Sensoren, Sensor Fusion en de F35

Sensoren, Sensor Fusion en de F35

‘Zien en gezien worden’. Dat was ooit de reden voor de bourgeoisie om aan openbare manifestaties deel te nemen. Voor soldaten geldt een ander maxime, en het maakt niet uit of ze op de grond, op zee of in de lucht opereren: ‘Zien en niet gezien worden’. ‘Niet gezien worden’ bespraken we in onze bedenkingen over stealth (link). Richten we nu onze aandacht op ‘zien’.

Voor het zien hadden we vroeger de ogen van de piloot. Maar al tijdens de tweede wereldoorlog bleek dat onvoldoende, en niet enkel gedurende de nacht. Soms versperden laaghangende wolken het zicht op de doelen van de bommenwerpers. Reeds toen werd geëxperimenteerd met ‘on board’ radarapparatuur. De Britten hadden, aan boord van hun Lancaster bommenwerpers, de H2S bodem scanning radar. Die leverde ook bij een gesloten wolkendek en bij nacht een vrij bruikbaar beeld van uitgestrekte gronddoelen. Het werkte voldoende goed om de H2S een zeer lang leven te bezorgen: de apparatuur werd nog gedurende de Falkland oorlog, op de Vulcan bommenwerper, gebruikt. De Duitsers hadden, juist om zich tegen dergelijke luchtaanvallen te verdedigen, op hun zeer effectieve nachtjager MeBf 110 de Lichtenstein FuG 220 radar geplaatst. Die was, met een reikwijdte van acht (!) kilometer, toen echt wel gevaarlijk voor de bommenwerpers. Dat noopte de Engelsen dan weer tot ontwikkelingen en installatie van de eerste ‘elektronische tegenmaatregelen’ (ECM). We zien het: niets nieuws onder de zon.

Maar kwalitatief is er natuurlijk gedurende de afgelopen zeventig jaar enorm veel gebeurd. Dat wordt heel duidelijk aan de hand van de ‘ogen’ van de F35. We vinden hier niet één systeem, maar een volledig arsenaal bestaande uit radar, infrarood en optische apparatuur. We moeten daar even door gaan.

  1. AN/APG-81 AESA Radar van Northrop-Grumman.

AESA staat voor ‘Active Electronically Scanned Array’. Dat is natuurlijk een mondje vol en verlangt nadere uitleg. In onze ‘stealth’ beschouwingen hebben we het basisprincipe van radar zeer verkort verklaard. We stellen ons daarbij echter intuïtief meestal iets verkeerds voor. Een potlood dunne, precies gerichte elektromagnetische straal bestaat enkel in science fiction films: geen enkele antenne kan zo iets produceren. De werkelijkheid ziet er complexer uit.

Die zij-lobben zijn ongewenst. Het is elektromagnetische straling in richtingen die geen informatie opleveren maar door de tegenstander opgevangen kan worden en de positie van de zender verraden. Dus is er constant geprobeerd de veldsterkte van die zij-lobben in verhouding tot de hoofd-lob te verminderen én de hoek van de hoofd-lob te verkleinen. Op weg naar de potlood dunne straal dus, maar nog ver van huis. De antennebouwers hebben daarbij ware wonderen volbracht, maar er waren grenzen. Bovendien kon de bundel enkel gericht worden door de antenne te bewegen. Mechanische systemen zijn traag, aan slijtage en defecten onderhevig en dus ook nog onderhoudsintensief.

De oplossing was een volledig nieuwe soort antenne: de ‘phased array’ antenne. Daarbij gaat het strikt genomen niet om één maar om een groot aantal (>1000) antennes, die in een veld, een matrix (array) zijn opgesteld. Die worden allemaal, via golfgeleiders, door dezelfde zender bediend. Maar door de inbouw van regelbare ‘faseverschuivers’ (ferriet kernen) oscilleren die niet allemaal mooi in de pas, maar in fase verschoven, dus met hun maximum op een beetje (een fractie van een periode) verschillende tijdstippen. Die golven interfereren met elkaar. Dat effect (interferentie) kunt U goed observeren door meerdere stenen in een vijver te werpen. De zich concentrisch uitbreidende golven versterken elkaar of doven elkaar uit op bepaalde plaatsen en tijdstippen. Door de faseverschuivingen te manipuleren kan men nu de straal richten. Dat blijkt uit volgende illustratie, waarbij vijf ‘golven’ uit vier antennes, zonder en met ‘phase shift’ in hun uitbreiding afgebeeld worden.

 

Wat hier met een lineaire opstelling van de antennes getoond wordt gaat natuurlijk even goed in een tweedimensionaal antenne veld. Dan kan men, enkel door spelen met de faseverschuiving, de bundel bliksemsnel drie dimensionaal richten. Bij inkomende signalen gebeurt precies het omgekeerde: de verschillende antennes krijgen nu het signaal met de equivalente faseverschuiving binnen en daardoor is de richting van de herkomst bepaald. In de praktijk is de werking beperkt tot een kegel met een hoek van ~120º loodrecht op het antenne vlak. Vanzelfsprekend genereert ook deze opstelling zij-lobben, maar door een groot aantal antennes te gebruiken kunnen die verbazend zwak gehouden worden.

Met dergelijke systemen heeft NORAD al tientallen jaren gewerkt. Ook de US Navy (AEGIS systemen) maakte er intensief gebruik van. Maar er zijn nadelen. Er is een enorm sterke radar zender voor nodig, die veel energie verbruikt en overeenkomstig koeling vergt. Daardoor was het gebruik in vliegtuigen niet praktikabel. Bovendien vormt het noodzakelijk netwerk van golfgeleiders en faseverschuivers achter de antenne een ernstige technische uitdaging. De oplossing was: niet één radar zender die vele antennes bedient, maar vele complete radars, ieder met eigen antenne, zender en ontvanger, die elektronisch gesynchroniseerd worden. Om dat werkbaar te maken was een volledig nieuwe technologie nodig: de Gallium Arsenide Microwave Monolithic Integrated Circuit (GaAs MMIC). In mensentaal: een radarapparaat op één chip!

En hier zien we nu het resultaat: de AN/APG-81 AESA, is een technisch wonderwerk.

 

Als we de reclamefilmpjes van Northrop Grumman zien, waar de radar straal schijnbaar willekeurig nerveus heen en weer springt, is dat zelfs niet eens overdreven. De APG-81 kan zowel voor de actieve/passieve observatie van het luchtruim als voor precieze beeldvorming van de aardoppervlakte benut worden, en dat allemaal tegelijk. De apparatuur kan ruimtelijk scannen volgens een programmeerbaar patroon of/en zich aan een bepaald object vastklinken. De antenne zelf biedt de tegenstander een vrij geringe σ (radar cross section), veel kleiner dan de σ van de vroeger gebruikte beweegbare paraboloïde antennes. De apparatuur is robuust, in die zin dat een behoorlijk aantal van de individuele radar apparaatjes kan uitvallen, alvorens de prestatie van het geheel aanzienlijk degradeert. Koeling (het moet met vloeistof) is wel een ernstige, maar oplosbare, technische uitdaging. Te onthouden is dat, daar de individuele antennes noodzakelijk vrij klein (cm) moeten zijn, de frequentie gedwongen vrij hoog ligt: in de X band. Daardoor is de detectie van ‘stealthy’ objecten maar zeer beperkt mogelijk.

  1. SAR (Synthetic Aperture Radar).

Bij alle elektromagnetische golven gelden de zelfde principes. Aan scherpe kanten treedt een effect, de ‘Frauenhoffer diffractie’, op dat als gevolg heeft dat bij camera’s een groter diafragma een beeld met hogere resolutie toelaat. Bij radargolven, die zich van zichtbaar licht enkel door de veel langere golflengte onderscheiden, gebeurt iets analoogs, maar hier spelen de afmetingen van de antenne nu de rol van de diafragma opening. Bij X band radar spreken we over antennes van centimeters. Daardoor is geen beeld met hoge resolutie mogelijk: de ‘korrelgrootte’ beweegt zich in de grootteorde van – minstens – tientallen meters. Maar er is een oplossing, als de radarapparatuur voldoende snel beweegt, wat in een vliegtuig het geval is. Door opeenvolgende echo’s ‘bij te houden’ en met elkaar te vergelijken is het mogelijk een veel grotere antenne dan de fysisch aanwezige te simuleren en ook met korte golven toch nog een beeld met verrassend hoge resolutie te produceren. Daarom spreken we van ‘synthetic aperture’. Dat is belangrijk omdat daardoor beelden gegenereerd worden die – idealiter - tot de identificatie van de gedetecteerde objecten kunnen bijdragen. Wat hier zo losjes verteld wordt is in werkelijkheid natuurlijk alles behalve simpel. Er komt polarisatie aan te pas en twee complexe mathematische operaties: een Hilbert transformatie en een Stolt migratie.

Eigenlijk gaat het hier om een computersysteem dat de informatie van de radar verwerkt en daaruit een beeld construeert. De F35 heeft een dergelijke apparatuur. Ze genereert beelden die, hoewel natuurlijk monochroom, verbluffend dicht in de buurt komen van dat wat we bij normaal licht zouden zien, en dat met een enorme resolutie. We mogen echter niet uit het oog verliezen dat de ideale beelden die Northrop Grumman trots toont enkel mogelijk zijn als enkele nogal harde randvoorwaarden vervuld zijn. Het vliegtraject moet zeer regelmatig zijn, of voor de afwijkingen moet afdoende gecorrigeerd worden. Bovendien mag de afstand tot het object niet te groot zijn.

En dan is er nog het bijkomend probleem dat, zelfs bij een kwalitatief goed beeld, de automatische identificatie van het object moeilijke software opgaven stelt. Daarop wordt later nog ingegaan.

  1. DAS (Distributed Aperture System)

Bestaat uit zes infrarood camera’s die rondom het vliegtuig geplaatst zijn, en een volledig sferisch rondom zicht (4π steradialen) toelaten, dus ook direct onder het toestel. De informatie van die zes apparaten wordt door de computer samengevat tot één beeld. Daarom is het geen probleem dat de constructie van de cockpit geen zicht naar achter toelaat. Ook deze apparatuur wordt door Northrop-Grumman geleverd.

  1. EOTS (Electro-Optical Targeting System)

EOTS is een constructie van Lockheed Martin. Met deze apparatuur worden doelen gemerkt. Ze omvat een camera die over een breed spectrum werkt, van het nabije ultraviolet via het complete zichtbaar spectrum tot een flink stuk in het infrarood en een krachtige laser apparatuur waarmee het doel niet enkel ‘belicht’ (voor een wapen gemerkt). maar ook de afstand heel precies gemeten kan worden. Om deze apparatuur in een zo groot mogelijke ruimtehoek te kunnen gebruiken is ze aangebracht in een extra koepeltje, onderaan het vliegtuig. Dat moest natuurlijk ook volgens ‘stealth’ regels geconstrueerd zijn en bovendien zo weinig mogelijk luchtweerstand genereren. Glas is hier niet bruikbaar: niet doorlaatbaar voor infrarode straling. Als materiaal wordt dus saffierglas gebruikt. Dat heeft tegenover silicaat glas grote voordelen: hoge doorlaatbaarheid vanaf UV tot tamelijk ver in het infra rood, extreem hard en kras vast (korund structuur), mechanisch sterk, hoog smeltpunt. Het is ook, in tegenstelling tot gewoon glas, niet amorf maar kristallijn. Het is wel veel duurder dan het beste schokbestendig glas.

Dat geniale koepeltje brengt echter ook zijn eigen problemen mee. Door de diamantachtige geometrie gecombineerd met de hoge brekingsindex van saffierglas kunnen er problemen met totale of partiele reflectie van de laserstraal optreden, die een veiligheidsrisico (verblinding) voor de eventuele wingman vormen. Bovendien is het zonder meer mogelijk dat wapens die secundaire laserstraal gaan volgen en daardoor het doel missen. Lockheed Martin is van die potentiele problemen op de hoogte gesteld door de Amerikaanse autoriteiten op het gebied van laser veiligheid.

  1. ECM (Electronic Counter Measures)

Het is eigenlijk twijfelachtig of we deze functionaliteit zonder meer in de sensorsuite kunnen opnemen. Natuurlijk zijn er omvangrijke afweermaatregelen tegen detectie genomen. Dat omvat zeker het ‘jammen’ van radar en infrarood maar houdt daar gegarandeerd niet op. We weten daar maar zeer weinig van, en dat is waarschijnlijk ook best zo.

  1. Communicaties.

Hier is veel aandacht aan besteed. Er zijn performante data links met satellieten, met andere vliegtuigen en met bodem installaties voorzien. Integratie met oudere toestellen is echter niet mogelijk, en dat is een probleem. De F35 heeft nog wel een radio, direct met de batterij verbonden, maar die is enkel voor noodgevallen gedacht. Voor normale ‘voice’ communicatie is er geen aparte radio. Dat wordt door een ‘software defined radio’ geregeld. Eigenlijk is dat niet meer dan consequent: heel de F35 is een gigantische processing machine voor elektromagnetische golven. Waarom zouden we dan voor het relatief simpel speciaal geval ‘spraak communicatie’ een uitzondering maken?

 

Sensor fusion.

De vooraf beschreven sensorsuite is ronduit indrukwekkend, en zou als een rotsvast argument voor een keuze voor de F35 gezien kunnen worden, indien niet … de concurrenten Rafale en Gripen de zelfde, en zelfs gedeeltelijk een betere, uitrusting hadden. Van Russische en Chinese wapensystemen kan men dat nog niet zeggen, maar de afstand wordt klein. Hoe kan dat nu? Wel, dat is gewoon weer een van de vele onappetijtelijke gevolgen van de grote vertragingen die het F35 project tot hier toe opgelopen heeft. Tien jaar geleden – en dan had de F35 operationeel moeten zijn – was deze uitrusting inderdaad ‘top of the line’ met grote voorsprong. Nu is ze dat niet meer: de techniek is snel verder geëvolueerd en heeft het F35 design ingehaald en gedeeltelijk voorbij gestoken. Die ontwikkeling is natuurlijk ook en zelfs vooral in de Verenigde Staten gebeurd. Ook Northrop bouwt vandaag nog betere apparatuur. Die verbeteringen hebben dan ook hun weerslag gevonden in upgrades van bestaande vliegtuigtypes zoals de F16 en de F18. Maar de F35 kan daarvan niet in dezelfde mate profiteren. Dat ligt deels aan het basic design van de F35. Door de blijkbaar alles overtroevende ‘stealth’ bekommernis is ruimte binnen het toestel schaars en geometrisch zeer beperkt. Uitwisseling van apparatuur is daardoor extreem moeilijk, tot onmogelijk. Deels ligt het ook aan de projectstructuur zelf, die dan weer een direct gevolg is van de aankoop ‘policy’ van het Amerikaanse ministerie voor defensie. Alle (talrijke) componenten moeten vanaf de start van het project op elkaar afgestemd zijn. Het werken met een groot aantal internationale partners helpt hier ook niet om flexibiliteit mogelijk te maken. Niets kan dan nog veranderen. Dat is op zich niet zo’n probleem, … als het geen vijfentwintig jaar duurt om een vliegtuig in de lucht te krijgen. Sommige mensen in de US ‘defence community’ beginnen dat te zien, en dat inzicht zal zich uitbreiden en doorzetten. De Amerikanen leren de lessen altijd. Het is alleen maar jammer dat de ze daarvoor soms een Pearl Harbor nodig schijnen te hebben. Dat het niet nog veel erger is ligt enkel daaraan dat de USA bij de F35 met een gigantische voorsprong aan de race begonnen zijn. Rusland bouwt goede radars. Antennes zijn een probleem van fysica en wiskunde. Daarin hebben de Russen vast geen bijles nodig: hun designs zijn in vele opzichten superieur. Maar de GaAs (Gallium Arsenide) technologie hebben ze, zelfs vandaag, nog niet zo helemaal onder de knie. Dat blijkt ook daaruit dat ze, tot de Oekraïne sancties het onmogelijk maakten, nogal wat GaAs micro-elektronica in het Westen kochten. Dat is natuurlijk slechts een kwestie van tijd. GaAs is wel een heel moeilijk materiaal. In de USA bestaat daarmee tientallen jaren ervaring, omdat de technologie – oorspronkelijk voor computers gedacht – daar hardnekkig, moeizaam tegen een muur van technische obstakels in, vooruit gedreven werd in de hoop tot hogere processorfrequenties, en dus snellere computers, te kunnen komen, overigens zonder op dat gebied ooit tot een commerciële doorbraak te leiden. Die immense wetensvoorsprong is nu door de vertragingen van het F35 project echter grotendeels opgesoupeerd.

Maar, “niet getreurd!”, zegt Lockheed Martin: “het geheel is veel meer dan de som van de delen”. Dat is natuurlijk waar. Ogen zijn niet alles: er zijn ook nog hersenen nodig. Vroeger steunden we enkel op de hersenen van de piloot, maar dat wordt nu een beetje moeilijk. Naarmate de reikwijdte van de ‘ogen’ toeneemt worden de eisen, gesteld aan de hersenen, groter. Het – gemiddeld – aantal objecten dat aandacht en/of actie vereist groeit, op de grond, met het kwadraat van de afstand die men kan ‘zien’ en in de lucht zelfs met de derde macht. Dat zijn er dus respectievelijk 100 en 1000 maal meer dan vroeger! Dan ligt het toch voor de hand de hersenen een beetje door de computer te laten ondersteunen. Er moet inderdaad in die cockpit heel wat gebeuren. Zeer vereenvoudigd kunnen we ons dat zo voorstellen:

 

Oorspronkelijk was alles rechts van de blauwe streeplijn de verantwoordelijkheid van de piloot. Maar bij een exponentieel groeiend informatie aanbod werd het noodzakelijk die blauwe lijn meer en meer naar rechts te dringen. Vandaag is die lijn al, zowel voor de F35 als voor Rafale, Gripen en hun Russische en Chinese tegenhangers, een flink stuk naar rechts opgerukt, en zelfs reeds in de boxen ‘Situational Awareness’, ‘Plan’ en ‘Actie’ binnen gedrongen. Dat is het eigenlijk waar het bij ‘sensor fusion’ om gaat.

‘Fusion’ betekent samensmelten, en het suggereert het aggregeren van informatie op een hoger abstractie niveau. Men kan, bij voorbeeld, uit een SAR radar beeld en een infrarood beeld van de grond een ‘composite’ beeld maken dat veel meer informatie levert dan ieder van de twee bronnen op zich. Dat is belangrijk: daardoor wordt, bij voorbeeld, de identificatie van gedetecteerde objecten preciezer. Men kan ook, als infrarood ‘iets’ opvangt, dat met de radar – automatisch – nakijken, of omgekeerd. De F35 kan dat vandaag. De Rafale en de Gripen kunnen dat eveneens.

Natuurlijk zijn er bij de F35 nog enkele probleempjes: het toestel is immers nog lang niet klaar voor gebruik. Er zijn rapporten die tonen dat ‘doelen verkeerd geïdentificeerd’ werden. Dat zijn kinderziekten, en het is mogelijk dat die er binnen afzienbare tijd uitgehaald kunnen worden. Zeker is dat natuurlijk allerminst, en tijd en moeite zal dat in ieder geval weer kosten. Lockheed heeft er voor gekozen de helm van de piloot als belangrijkste interface in te zetten: daarin worden de geaggregeerde sensor gegevens getoond. Met die helm zijn er hopen problemen, bij voorbeeld dat de beelden ‘schokken’. Ik denk echter dat we hier geen ‘show stopper’ zien. Ik ben er nog niet zo zeker van dat die projectie in de helm een zo enorme vooruitgang betekent tegenover een voldoende groot en duidelijk beeldscherm. Verder is de techniek die voor deze helm gebruikt wordt dezelfde die ook bij ‘virtual reality games’ toegepast wordt. Daar wordt dus op vele plaatsen koortsachtig aan gewerkt en die technologie gaat voldoende snel vooruit. Men moet de invloed van ‘games’ niet minachten of onderschatten: ook de Russen hebben voor de besturing van hun nieuwe Armata tank het een en ander bij Nintendo ‘geleend’! Ze zeggen – zonder gène – : “It’s like playing a video game”…

Ernstiger zijn de rapporten die beweren dat het situatiebeeld in de helm zich te traag ververst. Dat zou er op kunnen wijzen dat de verwerking van de beelden te langzaam is om de realiteit voldoende dicht op de voet te volgen. Dat zou ingrijpende aanpassingen van zowel hard- als software kunnen vereisen. Die kosten dan in ieder geval weer tijd.

Het is niet meer dan logisch dat men bij de systeem integratie niet bij één vliegtuig op wil houden. Van de Gripen is bekend dat de systemen van vier toestellen in een verband eng gekoppeld kunnen worden. Een toestel, dat op afstand en buiten detectie blijft, kan bij voorbeeld een projectiel afvuren, dat dan door een ander vliegtuig, dat zich dichter bij het doel bevindt, geleid wordt. Ongetwijfeld zal de F35 zulke dingen ook kunnen, hoewel dat nog altijd gedemonstreerd moet worden. Vanzelfsprekend liggen de ambities van Lockheed Martin op lange termijn nog veel hoger.

Als we hier een tussenbalans willen opmaken en de sensoruitrusting inclusief de integratie op het niveau boordcomputer van de concurrenten F35, Rafale en Gripen vergelijken, moeten we vandaag tot de conclusie komen dat ze ongeveer gelijk op liggen.

Dat verandert echter dramatisch in het voordeel van de F35 indien we dat wat de anderen vandaag aantoonbaar kunnen, gaan vergelijken met dat wat de F35 – volgens Lockheed Martin – allemaal zal kunnen na de afsluiting van het project. Het is eigenlijk verbazend dat men met die benadering nog zo succesvol kan zijn. De methode is namelijk zo oud als de computer industrie, en ze werkt bij iedere technologie die in een snelle ontwikkeling zit! Men vergelijkt de realiteit van de concurrentie vandaag met de eigen plannen voor morgen, daarbij zorgvuldig die plannen – uiteraard ten onrechte – als realiteit projecterend. De onomstreden grootmeester van deze techniek was IBM. Ze creëerden daarvoor heel professioneel een complete subcultuur met ‘briefings’ en ‘aankondigingen’. IBM aankondigingen werden door veel mensen voor bare munt genomen, en als ‘feiten’ ingecalculeerd. IBM was daarmee zeer succesvol, tot ze – samen met het meer naïeve deel van hun klanten en partners – met OS/2 (dat moest het ultieme besturingssysteem voor PC’s worden) een harde en extreem dure smak op de bodem van de realiteit maakten. Dat heeft hier belang, omdat er onrustwekkende parallellen met het ‘sensor fusion’ systeem van de F35 bestaan.

Bij die ‘sensor fusion’, zoals ze door Lockheed Martin eerder summier en sloganesk wordt beschreven, gaat het inderdaad om een software project, mogelijk het grootste en ingewikkeldste software project dat ooit is ondernomen. Software projecten zijn fundamenteel verschillend van andere projecten. Het zou ons te ver voeren dat hier in detail te behandelen, maar belangrijk is zeker dat ze een veel hogere waarschijnlijkheid hebben catastrofaal te mislukken dan andere ondernemingen van vergelijkbaar financieel volume. Daarbij komt nog bezwarend dat er een duidelijke correlatie bestaat tussen de projectkosten en de waarschijnlijkheid van mislukking: hoe duurder een project, hoe groter de kans op een fatale miskleun.

Afhankelijk van de wijze waarop we de grenzen trekken hebben we het hier te doen met tussen 8 en 20 miljoen lijnen code. Nu is ‘lines of code’ (LOC) een eerder bedenkelijke maatstaf als het erom gaat de productiviteit van software constructie te meten. Maar om een idee te krijgen van de complexiteit van een project is het wel bruikbaar. Een project van deze omvang heeft sowieso een hogere dan 30% waarschijnlijkheid om te mislukken. Maar dat is niet alles. Een aanzienlijk deel van dat wat deze software moet doen ligt in het gebied van de zogenaamde ‘kunstmatige intelligentie’: complexe patroonherkenning, plannings- en beslissingsoperaties etc. Dat is notoir moeilijk. Bedenk maar eens hoe lang ons al perfecte automatische vertalingen in uitzicht gesteld worden (sinds 1956!). We hebben ze nu… ‘bijna’, wat in de praktijk betekent: nog lang niet. En is ‘bijna’, in dit geval, goed genoeg? Bovendien zijn de verschillende entiteiten die hier data leveren en ontvangen – gedeeltelijk zelfs gewild of gedwongen – zo met elkaar vervlochten dat het bijna onmogelijk zal zijn substantiële blokken software die men volledig apart zou kunnen construeren en testen te identificeren. Alles moet werken gelijk een monoliet, en ook zo gebouwd en getest worden. Als Lockheed Martin hier van ‘blocks’ spreekt bedoelen ze wel eerder een progressieve ‘uitdeining’ van het – in zich monolithisch – systeem.

En dan is er nog iets dat ik met bijzonder grote zorg zie. Als ik Lockheed Martin hoor – en ik hoop van harte dat het maar ‘marketing’ is, en niet ernstig gemeend – krijg ik de indruk dat ze het ultimatieve ‘distributed system’ willen bouwen: alle data altijd beschikbaar voor iedereen. Dat is natuurlijk een hoogst aantrekkelijke gedachte die echter op – tot hier toe – onoverkomelijke praktische moeilijkheden (zie ‘two phase commit’) stoot. LM is vast niet de eerste die het probeert en belooft. Maar het feit dat ‘distributed data bases’ sinds dertig jaar verkocht en betaald worden, betekent nog lang niet dat ze ook zouden werken zoals door de marketing beloofd. Dat is ook een fenomeen dat we buiten de informatica niet zo vaak zien. Het is enkel mogelijk omdat mensen er zo veel moeite mee hebben tegenover zich zelf, en a fortiori tegenover anderen, toe te geven dat ze in de val getrapt zijn. Ook het voornoemde OS/2 moest een ‘distributed system’ worden. Het is me nog altijd een raadsel hoe dat kon gebeuren bij een firma die meer wiskundigen en fysici van de bovenste plank (Nobel prijs niveau!) in haar rangen telde dan wie dan ook. Er moeten toen bij IBM honderden mensen geweest zijn die het duidelijk zagen aankomen. Maar gebeurd is het desondanks. Na jaren systeem instabiliteit, die op de duur niet meer door bloemrijke ‘aankondigingen’ overschilderd kon worden, hebben ze de marketing onzin afgevoerd en bereikten dan een betrouwbaar product. Maar toen was het te laat…

Het DoD (department of defence) heeft, raar genoeg, met deze problematiek eigen directe, vrij recente en pijnlijke ervaring. In het kader van het ‘US Army Future Combat Systems’ project werkten ze aan het ‘System of Systems Common Operating Environment (SOSCOE)’. Nadat miljarden uitgegeven en 65 miljoen lijnen code geschreven waren gaven ze in 2009 op!

Zelfs indien we een zeer optimistisch standpunt betrekken, en aannemen dat alle problemen uiteindelijk opgelost zullen worden, is toch het minste wat we hier moeten verwachten dat er nog eens zeer aanzienlijke vertragingen zullen optreden en dat bovendien niet alle specificaties hard gemaakt kunnen worden.

Conclusies:

  1. Zelfs indien alles wat nog fout kan gaan inderdaad ook verkeerd afloopt, zal de F35 desondanks, door zijn ‘stealth’ eigenschappen en sensor uitrusting, de volgende vijf jaar nog altijd een formidabele tegenstander blijven.

  2. Zelfs indien alle nog open problemen uiteindelijk een deugdelijke oplossing vinden is het toch nog zeer de vraag of de F35 gedurende de volgende vijf jaar ongelimiteerd in dienst genomen kan worden.

  3. De sensor technologie, en vooral de transformatie van sensor signalen naar een hoger abstractieniveau in richting ‘situational awareness’, zijn gebieden die zich zo stormachtig ontwikkelen dat men binnen tien jaar de huidige toestand nauwelijks nog zal herkennen.

  4. Het is dus van het allergrootste belang zich zo op te stellen dat men volledig van die ontwikkeling kan profiteren. De Gripen, met zijn bewust gewild en consequent modulair ‘open’ design, is hier het best geplaatst.

  5. Als men bedenkt dat de prestaties van de F35 voor een groot deel van software afhankelijk zullen zijn, is het feit dat hackers ‘van onbekende herkomst’ al enorme hoeveelheden data gestolen hebben zeer verontrustend.

  6. Daar we van die enorme hoeveelheid software de source code niet krijgen – terwijl voornoemde ‘hackers’ die misschien al hebben – zullen wij nooit echt alle eigenschappen en mogelijkheden van het toestel kennen. Bovendien is het theoretisch denkbaar dat er in de software ‘poorten’ ingebouwd zijn die het voor derden mogelijk maken ons het gebruik van het toestel, geheel of gedeeltelijk te ontzeggen, of zelfs de controle ervan totaal over te nemen.

  7. Technisch / wetenschappelijke hiaten kunnen nooit door ‘communicatie’ gevuld worden.

Richard Feynman (Nobel Prijs fysica 1965) schreef (in het ‘Rogers Commission Report’ voor de US Senaat, over de ramp met de Space Shuttle Challenger) het volgende: 

For a successful technology, reality must take precedence over public relations, for Nature cannot be fooled.

Ik meen dat we onszelf heel bittere en dure ontgoochelingen kunnen besparen door deze wijze raad hier zeer ter harte te nemen.

Gerard De Beuckelaer