Computação Militar Robusta: Como Obter uma Vantagem na Guerra Eletrônica

A computação robusta refere-se a sistemas de computação embutidos que são projetados para funcionar de forma confiável em ambientes adversos. No domínio da guerra eletrônica, o que se qualifica como "robusto" varia dependendo de onde você está e do que você precisa realizar. Os requisitos para um dispositivo transportado na mochila de um soldado em um ambiente desértico são dramaticamente diferentes dos sistemas de uma nave não tripulada viajando para o espaço profundo. Em ambos os casos, o não cumprimento do pretendido tem graves consequências. É por isso que todos os sistemas de computador militares devem ser projetados e construídos para serem resistentes ao clima, temperaturas extremas, vibração, alto choque e impacto, e ser capazes de tolerar exposição à radiação, produtos químicos ou outros contaminantes. Escolher a solução certa para o meio ambiente é fundamental.

Aqui estão alguns exemplos:

• No solo
  Servidores de computador robustos que são lançados no ar para uso em teatro de operações devem ser capazes de sobreviver ao impacto, tolerar temperaturas extremas e ser resistentes a poeira, umidade e outras ameaças potenciais, mantendo os dados seguros.
• No ar
  Aeronaves militares devem ser capazes de ir de um ambiente quente e desértico no solo para temperaturas abaixo de zero em voo de alta altitude. A mudança extrema de temperatura resulta em condensação que poderia comprometer qualquer um dos muitos sensores e interruptores necessários para manter o avião no ar e pronto para realizar a missão da tripulação.
• Na água
  Navios e submarinos da Marinha contêm dispositivos e sistemas que devem ser vedados para manter a água fora e construídos com materiais resistentes à corrosão galvânica em um ambiente de água salgada.
• No espaço
  Modernas naves espaciais são projetadas para serem reutilizáveis, de modo que devem ser capazes de suportar poderosas forças gravitacionais e vibrações durante a decolagem e temperaturas extremas durante a reentrada.

O fracasso não é uma opção quando vidas estão em jogo. Soluções de computação robusta permitem a tecnologia de guerra eletrônica na qual os guerreiros atuais confiam para ajudá-los a completar suas missões com sucesso e segurança.

O uso mais comum de sensores na guerra eletrônica é para o radar. Existem vários tipos de radares, incluindo radar de rastreamento de longo alcance e radar de alvo. Esses sistemas operam em diferentes frequências e requerem diferentes graus de potência dependendo da distância do objeto que está sendo rastreado. Uma conexão corroída ou sensor danificado pode comprometer o sistema de radar e deixar a nave ou a tripulação vulneráveis a um ataque de entrada.

A guerra convencional contou com analistas usando fotos ou dados históricos para prever o que poderia acontecer em seguida. Agora, a inteligência artificial (IA) é usada para interpretar padrões térmicos, químicos ou outros para encontrar e identificar um inimigo oculto em tempo real. Qualquer conexão ruim ou quebrada ao longo do caminho do sinal do sensor para o display pode expor a tripulação a uma ameaça oculta.

A navegação é extremamente crítica para o sucesso no ar, na água, no espaço ou no solo. As tropas dependem de sinais de GPS precisos para manobrar em terrenos estrangeiros e muitas vezes hostis. Sistemas robustos são projetados para resistir à interferência de sinais e à chuva, neblina, tempestades de areia ou outras condições ambientais que possam comprometer o sistema de navegação.

Sistemas avançados de mísseis incorporam uma variedade de sensores robustos, interruptores e sistemas de computador militares. GPS, sensores inerciais e sistemas de orientação a laser trabalham juntos para criar um sistema redundante para melhorar as chances de um míssil atingir seu alvo pretendido.

Sistemas de guerra eletrônica também podem ser usados para fins de treinamento. Os pilotos aprendem a responder a ameaças em simulações realizadas em configurações de treinamento ou aviões reais. Estes simuladores requerem os mesmos sistemas robustos usados na batalha para preparar um piloto para as condições mais extremas.

Sistemas de computação robusta também são usados para se defender contra ataques inimigos.

• Os sistemas usados para detectar, rastrear e identificar uma ameaça também enviam sinais que podem ser detectados, rastreados e usados por um inimigo para identificar e localizar uma ameaça em potencial. Sistemas modernos usam tecnologia de interferência e transmitem desinformação para confundir o inimigo sobre a localização real de uma nave e o tipo de veículo.
• A capacidade de enviar e receber sinais em combate é vital. Os sistemas de guerra eletrônica incluem antenas anti-interferência que permitem a comutação de sinal para que os dispositivos possam buscar frequências diferentes quando uma frequência primária é bloqueada.
• Sistemas de defesa antimísseis dependem de tecnologia de ponta para determinar quando um foguete inimigo é lançado e para onde está indo. Armado com essas informações, o sistema, em última análise, age para desabilitá-lo antes de atingir seu alvo.

A guerra eletrônica requer produtos leves e robustos que podem processar dados em informações valiosas em tempo real.

Componentes Leves

Soluções leves ajudam a reduzir custos e a permitir uma vida útil mais longa da missão. Por exemplo, atualmente custa aproximadamente 10.000 dólares por quilo para lançar carga ou equipamento no espaço. Eliminar o peso do sistema eletrônico de guerra de uma nave espacial economiza dinheiro ou aumenta a carga potencial da nave. Reduzir o peso de qualquer tipo de aeronave militar ou veículo ajuda a reduzir o consumo de combustível e amplia seu alcance.

 

Durabilidade
A tecnologia de guerra eletrônica deve funcionar o tempo todo. Por exemplo, o sistema de computação em um jato de caça requer que um cartão eletrônico seja inserido ou removido para armazenamento ou processamento de dados, ou para um perfil de missão específico. Esse cartão deve ser durável o suficiente para suportar um ambiente alto estático, e não ser afetado por sujeira e detritos. Se a tripulação inserir esse cartão e não funcionar, a aeronave pode não ser capaz de decolar ou processar dados críticos enquanto estiver em voo.

 

Velocidade de Processamento
Os sistemas de armas de hoje têm uma enorme capacidade de coletar e processar dados, identificar ameaças e informar decisões em tempo real. Os sensores coletam dados que são processados e, em seguida, exibidos localmente ou transmitidos na forma de texto, vídeo, luzes de aviso ou outros indicadores. Quando as frações de um segundo são importantes, eliminar a latência nas transmissões de sinal é fundamental. Ter a largura de banda para processar dados de alta velocidade em informações acionáveis fornece uma vantagem competitiva. Informações oportunas e precisas salvam vidas.

 

Padrões de adesão
Os sistemas robustos são construídos usando conectores, conjuntos de chips, cabeamento etc., que são intercambiáveis com componentes usados em outros sistemas embutidos dentro da nave ou veículo. VMEbus International Trade Association (VITA), Future Airborne Capability Environment (FACE), Sensor Open System Architecture (SOSA), Hardware Open Systems Technologies (HOST) e C4ISR/EW Modular Open Suite of Standards (CMOSS) são alguns dos padrões que identificam os materiais e componentes apropriados para uma aplicação específica. O compartilhamento de componentes padrão melhora a compatibilidade em diferentes plataformas, ajuda a gerenciar custos e garante o acesso a peças de reposição para reparos ou upgrades.

Soluções de computação robustas requerem conexões fortes, sistemas de resfriamento eficazes e vários níveis de redundância.

Qualquer equipamento ou sistema é tão forte quanto sua conexão mais fraca. Vários componentes devem trabalhar em conjunto para transmitir dados ao longo de um caminho de sinal. Escolher cabos e conectores que ofereçam o equilíbrio adequado da resistência química e de temperatura, flexibilidade e resistência à raspagem/abrasão para a aplicação pretendida é um requisito.

 

Padrões abertos ditam os tipos de conectores e materiais que podem ser usados para ajudar a mitigar os impactos dos contaminantes em componentes usados em sistemas eletrônicos de guerra. Por exemplo, uma fina camada de ouro de 3 micropolegadas é aceitável para um componente usado em um ambiente de escritório no chão, enquanto os conectores em uma aplicação aeroespacial podem exigir 50 micropolegadas de ouro.

O resfriamento do sistema é extremamente importante no design de soluções de computação robusta. Conjuntos de chips, fiber transceptores ópticos e outros componentes geram calor significativo. Essas peças essenciais não durarão sem um meio de mantê-las frias. Os designers de sistemas têm três opções para manter um sistema refrigerado:

• Sistemas refrigerados a ar usam um ventilador ou movimento natural do ar para dissipar o calor.
• Sistemas refrigerados a líquido usam um refrigerante para absorver e afastar o calor.
• Os sistemas refrigerados por condução dependem de dissipadores de calor ou placas frias para transferir o calor para longe da fonte.

Os componentes e materiais usados em um sistema de computação robusto devem ser compatíveis com as opções de resfriamento ventilado ou sem ventilador especificadas para a aplicação.

O fracasso não é uma opção quando vidas estão em jogo. A tecnologia de guerra eletrônica não pode confiar em um único ponto de falha. O número necessário de redundâncias varia de acordo com a aplicação. Um sistema usado no espaço pode ter quatro pontos de redundância, enquanto um ambiente menos extremo pode exigir apenas um sistema redundante.

Os produtos elétricos e eletrônicos TE Connectivity são projetados para conectar e proteger de forma confiável o fluxo de dados, energia e sinal em sistemas de computação robusta. Os Conectores MULTIGIG RT da TE estabeleceram o padrão de desempenho quando os primeiros padrões OpenVPX foram estabelecidos através do VITA. Hoje, as soluções de sensor e conectividade da TE continuam evoluindo para atender às demandas da guerra moderna no solo, no ar, na água e no espaço.

• A computação robusta refere-se a sistemas de computação embutidos que usam componentes duráveis — desde partes externas reforçadas até peças internas indestrutíveis — projetados para funcionar de forma confiável em ambientes adversos.
• A definição de "robusto" varia dependendo do ambiente de combate e do objetivo da missão.
• Para executar com sucesso missões e se defender contra ataques inimigos, a tecnologia de guerra eletrônica requer produtos leves e robustos que podem processar dados em informações valiosas em tempo real.
• Sistemas embutidos robustos requerem conexões fortes, sistemas de resfriamento eficazes e vários níveis de redundância.