Leger volgt tech: de wapens van morgen

Nieuwe wapens Vroeger liep het leger voorop bij technologische ontwikkelingen. Nu volgt de krijgsmacht de tech-sector. Artificiële intelligentie is overal.

Een blauwdruk van een machineonderdeel.
Een blauwdruk van een machineonderdeel. Foto Getty Images

Van superstille onderzeeboten tot tanks die krachtiger zijn dan ooit en van ongekend krachtig kruit tot slimme forensische technieken waarmee je bommenmakers kunt identificeren – de catalogus van vernieuwde en nieuwe wapens is vuistdik.

Hét wapen van de toekomst, zo denken vrijwel alle militaire experts, is echter kunstmatige intelligentie (KI). Dat is de verzamelnaam voor computersoftware, die gevoed met een oceaan aan data zelf kan redeneren en leert om bijvoorbeeld patronen te herkennen, doelen te selecteren en zelfs aan te vallen. „Maar niemand weet wat KI precies zal kunnen en niemand weet wat de mens er vervolgens mee gaat doen”, zei de Duitse defensie-expert Ulrike Franke onlangs in een podcast van de universiteit van Oxford. Aannemelijk is wel dat KI niet zozeer een zelfstandig wapen zal worden, als wel een cruciaal onderdeel van vrijwel elk wapensysteem – of dat een verkenningsdrone is of een systeem om een gevechtsvliegtuig te laten landen op een vliegdekschep.

Door de (verdere) opmars van informatie- en communicatietechnologie in de oorlogsvoering, is de krijgsmacht bij technologische ontwikkelingen de rol van voortrekker kwijtgeraakt. Veel civiele techniek is ooit ontstaan in de krijgsmacht, zoals internet. Tegenwoordig zijn grote tech-bedrijven de aanjager van technologische ontwikkelingen, die eerst worden gebruikt voor de burgermaatschappij en dan pas voor het leger.

Terwijl in Zweden en Californië al lang zelfrijdende auto’s rondrijden, is op de kazerne van Oirschot voorzichtig begonnen met het testen van zelfrijdende voertuigen – met hulp van civiele ingenieurs. Dat laatste laat zien dat er ook in Nederland een en ander gebeurt bij de ontwikkeling van wapens. Vanouds is Nederland sterk in radartechnologie en de bouw van hypermoderne oorlogsschepen. Vooraanstaande onderzoeksinstituten als TNO en het Nederlands Lucht- en Ruimtevaartcentrum (NLR) hebben een grote militaire tak. Hieronder een selectie van wapens van de toekomst, waarbij TNO of NLR zijn betrokken – al is het maar bij de verdediging tegen die wapens.

Hypersone raketten

Rusland, China en de Verenigde Staten ontwikkelen hypersone raketten, die met minimaal vijf keer de geluidssnelheid vliegen (6.000 tot 28.000 kilometer per uur). In hoeverre de hypersone raketten nu al echt operationeel zijn is onduidelijk, maar experts twijfelen er niet aan dat de superraketten komen. De luchtafweer is kansloos tegen hypersone raketten en is alleen berekend op de huidige kruisraketten en ballistische raketten.

Kruisraketten worden aangedreven met een straalmotor, vliegen langzamer dan de geluidsnelheid, door de dampkring. De raketten manoeuvreren en worden daarom onderschept met een ‘warhead’, een raket met zo’n krachtig explosief dat ook een ontploffing in de buurt van het doel al voldoende schade geeft.

Ballistische raketten worden met grote kracht afgeschoten, zijn sneller dan het geluid en naderen met een boog hun doel, van buiten de dampkring. De raketten manoeuvreren niet en kunnen daarom gericht uit de lucht worden geschoten: hit-to-kill.

Hypersone raketten zijn niet alleen snel, maar kunnen mogelijk met hulp van kunstmatige intelligentie ook zelf manoeuvreren. Daardoor zijn ze ongrijpbaar voor de warhead-raket hoog in de lucht. Alleen dicht bij de aarde is onderschepping in principe mogelijk met de huidige afweerraketten, maar wel heel lastig doordat die veel langzamer vliegen.

De bescherming is een ingewikkelde puzzel voor Nederlandse onderzoeksinstituten zoals TNO en NLR. Ze werken aan onder meer verbetering van radartechnologie, van voortstuwing van onderscheppingsraketten en van computermodellen die voorspellen waar raketten terechtkomen. Maar een pasklaar antwoord op de hypersone raket is er nog niet.

3D-printers

Bij de missie van de Verenigde Naties in Mali (2014-2019) hadden Nederlandse militairen een 3D-printer, die dag en nacht draaide in een container in het kamp. Met een computer maakten de militairen een plaatje van het gewenste gebruiksvoorwerp en enige uren later kwam dat uit de printer: een kunststoffen wapenhouder voor op de jeep of een houder voor een gps-ontvanger op een quad.

Op de militaire basis werd gebruikt gemaakt van een commercieel verkrijgbare printer, die simpel te bedienen is. Deze printer kan tijdens het printen een koolstofvezel leggen. Dat is een versterking van de kunststof die heet en vloeibaar de printerkop verlaat en dan hard wordt in de juist vorm.

3D-printen kan bij een missie op veel manieren nuttig zijn, zegt TNO-onderzoeker Joost van Lingen: „Fabrikanten van voertuigen leveren onderdelen soms maar twintig jaar, terwijl de voertuigen dertig jaar moeten meegaan. Met een 3D-printer kun je nieuwe onderdelen zelf ter plekke maken.” Een nachtkijker kan na een half uur onverdraaglijk zwaar op het hoofd drukken en dan vooral op de jukbeenderen. Van Lingen: „Met een printer kan voor een individuele militair een passend masker worden gemaakt, waarmee de nachtkijker op een veel groter deel van het gezicht rust en dus minder druk uitoefent.”

Met een 3D-printer kun je ook wapens maken. Zo heeft TNO als eerste ter wereld ‘kruit’ geprint. Dat bestaat uit een ‘energetisch materiaal’ – welk is geheim – in een matrix van kunststof, dat in een speciale vorm wordt geprint. Hierdoor verbrandt het ‘kruit’ nog sneller. Door de snelle verbranding wordt er een hoge druk opgebouwd in de loop van het vuurwapen. De kogel wordt harder uit de loop gestuwd en komt nog verder.

Laserkanon

Het klinkt als een wapen uit een science-fictionfilm, maar ook in werkelijkheid werken landen als de VS, Rusland, China, Frankrijk, Duitsland, Israël én Nederland aan zogeheten High Energy Laser. Bij deze technologie worden met een generator geconcentreerde en zeer energierijke bundels van onzichtbaar licht opgewekt, waarmee je snel metaal kunt laten smelten.

In principe kun je met laserbundels tanks uitschakelen, net als drones en zelfs supersnelle raketten. De bundels verplaatsen zich namelijk met de snelheid van het licht, zijn nauwkeurig te richten en zijn heel wendbaar. Het ‘afschieten’ van een laserstraal kan ook voor een paar dollar, terwijl bijvoorbeeld één Patriot-raket 3 miljoen dollar kost.

Voor het onderzoek aan energierijke lasers hebben TNO en NLR hebben elk een eigen laboratorium, met een laser. De sterkste daarvan, bij TNO, kan over een afstand van tientallen meters in enkele seconden een gat branden in een dikke metalen plaat.

Dat is niet meer dan een begin. Bij het laboratoriumexperiment wordt maximaal 30 kilowatt opgewekt, terwijl meer nodig is om over grote afstand drones uit de lucht te halen. „Al gauw 30 tot 40 kilowatt”, zegt TNO-onderzoeker Federica Valente. „De Amerikanen werken nu aan wapens van 100 tot 300 kilowatt.” Voor het opwekken van zoveel energie zijn grote generatoren nodig. Die kunnen vooralsnog alleen worden geplaatst op een vaste plek aan land of op een schip, niet op kleinere mobiele eenheden.

Een andere uitdaging zijn de weersomstandigheden die de geconcentreerde bundels verstrooien. „Daarvoor moet je corrigeren”, zegt Valente, „maar hoe je dat doet, zijn we aan het uitzoeken.” Ook bijvoorbeeld de koeling is lastig, omdat er bij hoog vermogen heel veel warmte vrijkomt.

Autonome wapensystemen

Zuid-Korea heeft aan de grens met Noord-Korea de SGR-A1, een vaste robot met een machinegeweer en granaatwerper, die mensen kan detecteren en eventueel beschieten. Israël heeft de Harpy, een drone met een explosieve kop van 15 kilo, die zelfstandig radarinstallaties opspoort en vernietigt. De VS werkt aan de Seahunter, een zelfnavigerende boot die vijandelijke onderzeeboten kan opsporen.

In deze wedloop van onbemande wapensystemen, die mogelijk zijn door kunstmatige intelligentie, behoort Nederland niet tot de voorhoede. Wel hebben TNO en NLR een groot onderzoeksprogramma voor ‘counter drones’, voor de verdediging tegen een luchtaanval met onbemande wapensystemen. Nederland loopt bovendien voorop bij het nadenken over hoe (westerse) samenlevingen in de toekomst moeten omgaan met onbemande wapensystemen.

De vredesorganisatie PAX voert al een tijdje campagne tegen wat de ‘killer robots’ wordt genoemd. Net zoals eerder is gebeurd met chemische en biologische wapens, zou de ontwikkeling van autonome wapensystemen met een internationaal verdrag gestaakt moeten worden. De toekomstnachtmerrie van PAX is een veelheid aan autonome wapens die zonder de tussenkomst van een mens besluiten om een aanval uit te voeren op een militair doel of zelfs op een persoon.

Dat moeten we ook niet willen, vindt TNO: de mens moet ook bij autonome wapens altijd het laatste woord hebben. Voor deze ‘betekenisvolle menselijke controle’ heeft TNO een raamwerk van regels en instituties ontworpen, inclusief toetsing door de rechter „Zo’n raamwerk moet voldoende waarborg bieden voor de voortdurende betrokkenheid van de mens”, zegt onderzoeker Pieter Elands.