Omschrijving missie
Sinds de vorige in 2019 gepubliceerde KIA Veiligheid missie ruimte heeft zich een aantal voor het ruimtedomein relevante ontwikkelingen voorgedaan. Zo informeerde in maart 2021 BZ de Tweede Kamer per brief over het ruimteveiligheidsbeleid, lanceerde Defensie in juni 2021 haar eerste militaire satelliet (BRIK-II) in de ruimte, stuurde EZK in oktober 2022 de nota ruimtevaartbeleid 2022 naar het parlement waarin o.a. een interdepartementaal nog op te stellen integrale lange termijn ruimte agenda werd aangekondigd, publiceerde Defensie in november 2022 de Defensie Ruimte Agenda en bracht Defensie in januari 2023 samen met Noorwegen twee identieke nano-satellieten in een baan om de aarde. Tenslotte publiceerde de Europese Commissie in maart 2023 de EU Space Strategy for Security and Defence (EUSSSD).
De vorige KIA Veiligheid missie ruimte meldde: In 2030 heeft Nederland een operationeel inzetbare ruimtevaartcapaciteit voor Defensie en Veiligheid. Ruimtevaartcapaciteit omvat in deze definitie zowel satellieten, infrastructuur op de grond als de mogelijkheid van informatieverwerking. Deze ambitie is onverminderd van kracht. Deze missie beoogt deze ambitie zoveel mogelijk te realiseren met de Nederlandse hoogwaardige kennisinstituten en de industrie.
Waar gaat deze missie over
Met een operationele ruimtevaartcapaciteit kunnen we een essentiële bijdrage aan de veiligheid leveren door: het beschermen en weerbaarder maken van de kritische ruimtevaartinfrastructuur (zowel in de ruimte als op de grond), het optimaal benutten van satelliettoepassingen voor observatie en veilige communicatie, en het beschermen tegen dreigingen uit de ruimte. Unieke voordelen van satellieten zijn dat ze kunnen waarnemen zonder de soevereiniteit van een land te schenden en in korte tijd grote oppervlakten kunnen observeren. Om uit alle satellietinformatie op tijd de juiste conclusies te kunnen trekken, dient het informatieverwerkingsproces (downstream) goed ontwikkeld te worden. Tevens dient de infrastructuur robuust genoeg te zijn tegen natuurlijke en vijandelijke dreigingen.
Benodigde kennis- en innovatie
De kennis- en innovatiebehoeften liggen op zowel het gebied van de upstream (de infrastructuur in de ruimte) en de downstream (dataverwerking naar actionable informatie op de grond) als ook op het snijvlak daarvan (veilige communicatie, Space Situational Awareness (SSA)). Kennisintensieve technologieontwikkeling voor geminiaturiseerde systemen t.b.v. satellieten en constellaties, voor specifieke ruimtesensoren (thermisch, optisch, radar, laser) als ook een operationele capabiliteit voor SSA, voor elementen van secure laser end–to-end communicatiesystemen en de integratie met radiocommunicatie sluiten nauw aan op de missie. Nieuwe ontwikkelingen en toepassingen voorzien in het geautomatiseerd, actueel, accuraat en betrouwbaar integreren, interpreteren en het veilig communiceren van datastromen en/of daaruit ontsloten informatie voor de operationele inzet.
De kennisvragen en deelprogramma’s die aan de orde komen sluiten nauw aan op bovenstaande constatering. De innovatieve kracht van de sector wordt door deze vragen uitgedaagd. Het MMIP ‘Veiligheid in en vanuit de ruimte’ bevat een zestal deelprogramma’s die hieronder worden toegelicht. Te weten: (1) Robuuste plaatsbepaling- en tijdsynchronisatiesystemen (PNT), (2) Nationale Space Situational Awareness capaciteit (ten behoeve van SSA / SDA), (3) Grondgebonden Situational Awareness capaciteit (ISR), (4) Laser voor veilige (satelliet) communicatie en grotere datatransmissie capaciteit, (5) Unieke, (gedeeltelijk) eigen satellietcapaciteit met tijdige en veilige toegang en (6) Shared (space based) Early Warning (ten behoeve van Integrated Air and Missile Defence)
MMIP: Voor veiligheid in en vanuit de ruimte
Dit MMIP heeft als doel het ontwikkelen van systemen voor observatie ten behoeve van vergrote situational awareness en veilige communicatie via satellieten. Dit zowel voor systemen in de ruimte als grondgebonden systemen. Met de uitvoering van dit MMIP wordt bereikt dat Nederland beschikt over faciliteiten voor observatie en communicatie vanuit de ruimte ten behoeve van defensie en veiligheid.
Deelprogramma 1: Robuuste plaatsbepaling- en tijdsynchronisatiesystemen
Dit deelprogramma voorziet in een gestructureerde aanpak om tot gevalideerde, accurate en betrouwbare tijd- en positie informatie te komen via nationale ontwikkeling tot een robuuste PNT oplossing. De ambitie is dat Nederland uiterlijk in 2030 beschikt over een Robuuste Nationale PNT Oplossing. De komst en doorontwikkeling van Global Navigation Satellite Systems (“GNSS”) zoals het Europese Galileo systeem en het Amerikaanse Global Positioning System (“GPS”) hebben eraan bijgedragen dat onze maatschappij zich heeft kunnen ontwikkelen tot onze huidige ‘smart economy’. Dit heeft ook een keerzijde. We zijn ongemerkt in grote mate afhankelijk geworden van de accurate tijd en hoge positienauwkeurigheid waarin deze systemen voorzien. Het geheel van deze systemen en technologie noemen wij hier Positie, Navigatie en Timing (“PNT”). Verwezen wordt naar het I&M rapport Inventarisatie Kwetsbaarheid Uitval Satellietnavigatie van 11 maart 2016 (het “IKUS Rapport”) waarin deze afhankelijkheid wordt bevestigd. Het op 21 november 2022 in opdracht van het ministerie van I&W uitgebrachte vervolgrapport, IKUS 2, herhaalt deze afhankelijkheid. Een belangrijk deel van het IKUS 1 Rapport is geclassificeerd wat benadrukt dat deze afhankelijkheid van GNSS technologie een fundamentele kwetsbaarheid is voor onze samenleving. PNT moet dan ook beschouwd worden als een kritisch “nutsproduct” met de onderliggende technologieën als strategische sleuteltechnologie. Opbouw en onderhoud van nationale PNT kennis en technologie is dan ook noodzakelijk om de stabiliteit en veiligheid van de Nederlandse samenleving te kunnen blijven garanderen. Een Robuuste Nationale PNT oplossing kan worden gerealiseerd door het gebruik van verschillende (van elkaar) onafhankelijke PNT- technologieën waardoor men zeker weet dat derden hier geen (of nauwelijks) misleidende invloed op uit kunnen oefenen. De technologieën die hiervoor in aanmerking komen zijn inzichtelijk gemaakt in onderstaand MMIP tijdschema. De meest basale vorm is een geïntegreerde oplossing van een traagheids-navigatiesysteem (INS) en een door encryptie beschermd satelliet navigatiesysteem zoals Galileo PRS. Afhankelijk van de functionele behoefte kan en moet het systeem robuuster gemaakt worden door het gebruik van meer verschillende technologieën.
Galileo en PRS zijn door de EU in ontwikkeld als alternatief satelliet navigatiesysteem en het systeem wordt beheerd door de EU. De EUSSSD voorziet nadrukkelijk in militair gebruik van PRS en dat militaire behoeftes zullen worden meegenomen in de behoeftestelling. Het gebruik van Galileo PRS voor defensie- en veiligheidstoepassingen zorgt voor redundantie, een robuuste satellietnavigatiecapaciteit en het draagt bij aan de strategische autonomie van Europa. Nederland is een AQUA (Appropriately Qualified Agency) land en beschikt over de noodzakelijke kennis en bevoegdheden om PRS receivers te ontwikkelen in een breed scala van toepassingen.
Het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat is nationaal beleidsverantwoordelijk voor satellietnavigatie en daarmee voor de invoering en het gebruik van Galileo PRS in Nederland. Voor Defensie is Galileo PRS onderdeel van de bredere behoefte aan robuuste plaats- en tijdsbepaling. Om het gebruik van PRS door Defensie en overige departementen mogelijk te maken coördineert I&W de organisatorische, financiële en juridische inbedding van PRS-gebruik binnen de overheid. De doelstelling hierbij is dat bij het volledige operationeel verklaren van PRS door de EU, nu voorzien in 2025, op nationaal niveau alle noodzakelijke maatregelen zijn getroffen om PRS gebruik in Nederland ook mogelijk te maken.
Deelprogramma 2: Nationale space situational awareness capaciteit
De ambitie is de ontwikkeling en bouw van een nationale, operationele Space Situational Awareness (SSA) faciliteit met eigen sensoren. Het nationaal kunnen beschikken over dergelijke middelen, maakt het mogelijk om deel te nemen aan globale SSA-netwerken, waardoor een betere maar ook een gewenste informatiepositie ontstaat. Internationaal is erkend dat SSA een essentiële capaciteit is om de veiligheid in de ruimte en de huidige levensstandaard te waarborgen. SSA kan onderverdeeld worden in Space Domain Awareness (SDA) en Space Weather (SPWX). SPWX beschrijft de effecten van de zon. SDA zich richt op het detecteren, identificeren, karakteriseren van alle objecten in het ruimtedomein en het begrijpen van hun gedragingen. De EUSSSD identificeert een grote synergie tussen het bestaande EU Space Surveillance and Tracking system en SDA, waarbij SDA verder gaat dan SST ten aanzien van analyse capaciteiten voor defensie en intelligence. Nederland beschikt over de juiste industriële en kennisinfrastructuur op basis waarvan Defensie internationaal, ook in de EUSSSD, een vooraanstaande rol kan spelen op het gebied van SSA. Zo wordt samen met Thales in de SMART-L Multi Missie radar een SSA-capaciteit ontwikkeld; een niche capaciteit waar internationaal grote behoefte aan is. Ook karakterisatie en identificatie activiteiten vallen onder deze ambitie.
Onze vitale infrastructuur is steeds meer afhankelijk geworden van satellietsystemen: wat gebeurt er als deze systemen worden bedreigd? Het onvoorstelbare antwoord is dat kritische infrastructuur zoals b.v. water- en gasdistributie uitvallen, elektriciteitsvoorzieningen ontregeld raken, dat communicatienetwerken en bank/betalingsverkeer uitvallen; in het kort, ons dagelijkse leven drastisch wordt ontregeld. Het wordt breed onderkend dat dergelijke bedreigingen steeds reëler worden; steeds meer landen beschikken over de daarvoor benodigde middelen. De bedreigingen kunnen bewust geïnitieerd zijn door een tegenstander, zoals het opzettelijk uitschakelen of storen van onze eigen satellieten of satellietverbindingen of bewust veranderen van hun satellietbanen t.b.v. specifieke militaire activiteiten tegen ons vanuit de ruimte, maar ook onbewust, zoals het botsen van satellieten die in elkaars baan komen, uitbarstingen van de zon, of het terugvallen van ruimteobjecten naar en op de aarde.
Investeringen in SSA zullen leiden tot een belangrijke operationele capaciteit en opbouw van een vooraanstaande internationale kennispositie voor Nederland. Dit biedt verder ook belangrijke kansen om de exportpositie op het gebied van lange afstandsradar verder uit te bouwen en op de gebieden van Space Weather en Satellite Laser Ranging & Imagery Optical Ground Station een plaats in te nemen. Een nationale SSA-capaciteit past in de bredere internationale inzet van Nederland op het gebied van ruimteveiligheid: immers, via SSA kan de naleving van afspraken over het verantwoord gebruik van de ruimte worden gevolgd. Tot slot kan via deze Nederlandse capaciteit, samenwerking worden opgezet met andere Europese en NATO landen om te komen tot een SSA netwerk, zoals binnen NAVO, de EUSSSD of in het EUSST Partnership.
Deelprogramma 3: Grondgebonden situational awareness capaciteit (aardobservatie)
De ambitie behelst de ontwikkeling, validatie, bouw en operatie –via publiek-private samenwerking – van een Sensordata Intelligence Capaciteit. Een veelzijdige, op satelliet data gebaseerde informatiedienst die de actoren in het civiele en militaire veiligheidsdomein periodiek en proactief kan informeren over veiligheidsrisico’s en kan ondersteunen bij de uitvoering van haar activiteiten. Operationele benutting van de enorme ontwikkeling van het ruimtesegment en de toepassing van kunstmatige intelligentie vormen de technologische basis van deze Sensordata Intelligence Capaciteit. In onze samenleving worden vitale infrastructuren en kritische, op ruimtevaart gebaseerde, diensten steeds vaker blootgesteld aan risico’s van buitenaf. Het voorkomen en beheersen van rampen en incidenten vraagt om monitoringssystemen die door de inzet van satelliet- en ruimtevaarttechnologie in staat zijn risico- en bedreigings-niveaus frequenter en nauwkeuriger in kaart te brengen om de betrokken overheidsinstanties vroegtijdig te kunnen alarmeren en te informeren. Voor het veiligheidsdomein geldt dat Defensie en Justitie & Veiligheid bij het uitvoeren van taken steeds meer informatie gestuurd in plaats van activiteiten gestuurd optreden, waarbij het snel kunnen beschikken over de juiste informatie over grensoverschrijdende activiteiten essentieel is om onze nationale belangen te beschermen en conflicten te de-escaleren: ‘always ahead of the threat’. Ook de EUSSSD benoemt space-based aardobservatie als enabler voor autonome assessment en besluitvorming als game-changer, zoals zichtbaar in Oekraïne.
De potentie van bestaande en toekomstige satellietsystemen voor grondgebonden Situational Awareness is groot. De waarnemingsfrequentie neemt sterk toe met een steeds groter aantal geplande satelliet missies. Tegelijkertijd neemt de kwaliteit van waarneming toe met de ontwikkeling van nieuwe ruimtesensoren en innovatieve dataverwerkingstechnologie. Daarbij zullen door de sterke ontwikkelingen op het gebied van kunstmatige intelligentie en computerkracht belangrijke stappen worden gezet in de snelle vertaling van al deze data naar bruikbare en tijdige ofwel actionable informatie. Daartoe vindt steeds meer van de processing en analyse ook plaats in de satellieten zelf, ook een belangrijke ontwikkeling in Nederland waar meerdere partijen actief zijn. Hier ligt een belangrijke synergie met deelmissie 5, die voor eigen infrastructuur ten behoeve van aardobservatie. Kortom een systeem waarmee satellietdata in combinatie met andere data – zoals in-situ sensoren en sociale media – en in combinatie met analyse tools en modellen, worden verwerkt tot informatie waarmee specifieke activiteiten kunnen worden gedetecteerd, geclassificeerd en voorspeld ter ondersteuning van de veiligheidscyclus: “preparation, prevention, response and recovery”.
Deelprogramma 4: Veilige communicatie en vergrote transmissiecapaciteit
De doelstelling is de integratie van Secure (Space-based) Laser Communication en European Protected Waveform capaciteit in nationale strategische en tactische communicatie-infrastructuur. De behoefte aan veilige communicatie infrastructuur is groot. Hoge datastromen voortkomend uit sensoren op satellieten, onbemande en bemande vliegtuigen, op land en zee vragen om steeds meer bandbreedte. Daarnaast is er een groot belang deze informatie op veilige wijze te kunnen delen binnen de betrokken overheidsorganisaties binnen het veiligheidsdomein. Of het nu om situational awareness, genetwerkt optreden of de commando keten gaat, gebruikers moeten kunnen vertrouwen op veilige en op behoefte toegespitste communicatie infrastructuur. De vraag naar datatransport / bandbreedte groeit veel sneller dan het beschikbare spectrum (radiogolven) toelaat. De combinatie van Secure Laser Communication en Protected Waveforms zorgt voor robuuste veilige communicatiemogelijkheden in alle omstandigheden (hogere bandbreedtes met laser en all-weather capability met RF) en voor zowel tactische als strategische doeleinden.
Voor defensie en veiligheid is het van belang om veilige communicatie op orde te hebben. Het ruimtedomein zal daarin een vooraanstaande rol spelen. Laser communicatiesystemen en nieuwe veilige waveforms zullen gaan bijdragen aan verhoogde veiligheid in communicatie. De EUSSSD benoemt dat het toekomstige IRIS2 in analogie met Galileo PRS de nodige diensten zal bieden voor ook militair gebruik, inclusief space data relays. Dat biedt mooie kansen voor een Nederlandse inbreng. Het gebruik van laser bemoeilijkt signaalonderschepping, het kan optimaal gebruik maken van encryptie op basis van Quantum Key Distribution (QKD) en het biedt een grote toename van de datacapaciteit. Op alle kerngebieden van laser communicatie vindt in Nederland kennisintensieve technologie ontwikkeling plaats en op gebied van RF zet Nederland haar kennispositie in voor nieuwe ontwikkeling in Europese samenwerking. Beide zullen bijdragen aan de realisatie van veilige communicatie en aan de integratie daarvan door defensie in een hybride communicatie infrastructuur. De Nederlandse kennisinstituten en industrie zijn bij uitstek gepositioneerd om internationaal een vooraanstaande rol te spelen in de supply chain maar ook in de integratie van in de bestaande netwerken van de (nationale) gebruikers.
Deelprogramma 5: (Gedeeltelijk) eigen satellietcapaciteit met tijdige en veilige toegang tot verschillende diensten
Dit deelprogramma heeft ten doel dat Nederlandse marktpartijen de capabiliteit ontwikkelen om op basis van experimentele in-orbit demonstrators en pilotprojecten een operationele capaciteit in de ruimte kunnen leveren én door middel van continue innovaties aanvullende niches in te vullen die de (inter)nationale inlichtingenpositie structureel versterken.
De ruimte als ultimate high ground met vrije vlucht over de gehele aarde, biedt unieke mogelijkheden. Militaire en humanitaire missies in conflictsituaties vragen om informatiedominantie en Situational Awareness, zowel op de grond als in de ruimte, om doelgericht en zo veilig mogelijk uitgevoerd te worden. Er zijn al veel verschillende diensten beschikbaar vanuit de ruimte, maar Nederland heeft niet overal toegang toe. Nederland loopt voorop in de ontwikkeling van kleine satellieten en hightech, geminiaturiseerde sensoren. In juni 2021 lanceerde Defensie haar eerste militaire satelliet, de BRIK-II, en volgde dit in januari 2023 op door samen met Noorwegen twee identieke nanosatellieten in de ruimte te brengen. De industriële, institutionele en academische positie van Nederland is heel goed om genetwerkte satellietconstellaties voor Defensie en Veiligheid verder te ontwikkelen. Wat voorheen kostentechnisch niet haalbaar was, wordt dat nu wel, namelijk het verkrijgen van (deels) eigen, onafhankelijke, ruimtevaartcapaciteit om de inlichtingenpositie te versterken.
Deelprogramma 6: Shared (space based) Early Warning
De dreiging van ballistische raketten, antisatelliet wapens en hypersone wapens is de laatste jaren verder toegenomen. Landen als Rusland, China, Iran en Noord-Korea boeken gestaag voortgang bij programma’s van hun offensieve raketsystemen. Daarnaast zijn Rusland en China al vergevorderd met de ontwikkeling en ingebruikname van hypersone wapens. De totale keten ter verdediging (uitschakeling of vernietiging) van ballistische of hypersone dreigingen start met de eerste/vroegtijdige detectie van de dreiging via in de ruimte gebaseerde sensoren: shared early warning (SEW) sensoren. Deze sensoren spelen bij de verdediging tegen ballistische raketten of hypersone wapens een cruciale rol, want zij nemen als eerste sensor, aan de hand van de infrarode warmtesignatuur van de raketmotor, een lancering waar. Deze data zorgt dat grondgebonden systemen voorkennis hebben over de raketlancering en daardoor snel het object kunnen detecteren, aansluitend volgen en mogelijk onderscheppen. Ook autoriteiten krijgen tijding informatie over een lancering zodat zij tot de meest geschikte actie kunnen overgaan.
Nederland en Europa beschikken momenteel niet over een shared early warning capaciteit en zijn afhankelijk van informatie van de VS. Daarom is het Europese PESCO-project “Timely Warning and Interception with Space-based TheatER surveillance (TWISTER)” gestart waar ook Nederland aan deelneemt. Voor de bescherming van onze nationale veiligheid en Europese autonomie op het gebied van Integrated Air Missiel Defence, is het van belang om te investeren in het ontwikkelen van een Europese shared (space based) early warning capaciteit. Samen met kennisinstituten en industrie, draagt Nederland bij aan een belangrijke capaciteit voor Europa die onze strategische autonomie versterkt.
