Document created: 5 June 06
Air & Space Power Journal


¿Tendremos Una Armada Sin Tripulantes?

John A. Tirpak
Editor Ejecutivo, AIR FORCE Magazine

*Reimpreso con autorización del AIR FORCE Magazine, Vol. 88, No. 11, Noviembre 2005, publicado por la Air Force Association.

Si lo que dice un informe del Pentágono es cierto, los sistemas robóticos provocarán una reestructuración de las flotas aéreas.
 

UAV
DURANTE LAS próximas dos décadas los aviones no tripulados realizarán una gama amplia de misiones. No siendo ya simplemente plataformas de reconocimiento, estos sistemas serán, en algunos casos, robots casi sensibles capaces de llevar a cabo puentes aéreos, ataques de larga distancia y hasta misiones de combate aire-aire.

Al menos eso es lo previsto en el nuevo "Mapa de Ruta de Sistemas de Aviones No Tripulados: (2005–2030)" del Pentágono, revelado en agosto.

Los aviones robots—antes llamados "vehículos aéreos no tripulados" y ahora llamados "sistemas de aviones no tripulados", o "UAS por sus siglas en inglés"—casi con seguridad desplazarán a otros aviones que hoy realizan misiones de larga duración; algo que se ha esperado por mucho tiempo. Sin embargo, la predicción confiada del informe sobre funciones más dinámicas y autónomas sugiere que podría ocurrir una amplia reestructuración de la flota de aviones militares de Estados Unidos.

De hecho, el Departamento de Defensa podría haber estado recortando los programas de aviones tripulados—especialmente cazas tales como el F/A-22 de la USAF y el F-35 de servicio conjunto—porque los líderes militares piensan que es factible obtener reemplazos no tripulados igualmente poderosos pero a menor costo.

El mapa de ruta predice explícitamente que se dispondría de aviones de caza no tripulados comparables al F/A-22 y al F-35 a menos de la mitad de la vida esperada de servicio de estos nuevos sistemas. 
J-UCAS
En esta imagen conceptual de Northrop Grumman, un J-UCAS de tipo furtivo lanza una bomba con guía satelital mientras que trabaja coordinadamente con aviones F/A-22.
El documento señala que los UASs han sido adoptados por los comandantes combatientes de todos los niveles, y la demanda supera ampliamente las capacidades que pueden producir los programas actuales. Los sistemas han incrementado dramáticamente el conocimiento del campo de batalla y han "ayudado a reducir la complejidad y el retardo de tiempo en la cadena de sensor-a-disparador para actuar sobre ‘inteligencia procesable’," dice el nuevo estudio. El avión también ofrece nuevas opciones para tareas cinéticas y pasivas.

Programas de rápido crecimiento

Al mismo tiempo, la gran demanda ha generado un torrente de desarrollo en todos los servicios. Programas de crecimiento rápido podrían fácilmente producir capacidades redundantes y desperdiciar recursos.

En el prólogo, los oficiales superiores informan que el mapa de ruta tiene por objeto guiar al Departamento de Defensa hacia una migración sistemática de capacidades de misión UAS, centradas en las necesidades más urgentes del combatiente de guerra.

Estos supervisores incluyen a Stephen A. Cambone, el subsecretario de defensa para inteligencia; el General Peter Pace de la Infantería de Marina, entonces vicepresidente (ahora presidente) de la Junta de Estado Mayor y el jefe del Consejo Supervisor de Requisitos Conjuntos; Kenneth J. Krieg, subsecretario de defensa para adquisiciones, tecnología y logística; y Linton Wells II, secretario adjunto interino de defensa para integración de redes y sistemas.

El mapa de ruta se dirige a los Secretarios de los servicios y a los jefes de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa y la Agencia de Inteligencia Geoespacial Nacional.

El documento de más de 200 páginas incluye un catálogo de los numerosos UASs en el inventario actual, y también una evaluación de sistemas extranjeros en servicio o en desarrollo. Asimismo, evalúa las tecnologías habilitadoras que están surgiendo para aumentar la flexibilidad y capacidad de los UAS. Tales tecnologías incluyen potencia de procesamiento por computadora y miniaturización.

Este informe también reconoce la existencia de algunas barreras importantes al logro de la visión, barreras como la reticencia de los oficiales del gobierno para ceder a una máquina la autoridad de lanzamiento de armas, o en el corto plazo, para permitir la operación de los UASs en el espacio aéreo civil. Otra consideración se centra en la confiabilidad de los sistemas, que han tenido una tendencia a estrellarse.

Según los líderes de la Fuerza Aérea, los oficiales del Pentágono deberían ser cautos y no apurarse en empujar los UASs a todas las misiones de área factibles. El Teniente General Donald J. Hoffman, asistente militar al secretario adjunto de la Fuerza Aérea para adquisiciones, dijo en un seminario sobre los UASs en el Congreso de los Estados Unidos, en septiembre, que la USAF no ve necesariamente una tremenda ventaja económica en poner los UASs en todas las funciones.

"Si es tan grande como para llevar a un hombre, nuestro análisis indica que se debe poner un hombre en él", dijo Hoffman. Ese punto de vista no está dirigido por la mentalidad del aviador, afirmó, sino por las compensaciones de costo al alcanzar el UAS el tamaño de un vehículo tripulado comparable. 
El Capitán Andy Beitz
Algunos aviones no tripulados vuelan autónomamente mientras que otros tienen pilotos remotos. Aquí, el Capitán Andy Beitz hace prácticas de vuelo
del Predator MQ-1. Un nuevo estudio del Pentágono expresa una preferen-
cia por los sistemas no tripulados siempre que sea posible.
Hoffman reconoció que se pueden construir UASs más pequeños, más livianos y más baratos eliminando las pantallas, el asiento de expulsión, y otros equipos que necesita el piloto en el avión.

Sin embargo, "lo que se ahorra retirando los aspectos fisiológicos, tiene que reemplazarse con mecanismos de conectividad" para asegurar el control positivo del vehículo y sus armamentos. En las aplicaciones de corto plazo, "es un intercambio; . . . no controlado por los costos" para eliminar al ser humano, el piloto de a bordo.

Del UAV al UAS

El mapa de ruta descarta el término UAV en favor del UAS porque tales plataformas deben estar conectadas a otros elementos para control y gestión así como para diseminar la "captación" de inteligencia. En su tercera iteración, el mapa de ruta por primera vez trata sobre el avión del "espacio cercano".

En una sesión informativa para reporteros, en agosto, el subdirector de la fuerza de tareas de planificación de UAS del Pentágono, Dyke Weatherington, observó que el mapa de ruta "no es un documento de presupuesto" sino un "mapa de ruta de tecnología". No ordena a "nadie a hacer nada", dijo.

No obstante, dijo también que el mapa de ruta se elaboró con la participación plena de cada servicio, y "hay un consenso sobre [sus] metas e iniciativas".

Los autores no creen que una sola entidad deba controlar o dirigir la multitud de programas UASs del Pentágono. Weatherington había dicho previamente a los reporteros que la selección de un agente ejecutivo para los sistemas no tripulados del Departamento de Defensa sería prematura.

Más bien, el DOD decidió que se debería crear dos organizaciones conjuntas: una para doctrina y conceptos, y la otra para desarrollo de equipos. (Ver "Washington Watch: Sorting Out the UAV Situation", septiembre, pág. 14.) La Fuerza Aérea había buscado obtener la condición de agente ejecutivo para los aviones no tripulados.

Con una participación anual en el presupuesto del DOD de unos 2 mil millones de dólares, los UASs representarán cerca de 13 mil millones de dólares en financiamiento de producción hasta el fin del plan de seis años que termina en 2011, y más de mil millones de dólares en financiamiento de operaciones durante el mismo período. En contraste, el Departamento de Defensa gastó durante toda la década de 1990 un total de sólo 3 mil millones de dólares en los UAS.

El mapa de ruta pone a los UASs en cuatro categorías: aeronaves grandes, de operaciones especiales, pequeñas y no tripuladas. Los UASs Grandes incluyen el Global Hawk y el Sistema de Combate Aéreo No Tripulado Conjunto. Los UASs de Operaciones Especiales son exclusivos para el Comando de Operaciones Especiales de los Estados Unidos. Los sistemas Pequeños son aquellos que pueden ser operados por una o dos personas. Los dirigibles son aeróstatos o zepelines.

Analizando las misiones que podrían realizar los UASs en el futuro, los autores del mapa de ruta establecieron los "temas", que indican claramente el potencial y el razonamiento de apoyo de lo que podría ser una transformación amplia de la aeronave en un contexto militar. 
Programa Falcon
Aquí se muestra un concepto de Lockheed Martin del Programa Falcon, que busca desarrollar los medios de llegar a cualquier lugar de la Tierra en menos de dos horas. Se está considerando los aviones no tripulados para casi cualquier misión, desde ataque hasta puente aéreo.
En primer lugar, dicen, los UASs han madurado hasta el punto en que ya no tienen que considerarse sólo para "misiones muy especiales" sino más bien para aplicación en toda la gama de actividades militares. Los autores dicen que "en lugar de preguntar, ‘¿Podemos encontrar una misión para este [UAS]?’ uno se preguntará, ‘¿Por qué aún utilizamos al ser humano en esta misión?’".

Segundo, los autores parecen dispuestos a dejar que las iniciativas comerciales satisfagan las necesidades futuras; aceptar capacidades por entregas parciales, en lugar de todo junto; y pensar en los UASs como activos desechables—que, hasta el momento, no ha sido el caso.

Soluciones diversas

"Una solución de 50 por ciento mañana es a menudo mejor que una solución de 70 a 80 por ciento dentro de tres años, y mejor que una solución de 95% dentro de 10 años", dicen los autores del estudio. "Las soluciones comerciales evitan el tener que usar dinero de desarrollo de defensa, lo que abre oportunidades para otros desarrollos", tales como pensar en los UASs como sistemas "consumibles" de corto plazo.

En lugar de comprar UASs en lotes grandes, se podría comprar cantidades mínimas y reemplazarlas o aumentarlas varios años después con modelos nuevos y mejorados. Los autores hacen la analogía con los televisores, los reproductores de DVD y las computadoras de escritorio—artículos que con frecuencia es más económico reemplazarlos que repararlos.

Los autores recomiendan entender bien la misión antes de desarrollar UAS para satisfacerlas, pues piensan que los UAS pueden equiparse con la cantidad exacta de capacidad necesaria—y no más.

Los autores advierten, "NO hacer un [UAS] y después encontrar una misión para el mismo . . . [ni] diseñar una aeronave poco observable y después tratar de determinar cómo conseguir que realice una misión de ataque o supresión de las defensas aéreas del enemigo (SEAD)".

Otro tema enfatizado es la visión de que el progreso en la miniaturización permitirá poner cada vez más capacidad en un paquete cada vez más pequeño. Se señala que las capacidades inherentes en la versión original del UAS Predator se pueden lograr ahora en el Shadow RQ-7, que es mucho más pequeño. Debido a la alta rotación en el desarrollo de los UAS, no será necesario construirlos con mucha capacidad de crecimiento.

El tema final es que los UAS "tienen potencial para resolver una amplia variedad de problemas difíciles que podrían no ser posibles si se intentan soluciones con plataformas tradicionales más grandes". En otras palabras, se preferirá automáticamente una solución de UAS en lugar de crear un sistema grande nuevo.

Concluye el informe que en el corto plazo el Departamento de Defensa debe centrar los UASs en las funciones de SEAD, ataque, ataque electrónico e inteligencia—vigilancia—reconocimiento. Se debería haber un esfuerzo coordinado para desarrollar enlaces de datos comunes seguros para operar las aeronaves y normalizar sus productos de ISR a fin de que sean compatibles con todos los sistemas de armamentos. Cualquier sistema debe ser capaz de usar los datos recopilados por cualquier otro UAS. 


UCAS
En la actualidad se cuenta con tecnologías para cambiar la forma de un avión en vuelo. Este concepto de Lockheed Martin muestra cómo un UCAS puede convertirse de una plataforma sensora de largo alcance en un avión de ataque de alta velocidad, en la misma misión.
Debe impulsarse fuertemente el desarrollo, en el corto plazo, de medios seguros y confiables de volar aeronaves no tripuladas en el espacio aéreo civil, de modo que la Administración de Aviación Federal se sienta cómoda con su uso. El avión no tripulado debe ser capaz de "ver y evitar" otros aviones con prontitud y también adquirir los medios de operar en tiempo inclemente.

El mapa de ruta observa que, en las operaciones urbanas, la geografía puede cambiar rápidamente ya que edificios, andamios y otros obstáculos pueden aparecer y desaparecer en el curso de días. Se tendría que actualizar constantemente la base de datos a bordo del UAS por medio de una función de mapeo geográfico global o se arriesgaría que se convierta en un instrumento "inútil" en un entorno urbano.

Los comandantes desean más

Según el mapa de ruta, los UASs son vistos como una respuesta principal para satisfacer las necesidades emergentes de los comandantes combatientes regionales. Cuando los comandantes listaron los 50 "vacíos de capacidad" más importantes en el proceso del presupuesto fiscal de 2006, "27 (54 por ciento) [eran] capacidades que actualmente están o podrían ser cubiertas por los UASs", y especificaron que los UASs eran la "solución deseada" en cuando menos cuatro de esas áreas.

Al ser encuestados, sobre todas las clases de UASs, los estados mayores de los comandantes clasificaron el "reconocimiento" como la misión No. 1 para la que deseaban los aviones no tripulados, siendo la designación de blancos de precisión el segundo o tercer producto más deseado.

El mapa de ruta predice que los UAS suplementarán e incluso reemplazarán a los aviones tripulados según la siguiente tabla cronológica de misiones:

• 2005–10: Relevo de comunicaciones y SEAD (reemplazando al avión con sistema de interferencias EA-6B con el Sistema Aéreo de Combate No Tripulado Conjunto, o J-UCAS).

• 2010–15: Recopilación de inteligencia de señales (Global Hawk), patrullaje marítimo (el sistema de Vigilancia Marítima de Área Amplia de la Marina) y ataque profundo (con J-UCAS).

• 2015–20: Reabastecimiento aéreo y SEAD/ ataque integrados.

• 2020–25: Gestión de vigilancia y de batalla (reemplazando a los E-3 AWACS y al E-8 Joint STARS), y misiones antiaéreas (reemplazando al F-15 y F-16 de la Fuerza Aérea y a los cazas de la Marina).

• 2025–30: Puente aéreo (reemplazando al C-5, C-17 y C-130) y ataque/SEAD/defensa antiaérea integrados (reemplazando al F/A-22 de la Fuerza Aérea y a los F/A-18E/F de la Marina).

En la última categoría, es digno mencionar que los 180 F/A-22 planeados actualmente en el inventario de la Fuerza Aérea habrán promediado menos de 20 años de servicio cuando los sistemas no tripulados (según el informe) estén disponibles para reemplazarlos. Eso es menos de la mitad de su vida de servicio esperada. 
Vehículo no tripulado
Otra versión de un avión con capacidad de transformación es este vehículo no tripulado que está investigando la
 NASA, mostrado aquí en una concepción artística. En 
lugar de doblarse, las superficies cambiarían el contorno, combinándose o separándose para optimizar la misión.
¿Cómo puede ser posible reemplazar pilotos con robots? El mapa de ruta sostiene que el cerebro humano tiene una "capacidad" de unos 100 millones de MIPS (millones de instrucciones por segundo) y 100 millones de megabytes de memoria, y que está cerca el momento en que los procesadores puedan lograr este nivel de función. Los autores observan que la Ley de Moore, que predice una duplicación de potencia de computación cada 18 meses, indica que las computadoras alcanzarán el nivel de procesamiento del cerebro humano en el año 2015, aunque "otros estiman que la capacidad de memoria de un PC igualará a la memoria humana más hacia el año 2030".

Además, "hacia el 2030, el costo de un procesador de 100 millones de MIPS debe aproximarse a 10.000 dólares", lo que quiere decir que un cerebro artificial equivalente al humano podría ser un "componente" asequible en un UAS.

El estudio añade: "En cuanto a inculcar el adiestramiento y la experiencia del piloto de caza en el cerebro de un robot, el equivalente de la escuela Top Gun del J-UCAS de mañana, esto será cuestión de una descarga rápida en segundos de datos después del vuelo".

Esos procesadores serán bastante más pequeños que los actuales, prosigue el mapa de ruta, y probablemente se mejoren mediante "procesadores ópticos, bioquímicos, de conmutación de interferencia cuántica, . . . y moleculares (‘melotronics’), o alguna combinación de ellos, para lograr memorias más rápidas y más grandes".

El mapa de ruta contiene una serie de evaluaciones de tecnologías punta, junto con recomendaciones sobre qué áreas deben recibir financiamiento y atención especial.

El cuello de botella del ancho de banda

Al contemplar el uso de grandes flotas de UASs, los oficiales sienten gran preocupación sobre la cantidad de ancho de banda electrónica disponible para enviar señales de control a los vehículos y recibir y distribuir los hallazgos de sus sensores. El mapa de ruta prevé una solución autorregenerable para este problema.

"Con el tiempo, la potencia de procesamiento a bordo superará la capacidad del enlace de datos y permitirá que los [UAS] transfieran los resultados de sus datos a tierra para la toma de decisiones", dice el informe. "En ese momento, los requisitos de velocidad del enlace de datos en ciertas aplicaciones, en particular la recopilación de imágenes, deberán disminuir significativamente".

Dentro de veinte años, los UAS tal vez se parezcan muy poco a los actuales, muchos de los cuales no parecerían fuera de sitio en una demostración de aficionados de aviones controlados por radio. Para proporcionar materiales más livianos y fuertes, el mapa de ruta prevé el uso de "polímeros transgenéticos" con "una carga de rotura doble de la del acero y aún . . . 25% más ligeros que los compuestos de carbón". Estos aviones también serán capaces de alterar su forma en vuelo, transformándose constantemente para lograr mejor velocidad, mayor duración o menor sección transversal al radar.

También se fabricarán con microcápsulas de "goma" que permitirán que el avión se repare a sí mismo si sufre daños en vuelo. No será un parche sino una regeneración a la "condición original". Los autores recomiendan invertir en la investigación de tales materiales.

De manera similar, el mapa de ruta prevé antenas que "se pueden rociar sobre una superficie", eliminando el peso y el consumo de potencia de los sistemas existentes. Los factores humanos y la investigación de simulación también harán posible que un operador humano remoto reciba una gama organizada de indicaciones que permita lograr una presencia virtual en el UAS. "El piloto de [UAS] del futuro hará la transición de ver el avión a ser el avión".

Los sistemas impulsores de los UAS del futuro variarán en potencia y complejidad tanto como los aviones mismos. El mapa de ruta sugiere invertir en una amplia variedad de mecanismos de propulsión, que varían desde estatorreactores (scramjets) y celdas de combustible hasta "músculos químicos reciprocantes, potencia transmitida por haces, e incluso isótopos nucleares". Se pone atención especial en los sistemas fotovoltáicos (potencia solar) y sistemas propulsores de consumo reducido de combustible, que pueden ampliar la duración y el alcance en 100 por ciento.

Los UASs del futuro podrán emplear técnicas hiperespectrales de generación de imágenes a grandes distancias, ver debajo de la superficie de la tierra, y distinguir entre tipos de vehículos e incluso personas, siguiendo listas de prioridad sin perder la capacidad de explotar blancos de oportunidad.

Reducción hasta 1.800 dólares por libra

Una meta importante (y un determinante de diseño) será reducir el costo por libra de carga útil que pueden transportar los UASs. El costo actual de llevar sensores en un UAS medio es de aproximadamente 8.000 dólares por libra. En comparación, el costo por libra de carga útil del F-35 Joint Strike Fighter es de 7.300 dólares. En el J-UCAS, la meta es de 5.500 dólares por libra de carga útil, y la meta de largo plazo es reducir ese costo a 1.800 dólares por libra en la flota de UAS.

Bobby W. Smart, director para programas de dominación de información de la USAF, observó que sólo el fuselaje el Global Hawk, por ejemplo, cuesta "entre 40 y 50 millones de dólares por unidad", mientras que el paquete sensor a bordo cuesta 10 millones de dólares. Como el Global Hawk consume mucha mano de obra (necesaria en las operaciones y el mantenimiento de la aeronave y sus sistemas, y la gente necesaria para filtrar sus datos, analizarlos y diseminarlos), el costo del ciclo de vida de algunos de los UASs más grandes "no es trivial".

Hoffman, señaló que los UASs se fabrican con mayor costo y complejidad debido a la necesidad de dotar a la aeronave de "comunicaciones encriptadas", o comunicaciones que no se puedan interferir. "Debe cerciorarse de que sólo usted lo pueda controlar", anotó, "especialmente cuando está armado". 
UAS recuperable y reutilizable
Las diferencias entre un UAS y un misil son difusas. Este concepto muestra un UAS recuperable y reutilizable (MINION de Lockheed Martin) usado para merodear sobre el campo de batalla y atacar blancos que surjan en el momento.
Según Hoffman, uno de los retos más importantes al uso generalizado de los UASs será el espectro de frecuencia. Dentro de Estados Unidos, "hemos vendido gran parte del espectro de frecuencias" a los teléfonos móviles, comunicaciones satelitales, TV de alta definición y otros. El uso generalizado de los UASs requerirá un área nueva de competencia básica, que Hoffman llamó "dominación de frecuencias", o que se consiga que los demás usuarios abandonen la frecuencia cuando se opera en una zona de batalla. Aunque eso es posible sobre el territorio de un enemigo, "no podemos hacerlo en Corea [del Sur]", por ejemplo, en los ejercicios de tiempo de paz.

Haciendo eco del mapa de ruta, Hoffman también señaló que no se ha descubierto aún cómo eliminar el conflicto de lo que serían cientos o miles de UASs merodeando en el campo de batalla. El costo aumentará "para incluir sistemas que les impida chocar con cosas . . . o estrellarse entre sí".

En una de sus últimas entrevistas como Jefe del Comando Conjunto de la Fuerza Aérea, el General John P. Jumper, en agosto, refiriéndose al dilema de tripulado/no tripulado dijo que "Es difícil definir cuáles serán las proporciones correctas". Él anticipa que los ataques de larga distancia serán una misión natural del UAS, y también la misión de ISR. Se resiste a asignar la misión de combate aire-aire, por ejemplo, a un UAS hasta que se pueda demostrar que "no afectará la calidad de lo que ahora tenemos al disponer de los pilotos mejor adiestrados del mundo".

Sin embargo, si la tecnología los supera, él no se opone a que los UASs también asuman el trabajo del piloto de caza.

"Eso es lo importante de nuestro sistema: Una vez que se demuestre que puede hacer el trabajo y puede competir, entonces haremos esas transiciones si es pertinente".


A la velocidad que avanza la ciencia, algún día los cohetes y los misiles serán lentos como los búfalos—pastando en la negra hierba del espacio exterior.                                                                                                                                                                                                               —Bernard Cooper

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