Magazine
nationale veiligheid en crisisbeheersing
jaargang 10 | nummer 3 | juni 2012
Thema: Ruimte en nationale veiligheid
Continuïteit van telecommunicatiediensten
Nieuwe prioriteiten Nationale Veiligheid
Bovenregionale samenwerking bij crises
Het Magazine nationale veiligheid en crisisbeheersing is een tweemaandelijkse uitgave van de Nationaal Coördinator Terrorisme- bestrijding en Veiligheid van het Ministerie van Veiligheid en Justitie.
Het blad informeert, signaleert en biedt een platform aan bestuurders en professionals over beleidsontwikkeling, innovatie, uitvoering en evaluatie ten aanzien van nationale veiligheid en crisisbeheersing.
De uitgever is het niet noodzakelijkerwijs eens met de inhoud van gepubliceerde bijdragen.
De verantwoordelijkheid en aansprakelijkheid voor de inhoud van de artikelen berust bij de auteurs.
OverIge Onderwerpen
22 | Vitale sectoren getoetst op veerkracht 24 | Beschikbaarheid van communicatie- netwerken 26 | Mobiel bellen een vitaal belang 28 | Brand bij Vodafone – grote gevolgen voor Rijksoverheid 29 | Kabinet stelt nieuwe prioriteiten Nationale Veiligheid 31 | E-learning KWAS 32 | Sociaal calamiteitenplan: nuttige aanvulling op rampenplan 33 | Handelingskader en database Polarisatie en Radicalisering 34 | Onzekerheids- intolerantie 36 | Omgaan met mogelijke gezondheidseffecten van electromagnetische velden 38 | 5 over 12: hoe Nederland sterker uit de crisis kan komen 40 | Met het oog op privacy 42 | Over samenwerken overheden bij rampen en crises 44 | Commissie evalueert Wet veiligheidsregio’s en stelsel rampenbestrijding en crisisbeheersing 44 | Het Stelsel Bewaken en Beveiligen na Fortuyn 45 | The Hague Security Delta 46 | Vernieuwde website crisis.nl 47 | Nieuw instellingsbesluit ministeriële commissie Crisisbeheersing 48 | Als de dienst er op zit 50 | Nodig of overbodig? Een bezinning op de bevolkingszorg 52 | E-sponder – naar de first responder van de toekomst 54 | Integrale veiligheid in het hoger onderwijs 56 | Verslag conferentie Publiek geweld! 58 | Een mooie sportzomer!
Thema: rUImTe en naTIOnaLe veILIgheId
3 | Introductiecolumn (Ger Nieuwpoort, Netherlands Space Office) 4 | De ruimte en nationale veiligheid: een bewustwordingsproces 6 | Wat als de zon het licht uitdoet?
8 | De Amerikaanse strategische visie op veiligheid in de ruimte 10 | Ruimteweer: een nieuwe bedreiging voor vitale infrastructuur 12 | Handvest Ruimtevaart en grote rampen 13 | GMES: Europees monitoringssysteem voor milieu en veiligheid 16 | GPS: verslaafd aan iets onfeilbaars? 18 | Risico’s en maatregelen satellietuitval: nationale risicobeoordeling 20 | Galileo - PRS: één van de antwoorden op kwetsbaarheid van satellietnavigatie 21 | Dijkmonitoring van satellieten 60 | Vier vragen aan: André Kuipers
Omslagfot0:
ESA
Magazine nationale veiligheid en crisisbeheersing juni 2012 3 Ruimtevaart spreekt nog altijd enorm tot de
verbeelding. Ruimtemissies, zoals die van André Kuipers, doen ons beseffen wat een unieke plek in het universum onze planeet is. De foto’s die André twittert laten zien dat de aarde één groot natuurfenomeen is en dat grenzen tussen naties ‘slechts’ kunstma- tig zijn.
Het is fantastisch dat ruimtevaart ons deze uitzichten en inzichten geeft. Maar minstens zo belangrijk is de ontwikkeling die zich minder zichtbaar heeft afgespeeld in de ruimtevaart, de afgelopen decennia.
De aarde is inmiddels omringd door een grote hoeveelheid satellieten. Samen zorgen ze voor toepassingen die bepalend zijn voor het dagelijks leven op aarde.
Navigatie, communicatie, weersverwachtin- gen, we vinden het de normaalste zaak van de wereld. Maar zonder ruimtevaart had het er allemaal heel anders uitgezien.
Ruimtevaart, nog maar 5 decennia jong, is door de pioniersjaren heen. Veel ruimte- vaarttechnologie is inmiddels volwassen, heeft zich bewezen en kan zich dus richten op de vraag vanuit de markt en de vraag- stukken vanuit de maatschappij.
Veiligheid is zonder twijfel één van de belangrijkste vraagstukken van dit moment.
Een aantal actuele issues op dit terrein passeert de revue in het themakatern
“Ruimte en nationale veiligheid” van dit Magazine. Veiligheid is gebaat bij snelle toegang tot betrouwbare en actuele informatie. Dat geldt voor preventie, maar ook in het geval van een acute calamiteit.
Met het groeiend aantal satellieten gaan satellietdata een steeds belangrijkere rol spelen in de informatievoorziening.
Het ontwikkelen van de benodigde ruimte-infrastructuur pakken we internatio- naal aan. Europa werkt aan het Global Monitoring for Environment and Security systeem (GMES). Data vanuit de ruimte, de lucht, vanaf het water en het land moeten samen een informatiesysteem opleveren waarmee snel de juiste acties en beslissin- gen kunnen worden genomen in het belang van de veiligheid. Vanaf 2013 lanceert de Europese ruimtevaartorganisatie een reeks satellieten, de Sentinels, als onderdeel van het ruimtesegment van GMES.
Uiteindelijk zullen de gevolgen van deze internationale samenwerking ook heel lokaal merkbaar zijn, bijvoorbeeld op gemeenteniveau. Een burgemeester die geconfronteerd wordt met een calamiteit, bijvoorbeeld de ontsnapping van een chloorwolk, zal over een aantal jaar door satellietdata een stuk sneller en beter op de hoogte zijn van de omvang van de ramp en de mogelijke gevolgen. Een permanente
stroom van satellietbeelden met een hoge resolutie zorgt er voor dat er altijd een actueel en gedetailleerd beeld is van de omgeving van de ramp. Dit, gecombineerd met de precieze meteorologische informa- tie, maakt het voor een burgemeester mogelijk om razendsnel te beslissen over bijvoorbeeld welke wijken als eerste te ontruimen. Satellieten gaan hier dus echt een verbetering opleveren, net zoals ze een belangrijke rol gaan spelen bij het controle- ren van de dijken en het volgen van het waterpeil.
Sleutel voor verbetering is het slim koppelen van de verschillende informatie- bronnen. Ik noem het ‘data fusion’.
Ruimtevaart is weliswaar een informatie- bron die de komende jaren een enorme vlucht gaat nemen, het is ook slechts één van de verschillende bronnen. Daarom is het zo belangrijk dat we nationaal de samenwerking zoeken met andere dataleve- ranciers en de uiteindelijke gebruikers van de informatie. Het Netherlands Space Office speelt hier nu al een actieve rol in, onder andere door nu al satellietdata toegankelijk te maken voor gebruik via het recent geopende Nationaal Satellietdataportaal.
Ik ben heel blij dat André Kuipers, als levende satelliet, nog eens de spotlight zet op de mogelijkheden van ruimtevaart. Dat is heel belangrijk voor de bewustwording.
Maar uiteindelijk zullen we hier op aarde het uiterste uit satellietdata moeten halen, door ze goed af te stemmen op de behoef- ten van gebruikers ervan en door ze slim te combineren met andere informatiebron- nen. En zo draagt ruimtevaart bij aan ons welzijn, onze welvaart en onze veiligheid.
Bijna iedereen kent wel een ruimtevaartgebeurtenis die hem op het netvlies gebrand staat. Voor veel mensen van mijn generatie is dat de eerste stap op de maan. Voor anderen is dat de lancering van de eerste space shuttle en ik denk dat heel veel jonge mensen nu hún ruimtevaartgebeurtenis beleven met de huidige missie van ‘onze’ astronaut André Kuipers.
Ruimte en nationale veiligheid
Ger Nieuwpoort,
directeur Netherlands Space Office
Ruimte en nationale
Gebruik van de ruimte
Sinds de jaren ’50 van de vorige eeuw heeft het gebruik van de ruimte een enorme vlucht genomen. Was aanvankelijk de verkenning van de ruimte en diverse hemellichamen een belangrijke drijfveer, met het toenemen van kennis, ervaring en technologische ontwikkelingen kwamen steeds meer gebruiksmogelijk- heden in beeld. Vanaf het begin is sprake geweest van een overlap tussen militaire en civiele toepassingen.
Een waarnemingssatelliet kon worden ingezet voor
“spionage”, maar ook voor cartografische of meteorolo- gische doeleinden. De relatie tussen militair en civiel gebruik van de ruimte is altijd blijven bestaan. Als we ons tot satellieten beperken, dan zien we grofweg drie soorten toepassingen: communicatie, observatie en navigatie. Deze drie toepassingen zijn van grote invloed op ons dagelijks leven.
Nederland is een ruimtevaartland. Dat komt niet alleen door André Kuipers, die zich regelmatig vanuit de ruimte laat horen.
Ook het feit dat sinds 4 jaar een Nederlandse nano-satelliet in alle stilte zijn werk doet in een lage baan om de aarde is niet de hoofdreden. De belangrijkste reden dat Nederland een
ruimtevaartland is wordt gevormd door gewone Nederlanders, zoals u en ik! Maar daar zijn we ons vaak niet van bewust.
Kolonel (KLu) Peter Wijninga, The Hague Centre for Strategic Studies
een bewustwordingsproces De ruimte en
nationale veiligheid:
Communicatie
We bellen tegenwoordig de hele wereld over, maar we realiseren ons niet dat we daarbij bijna volledig afhankelijk zijn van satellieten die onze gesprekken opvangen en doorzenden naar andere plekken op de wereldbol. We denken pas weer na over satellieten als we een schotelantenne kopen voor onze televisie en we daarbij in de handleiding lezen hoe we de schotel moeten richten op welke satelliet. Wereldwijde communicatie via satellieten is een aspect van het dagelijks leven waar we niet altijd bij stilstaan. Maar we kunnen niet meer zonder.
Observatie
De enorme ontwikkeling op het gebied van waarne- mingsatellieten heeft geleid tot toepassingen voor het volgen van weersontwikkelingen, bodemonderzoek, detectie en opsporing van wapentuig, detectie van tsunami’s na aardbevingen en dijkbewaking. De waarnemingsmiddelen zijn niet meer puur visueel, maar bestaan uit verschillende toepassingen van radar en electro-optische waarnemingsapparatuur, waaronder infra-rood camera’s. Het KNMI doet geen weervoorspel- lingen zonder gebruik van satellietbeelden; stormwaar- schuwingen komen mede tot stand dankzij satellieten.
Satellietwaarnemingen dragen ook bij aan een beter beeld van de zwakke plekken in onze dijken. Ze stellen nationale en lokale autoriteiten in staat te anticiperen op overlast of zelfs calamiteiten. Ook hier geldt: we zijn er ons niet altijd van bewust, maar we kunnen niet meer zonder.
Navigatie
De navigatiesatelliet valt niet meer weg te denken uit ons dagelijks leven. Ons drukke 21ste eeuwse leven wordt gekenmerkt door gebrek aan tijd en ruimte.
Tijdigheid en nauwkeurigheid is van groot belang voor ons. Niet voor niets is het belangrijkste element van navigatiesatellieten een atoomklok die zo nauwkeurig is dat de afwijking veelal slechts 1 seconde per 30 miljoen jaar bedraagt.
Het meest bekende satellietnavigatiesysteem, het Amerikaanse Global Positioning System (GPS), werd oorspronkelijk ontwikkeld voor navigatie van militaire
een bewustwordingsproces
eenheden, schepen en vliegtuigen, maar is sinds geruime tijd ook beschikbaar gesteld voor civiel gebruik. Iedere GPS-satelliet heeft drie of vier atoom- klokken aan boord die tot op enkele nanosecondes nauwkeurig de tijd bij houden. Deze tijd en de exacte positie van de satelliet worden meegezonden met het GPS-signaal. Uit deze gegevens en uit de looptijd van het signaal kan met vier satellieten de exacte positie in drie dimensies herleid worden van uw TomTom, het ingebouwde navigatiesysteem van uw auto of van uw mobiele telefoon of uw handheld GPS-ontvanger die u tijdens lange wandelingen of geocaching gebruikt.
GPS wordt inmiddels op zulke grote schaal militair en civiel gebruikt, dat er sprake is van verregaande afhankelijkheid. Dat heeft niet alleen implicaties voor onze privéautoritten, maar ook voor civiele hulpdien- sten en -middelen die voor hun plaatsbepaling afhankelijk zijn van GPS. De zeggenschap over GPS ligt volledig bij de VS. De EU is daarom bezig met een Europees satellietnavigatiesysteem, Galileo. Hiernaast heeft de EU vanaf 2004 een netwerk, EGNOS, ontworpen waarmee de nauwkeurigheid en integriteit van GPS in Europa nog wordt vergroot. Er bestaat ook een Russisch satellietnavigatiesysteem, GLONASS (GLObal NAvigation Satellite System) en ook in China wordt inmiddels gewerkt aan een navigatiesysteem, aangeduid als
‘Compass’. Het klinkt eentonig, maar we kunnen ook niet meer zonder GPS. We zijn er erg afhankelijk van geworden.
Afhankelijkheid leidt tot kwetsbaarheid In deze door efficiëntie gedreven moderne wereld vertrekt geen schip, vliegtuig en bijna geen auto zonder gebruik te maken van capaciteiten die zich in de ruimte bevinden. We zijn ons echter onvoldoende bewust hoe afhankelijk we in ons dagelijks leven zijn van ruimtesy- stemen. Afhankelijkheid houdt een zekere mate van kwetsbaarheid in. Maar het niet bewust zijn van die afhankelijkheid en de risico’s is ronduit gevaarlijk. Zo realiseren we ons te weinig dat de satellieten waarvan we in ons dagelijks leven zo afhankelijk zijn kunnen uitvallen door technisch falen, zonneactiviteit en menselijk handelen. Uitval zal over het algemeen van lange duur zijn en herstel kostbaar. Het feit dat we ons juist hiervan onvoldoende bewust zijn, maakt ons gevaarlijk kwetsbaar.
Nationale veiligheid
Gebruik van middelen in de ruimte geschiedt op basis van een ruimte-infrastructuur, bestaande uit satellieten, ontvangers en antennes op de grond, vast of mobiel.
Indien uw TomTom uitvalt, zult u naar het tankstation moeten rijden voor een wegenkaart. Maar voor communicatie- en bevelvoeringsystemen, voor mobiele eenheden, voertuigen, vaartuigen en vliegtuigen die
deel uitmaken van onze nationale veiligheids- en verdedigingsstructuur, kan satellietuitval rampzalig zijn.
Juist door de grote mate van afhankelijkheid moeten we de ruimte-infrastructuur ook tot onze vitale infrastruc- tuur rekenen. Als we ons realiseren dat onze afhanke- lijkheid van de ruimte in de toekomst alleen maar gaat toenemen, behoeft het nauwelijks betoog dat we ons moeten voorbereiden op maatregelen om de ruimte- infrastructuur beter te beschermen, maar ook om alternatieven achter de hand te hebben. We moeten onze kwetsbaarheid voor satellietuitval verkleinen. Dat gaat niet zomaar. Er gaat een bewustwordingsproces aan vooraf. Het is een kwestie van nationale veiligheid.
Beveiliging
De blijvende relatie tussen civiel en militair gebruik van de ruimte is al eerder aangehaald. Van nature is de krijgsmacht geneigd haar eigen operaties en de ondersteunende middelen zelf te beveiligen. Gelet op de overlap tussen militair en civiel gebruik van
ruimte-infrastructuur, is het echter van groot belang dat de beveiliging van satellietinfrastructuur een zaak wordt voor civiel-militaire samenwerking. Daarbij moet natuurlijk worden gekeken naar het beter bestand maken van satellieten tegen zonneactiviteit, naar inzet van alternatieven bij uitval en naar maatregelen om het actief storen van satellieten tegen te gaan. De Algemene en Militaire Inlichtingen en Veiligheidsdiensten (AIVD en MIVD) kunnen zich gezamenlijk richten op het in kaart brengen en volgen van personen of groepen die een gevaar kunnen vormen voor onze satellietinfra- structuur en die van onze bondgenoten. Een zuiver militaire benadering zou zich kunnen richten op het fysiek beveiligen – en desnoods verdedigen – van ruimte-infrastructuur op de grond, zoals grondstations, satellietcommunicatiecentra, etc.
Ook indien uitval toch plaats zou vinden met mogelijk desastreuze gevolgen, ligt er een grote taak voor zowel de civiele crisisbeheersingsinstanties als de krijgsmacht.
Scenario’s zouden daarvoor moeten worden uitgewerkt en beoefend. Dat kost tijd en geld, maar het belang is groot genoeg. Ook dat is een kwestie van nationale veiligheid.
Magazine nationale veiligheid en crisisbeheersing juni 2012 5
Ruimte en nationale veiligheid
Voor het leven op aarde speelt het aardmagnetisch veld een cruciale rol om ons tegen deze stroom geladen deeltjes te beschermen. In extreme situaties merken we de effecten van ruimteweer zelfs op aarde. Inzicht in het ruimteweer is daarom belangrijk om tijdig te kunnen beoordelen of zonneactiviteit invloed kan uitoefenen op de aarde en de technologische activiteiten van de mens.
Zonneactiviteit
Zonneactiviteit is ontdekt door de waarneming van zonnevlekken en sinds Galileo Galilei (1564-1642) zijn deze zonnevlekken systematisch waargenomen. Al in de negentiende eeuw is ontdekt dat het aantal zonnevlek- ken, en daarom ook de zonneactiviteit, varieert met een elfjarige cyclus. Tijdens maximale activiteit vinden op de zon veel spectaculaire gebeurtenissen plaats en is de invloed, lees variatie, op het ruimteweer groot. Tijdens een minimum is het veel rustiger maar dat wil ook weer niet zeggen dat er niets onverwachts kan gebeuren. Het volgende maximum in de zonnecyclus wordt in de periode 2012-2015 verwacht, momenteel dus.
Wat gebeurt er fysisch allemaal?
Geladen deeltjes (elektronen, protonen, α-deeltjes en ionen) ontsnappen aan het oppervlakte van de zon en vormen de zonnewind. Echter, heftigere processen zoals CMEs: coronale massa erupties komen ook vaak voor.
Bij een CME wordt met grote snelheid, gemiddeld 2000 km/s, grote hoeveelheden zonnemassa uitgestoten. Dat zijn vooral wolken van geïoniseerde deeltjes, ook wel plasma genoemd. De dichtheid van deeltjes is bij CMEs veel groter en de bijbehorende magnetische velden sterker dan van een normale zonnewind. CMEs worden niet meer volledig afgeschermd en bereiken de aarde.
De grote hoeveelheid geladen deeltjes die met hoge snelheid de aarde bereiken veroorzaken in de magne- tosfeer elektrische stromen en het aardmagnetische veld wordt sterk en snel vervormd. Dit verschijnsel noemen we “geomagnetische stormen”. We krijgen een voorwaarschuwing, van de zon komt ook elektromagne- tische straling vrij en na 8 minuten is deze straling op aarde.
Tijdens zogenaamde zonnevlammen komt plotseling in de vorm van elektromagnetische straling energie vrij die tot aan röntgenstraling (X-rays) reikt. De vrijgekomen deeltjes worden opgenomen in de zonnewind.
Carrington-gebeurtenis
De meest krachtige zonnestorm ooit gedocumenteerd is de Carrington-gebeurtenis. De Engelse astronoom Richard Carrington observeerde op 1 september 1859 eerst een grote groep zonnevlekken gevolgd door twee intense lichtflitsen. Op het eind van de volgende nacht vond de grootste geomagnetische storm ooit gemeten plaats. Dit moet een enorme uitbarsting geweest zijn, want onder normale omstandigheden is een CME binnen 3-4 dagen bij de aarde, deze was er binnen 18 uur. Het poollicht werd zelfs in de tropen gezien.
Wetenschappers verwachten dat een dergelijke gebeurtenis eens in de 500 jaar voorkomt. Half zo krachtige gebeurtenissen komt één maal per 50 jaar voor. Het is belangrijk te beseffen dat dit een statistische schatting is, er is namelijk geen natuurwet die bepaalt dat een dergelijke gebeurtenis zich pas weer na 500 jaar weer mag voordoen!
Gevolgen op aarde – historie
De gevolgen van de Carrington-gebeurtenis waren beperkt omdat onze technologische ontwikkeling in
Wat als de zon
het licht uitdoet
prof.dr.ir.
A.P.M. Zwamborn, lid wetenschappelijke staf ‘Electronic Defence’, TNO, deeltijdhoogleraar TU Eindhoven
De zon is onze bron van energie en licht en is een ster uit de middelgrote klasse. De zon is alles behalve rustig en er vinden allerlei fysische processen plaats waarbij tijdens kernfusie, waterstof wordt omgezet in helium. Hierbij komt veel energie vrij. Door de extreem hoge temperatuur in de zon krijgen geladen deeltjes zo’n hoge snelheid dat enkele daarvan kunnen ontsnappen en de zogenaamde zonnewind vormen. Eenmaal bij de aarde passeert de zonnewind ons met een gemiddelde snelheid van 450 km/u en deze toestand wordt het ruimteweer (“space weather”) genoemd.
De zonnewind wordt door de magnetosfeer grotendeels afgeschermd en de aanwezigheid kennen we door middel van het poollicht of “noorder- of zuiderlicht”.
?
Magazine nationale veiligheid en crisisbeheersing juni 2012 7
het licht uitdoet
1859 net was begonnen. Telegrafie bestond echter al en die was ernstig ontregeld door geïnduceerde stromen die optraden als gevolg van het veranderde aardmagne- tisch veld door de botsing met het zonneplasma. Later zijn bij minder heftige zonnestormen wel effecten geweest op onze technologische activiteiten. Enkele voorbeelden:• in 1994, 1998 en 2004 zijn problemen met satellieten gerapporteerd;
• beschadigingen en/of uitval van energievoorzienin- gen zijn bekend uit 1958, 1972, 1989 en 2003; meestal ging het hier om transformatoren die uitvielen;
• de al genoemde telegrafie is ook na 1859 herhaalde- lijk verstoord. Zowel land- als zeekabels waren verstoord en/of beschadigd in 1940 en 1958;
• tijdens de Golfoorlog was het radioverkeer tijdelijk ontregeld;
• problemen met positiebepaling via het Global Positioning System (GPS), werkend met satellieten, zijn bekend.
Mogelijke gevolgen zonneactiviteit in nabije toekomst
In onze moderne maatschappij speelt techniek een meer dan prominente rol. We maken steeds meer gebruik van elektronische apparaten. Hiervoor is energie en energietransport via kabels noodzakelijk.
Ook wordt er op steeds meer verschillende manieren gecommuniceerd waarbij satellieten in toenemende mate een cruciale rol vervullen. Ander, niet meer weg te denken gebruik van satellieten omvat positiebepaling en tijdsynchronisatie maar ook weer- en aardobservatie.
Het aantal satellieten is dus sterk gegroeid en er wordt in toenemende mate op vertrouwd dat dit communica- tie- en datanetwerk onfeilbaar is. De keuze over en de invoering van beveiliging van vitale infrastructuur door overheden staat onder grote financiële druk.
De moderne maatschappij is daarmee kwetsbaarder dan ooit. Zoals eerder aangegeven is er geen natuurwet die de zon verbiedt voor 1 september 2359 een Carrington- gebeurtenis te veroorzaken.
Wat kan er zoal gebeuren?
De CMEs veroorzaken veranderingen in het magnetische
veld op aarde waardoor elektrische stromen in
geleidende materialen worden opgewekt. Dit gebeurt in zowel land- als zeekabels; het zeewater schermt de veranderende magnetische velden nauwelijks af. Ook het elektriciteitsnet en het gasdistributienetwerk bestaan uit geleidende structuren. Doordat voorname- lijk transformatoren door de opgewekte stromen beschadigd worden, komt onze energievoorziening in gevaar. Het transport van water, olie en gas kan ook ontregeld worden. De radiofrequente straling stoort onze radiocommunicatie en door ionisatieverschijnse- len wordt de positiebepaling en mogelijk tijdsynchroni- satie ontregeld.
Satellieten lijken wel het meest kwetsbaar voor zonneactiviteit. Zelfs in de periode van relatief lage zonneactiviteit worden ze getroffen door geladen deeltjes. Het is bekend dat dit de levensduur van een satelliet vermindert. Vooral elektrostatische ontladin- gen veroorzaken intern beschadigingen. Hogere zonneactiviteit kan de elektronica ontregelen. Door deze effecten kan een satelliet zijn taak tijdelijk niet meer uitvoeren of raakt permanent beschadigd.
Ruimteweervoorspelling
Het voorspellen van het ruimteweer helpt de schade te beperken. Voor wat betreft detectie, monitoren en voorspellen van de effecten op aarde van zonneactivitei- ten is de International Space Environment Service (ISES) actief (www.ises-spaceweather.org). Daaraan wordt onder andere bijgedragen door verschillende observa- tieposten en organisaties zoals het Amerikaanse Space Weather Prediction Centre, Space Weather Canada en de internationale werkgroep Space Weather Europe van de ESA. Binnen ISES wordt continu de zonneactiviteit gevolgd en optredende CMEs geanalyseerd. Al deze laboratoria geven ‘space weather’-berichten uit die op Internet te vinden zijn. Zoals verderop in dit thema- katern beschreven, heeft het kabinet naar aanleiding van het scenario over satellietuitval als gevolg van een zonnestorm en de uitgevoerde risicobeoordeling inmiddels besloten een alarmeringsfunctionaliteit in te richten om tijdig te kunnen waarschuwen voor mogelijk negatieve effecten van zonnestormen.
?
Een Amerikaanse nationale strategie voor veiligheid in de ruimte is niet nieuw. De toenmalige president Dwight D. Eisenhouwer legde de basis van dit beleid in de jaren vijftig. In de afgelopen decennia hebben presidenten vervolgens elk op hun eigen manier uitwerking gegeven aan een dergelijke strategie.
President Obama presenteerde in 2010 zijn visie op een nationaal ruimtebeleid in de National Space Policy (NSP). In deze visie staat het intrinsieke recht op zelfverdediging van de VS centraal. Daarnaast moet internationale samenwerking bevorderen dat op een vreedzame en verantwoordelijke wijze gebruik wordt gemaakt van de ruimte. Deze visie heeft een uitwerking gekregen in de in 2011 gepubliceerde National Security Space Strategy (NSSS).
National Security Space Strategy (NSSS)
Het is voor de eerste keer dat een dergelijke strategie een co-productie is van het U.S. Department of Defense en de Director of National Intelligence. Gelet hierop is het wellicht niet al te verrassend dat alleen een niet-geclassificeerde, 14-pagina’s tellende samenvatting van het document is gepubliceerd. De kern van het document wordt gevormd door een drietal trends die ontwikkelingen in de ruimte beschrijven. Hierna volgen de strategische doelen en de wijze waarop deze doelen gerealiseerd moeten worden.
Trends
De eerste trend stelt dat belangrijke delen van de ruimte in toenemende mate ‘verstopt’ (congested) zijn. Naar schatting zweven meer dan honderdduizenden miniscuul kleine deeltjes afval in een baan rond de aarde. Dat is problematisch omdat deze deeltjes schade aan satellieten kunnen toebrengen. Een ander voorbeeld van een toenemende verstopping, of
‘verdichting’, betreft de groei van wereldwijde mobiele communicatie. Satellieten ondersteunen deze mobiele data-uitwisseling via radiofrequenties. Hoe groter de
‘dichting’ in radiofrequenties, hoe groter de kans op storingen. De tweede trend verwijst naar het feit dat ruimtesystemen in toenemende mate worden bedreigd (contested). Gedoeld wordt op de potentiële dreiging van opzettelijk menselijk handelen dat schade aan, of vernietiging van ruimtesystemen beoogt of veroorzaakt.
De derde trend tenslotte, noemt een toenemende concurrentie tussen, alsmede een stijgende expertise in landen die actief in de ruimte zijn. Met als gevolg, zo stelt de NSSS, dat in bepaalde opzichten de leidende (technologische) positie van de VS in de ruimte is verslechterd.
mr. Pauline Veldhuis-Beem, Washington DC Metro Area
veiligheid in de ruimte op
De Amerikaanse strategische visie
De ‘Space Age’ begon vijftig jaar geleden
als een prestige strijd in de ruimte tussen
de Verenigde Staten en de voormalige
Soviet-Unie. Vijftig jaar later ziet de VS
zich gesteld voor nieuwe kansen en
uitdagingen. Maar onverkort, mogelijk
zelfs in toenemende mate, geldt dat
activiteiten in de ruimte de Amerikaanse
nationale veiligheid in gevaar kunnen
brengen. In deze bijdrage aandacht voor
de U.S. National Security Space Strategy
(2011) en recente ontwikkelingen.
Magazine nationale veiligheid en crisisbeheersing juni 2012 9 Doelen
Het primaire doel van deze strategie is de bescherming van de Amerikaanse nationale veiligheid. Defensie en de Amerikaanse inlichtingengemeenschap moeten blijvend kunnen vertrouwen op hun ruimtesystemen ten behoeve van militaire operaties, het verzamelen van inlichtingen en daaraan gerelateerde activiteiten. Om dit doel te bereiken is het allereerst noodzakelijk dat de veiligheid en stabiliteit in de ruimte wordt versterkt.
Voorts zal de VS haar activiteiten en capaciteiten in de ruimte in standhouden en bevorderen.Tenslotte is een flexibele, veerkrachtige op de ruimtevaart georiënteerde industrie noodzakelijk.
Realisatie van de doelen
Vijf strategische benaderingen moeten deze doelen realiseren. Ten eerste moet een verantwoordelijk, vreedzaam en veilig gebruik van de ruimte worden gemaakt. Dit kan worden bereikt door een intensivering van de samenwerking met bondgenoten en partners. De VS geeft aan bereid te zijn tot een tweetal belangrijke vormen van samenwerking. De eerste is het steunen van de ontwikkeling van standaarden voor data, het uitwisse- len van best practices en het ontwikkelen van normen voor verantwoordelijk gedrag in de ruimte. Verder geeft de VS aan bereid te zijn om voorstellen tot wapenbeheersing onder voorwaarden te willen overwegen. De tweede benadering richt zich op de noodzaak om relevante (veiligheids-)informatie beschikbaar te hebben en te delen met afnemers. Als afnemers worden bijvoorbeeld de Amerikaanse strijdkrachten genoemd die voor hun militaire operaties actuele, tijdgebonden en accurate informatie nodig hebben. Ten derde wordt samenwerking met ‘verantwoordelijke’ naties, internationale organisa- ties en de commerciële sector genoemd. Deze samenwer- king kan bestaan uit het delen en uitwisselen van data, van personeel of bijvoorbeeld technologie. De vierde benadering heeft betrekking op de preventie van agressie tegen ruimte infrastructuren. Concrete strategische maatregelen worden echter niet beschreven, volstaan wordt met een algemene toelichting die verwijst naar een
‘multilayered approach’. Belangrijk is echter dat explicitiet wordt gesteld dat de VS zich het recht voorbehouden om in zelfverdediging te reageren mochten preventieve maatregelen falen. De laatste, vijfde, benadering heeft betrekking op de voorbereiding op mogelijke aanvallen tegen Amerikaanse ruimtesystemen en hun infrastructuur.
De nadruk wordt hier –opnieuw in algemene zin- gelegd op verschillende maatregelen die Defensie en de Amerikaanse veiligheidsgemeenschap moeten nemen.
Recente ontwikkelingen
In 2008 heeft de EU een voorstel onder de naam Code of Conduct for Outer Space Activities gepresenteerd. Doel van dit voorstel is om (op een niet-wettelijk bindende
basis) schadelijk ruimteafval alsmede storingen op radiofrequenties zoveel mogelijk te voorkomen. Een problematiek die de NSSS in één van de trends beschrijft.
Niettemin heeft de VS in januari van dit jaar aangegeven het voorstel niet te steunen. Wel is de VS bereid, aldus een verklaring van Hillary Clinton, minister van Buitenlandse Zaken, om samen met de EU en andere landen te participeren in de ontwikkeling van een International Code of Conduct for Outer Space Activities.
Of een dergelijke internationale code, met steun van de VS, er zal komen is zeer de vraag. Een internationale code lijkt voor de hand te liggen vanwege het toenemende aantal landen dat actief is in de ruimte. Echter, een eerste probleem is dat de VS en haar partners de nodige reserveringen hebben ten aanzien van de BRICS-landen (Brazilië, Rusland, India, China en Zuid-Afrika) en niet te vergeten landen als Noord-Korea en Iran. Een tweede probleem ligt dichter bij huis en heeft betrekking op bezwaren die er met name aan Republikeinse zijde bestaan. Een aantal senatoren heeft verleden jaar hun zorgen geuit over de voorgestelde EU-code. Republikeinen vrezen dat een code zoals voorgesteld door de EU, de Amerikaanse militaire- en inlichtingenprogramma’s potentieel in gevaar kan brengen. Bovendien zou een code ook beperkingen kunnen bevatten die zouden neerkomen op een vorm van wapenbeheersing. Vanuit Republikeins oogpunt zijn deze zorgen begrijpelijk gelet op de door de NSSS uiteengezette koers die een intensivering van internationale samenwerking voorstaat en de deur op een kier heeft gezet ten aanzien van voorstellen tot wapenbe- heersing. Hoewel Clinton nadrukkelijk heeft aangegeven dat de VS niet zal instemmen met een gedragscode die, in welke vorm dan ook, de VS beperkingen oplegt is het zeer de vraag of deze toezegging de Republikeinen voldoende zal geruststellen.
1 Severe space weather events – understanding societal and economic impacts. A workshop report, US National Research Council, The National Academies Press, Washington, D.C., ISBN: 0-309-12770-X, 2008.
Uit een recent onderzoek1 is gebleken dat een krachtige geomagnetische storm tot grote schade aan het Amerikaanse elektriciteitsnet zou kunnen leiden, met alle mogelijke gevolgen van dien voor diensten die van stroom afhankelijk zijn, zoals communicatienetwerken, drinkwatervoorziening, koeling van voedsel en geneesmiddelen, etc. Volgens het onderzoek bedragen de kosten van een dergelijk superstorm scenario alleen al in het eerste jaar naar schatting 1 à 2 biljoen $US en moet rekening worden gehouden met een herstelperi- ode van 4 tot 10 jaar. Bovendien weten we niet hoe de nieuwe technologieën (zoals draadloze systemen) die in de afgelopen tien jaar zijn ontwikkeld - een periode met weinig zonneactiviteit - presteren bij extreem ruimte- weer. Het is daarom essentieel dat we de kwetsbaarhe- den van vitale infrastructuur bij extreem ruimteweer begrijpen en weten wat de mogelijke gevolgen voor de samenleving kunnen zijn (met inbegrip van
domino-effecten).
De Space-Weather Awareness Dialogue
Nu de zonneactiviteit naar verwachting begin 2013 een hoogtepunt zal bereiken moeten de mogelijke gevolgen van het ruimteweer voor de vitale infrastructuur meer onder de aandacht worden gebracht. Het Joint Research Centre (JRC) heeft daarom in samenwerking met het Directoraat-Generaal Ondernemingen en Industrie op 25 en 26 oktober 2011 in Brussel de Space-Weather Awareness Dialogue georganiseerd. Het was het eerste Europese multistakeholder evenement op hoog niveau dat over dit onderwerp werd georganiseerd. Aan bod kwamen onder andere de mogelijke gevolgen van ruimteweer voor vitale infrastructuur in de ruimte en op aarde, het identificeren van wetenschappelijke,
Ruimteweer:
een nieuwe bedreiging voor
vitale infrastructuur
Veel moderne technologische infrastructuur die essentieel is voor het soepel functioneren van de maatschappij is kwetsbaar voor natuurlijke gevaren. Een toenemende bron van zorg is extreem ruimteweer dat veroorzaakt wordt door zonneactiviteit, zoals geomagnetische stormen of radiouitbarstingen. Deze terugkerende natuurlijke verschijnselen kunnen ernstige gevolgen hebben voor infrastructuren en diensten op aarde en in de ruimte, zoals elektriciteitsnetten, telecommunicatie, navigatie of transport.
Elisabeth Krausmann en Joaquim Fortuny-Guasch, Joint Research Centre, Europese Commissie, Ispra (Italië)
Foto: NASA
11 Magazine nationale veiligheid en crisisbeheersing juni 2012
operationele en beleidsmatige uitdagingen om de kwetsbaarheid van vitale infrastructuur en diensten te verkleinen en aanbevelingen te doen voor concrete maatregelen voor rampenpreventie, paraatheid en bestrijding.
Aan de bijeenkomst werd deelgenomen door circa 70 hooggeplaatste vertegenwoordigers van Europese infrastructuurproducenten en -exploitanten, EU-instellingen, overheidsautoriteiten en de weten- schap. De bijeenkomst werd actief ondersteund door vertegenwoordigers van de Amerikaanse National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) en NASA. Tijdens de discussie gedurende het tweedaagse programma werd op de volgende punten overeenstem- ming bereikt:
• Ruimteweer vormt een bedreiging voor vitale infrastructuur op zowel de grond als in de ruimte en deze bedreiging moet het hoofd worden geboden.
• De beoordeling van mogelijke gevolgen van ruimte- weer voor vitale infrastructuur vereist een multidisci- plinaire inzet van alle belanghebbenden (weten- schappers, technici, infrastructuurexploitanten, beleidsmakers).
• Er is een kader nodig voor beter gestructureerde communicatie tussen de belanghebbenden.
• Er zitten onzekerheden in de modellen die het ruimteweer voorspellen en het ontbreekt aan de impactscenario’s en inventarisaties die nodig zijn voor grotere paraatheid.
• Gegevens over ruimteweer moeten zonder meer gedeeld worden om modellen voor vroegtijdige waarschuwing en impact te verbeteren.
• Verouderde satellieten die het ruimteweer monitoren moeten vervangen worden.
• Hoewel sommige infrastructuursectoren wel enigszins voorbereid zijn op de gebruikelijke effecten van het ruimteweer, is geen enkele sector voorbereid op extreem ruimteweer.
• Een sectoroverstijgende discussie zou bijdragen aan de beoordeling van de gevolgen van ruimteweer.
• Gerichte rampenoefeningen kunnen mensen bewuster maken van de gevolgen van ruimteweer.
• Internationale samenwerking is vereist om de gevolgen van ruimteweer op te vangen aangezien individuele landen mogelijk over te weinig capaciteit beschikken.
Tijdens de Space-Weather Awareness Dialogue gaven veel deelnemers aan dat de Europese Commissie een permanente discussie zou moeten faciliteren over de risico’s van ruimteweer, waaraan alle belanghebbenden zouden moeten deelnemen. Het JRC streeft dus naar samenwerking met alle belangrijke internationale partners om in het kader van de ruimteweer problema- tiek met name de vitale infrastructuur aan te pakken.
Het volledige verslag van de bijeenkomst is beschikbaar via:http://bookshop.europa.eu/en/the-space-weather- awareness-dialogue-pbLBNA25016/. De website van de bijeenkomst is: http://ipsc.jrc.ec.europa.eu/index.php/
Space-Weather-Awareness-Dialogue/710/0/
Wetenschappelijke activiteiten JRC
In aansluiting op de Awareness Dialogue heeft het JRC nieuwe wetenschappelijke activiteiten opgezet of bestaande uitgebreid om een beter begrip te krijgen van de kwetsbare punten van geselecteerde vitale infrastruc- tuur en diensten ter ondersteuning van het beleid van het Directoraat-Generaal Binnenlandse Zaken van de Europese Commissie en van de Europese Unie op het gebied van de bescherming van vitale infrastructuur.
JRC Ionospheric Scintillation Station bij Lima, Peru
Een van deze activiteiten, waarmee begin 2011 van start werd gegaan, richt zich op het beoordelen van de impact van ruimteweer op GNSS-ontvangers, die veelvuldig worden toegepast bij kritische applicaties.
GNSS (global navigation satellite system)-diensten, die belangrijk zijn voor nauwkeurige tijdsbepaling en synchronisatie in vitale netwerkinfrastructuren als vaste en draadloze netwerken (waaronder internet), elektrici- teitsnetten en transport, zijn gevoelig voor radio interferentie door extreme zonneactiviteit. Het JRC heeft in dit kader een breed scala van commerciële GNSS-tijdontvangers getest op hun bestendigheid tegen diverse soorten interferentie. In aanvulling daarop is onlangs een JRC-monitoringstation in Peru geopend om de intensiteit van zogenoemde ernstige ionosferi- sche scintillatie in de GNSS-banden (zie foto’s pagina 11) te meten. Dit verschijnsel komt het vaakst voor in het gebied rond de evenaar. Het station is uitgerust met een professionele GNSS-ontvanger die 24 uur per dag de signaal-ruisverhouding van alle zichtbare GPS- satellieten meet met een frequentie van 20 Hz. De 24/7-observaties van de scintillatie-indices worden gecombineerd met het vastleggen van IF-gegevens in de L1-frequentieband met behulp van een software radio platform. Een controle-pc wordt gebruikt om realtime GNSS-gegevens in een database te laden en de IF-datastream van de software radio te registreren met behulp van een serie high-speed disks. Het station is zo opgezet dat er een empirische scintillatiebibliotheek kan worden opgezet met IF-datasets die kunnen worden teruggespeeld met gebruikmaking van hetzelfde software radio platform. Deze bibliotheek is nodig om de robuustheid van commerciële ontvangers te testen, met name ontvangers die gebruikt worden in kritische navigatie- en tijdsbepalingsapplicaties. Een ander voordeel van een dergelijke bibliotheek is dat nieuwe ontvangerarchitecturen kunnen worden getest die de robuustheid en prestaties tijdens intense scintillatie kunnen verbeteren.
Een in 2012 gestarte activiteit is gericht op de invloed van ruimteweer op vitale infrastructuur op de grond en met name op de domino-effecten in de maatschappij.
Voor de analyse werd uitgegaan van het elektriciteitsnet aangezien dit gevoelig is voor de invloed van ruimte- weer. De zware geomagnetische storm van 1989 bijvoorbeeld beschadigde twee transformatoren in het Britse elektriciteitsnet zodanig dat ze vervangen moesten worden. In 2003 zorgde extreem ruimteweer ervoor dat Zuid-Zweden 40 minuten zonder stroom zat.
Momenteel wordt de relevantie van het gevaar geanalyseerd aan de hand van openbare data over door ruimteweer veroorzaakte incidenten, aangevuld met informatie van de infrastructuurexploitanten. Dit is een eerste stap om de mogelijke kwetsbaarheid voor ruimteweer van technologische systemen voor het
voetlicht te brengen en te zien wanneer schade of uitval optreedt, wat de gevolgen daarvan zijn voor de dienstverlening en de maatschappij en welke bescher- mingsmaatregelen er momenteel bestaan.
Het JRC hoopt deze analyses uiteindelijk uit te breiden naar andere soorten vitale infrastructuren om nieuwe kennis te vergaren en te zien hoe deze kennis in beleid kan worden vertaald om beter voorbereid te zijn.
Handvest Ruimtevaart en grote rampen
Natuurlijke gevaren - zoals aardbevingen, tsunami’s, vulkaanuitbarstingen, bosbranden, zandstormen en lawines - zorgen dagelijks voor risico voor mensen en plaatsen. Satellieten kunnen helpen bij het verbeteren van de veiligheid en het inperken van deze risico’s.
Vaak bieden alleen satellieten een oplossing om snel te reageren op een ramp waar ook ter wereld. Om dit potentieel te benutten en om een betrouwbaar instrument voor ondersteuning bij rampen te creëren, is in 2000 een internationaal handvest “Ruimtevaart en grote rampen” (International Charter “Space and Major Disasters”) ondertekend door een aantal ruimtevaartorganisaties, waaronder ESA, waarbij ook Nederland is aangesloten.
Het doel van het handvest is om in het geval van een ramp snel satellietdata ter beschikking te stellen.
Vervolgens wordt deze satellietinformatie bewerkt tot nuttige informatie voor hulpdiensten en de schade in kaart gebracht. Dit wordt voornamelijk gedaan door andere internationale initiatieven en diensten op het gebied van ruimtevaart en crisisinformatie.
Japan deed via de Japanse ruimtevaartorganisatie JAXA in 2011 een beroep op het handvest naar aanleiding van de aardbeving.
Jasper Wamsteker, Netherlands Space Office
Magazine nationale veiligheid en crisisbeheersing juni 2012 13
Ruimte en nationale veiligheid
GMES
Het Europees GMES programma is in 2001 gelanceerd als een gezamenlijk initiatief van de Europese
Commissie en het Europees ruimtevaartagentschap ESA.
Het heeft als doel het opzetten van een duurzame operationele Europese autonome capaciteit voor het produceren en aanbieden van geo-informatie ten behoeve van de uitvoering van het Europese beleid op de terreinen van milieu en (civiele) veiligheid. GMES bestaat uit een drietal componenten: een ruimtevaart- infrastructuur, een in situ-gegevens infrastructuur en een zestal operationele diensten.
De ruimtevaartcomponent bestaande uit een vijftal verschillende type satellieten vormt een belangrijk onderdeel van GMES. Satellieten kijken ook over (lands)
grenzen heen en kunnen daarom een belangrijke bijdrage leveren bij het omgaan met veiligheidsrisico’s en het monitoren van rampen.
Ook hebben de EU lidstaten in het kader van GMES afgesproken om hun veldmetingen (in situ data) in relatie tot milieu en veiligheid beschikbaar te maken en dubbele aanschaf van data te voorkomen. De in situ data worden gecombineerd met satellietdata en dienen zo als bron van informatie voor de operationele GMES diensten.
GMES in Nederland
De Nederlandse ruimtevaartorganisatie Netherlands Space Office (NSO) is samen met medewerkers van EL&I gedelegeerde in het GMES Committee en het User Forum en coördineert de uitvoering en implementatie van GMES. Het National Focal Point in Nederland voor de Noodhulpverleningsdienst (Emergency Service) is ondergebracht bij het Ministerie van Veiligheid en Justitie, bij het Landelijk Operationeel Coördinatie- centrum (LOCC). De European Environment Agency coördineert de in situ component, en het National Focal Point voor de European Environment Agency (EEA) in Nederland zit bij het Ministerie van I&M, bij het Planbureau voor de Leefomgeving (PBL).
Ruimtevaartcomponent
Vanaf 2013 worden de eerste van een vijftal nieuwe satellietmissies, genaamd Sentinels, gelanceerd. Deze worden ontwikkeld door ESA. Deze satellietmissies gaan data leveren voor land-, water-, oceaan- en atmosfeer- toepassingen. De radarsatelliet Sentinel 1 levert gegevens voor land- en oceaandiensten, waaronder dijkbewaking, overstromingen, olievervuiling en piraterij. Sentinel 2 levert hoge resolutie optische gegevens voor landtoepassingen waaronder ook overstromingen, mutatiedetectie, en karteren van natuurlijke hulpbronnen. De Sentinel 3 levert naast informatie over land met name informatie over oceanen waaronder de hoogte van de zeespiegel.
Sentinel 4 en 5 zijn missies voor het monitoren van de atmosfeer, waaronder de luchtkwaliteit en bijvoorbeeld de detectie van aswolken.
GMES:
Europees monitoringsysteem voor milieu en veiligheid
Mark Loos en Marlène van Benthem, Netherlands Space Office
Rampen trekken zich niks aan van landsgrenzen, maar vereisen vaak wel acute actie op locatie. Een snel overzicht van de situatie en de mogelijke scenario’s is in zulke situaties van levensbelang.
Satellieten spelen hierin al een belangrijke rol, en in de toekomst wordt die rol nog groter. Europa is namelijk bezig met het opzetten van een monitoringsysteem voor milieu en veiligheid:
Global Monitoring for Environment and Security (GMES).
Sentinel 1, de eerste satelliet die wordt gebouwd voor GMES
Diensten
Naast de satellieten bestaat GMES uit zes diensten:
landmonitoring, mariene omgevingsmonitoring, atmosfeermonitoring, monitoring van klimaatverande- ring, noodhulpverlening en veiligheid. Met name die laatste twee diensten zijn van belang voor de nationale veiligheid.
De GMES Noodhulpverleningsdienst levert via het SAFER project (www.emergencyresponse.eu) producten essentieel voor hulpverlening bij humanitaire rampen, natuurrampen en in crisissituaties. Deze producten omvatten ruwe satellietbeelden van rampplekken en tijdige informatie vlak na een ramp, zoals omvang van de ramp bij bijvoorbeeld een overstroming of aardbe- ving, en de toestand van de infrastructuur. Maar ook topografische referentie-informatie van voor de ramp, zoals ligging van gezondheidcentra, populatiegegevens en landbedekking. En na een ramp kunnen herstelwerk- zaamheden worden gemonitord. Bij de duinbrand in Noord Holland in 2011 is door Nederland een beroep gedaan op deze dienst, waarbij alle beschikbare
satellietdata van het opgegeven gebied aan Nederland beschikbaar zijn gesteld. Nadere informatie over de procedure en de aanvraag van GMES data loopt via het LOCC.
De veiligheidsdienst van GMES wordt ontwikkeld in het G-MOSAIC project (www.gmes-gmosaic.eu). Het levert inlichtingengegevens voor vroegtijdige waarschuwing en crisispreventie, crisis management en snelle interventies bij verschillende crisissituaties.
Voorbeelden van producten zijn het in kaart brengen van bijvoorbeeld landdegradatie maar ook grensbewa- king en controle van atoomafspraken met behulp van hoge resolutiebeelden en mutatiedetectie. Of detectie van schepen met behulp van o.a. radarbeelden voor het opsporen van piraterij en illegale immigratie.
Toepassingen
Veiligheid is dus gebaat bij het GMES programma en zijn vele afgeleide satelliettoepassingen, zoals monitoren van olielozingen, monitoring van wind, golven en zeestromingen voor maritieme veiligheid, mutatiede- tectie voor grensbewaking, enz. Ter illustratie een paar voorbeelden dicht bij huis. Het bedrijf Hansje Brinker, een spin-off van de TU Delft, gebruikt satellietdata om dijken in Nederland nauwlettend in de gaten te houden [zie ook elders in dit magazine]. Met radardata die ook door Sentinel-1 worden geleverd kunnen wereldwijd op de millimeter nauwkeurig bewegingen aan dijken, bodem, bruggen en andere infrastructuur worden gedetecteerd, zodat ze bijvoorbeeld de dijkgraaf tijdig kunnen attenderen op eventuele verzakkingen.
De vulkaanuitbarsting in IJsland in april 2010 zorgde voor heel wat overlast voor het vliegverkeer in Europa.
In Nederland hield het KNMI de beweging van de aswolk en het mogelijke ontstaan van een nieuwe aswolk goed Kaart duinbranden Schoorl mei 2011 gemaakt door DLR in opdracht van GMES Emergency Dienst
Detectie van schepen in de straat van Gibraltar met behulp van radarsatelliet
Foto’s: ESA
Magazine nationale veiligheid en crisisbeheersing juni 2012 15
1 voetnoot
Magazine nationale veiligheid en crisisbeheersing juni 2012 15
in de gaten. Dit deden zij door een combinatie van nieuwe satellietbeelden met bestaande modellen. Zo kan er met bepaalde, mede door Nederland ontwik- kelde, satellietinstrumenten, waaronder TROPOMI op de Sentinel 5-precursor, gekeken worden naar de SO2-waarden (zwaveldioxide) of de hoeveelheid aerosolen in de atmosfeer. Hiermee kan de beweging van de aswolk in de atmosfeer nauwkeurig in kaart gebracht worden.
Ook overstromingen en het verspreidingsgebied rond de rivier kunnen duidelijk in beeld worden gebracht met verschillende typen satellietdata (optisch, ther- misch en radar). Dergelijke beelden kunnen vervolgens gebruikt worden voor beleidsmedewerkers om het risico te berekenen bij nieuwbouwplannen of om actief dergelijke overstromingen te voorkomen. In Nederland doet Deltares onderzoek naar de vertaling van radarge- gevens uit de ruimte naar goed leesbare kaarten van overstromingen. Met de juiste gegevens kun je overstromingen vroegtijdig signaleren. Dat begint met goede satellietgegevens.
Het monitoren van de Noordzee, hoogwater modellen en oliedetectie, wordt door de Waterdienst van RWS gecoördineerd, in samenwerking met de kustwacht en hydrografische dienst van Defensie.
Nederlandse voorbereiding op GMES
Nederland bereidt zich op verschillende manieren voor op de komst van GMES. Het Netherlands Space Office (NSO) heeft in maart 2012 het Nationaal Satellietdata-
portaal geïnitieerd waarin geselecteerde satellietdata van Nederland op een snelle en gebruiksvriendelijke wijze wordt ontsloten ter voorbereiding op de komst van de GMES Sentinel satellieten. Hierdoor kunnen zowel de overheid als kennisinstituten en bedrijfsleven ervaring opdoen in het gebruik van de data en het ontwikkelen van nieuwe toepassingen. Dit helpt om zich voor te bereiden op de grote stroom aan aard- observatiegegevens, die vanaf 2014 vrij gaat komen vanuit GMES.
Daarnaast hebben zich werkgroepen gevormd voor GMES diensten, waarin bedrijfsleven, overheid en kennisinstellingen ervaring delen over het gebruik van GMES, input leveren voor de inbreng van Nederland in het GMES programma en eventuele knelpunten ter discussie stellen. De werkgroep voor de noodhulp- verlenings- en veiligheidsdienst wordt voorgezeten door het ministerie van VenJ, door de Voorziening tot samenwerking Politie Nederland (vtsPN). De beleidscoördinatie voor de noodhulpverleningsdienst is ondergebracht bij het Nationaal Crisiscentrum (NCC).
Al met al zal GMES veel nieuwe kansen en mogelijk- heden bieden en niet in de minste plaats voor veilig- heids- en milieugerelateerde risico’s.
Voor meer informatie: www.GMES.info (de Europese website) of zie ook de website van de NSO:
www.SpaceOffice.nl
GMES coördinator NSO: Marlène van Benthem (m.vanbenthem@spaceoffice.nl)
Detectie landveranderingen in Camargue rivierdelta in Zuid-Frankrijk met Sentinel-2 data
Sentinel 2 zal multispectrale hoge resolutie beelden leveren voor GMES
Jamming
Defensie was om begrijpelijke reden de eerste toepasser van jamming om de eigen troepen tegen GPS-geleide projectielen te beschermen. Maar jammers vonden ook al snel hun weg naar de civiele wereld en worden nu via het Internet aangeboden. De foto toont een voorbeeld van een kleine jammer die GPS-gebruik binnen een straal van 100 m vrijwel onmogelijk maakt. Ideaal om
anti-diefstalsystemen van duurdere auto’s onbruikbaar te maken maar ook om op GPS gebaseerde methoden van rekeningrijden het leven zuur te maken. Deze jammer was al in 2003 ontwikkeld en presteert minder dan de huidige geavanceerdere versies. Beangstigend is dat vliegtuigen, schepen en telecommunicatienetwer- ken ook eenvoudig gestoord kunnen worden wat mogelijk tot levens- of milieubedreigende situaties kan leiden. De ervaring leert dat jammers moeilijk zijn te detecteren en op te sporen. Een sterke jammer met een bereik van tientallen kilometers geplaatst in een rijdende auto loopt nauwelijks risico gepakt te worden.
Ons land heeft tot nu toe nauwelijks iets gedaan tegen deze moderne bedreiging, waarvan de meesten onder ons zich volledig onbewust zijn. We beschikken niet over een fijnmazig monitornetwerk dat in staat is de kwaliteit van de ontvangen zeer zwakke GPS signalen te beoordelen en om “slimme” jammers snel op te kunnen sporen. De creativiteit van jonge maar technisch goed onderlegde mensen die de drang hebben om GPS opzettelijk te storen wordt sterk onderschat. Vooral de
“eenling” met een slimme jammer kan ons heel veel last bezorgen en is uiterst moeilijk te vinden! De overheid gebruikt in toenemende mate GPS als handhavingsin- strument wat er aan bijdraagt jamming voor de tegenspeler aantrekkelijk te maken. Tot slot moet ook rekening gehouden worden met onopzettelijk veroor- zaakte storing afkomstig van niet goed functionerende elektronische apparatuur. Ook dat soort storing is vaak moeilijk te vinden en op te heffen.
Zonne-uitbarstingen
Over deze vorm van interferentie verwijs ik de lezer naar het artikel van collega professor Zwamborn in dit nummer.
Ongewenste concurrentie
In 2011 is in de VS een hevige aanvaring geweest tussen de werelden van GPS en het nieuw op te zetten mobiele netwerk LightSquared over het gebruik van frequentie- banden. LigthSquared wilde een nieuw mobiel communicatienetwerk uitrollen om de dun bevolkte delen van de VS van een snel netwerk te voorzien.
Daarbij zouden 40.000 krachtige (1 kW en meer) zenders
Verslaafd aan iets
GPS is een essentieel en onmisbaar deel van onze samenleving geworden. De toepasbaarheid van GPS is wijdverbreid, maar er is een toenemende zorg over de betrouwbaarheid van dit systeem.
Het is niet langer alleen de brave burger die van de GPS-voordelen geniet maar ook de minder brave medemens. Ook rechtshand- havers maken er dankbaar gebruik van. De uiterst zwakke GPS signalen, en daarmee de ontvangers, worden in toenemende mate gestoord door verschillende bronnen. We kunnen deze storingen in drie belangrijke groepen verdelen. Allereerst het opzettelijk storen om GPS onbruikbaar te maken, bekend onder de naam jamming.
Een tweede bron van storing is afkomstig van de zon, en de derde categorie is storing als gevolg van concurrerende systemen zoals toekomstige mobiele telecommunicatienetwerken. Behalve GPS zijn ook alle andere huidige of toekomstige systemen zoals GLONASS (Rusland), Beidou (China) en Galileo (Europa) in vrijwel gelijke mate gevoelig zijn voor deze drie vormen van storing.
prof.dr.ir. D. van Willigen,
directeur Reelektronika, emeritus hoogleraar TU Delft, Elektronische Navigatiesystemen
17 Magazine nationale veiligheid en crisisbeheersing juni 2012
op de grond geplaatst worden die 4G service zouden gaan verlenen. Daartoe was er een verzoek aan de Frequention Coordination Committee gericht om een frequentieband te gebruiken die grensde aan die van GPS. De FCC nam aanvankelijk een welwillende houding aan; maar er ontstond een conflict toen duidelijk werd dat GPS ontvangers niet meer in staat waren de zwakke GPS signalen te ontvangen wanneer een LightSquared zender een sterk signaal zou uitzen- den. Hoewel LightSquared zich aan de formele
frequentiebandregels zou gaan houden vormden de GPS ontvangers de zwakke schakel. Het is technisch moeilijk en kostbaar ontvangers te maken die onder de gewij- zigde omstandigheden goed kunnen functioneren. Dat bleek voor de goedkope maar enorm grote massamarkt van GPS ontvangers vrijwel niet mogelijk waardoor de VS voor de keuze gesteld werd om òf GPS òf
LightSquared in bescherming te nemen. Zelfs indien een nieuw type GPS ontvanger ontwikkeld zou kunnen worden die wel kan functioneren was er het probleem van de miljoenen bestaande gebruikers van de huidige GPS apparatuur. Vervanging zou een niet te nemen logistieke hobbel gaan vormen. Uiteindelijk heeft de VS besloten LightSquared voorlopig niet het groene licht te geven hetgeen voor de mobiele telecommunicatiewe- reld een aanzienlijke beperking betekent. Hoewel deze ruzie zich in de VS afspeelde moeten andere landen zich realiseren dat dit gevecht om delen van het schaarse radiospectrum intensiever te benutten zeker niet voorbij is. Er is zoveel potentiële winst te behalen dat het bijna onvermijdelijk is dat daar op terug gekomen wordt.
Een bijkomstigheid is dat de satellietnavigatiesystemen een relatief groot deel van het radiospectrum benutten.
Gezien de kleine hoeveelheid werkelijke informatie die uitgezonden wordt kan dit als een vorm van verspilling Complete miniatuur GPS jammer in een dobbelsteen met zijden van 25 mm. Het stoorbereik is 100 m en de interne batterij heeft een levensduur van uren. De dobbelsteen symboliseert het gokken met op GPS gebaseerde veiligheid.
worden beschouwd. GPS is meer dan 30 jaar geleden ontwikkeld en toen was men zich minder bewust van de enorm toenemende vraag naar spectrum. Het was vergelijkbaar met de hoeveelheid energie waarover de wereld destijds dacht onbeperkt te kunnen beschikken.
Energieverbruik probeert men te beteugelen door het ontwikkelen van efficiëntere systemen, iets wat zich in de navigatiewereld helaas niet heeft voorgedaan. Ook GLONASS, Beidou en Galileo gebruiken aanzienlijk meer spectrum dan echt nodig is. Ondanks dat de telecom- municatiewereld veel efficiënter gebruik maakt van het radiospectrum moet de navigatiewereld rekening houden met een hernieuwde aanval op het nog resterende spectrum. We kunnen dat zien als een radiospectrum “gold rush”.
Tot slot
De auteur betreurt dat onze overheden de technologi- sche ontwikkelingen niet meer kunnen volgen en er ook weinig affiniteit mee lijken te hebben. Meerdere minder geslaagde ICT-projecten tonen dat aan. Bij de rekeningrijden studies kwamen we niet veel verder dan GPS-jamming strafbaar te stellen: het moderne elfde gebod. Gelukkig net zo eenvoudig handhaafbaar als de eerste tien!
Ons land heeft dringend behoefte aan jong technisch vernuft dat de overheid aan zich moet zien te binden.
Dat vergt een creatieve en speelse opstelling die niet alleen aangestuurd wordt door managers die voorname- lijk het economisch rendement bewaken. Anders verliezen we de slag tegen hackers. De recente ervaring met de 17-jarige KPN-hacker toont een effectiviteit en creativiteit waar beroepsdeskundigen nauwelijks een antwoord op hebben. Nederland moet deze intelligente
“kroonjuwelen” koesteren in plaats van die te bestrij- den. We kunnen in dat opzicht leren van de VS!
Is het buitenland slagvaardiger dan wij? Het Verenigd Koninkrijk waarschijnlijk wel. De Royal Academy of Engineering heeft in maart 2011 het overtuigende rapport Global Navigation Space Systems: reliance and vulnerabilities gepubliceerd. Zie www.raeng.org.uk.
De voorzitter van deze studie, Dr. Martyn Thomas, schrijft dat in de EU 6 7% van het BNP, ofwel €800 miljard, afhankelijk is van GNSS en hij stelt dat de potentiële GNSS kwetsbaarheid daarom belangrijk en actueel is. Het Verenigd Koninkrijk voert ook regelmatig testen uit om de effecten van opzettelijk uitgezonden jamming signalen te kunnen bestuderen.
Dat gebeurt veelal in dunbevolkte delen van het VK om ongelukken te voorkomen. Het uitgezonden vermogen (tot 10 Watt) van de jamming signalen kan GPS tot afstanden van enige honderden kilometers ernstig storen. Meerdere informatie is verkrijgbaar bij InfoGPS.Notices@ofcom.org.uk.
Foto: Durk van Willigen
Mogelijke risico’s satellietuitval
Onderzoek in onder andere de Verenigde Staten en het Verenigd Koninkrijk op het gebied van uitval van GPS signalen en satellieten wees op mogelijke ernstige consequenties. De uitkomsten van een verkennend onderzoek in Nederland bleek voor de interdeparte- mentale Stuurgroep Nationale Veiligheid in 2011 aanleiding om de risico’s van de uitval van satellieten volgens de methodiek van de jaarlijkse Nationale Risicobeoordeling in kaart te brengen en mogelijke maatregelen te formuleren. In dit onderzoek is, naast mogelijke gevolgen voor satellieten voor tijd- en plaatsbepaling ook gekeken naar uitval van satellieten voor aardobservatie en communicatie.
Nationale risicobeoordeling
Door een consortium van kennisinstituten is een scenario opgesteld waarin wordt beschreven wat er in Nederland kan gebeuren bij grootschalige uitval van satellietdiensten door een krachtige zonne-uitbarsting.
Vervolgens is dit scenario door externe experts beoordeeld, waarbij is aangetoond dat er sprake kan zijn van (zeer) grote maatschappelijke ontwrichting (o.a. keteneffecten) en dat bovendien de waarschijnlijk- heid groot is. Hierbij is sprake van een (ernstige) verstoring van het dagelijks leven, mogelijk lichamelijk lijden, gevolgen voor (orde)handhaving en aanzienlijke sociaalpsychologische consequenties.
In aansluiting hierop is in een werkgroep onder trekkerschap van de ministeries van Infrastructuur en Milieu en Veiligheid en Justitie met experts uit de publieke en private sector een zogenaamde capacitei- tenanalyse gemaakt. In deze analyse is beoordeeld of sectoren die afhankelijk zijn van satellietsignalen voldoende weerbaar zijn tegen verstoringen, zoals beschreven in het scenario. Het gaat hierbij om de crisisbestendige werking van het geheel van (bestaande) wetgeving, uitvoeringsmaatregelen, inspectieregimes en beleid van de betreffende sector, oftewel de crisiscapaciteiten.
Conclusies capaciteitenanalyse
De werkgroep concludeerde dat de weerbaarheid nog vele kwetsbaarheden en witte vlekken vertoont. De mogelijke kwetsbaarheid van een aantal sectoren is bovendien nog zeer onduidelijk. Daarom zijn aanbeve- lingen gedaan om kwetsbaarheden verder in kaart te brengen en maatregelen te treffen om sectoren crisisbestendiger te maken. Op hoofdlijnen betreft het de volgende voorgestelde maatregelen:
Monitoring,regie, aansturing en alarmering
Door het opstellen van een Nationaal Crisisplan
Risico’s en maatregelen
nationale risicobeoordeling
In het afgelopen decennium is het gebruik van diensten zoals het meten van emissies, meteorologische gegevens, plaatsbepaling en tijd, die worden geleverd door satellieten sterk toegenomen.
Vaak zijn deze diensten geïntegreerd in toepassingen, bijvoorbeeld autonavigatie of tracking and tracing van goederen en/of trans- portmiddelen en inspectietaken. Ook in productieprocessen speelt de tijdfunctie vaak een belangrijke rol. Dit betreft bijvoorbeeld de energie- en telecomsector. Verder vormen data van satellieten voor aardobservatie in toenemende mate een onmisbare schakel in bijvoorbeeld weersvoorspellingen en bodembewegingen.
drs. Wim Ploeg,
Nationaal beleidscoördinator GNSS programma’s, Ministerie van Infrastructuur en Milieu
satellietuitval:
19 Magazine nationale veiligheid en crisisbeheersing juni 2012
Satellietuitval moeten verantwoordelijkheden worden belegd in het geval van satellietuitval. Ook maatregelen met het oog op een goede monitoring van interruptie van satellietsignalen en een adequaat systeem van alarmering van gebruikers maken onderdeel uit van deze actie. Belangrijk onderdeel hiervan is een bewust- wordingsproces voor geïnventariseerde gebruikers- groepen.
Verminderen van kwetsbaarheden en risicocommunicatie Uit de discussie is gebleken dat de (in)directe effecten van een sterk verhoogde zonneactiviteit groot kunnen zijn, maar dat kennis over deze gevolgen incompleet is.
Nader onderzoek is nodig om deze gevolgen beter in kaart te brengen en te kunnen oordelen over de introductie van een systeem voor monitoring en communicatie rondom zonneactiviteit.
Technische maatregelen
Kwetsbaarheden kunnen ook worden verkleind door het gebruik van bestaande alternatieven (bijvoorbeeld eLORAN voor tijd en plaatsbepaling) beter te benutten.
Voor de uitval van satellieten voor aardobservatie en communicatie dient ook de noodzaak te worden bestudeerd van het gebruik en of verder ontwikkelen van land-based alternatieven.
Training en oefening, early warning systems
Het Rijk zal een oefenprogramma opstellen, met in ieder geval een simulatie op politiek-bestuurlijk niveau voor de Ministeriële Commissie Crisisbeheersing en het nabootsen bij vitale sectoren van de uitval van de frequentiestandaard en van de tijd- en plaatsbepaling.
Implementatie van maatregelen
Het kabinet heeft in de jaarlijkse Voortgangsbrief Nationale Veiligheid aan de Tweede Kamer een aantal acties opgenomen ter vergroting van de weerbaarheid tegen uitval van satellietdiensten. Het kabinet:
• verbetert de kennispositie van de overheid en vitale gebruikers over mogelijke gevolgen van
zonnestormen;
• richt een alarmeringsfunctionaliteit in om tijdig te kunnen waarschuwen voor zonnestormen;
• ontwikkelt op basis van een inventarisatie van de kwetsbaarheden zo nodig terugvalopties;
• ontwikkelt een crisisplan satellietuitval, indien sprake is van (blijvende) grote kwetsbaarheden.
Het eerder genoemde verkennende onderzoek en het huidige NRB-scenario en de capaciteitenanalyse laten zien dat bijna alle (vitale) sectoren kwetsbaar zijn voor satellietuitval omdat zeer veel systemen en producten afhankelijk zijn van satellietsignalen. Dit betreft niet alleen transport en waterbeheer, maar ook de commu- nicatiesector, de gezondheidszorg, de energiesector, de financiële sector en de primaire voedselvoorziening.
Het ligt daarom, aldus het kabinet, voor de hand om de aanbevolen acties in een rijksbreed kader op te pakken, bijvoorbeeld naar analogie van de in 2010 en 2011 uitgevoerde Capaciteitsanalyse Electriciteit en Telecom (CAET) [zie ook elders in dit magazine, red.]. Voordeel van de eerdere CAET-aanpak is dat het gebruikersaspect door het vroegtijdig betrekken van het bedrijfsleven en gebruikersorganisaties voldoende geborgd wordt.
Uiteraard moet er ook voldoende inzet zijn vanuit de betrokken vakdepartementen.
satellietuitval:
Ground Control Segment Galileo satellieten, Oberpfaffenhofen (Dld) Foto’s: ESA
Europees systeem voor satellietnavigatie Galileo
De Europese Unie werkt al enkele jaren aan de bouw van een satellietsysteem Galileo voor plaatsbepaling dat vanaf 2015 de eerste diensten zal leveren en in 2020 volledig operationeel zal zijn. Het vrij te gebruiken signaal van Galileo zal ook in combinatie met het GPS signaal, tot betere positiebepa- ling voor de gebruiker leiden. Hiermee wordt een extra basis geschapen voor de veelheid aan toepassingen en gebruikers van systemen voor satellietnavigatie.
Wat is de Public Regulated Service (PRS) van Galileo?
Zoals professor Van Willigen elders in dit themakatern schetst, kennen deze systemen kwetsbare kanten in de vorm van ‘spoofing’
en ‘verstoring’. Van de gevolgen van groot- schalige verstoring kunt u ook in deze aflevering kennisnemen. Om deze kwets- baarheid te verkleinen wordt veel aandacht besteed aan de beveiliging van de infrastruc- tuur in al haar facetten. Eén van de diensten van Galileo is specifiek ingericht voor het verkleinen van kwetsbaarheid bij veilig-
heidskritisch gebruik van satellietnavigatie.
Deze dienst is de Public Regulated Service (PRS).
Met deze dienst wordt een bijdrage geleverd aan de continuïteit van ontvangst van navigatiesignalen bijvoorbeeld voor politie en andere hulpdiensten in nood- en crisis- situaties. Het signaal is door de robuuste uitvoering en de toegang via cryptosleutels beter bestand tegen opzettelijke verstoring.
PRS kan ook worden gebruikt in crisisom- standigheden waarin het belangrijk is dat noodhulp en veiligheidsdiensten blijven functioneren, immers andere GNSS signalen zullen mogelijk niet langer beschikbaar zijn voor positiebepaling. Naar verwachting zal voor het gebruik van PRS geen bijdrage worden gevraagd aan de lidstaten.
Toegang tot PRS
De Europese Raad van ministers heeft recent het beleid voor de toegang tot PRS vastge- steld. Deze is beperkt tot geautoriseerde overheidsinstellingen in de lidstaten van de Unie en de relevante Europese instituties.
Andere landen en instellingen kunnen via veiligheidsverdragen toegang krijgen.
één van de antwoorden op kwetsbaarheid van satellietnavigatie
PRS:
drs. Wim Ploeg,
Nationaal beleidscoördinator GNSS programma’s, Ministerie van Infrastructuur en Milieu
Iedere lidstaat kan binnen dit vastgestelde gebruikersbeleid zelf bepalen welke groepen toegang krijgen tot PRS en onder welke voorwaarden. Hiervoor zullen natio- naal groepen gecreëerd kunnen worden die ieder een eigen cryptosleutel beheren voor de toegang tot PRS. Het Europese toegangs- beleid voorziet in de oprichting van een
‘PRS Authoriteit’ die verantwoordelijk is voor het management van de mogelijke nationale gebruikersgroepen en voor de uitgifte van de cryptosleutels voor toegang.
Discussie over gebruik van PRS in Nederland
Ondanks het feit dat PRS pas over enkele jaren beschikbaar is, wordt in veel lidstaten van de Europese Unie al volop nagedacht over het gebruik van deze dienst. Ook in Nederland is deze discussie gestart. In juni is een succesvolle informatiebijeenkomst georganiseerd voor gebruikersgroepen van politie tot grensbewaking. Diverse instan- ties hebben interesse getoond voor de ontwikkelingen. Voor meer informatie kunt u zich wenden tot het Netherlands Space Office (www.spaceoffice.nl).
