Megakonstelacje: infrastruktura czy broń? [ANALIZA]

Konstelacje oparte na łączach międzysatelitarnych i przetwarzaniu pokładowym przekształcają niską orbitę okołoziemską w warstwę transportu i selekcji informacji. LEO przestaje być przestrzenią wyłącznie przekaźnikową i staje się elementem bezpieczeństwa państw, wpływającym na tempo decyzji i odporność zdolności operacyjnych. W warunkach rywalizacji strategicznej stawką nie jest już samo rozmieszczenie satelitów, lecz kontrola nad przepływem i obróbką danych w kosmosie.

W europejskiej perspektywie infrastruktura orbitalna staje się elementem infrastruktury krytycznej państwa. Im bardziej rozbudowana jest sieć satelitów i powiązanych z nią systemów, tym większa presja strategiczna oraz podatność na zakłócenia, zwłaszcza w segmencie naziemnym. Oznacza to, że projektowanie i zabezpieczanie europejskich systemów kosmicznych musi zakładać funkcjonowanie w warunkach ograniczonego dostępu, cyberataków oraz czasowej degradacji zdolności operacyjnych.

Megakonstelacje: od łączności do infrastruktury danych

Kluczowa zmiana polega na odejściu od modelu przekaźnikowego, w którym satelita jedynie przekazuje sygnał do stacji naziemnej, na rzecz architektury sieciowej, w której satelity działają jako węzły kierujące ruchem danych bezpośrednio w przestrzeni kosmicznej. Tradycyjny model ogranicza przepustowość i elastyczność, natomiast nowe systemy budują przewagę dzięki redukcji opóźnień, połączeniom między satelitami oraz wstępnemu przetwarzaniu danych.

Rdzeniem tej transformacji są optyczne łącza międzysatelitarne i rozproszona topologia, które przekształcają megakonstelacje w spójne sieci zdolne do autonomicznego zarządzania przepływem informacji. W efekcie megakonstelacja staje się pełnoprawną siecią z własną topologią i redundancją, a niska orbita okołoziemska pełni równolegle funkcję warstwy transportowej, przetwarzania oraz w rosnącym zakresie przechowywania danych w architekturze rozproszonej.

Przetwarzanie danych na orbicie i skrócenie pętli decyzyjnej

„Przetwarzanie na orbicie” nie jest hasłem marketingowym, lecz odpowiedzią na dwa podstawowe ograniczenia systemowe. Satelity generują coraz większe wolumeny danych, podczas gdy przepustowość łączy w dół i dostępne okna kontaktu ze stacjami naziemnymi pozostają ograniczone. Dlatego rośnie znaczenie wstępnego przetwarzania bezpośrednio na pokładzie, obejmującego filtrowanie, kompresję i analizę przed przesłaniem danych na Ziemię.

Europejska Agencja Kosmiczna w projektach z serii PhiSat testuje wykorzystanie sztucznej inteligencji na satelitach w celu analizy danych w czasie rzeczywistym i ograniczenia opóźnień związanych z oczekiwaniem na łączność. Wskazywano, że przetwarzanie na orbicie pozwala odfiltrować bezużyteczne obrazy i przesłać jedynie materiał o wysokiej wartości analitycznej przy mniejszym obciążeniu transmisji.

W praktyce przekłada się to na trzy efekty istotne z punktu widzenia tempa działania. Po pierwsze, zmniejsza ilość danych wymagających przesłania, zwiększając efektywną przepustowość systemu. Po drugie, przyspiesza dostarczanie informacji użytecznej operacyjnie, ponieważ część analizy odbywa się jeszcze przed nawiązaniem łączności ze stacją naziemną. Po trzecie, umożliwia przesyłanie wyników analizy, takich jak maski detekcji czy alerty, zamiast surowych obrazów.

Orbitalne centra danych jako rozszerzenie warstwy przetwarzania

Jeżeli dane są transportowane w niskiej orbicie w sieci opartej na łączach międzysatelitarnych, a rosnąca część wstępnej analizy odbywa się bezpośrednio na satelitach, kolejnym możliwym etapem staje się koncentracja mocy obliczeniowej w wyspecjalizowanych węzłach orbitalnych. Nie jest to futurystyczna wizja, lecz rozwinięcie już testowanych rozwiązań.

Ponieważ pojedynczy satelita jest ograniczony pod względem zasilania, chłodzenia i mocy obliczeniowej, bardziej złożone zadania — takie jak modele sztucznej inteligencji, korelacja danych z wielu sensorów czy analiza w czasie zbliżonym do rzeczywistego — mogłyby być efektywniej realizowane w większych węzłach. W takim modelu satelity prowadziłyby wstępną obróbkę, a następnie przekazywały do węzłów wyselekcjonowane informacje lub wyniki pośrednie zamiast surowych strumieni danych.

Koncepcja orbitalnych centrów danych zyskuje widoczność w debacie, choć jej realizacja napotyka istotne bariery techniczne i ekonomiczne, takie jak dostęp do energii, odporność na promieniowanie, odprowadzanie ciepła, serwisowalność czy koszty wyniesienia. Pełna komercjalizacja pozostaje zależna od postępu technologicznego i skali inwestycji.

Równocześnie rozwijane są konstelacje z zasobami obliczeniowymi i łączami optycznymi, z naciskiem na skalę i zdolność działania w warunkach zakłóceń. Wymiar geopolityczny jest tu istotny, ponieważ chińskie koncepcje kosmicznej chmury i orbitalnych zasobów obliczeniowych wpisywane są w długoterminowe plany strategiczne, co wpisuje ten obszar w szerszą rywalizację o kontrolę nad danymi w kosmosie.

Modele infrastrukturalne USA i Chin

Model amerykański opiera się na szybkim skalowaniu przez sektor komercyjny oraz ścisłym przenikaniu się rynku i potrzeb państwa. Najbardziej widocznym przykładem jest Starlink, który w ciągu kilku lat stał się największą konstelacją w historii, z tysiącami aktywnych satelitów na orbicie i regularnym tempem wynoszeń liczonym w dziesiątkach startów rocznie. Nie jest to projekt demonstracyjny, lecz funkcjonująca, globalna sieć transmisji danych.

Drugą osią podejścia USA jest sprzężenie komercyjno-rządowe. Infrastruktura rozwijana na rynek cywilny staje się bazą dla usług państwowych i wojskowych. Starshield wykorzystuje technologie oraz zdolności wynoszenia rozwinięte w Starlinku, a kontrakty z Siłami Kosmicznymi USA i program realizowany dla National Reconnaissance Office wpisują się w zwrot ku rozproszonym systemom wsparcia operacyjnego w LEO. Równolegle rozwijane są kolejne wielkoskalowe projekty.

Amazon realizuje Amazon Leo (do niedawna Project Kuiper), zakładający rozmieszczenie ponad 3 tys. satelitów, a Blue Origin zapowiedział budowę konstelacji komunikacyjnej TeraWave – komplementarnej w segmencie transmisji danych, co wskazuje na utrzymanie wysokiej dynamiki rywalizacji w sektorze kosmicznym w USA.

Model chiński różni się logiką zarządzania i dynamiką wdrożeń. Jest bardziej scentralizowany i silniej powiązany z państwem, a megakonstelacje traktowane są jako element suwerennej warstwy komunikacyjno-danych integrującej przestrzeń kosmiczną, powietrzną i naziemną. Projekt Guowang przewiduje rozmieszczenie 12 992 satelitów zarządzanych przez China Satellite Network Group, natomiast Qianfan funkcjonuje jako model quasi-komercyjny wspierany przez państwo. W obu przypadkach ambicja skali jest porównywalna z amerykańskimi planami.

Ograniczeniem pozostaje jednak nie tyle sama architektura systemu, ile zdolność do jego szybkiego wynoszenia. Tempo wdrożeń w Chinach jest obecnie wyraźnie niższe niż w USA, ponieważ kraj nie dysponuje jeszcze operacyjną, wysokoczęstotliwościową rakietą wielokrotnego użytku na wzór Falcona 9. System nośny opiera się głównie na rakietach jednorazowych, a sektor prywatny dopiero buduje zdolności cięższych i bardziej regularnych startów. Oznacza to, że zarówno Guowang, jak i Qianfan są uzależnione od zwiększenia przepustowości startowej i obniżenia kosztów wynoszenia. Bez przyspieszenia w obszarze rakiet masowe skalowanie konstelacji będzie postępowało wolniej niż w modelu amerykańskim, w którym częstotliwość startów jest kluczowym czynnikiem przewagi.

Różnica między tymi podejściami nie sprowadza się do liczby planowanych jednostek, lecz ma charakter systemowy. USA dysponują przewagą w tempie skalowania, integracji przemysłowej i wykorzystaniu sektora prywatnego jako multiplikatora zdolności państwa. Chiny koncentrują się na budowie jednolitego, kontrolowanego przez państwo systemu orbitalnego wpisanego w długoterminowe priorytety strategiczne. W obu przypadkach megakonstelacje stają się narzędziem rywalizacji o zarządzanie przepływem danych w niskiej orbicie.

Odporność i skrócenie pętli decyzyjnej

W warstwie kosmicznej łączności i danych odporność wynika bezpośrednio z architektury systemu. Klasyczne rozwiązania, zwłaszcza na orbicie geostacjonarnej, mają charakter punktowy i opierają się na ograniczonej liczbie platform o wysokiej wartości jednostkowej, niewielkiej redundancji oraz długim czasie odtworzenia zdolności, co zwiększa ich podatność na pojedyncze uderzenia.

Systemy rozmieszczone w dużej liczbie na niskiej orbicie bazują na setkach lub tysiącach węzłów i nakładającym się pokryciu, co umożliwia rekonfigurację sieci i utrudnia przeciwnikowi osiągnięcie efektu strategicznego jednym działaniem. Doświadczenia ostatnich konfliktów pokazują jednak, że podatność często dotyczy segmentu naziemnego, czego przykładem był atak na sieć KA-SAT na początku pełnoskalowej inwazji Rosji na Ukrainę, gdy cyberoperacja wymierzona w infrastrukturę dostępową zakłóciła łączność satelitarną również poza obszarem działań wojennych. Publiczne przypisanie ataku Rosji potwierdziło, że systemy kosmiczne mogą być osłabiane poprzez uderzenie w ich komponenty naziemne.

W tym kontekście przewagą megakonstelacji jest mniejsza zależność od pojedynczych punktów naziemnych. Sieć oparta na łączach międzysatelitarnych i kierowaniu ruchem danych w przestrzeni wymaga mniejszej liczby stałych punktów dostępu, pozwala elastycznie zmieniać lokalizację stacji naziemnych oraz przenosi część przetwarzania poza najbardziej podatne elementy infrastruktury. Ta sama logika dotyczy pętli decyzyjnej, w której przewagę uzyskuje ten, kto szybciej zamyka cykl obserwacja–analiza–decyzja–działanie.

Jeśli systemy rozpoznawcze generują nadmiar danych, skrócenie cyklu wymaga ich selekcji i wstępnej obróbki możliwie blisko źródła. W tym ujęciu orbitalne węzły obliczeniowe skracają drogę między zebraniem danych a ich wykorzystaniem, ponieważ ograniczają konieczność przesyłania na Ziemię pełnych, surowych strumieni informacji. Umożliwiają szybszą analizę danych z wielu źródeł i zmniejszają zależność systemu od naziemnych punktów dostępu, które często stanowią jego najsłabsze ogniwo.

Implikacje dla NATO i UE

Dla NATO punktem wyjścia jest wykorzystanie zdolności kosmicznych państw członkowskich, a nie budowa własnych systemów. Rola Sojuszu koncentruje się na koordynacji, interoperacyjności oraz integracji przestrzeni kosmicznej z odstraszaniem i obroną. W warunkach rosnącej rywalizacji i podatności środowiska orbitalnego – obejmującej zakłócenia sygnału, cyberataki, działania antysatelitarne oraz degradację segmentu naziemnego – model ten rodzi trzy zasadnicze wyzwania.

Kluczowe znaczenie ma interoperacyjność. Megakonstelacje funkcjonują jako autonomiczne sieci z własnymi mechanizmami zarządzania ruchem i danymi, dlatego ich integracja z systemami wojskowymi wymaga wspólnych protokołów, certyfikacji i jednolitych standardów bezpieczeństwa. Równie istotna jest odporność całego układu, w tym segmentu naziemnego.

Przypadek KA-SAT pokazał, że efekt strategiczny można osiągnąć poprzez uderzenie w komponenty dostępu, bez fizycznego niszczenia satelitów. Wreszcie, wyzwaniem pozostaje zarządzanie zależnością od operatorów komercyjnych, których znaczenie w działaniach wojennych stało się szczególnie widoczne po 2022 roku. Dla NATO oznacza to potrzebę trwałych mechanizmów współpracy publiczno-prywatnej i gwarancji ciągłości usług w sytuacjach eskalacyjnych.

W Unii Europejskiej odpowiedź ma wymiar polityczny i infrastrukturalny, ponieważ stawką jest kontrola nad usługą o znaczeniu krytycznym, a nie jedynie budowa kolejnej konstelacji. IRIS² ma ograniczyć zależność od zewnętrznych dostawców łączności satelitarnej i tym samym zmniejszyć podatność UE na presję geopolityczną, zakłócenia oraz ryzyko instrumentalizacji infrastruktury kosmicznej w sytuacji kryzysowej. W praktyce oznacza to tworzenie suwerennej warstwy łączności zaprojektowanej przede wszystkim z myślą o użytkownikach rządowych i wymogach bezpieczeństwa, przy jednoczesnym włączeniu komponentu komercyjnego.

Istotny jest również model realizacji programu. Komisja powierzyła wdrożenie IRIS² konsorcjum SpaceRISE w formule partnerstwa publiczno-prywatnego, co przesuwa ciężar z samego posiadania systemu na zarządzanie dostępem, standardami i ciągłością świadczenia usług. Pełne uruchomienie systemu planowane jest na początek lat trzydziestych, dlatego funkcję przejściową pełni GOVSATCOM, zapewniający państwom członkowskim szyfrowaną łączność dla misji o znaczeniu krytycznym. W tym ujęciu oba instrumenty tworzą spójną strategię budowy europejskiej autonomii i ograniczania podatności w domenie kosmicznej.

Pytanie nie brzmi, czy Europa ma własną sieć, lecz co może z nią zrobić. W obecnym kształcie IRIS² projektowany jest przede wszystkim jako system łącznościowy, a nie jako orbitalna infrastruktura przetwarzania danych. Rozstrzygające będzie to, czy w kolejnych fazach rozwoju zostanie on rozszerzony o komponenty wstępnej analizy i przetwarzania informacji na orbicie, czy też pozostanie ograniczony do bezpiecznego transportu danych.

Europa dysponuje zapleczem technologicznym w obszarze przetwarzania pokładowego i komunikacji laserowej, jednak decyzja o integracji tych zdolności z architekturą IRIS² ma charakter polityczny i budżetowy, a nie wyłącznie techniczny. W przeciwnym razie Europa pozostanie odbiorcą, a nie właścicielem warstwy danych w kosmosie.

Autor: Kamil Golemo