見えないロシア・ウクライナ戦場

見えないロシア・ウクライナ戦場

ロシアとウクライナの戦争では、信号妨害、対ドローン兵器、重要な軍事システムに対する革新的な防御を含む電子戦が紛争の重要な要素となっている。

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ウクライナ軍兵士が2024年11月、非公開の場所でドローン作戦用の部品を準備している。写真:ディエゴ・エレーラ・カルセド、アナドル通信、ゲッティイメージズ

リトアニアの首都ヴィリニュスのおしゃれな地区、ウジュピスにある小さなブルーパブのカウンターの上には、ライフルとバズーカと5Gアンテナの中間のような武器を抱えたマドンナのような聖人の肖像画が飾られている。

下のキャプションには「Saint EDM4S」と書かれています。

EDM4S(Electronic Drone Mitigation 4 System)は、リトアニア製の携帯型電子戦兵器です。ホバリング中の無人航空機(UAV)にEDM4Sを向け、トリガーを引くと、ドローンは操縦者との通信を失い、空から惰性で落下します。

過去2年間で、数百基のEDM4Sシステムがウクライナに寄贈されました。これらは、電磁スペクトルの支配をめぐる、目に見えない、そして過小評価されている戦いにおける、一つの武器に過ぎません。この戦いを支えているのは、激しい軍拡競争です。一方にはウクライナとその同盟国、もう一方にはロシアがいます。両国は、敵の通信、特にドローンを偽装、妨害、混乱させるためのより優れた方法を模索すると同時に、敵の信号に対する自国のシステムの強化にも取り組んでいます。

これは電子戦だ。2023年後半、キエフは、この戦いで優位に立つことを最重要課題の一つと位置付けた。ロシアがウクライナ東部を着実に進軍する中、電磁空間、そして上空の制圧はますます重要になっている。2025年にこの戦争がどのような展開を迎えるにせよ、ウクライナは既に電子戦を永遠に変えてしまった。

電磁的膠着状態への戦い

電子戦(EW)は、1世紀以上にわたり人類の紛争の一部となってきました。無線機が戦場に配備されて間もなく、兵士たちは特定の周波数でバースト状の電波を送信することで敵の通信能力を阻害できることに気付きました。しかし、EWが真に真価を発揮したのは第二次世界大戦になってからでした。

第二次世界大戦初期、イギリス軍はバトル・オブ・ブリテンにおいて、制空権の奪還に必死に取り組んでいました。イギリス軍のドッグファイターがドイツ空軍の爆撃機を撃墜する技術を着実に向上させていく一方で、ドイツ軍は徐々に攻撃の場を闇に紛れて移していきました。このことがイギリス軍にとって不可解な謎を生みました。ドイツ軍はなぜ真夜中に目標に向かって飛行するのがそれほど上手かったのでしょうか?

撃墜された爆撃機の残骸から手がかりを発見し、謎を解いたのは若いイギリス人科学者だった。滑走路からの相対距離を電波で測定する着陸支援システムは飛躍的に改良され、原始的な航法装置として使われていた。ドイツと占領下のフランスの地上にいるオペレーターは、イギリス上空に細長い帯状の無線信号を発射し、2つのビームが重なる場所に目標の工場や町を見つけることができた。

この情報を得たイギリス軍は、急いで独自の無線局と中継局を建設し、独自の無線ビームを上空に向けて送信して、迫り来るドイツ軍パイロットを混乱させた。

こうしてビームの戦いが始まった。ドイツ軍はイギリス領空における信号の送受信能力を改良・向上させ、イギリス軍はそれらの信号の探知・妨害に奔走した。この戦いは、その後1世紀にわたる電子戦の戦いの先鋒を決定づけた。

今日、電磁空間ははるかに複雑になっています。レーダーからGPS、GLONASS、携帯電話の信号に至るまで、さまざまな種類の信号が電磁スペクトル全体に直接送信されています。兵士、無人航空機、戦闘機、巡航ミサイルなど、あらゆる機体が常に様々な信号を送受信している可能性があります。

そのため、軍隊はこれらの信号を妨害、傍受、さらには偽装する新たな方法を競って模索してきました。ある国が自国の軍隊に新しい暗号化無線機を配備すると、ライバル国はより強力な無線機を開発し、それらのチャンネルに大量の電波を送り込むようになります。近年では、レーダーや無線機を用いて砲撃を検知し、その正確な位置を三角測量することで、対砲兵システムが砲源を攻撃するケースも見られます。特に戦闘機は、通信、電子戦、対電子戦のために、最も先進的な機内無線・レーダーシステムを開発しています。

冷戦時代を通じて、NATOとソ連は、この電子戦において相手にわずかな優位性を得るため、激しい戦いを繰り広げてきました。こうした状況は、一部の不安を招いています。エストニア軍の委託を受けた2017年の報告書は、ロシアの電子戦能力を評価し、モスクワがNATOの東側を侵攻した場合、バルト諸国の広大な地域にわたる通信を遮断する可能性があり、「NATOの技術的優位性によってもたらされた優位性を無効にする」可能性があると警告しました。

ロシアの電子戦能力の凄まじさを世界が知ることになったのは、2022年2月にロシアがウクライナに全面侵攻したときだった。そして、それは失敗に終わった。

「ロシアの電子戦は姿を見せなかった」と、ハドソン研究所防衛概念技術センター所長のブライアン・クラーク氏は、2022年7月のIEEEスペクトラム誌の分析記事で述べた。

モスクワはNATOとの大規模な戦争に備えて何年もかけて計画を立て、電子戦システムを設計し、先進的な戦闘機の機内システムに干渉し、先進的な弾道ミサイルの照準コンピューターを妨害しようとした。ところが実際には、市販の無人機を駆使する高速移動の防衛側との戦いに身を置くことになった。

ロシアのシステムは「機動性も分散性も低かった」とクラーク氏はWIREDに語った。ロシアの大規模システムは比較的少数だったため、「戦闘においてはあまり意味をなさなかった」とクラーク氏は付け加えた。

モスクワの戦略は、比較的静的な戦場を想定していた。前線に沿って、無線通信を標的とする重装甲車両「インファウナ」を展開する。さらに前線から約15マイル(約24キロメートル)離れた地点には、携帯電話ネットワークを妨害するだけでなく、通信を傍受し、さらには近くの携帯電話にSMSを中継することさえ可能な6輪トラック「レール3」を派遣する。さらに約180マイル(約290キロメートル)の範囲からは、消防車ほどの大きさの「クラスーハ4」が航空センサーをスクランブルする。

「前線に近づくと、電子天気予報が届きます」とクラーク氏は言う。「GPSも携帯電話もスターリンクも使えなくなります。」

クラーク氏によると、この電磁波による無人地帯は「集中砲火」を撃ったときに起こる現象だという。しかし、そこには大きなトレードオフがあると彼は言う。スペクトル全体にわたる妨害には、より大きな電力が必要であり、より広い地理的範囲を妨害するのも同様に必要だ。システムの電力が大きければ大きいほど、システムも大きくする必要がある。つまり、標的エリア内のすべての通信を妨害することも、より遠くの通信の一部を妨害することもできるが、必ずしも両方を妨害できるわけではないのだ。

素早く動いて、物事を妨害する

ロシア軍は、開戦当初、コミュニケーション不足、計画の不備、そして全般的な適応力の遅さによって、大きな打撃を受けた。それでもなお、大きな先行をしていた。「残念ながら、敵は数的にも物的にも優位に立っています」と、ウクライナの防衛技術スタートアップ企業UP Innovationsの代表者はWIREDの取材に対し書面で述べた。

そこでウクライナは、より安価なEWソリューションを大量に生産し、それを反復可能かつ適応性のあるものにするという、2つの補完的な戦略を開発した。

例えば、ウクライナのブコヴェリAD対ドローンシステムは、ピックアップトラックの荷台に楽々と積載できます。スーツケースほどの大きさのEterシステムは、ロシアの電子戦システムからの妨害信号を検知し、ウクライナはそれらを砲撃で攻撃することが可能です。ウクライナの電子戦企業Kvertusは現在、ドローン妨害バックパックから、無線塔に設置して飛来するUAVを撃退できる固定式装置まで、15種類の対ドローンシステムを製造しています。

2022年に本格的な戦争が始まったとき、クヴェルトゥス社が保有していた製品はただ一つ、EDM4Sのような肩に装着する対ドローン砲だった。「2022年には数十台を生産していました」と、今年3月にキエフのオフィスで取材に応じたクヴェルトゥス社のヤロスラフ・フィリモノフCEOは語った。「2023年には数百台でした。今はどうでしょう?数千台です」

「当社の強みは、優秀な人材と優秀なエンジニアを多数抱え、独自の研究開発部門を有していることです」とフィリモノフ氏は語る。「最前線における様々な変化への対応は非常に迅速です。」

クヴェルトゥスはスタッフを最前線に派遣し、状況の把握に努めているからだ。電子戦オペレーターは、ロシアがどの帯域を爆撃しているのか、そしてロシア軍がどの帯域を使用する傾向があるのか​​を常に報告している。軍事技術企業ピラニア・テックのシステムは現在、1キロメートル以上離れた高度約500メートルからドローンを撃墜できる。

UPイノベーションズは、ウクライナの退役軍人経営企業への資金提供を目指す「ビジネス・スプリングボード」の一環として資金提供を受けました。これは、オンライン小売業者ロゼトカが主導するものです。退役軍人が経営するということは、兵士たちが実際に何を必要としているかを彼らが直接知っていることを意味します。UPは、ファラデーケージとして機能する生地を使った特殊なヘルメットパッドの開発に取り組んでおり、着用者の無線を妨害から保護します。

「今日では、どの部隊にも戦術無線電子戦装置を扱う専門家がいます」と、ピラニア・テックの副CEO、ユーリー・モモット氏はWIREDに語った。「無線電子戦を使わない作戦はありません。今話している間、彼らの対ドローン銃が私たちの間のテーブルに置かれています。つい先日も、これと同じような銃が、ある部隊が12機の敵ドローンを撃墜するのに役立ちました。その中には手榴弾を搭載したドローンも含まれていました。」

これらの対ドローン砲の初期バージョンは、実戦で実際にどれほど役立つのかという懐疑的な見方を引き起こしました。ロシアの軍事アナリストたちは、これを安っぽいおもちゃだと揶揄しました。しかし、その嘲笑はとうの昔に消え去りました。ここ数ヶ月、モスクワとサンクトペテルブルクの高層ビルの屋上にベニヤ板でできた小屋が次々と建てられています。そこには数人のロシア兵、ショットガン、アサルトライフル、そしてロシア製の対ドローン砲が備え付けられています。

しかし、自国防衛に関しては、キエフは非常に適切な解決策、つまり分散型・分散型電子戦ソリューションを選択した。

ウクライナは2年以上にわたり、ミサイル、ドローン、滑空爆弾の猛攻に直面してきました。これらのドローンはすべて、ウクライナの防空システムを突破するために設計された通信機とレーダーを搭載しています。ここ数ヶ月、イラン製の「シャヘド」ドローンがウクライナ上空を蛇行飛行したり、徘徊したり、滞空したりすることで、防空システムの混乱と妨害を引き起こしていることが知られています。

この空中脅威に対処するため、キエフは今年初めに公開された秘密の電子戦システムのメッシュネットワーク「ポクロヴァ」を開発した。

「ウクライナの電磁力場を構成しているのは、1つでも2つでも3つでもない」と、議会のデジタル変革委員会の副委員長を務めるウクライナの政治家、オレクサンドル・フェディエンコ氏は今年初め、テレグラムに書いた。「国中に何十万もの装置が設置されている」

ポクロヴァはシャヘドの航法システムを妨害するだけでなく、信号を偽装している。これにより、ウクライナの電子戦オペレーターは新たな座標を送信し、ドローンを巧みに撃墜して分析し、部品として分解することが可能になる。ここ数ヶ月、ウクライナはこれらのドローンに送信される信号を偽装することに成功し、100機以上をロシアに帰還させた。

フェディエンコ氏は、ウクライナは依然としてシステムの更なる拡大に向けて全力を尽くしていると約束した。「ロシアが我々を攻撃するために使用するロケットやミサイルが、逆方向に飛んでくるのは時間の問題だ」と彼は記した。

EWは完全に万能というわけではありません。しかし、他の対空システムと組み合わせることで、非常に有望な防御技術となります。

ウクライナは、この国内産業を拡大する能力によって、かつて世界で最も優れた電子戦プログラムを持つと考えられていたロシアと互角の立場に立っています。しかし、ロシアもまた学び、適応してきました。クラーク氏は、今や「いたちごっこ」の状態にあると述べています。

EWを倒す

キエフにある秘密のドローン工房で、イヴァンは小さなチップを手に取っている。小型FPVドローンに搭載されたこのチップが、ロシアの電子戦技術を凌駕してくれることを期待している。

これらのチップと2つの安価なアンテナを使用して、イヴァンのドローンは、基地局と同期して、1秒間に最大25回という目もくらむような速度で電磁スペクトルを飛び回るようにプログラムされています。

イヴァン氏は、ドローンと操縦者間のリンクが、ロシアの電子戦オペレーターが信号を妨害するよりも速く周波数を移動できることを期待している。もしそれが成功すれば、ドローンを空中に留めておく時間が大幅に延びる可能性がある。この信号ホッピングを可能な限りランダムに見せるために、AIが既に活用されている。(ホッピングパターンを検出し、ドローンの次の動きを予測するためにAIが活用されているのと同様に。)

これらの問題には、妨害信号を遮断できる制御受信パターンアンテナ(CRPA)などの既存の解決策があります。しかし、1台あたり3万ドル以上かかるため、ウクライナには大規模導入する余裕がありません。そのため、彼らは革新を余儀なくされました。Yvan氏の解決策は、わずか数百ドルで導入可能です。

ウクライナがロシアの奥深くまでドローンを送り込み始めたのは2023年初頭、クレムリンへの大胆な攻撃がきっかけでした。その後、小型ドローン1機がモスクワ上空で華々しく爆発しました。その後、ウクライナは攻撃を強化し、9月初旬にはキエフが開戦以来最大規模のロシアへのドローン攻撃を開始しました。推定158機のドローンがロシア全土の標的に襲来し、製油所、発電所、パイプラインに火災を引き起こしました。大半は撃墜されたものの、おそらく従来型の防空システムによって撃墜されたものの、この攻撃はロシア自身の電子戦防衛の限界を露呈しています。

電磁スペクトルにおける絶え間ない競争により、防衛企業はドローンの移動方法について創意工夫を凝らしている。

「西側諸国ではGPSは常に機能します。しかし、ここではGPSは絶対に機能しません」と、ウクライナの防衛幹部であるステパン氏は言う(WIREDはセキュリティ上の理由から彼のファーストネームのみを使用している)。だからこそ彼は、GPS(あるいはロシア版GLONASS)なしで運用できるドローンを開発してきたのだ。彼はドローンに搭載されたカメラを用いて地表の熱画像を取得し、地形、ランドマーク、ウェイポイントをチェックすることで「純粋数学」を用いて軌道を確定する。これは全く新しいものではない。例えば、米国のトマホークミサイルは数十年前から地形マッピング技術を使用している。目新しいのは、ウクライナがこの技術を新興のドローン産業にいかに迅速かつ機敏に普及させてきたかという点だ。

3月にキエフでステパン氏と話をして以来、地形マッピングというこの戦略は戦場でより一般的になってきた。人工知能(AI)の活用により、ドローンが地形を把握する能力が向上した。また、携帯電話の基地局を目印として軌道を誘導するといった、他の戦略も導入されている。これは、ドイツ空軍のパイロットがイギリスの都市への飛行誘導に無線ビームを使ったのとよく似ている。

「新しいシステムは、GPS、地形マッピング、電子信号インテリジェンスを組み合わせて、現在位置を把握し、より正確性を高めています」とクラーク氏は言う。

ウクライナは、ドローンがロシア国内にさらに深く侵入できれば何が達成できるかについて、既に新たなアイデアを考案している。あるドローンの試作機には電子戦システムが搭載されており、適切な地点に着地すれば、ロシアのレーダー、防空システム、通信システムに大混乱をもたらす可能性がある。

イノベーションは前進するだけでなく、過去を振り返ることも意味します。ウクライナで展開されている最も独創的なイノベーションの一つは、ドイツ製のHIGHCATドローンです。しかし、これは驚くほど昔ながらのドローンです。軽量のクワッドコプターであるこのドローンには、6マイル(約9.6キロメートル)のケーブルが付属しており、基地局との固定接続を提供します。

EWの標的となるのは無人航空機だけではない。ウクライナは領土奪還の戦いを支援するために陸上および海上の無人機の配備を増やしている。

ドローンメーカーのSkyLabは、その社名とは裏腹に、地上自律走行車(ARV)で知られています。これらのARVは、砲兵の輸送や負傷兵の搬送に使用されており、地雷除去にも活用できる可能性があります。キエフにある秘密のオフィスで、デニス氏は隅に置かれた頑丈な四輪車両を指さしました。SkyLabは、これらのARVが電磁波の集中砲火の中でも帰還できるよう、AIからライダーまであらゆる技術を研究しているとデニス氏は語ります。(WIREDはセキュリティ上の理由から、この幹部を仮名で表記しています。)

「次のバージョンではどんな周波数とモードを使う必要があるのか​​?カメラ、ジンバル、ロジスティクス、バッテリーは?」と彼は言う。「このローバーは今、6世代、いやもしかしたら7世代になるかもしれない。」

革新するか死ぬか

ビームの戦いは電磁気的な膠着状態へと向かっていた。イギリス軍もドイツ軍も無線戦技術の改良と開拓を続けていたが、どちらが優位に立つかは不透明だった。

その後、イギリスは革新を起こした。1940年半ば、ブリストル・ボーファイターが空を飛ぶと、イギリスはドイツの革新技術を応用し、初期の航空機迎撃レーダーを開発しました。無線信号を用いて暗闇の空で敵機を識別したイギリスのパイロットは、ドイツ空軍の爆撃機を迅速に撃墜し、領空を奪還しました。その後、ドイツ軍は電撃作戦を放棄し、攻撃用の航空資産のほとんどを東方に再配置しました。

この戦いでイギリスが勝利を収めたのは、主にイギリスがドイツの技術革新の秘密を解明し、それをリバースエンジニアリングする能力を持っていたためである。

ウクライナでも、双方向で同じことが起こっている。フィリモノフ氏によると、常に一歩先を行く努力は「ネズミ」、つまり「情報を収集し、それを敵に送る」者たちによって阻まれているという。ウクライナの技術革新が秘密にされればされるほど、その効果は増す。一方、ピラニア・テックのモモト氏は、ロシアの技術革新を常に把握し、「敵が大規模生産を開始する前に対抗策を開発する」ことに全力を尽くしているという。

昨年末、ウクライナ軍の元司令官、ヴァレリー・ザルジニーは詳細な論文の中で、ウクライナは電子戦においてロシアと「同等」を達成したが、それには優位性が必要だったと記した。

ウクライナが優位性を主張する一方で、本当の突破口はワシントンからもたらされる必要があるかもしれない。

アメリカはキエフに膨大な量の装備を移転したが、電子戦の最高峰はまだ引き渡していない。「電子戦は、アメリカとその緊密なパートナーにとって、極めて厳重に管理されている技術の一つです」と、オーストラリア軍のベテランで独立系軍事アナリストのミック・ライアン氏はWIREDに語った。「ロシアに打ち勝ちたいのであれば、電子戦に対す​​る考え方、そして他のパートナーと技術を共有する方法について、パラダイムを変える必要があるでしょう。」

クラーク氏は、国防総省が「最も高度な能力の一部を抑制している」ことに同意しているが、ここ数カ月で状況が変わった兆候がある。8月に米国製のF-16戦闘機がウクライナに到着した際、米国はこれらの戦闘機に高度な電子戦システムを搭載してアップグレードしたと発表した。

「再プログラムされたポッドを搭載したF-16戦闘機1機だけでは制空権は獲得できないが、戦略的に重要かつ影響力のある目標を達成するために、一時的に制空権を獲得できる可能性がある」と米空軍第350スペクトラム戦闘航空団の司令官は声明で述べた。

ビームの戦いから80年以上経った今、ウクライナはブリストル・ボーファイターに現代版のドローン対ドローン戦闘を投入した。昨年、2機のドローンが前線上空で激突する映像が公開された。4月中旬、ウクライナのウォロディミル・ゼレンスキー大統領は、ロシアのヘリコプターや徘徊兵器を迎撃できる新型ドローンについて説明を受けた。

世界は近い将来、こうしたドローン同士の空中戦を目にすることになるかもしれない。別の防衛企業幹部であるイゴール氏(WIREDはセキュリティ上の理由から氏名を伏せている)によると、彼の会社はロシアの無人航空機を追跡・破壊するために設計されたドローンの開発に精力的に取り組んでいるという。

イゴール氏の対ドローンドローンは「撃って忘れる」ソリューションになると彼は言う。つまり、ドローンは上空に滞空し、搭載された一連のセンサーを使って飛来するロシアのドローンをすべて標的にすることができるのだ。もし完成すれば、電子戦(EW)の歴史は一変するだろう。

ドローンで上空を巡回させるには、一つ大きな技術的問題があるとイゴールは言う。「鳥ではないことを確認する必要があるんです」と彼は笑う。「母なる自然と敵対したくないですからね」

訂正:2025年1月7日午後2時11分(米国東部標準時):ウクライナのビジネス・スプリングボードは、ウクライナ政府ではなく、小売業者のロゼトカが主導していました。この誤りをお詫び申し上げます。

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