky ve výšce 10 km jen kolem 20 m. U dronu se stín rozbíhá pod větším úhlem, protože malý objekt ohýbá vlnu víc, podobně jako se světlo za špendlíkovou hlavičkou hned rozmaže. Dron je ale jen 160 m od přijímače, takže jeho stín má i tak jen kolem 11 m, a scéna je u něj navíc přiblížená.
Co ukazují čísla
Co ukazují čísla. Sílu stínu simulátor vyjadřuje výukovou metrikou v m²: plochou ideálního odražeče, který by změnil signál v přijímači stejně silně. Není to velikost letounu ani změřená radarová odrazná plocha (RCS). Detekce stínu je změna přímého signálu, ne odraz od cíle. Ve stínu vychází obrovská, ale přijímač přitom musí poznat nepatrný pokles v mnohem silnějším přímém signálu z družice, takže skutečná šance na odhalení je mnohem menší, než číslo napovídá. Družice přitom nesvítí úzkým paprskem: její svazek pokryje na zemi území široké odhadem 15 km (světlý kužel pod družicí, ve scéně není v měřítku). Přerušovaná čára je jen dráha signálu ke konkrétnímu přijímači. Simulátor počítá s družicí 550 km nad zemí a 50° nad obzorem, výška družice ani velikosti nejsou ve scéně v měřítku. Hodnoty jsou řádový výukový model, ne výpočet konkrétního systému.
- Spusťte přelet se stíhačkou. Mimo čáru ji přijímač skoro nevidí. Ve stínu ji přijímač zachytí, ale jen zhruba na desetinu sekundy.
- Zkuste dopravní letadlo. Je větší, takže stín je silnější, ale ještě užší.
- Zkuste malý dron. Stín je slabý, ale dron letí pomalu a vydrží v něm přes sekundu.
Čísla v m² nejsou velikost letounu ani běžná radarová odrazná plocha. Je to jen pomocné měřítko, jak silný je stín. Simulátor je zjednodušený model, pro představu o řádech ale stačí.
Co ukázal čínský experiment
V roce 2024 čínští vědci ukázali, že signál Starlinku umí prozradit létající objekt. Psal o tom South China Morning Post.
Poslouchali signál družice, která přelétala nad Filipínami, a do jeho cesty poslali dron DJI Phantom 4 Pro. Podle autorů má podobnou radarovou odraznou plochu jako stíhačka F-22. Dron v signálu opravdu našli, prý poznali i otáčení vrtulí.
Zjistit, že tudy něco proletělo, ale neznamená vědět, kde to přesně je a kam to letí. Spolehlivé sledování stealth stíhačky tímhle způsobem zatím nikdo veřejně nepředvedl.
Starshield není Starlink
Starshield stojí na stejné technologii jako Starlink, je to ale samostatný program pro vládní a obranné zákazníky. Podle agentury Reuters staví SpaceX pro americký zpravodajský úřad NRO síť stovek družic za 1,8 miliardy dolarů. Co přesně umí, se neví.
Česko je v pasivním sledování špička
Pardubická firma ERA navazuje na vývoj, který v Pardubicích běží od šedesátých let. Předchůdci se jmenovali Kopáč, Ramona a Tamara, dnes ERA vyrábí VERA-NG.
VERA-NG ale funguje jinak než radar v tomto článku. Neposlouchá odraz cizího signálu, ale signály, které vysílá sám letoun, třeba jeho radar nebo odpovídač. Když letoun všechno vypne, VERA ho neuslyší.
Na stejném principu funguje i PLESS, další systém od ERA. Ministerstvo obrany schválilo nákup tří kusů za 2,3 miliardy korun. A Česko má objednáno 24 stealth stíhaček F-35A.
Pasivní radar doma
Základy pasivního radaru si můžete vyzkoušet i doma.
Signál ze Starlinku zachytíte s RTL-SDR V3, satelitním konvertorem LNB a napájecí výhybkou, která LNB bude napájet. Postup popsal český radioamatér Derek OK9SGC. Pokud s RTL-SDR začínáte, mrkněte na návod pro začátečníky.
Na skutečný pasivní radar potřebujete dva přijímače se společnými hodinami, dvě směrové antény a open source software blah2. Nejlevněji to jde se dvěma RTL-SDR, jako zdroj signálu se nejčastěji používá televize DVB-T nebo rozhlas FM.
Pro kontrolu se hodí přijímat zároveň ADS-B a porovnat polohu, kterou letadlo samo hlásí, s tím, co spočítal radar. ADS-B používá třeba můj MeteoPlaneRadar.
Drony můžete taktéž detekovat pomocí RTL-SDR, psal jsem o tom v tomto článku.
Závěrem
Pasivní radar je stará a funkční technologie a proti stealth letounům má výhodu: sám nic nevysílá a zachytí i signál, který stealth odráží stranou.
Konec stealth letounů to ale není. Stín je úzký a rychlý a z jednoho přijímače nedá přesnou polohu.
Za mě je to hezká ukázka, že stealth neznamená neviditelnost. Letoun je jen vidět později a pasivní radary by tenhle náskok mohly v budoucnu zmenšit.
Zdroje: Novinky.cz: Neviditelné stíhačky mají problém · Simulace na X · South China Morning Post: čínský experiment · Reuters: SpaceX staví špionážní síť pro NRO · Studie: Signal Structure of the Starlink Ku-Band Downlink · ERA: produktový list PLESS · RTL-SDR.com: příjem majáků Starlinku · blah2: open source pasivní radar
Článek zpracoval Claude Opus 5.5
Komentáře na sítích