Digitalisierung im Weltraum – Möglichkeiten und Herausforderungen

Major Kevin Blaschke leistet seinen Dienst als Referent Weltraum in der Abteilung Planung im Referat Strategie. Er ist verantwortlich für alle Vorgänge im Zusammenhang mit dem Thema Weltraum aus dem Blickwinkel des Organisationsbereichs CIR. Auch hier bietet die Digitalisierung neue Möglichkeiten, aber auch große Herausforderungen beim Schutz der Systeme.

„Die Wichtigkeit des Weltraums und der Dienste und Produkte, die von Satelliten stammen, kann gar nicht oft genug unterstrichen werden“, sagt Blaschke. „Beispielsweise nutzt eine Vielzahl von Diensten und Produkten GPS. Prägnantestes Beispiel ist hier sicherlich Google Maps.“ Aber auch jede Website, die eine Anfrage an die Position eines Handys stellt, nutzt diese, um personalisierte Services zur Verfügung zu stellen. „Und die Anwendungen gehen noch viel weiter“, ergänzt Blaschke. „Da GPS eine hochpräzise Uhr ist, und eine exakte Uhrzeit für eine Vielzahl von Anwendungen elementar wichtig, nutzen etwa Börsen oder Finanzdienstleister dieses „Nebenprodukt“ von GPS.“

Immer wichtiger für den militärischen Bereich

Doch auch im militärischen Anwendungsbereich gewinnen weltraumgestützte Dienste eine immer höhere Bedeutung. Natürlich ist auch hier die Navigation per GPS oder Galileo eine wichtige Anwendung. Dazu kommt auch hier das Nebenprodukt einer extrem genauen Zeit, die für bestimmte Anwendungen relevant ist. „Darüber hinaus ist die Nutzung von Satellitenkommunikation aus der Bundeswehr nicht mehr wegzudenken“, so Blaschke. „Jedes Einsatzkontingent verfügt über eine Anbindung. Schiffe und Flugzeuge zumindest über ein Satellitentelefon, oft auch über eine Breitbandanbindung zum Austausch von Daten.“ Unbemannte Luftfahrzeuge (UAV) sind oft sogar gänzlich auf Satellitenkommunikation angewiesen, um die Verbindung zum Operateur aufrecht zu erhalten.

Ohne Digitalisierung keine Weltraumdienste

„Digitalisierung ist hier vor allem dahingehend relevant, als dass alle Dienste, die der Organisationsbereich CIR im Weltraum zur Verfügung stellt, digitaler Natur sind. Sei es die Satellitenkommunikation, mit deren Hilfe die eigenen Truppenteile erreichbar sind oder die Dienste im Bereich Position, Navigation und Zeit (PNZ)“, erläutert der Major. Ein weiterer Punkt sei die weltweite Aufklärung per Satellit. Hierbei werden die Bilder an Bord eines Satelliten erstellt und dann digitalisiert zur Bodenstation übermittelt. „Dafür ist eine konstant digitalisierte „Servicekette“ von der Beauftragung bis zur Übermittlung von Ergebnissen von elementarer Wichtigkeit“, erklärt Blaschke. „Nur so ist eine zeitnahe Übermittlung von Ergebnissen an den Auftraggeber gewährleistet.“

Schutz vor vielfältigen Bedrohungsmöglichkeiten

Dies stellt jedoch extreme Anforderungen an den Schutz des ganzen Prozesses gerade im Hinblick auf den Schutz vor unbefugtem Zugriff. „Da ein Weltraumsystem klassischerweise aus einem Boden-, einem Raum- und einem Linksegment – also der Verbindung zwischen Boden und Weltall – besteht, bieten sich vielfältige Bedrohungsmöglichkeiten für staatliche und nichtstaatliche Akteure“, sagt Blaschke. „Diese reichen von klassischen Angriffen mit Bodentruppen und Luftstreitkräften oder mit Lenkflugkörpern von Schiffen. Durch die zunehmende Digitalisierung der Streitkräfte haben sich jedoch komplett neue Mittel und Wege eröffnet, um die Fähigkeiten der Bundeswehr – entweder im Weltraum oder Fähigkeiten, die sich auf Satelliten abstützen – zu beeinflussen.“

Schutz gegen Cyberangriffe

Gerade Cyberangriffe eröffnen hier Möglichkeiten, mögliche Schwachstellen auszunutzen und so unsere Fähigkeiten einzuschränken sowie laufende Aktivitäten zu stören. Die Bodenstationen eines Satelliten sind grundsätzlich mit den anderen Standorten der Bundeswehr, den Verbündeten Nationen und EU respektive NATO verbunden, um einen echtzeitnahen Informationsaustausch zu ermöglichen. „Der Schutz dieser Verbindungen vor Angriffen aus dem Cyberraum hat besondere Bedeutung um den Zugriff auf die Netzwerke des Satellitenbetriebes zu verwehren.“, erläutert Blaschke. „Der Zugriff würde einem potentiellen Angreifer zahlreiche Möglichkeiten bieten, von einem Beobachten der Daten, über das Verfälschen von Daten, bis zur Übernahme der Kontrolle über den Satelliten.“ Bleiben diese Angriffe unbemerkt, kann immenser Schaden entstehen und die Attribuierung ist extrem aufwändig und zeitintensiv. „Doch gerade hier liegt ein gravierendes Problem, da insbesondere nichtstaatliche und staatliche Akteure, die über keine eigenen nennenswerten Weltraumfähigkeiten verfügen, sich Fähigkeiten zum Angriff im Cyberraum aneignen und Angriffe durchführen können. Daher ist ein konsequenter Schutz der Weltraumfähigkeiten der Bundeswehr von elementarer Bedeutung, um die Einsatzfähigkeit aufrecht zu erhalten“, betont der Weltraumreferent des Kommandos CIR.

Gefahr durch Angriffe aus dem elektromagnetischen Umfeld

Der Zugriff auf die Satelliten auf digitalem Weg ist dennoch schwierig, da die Datenanbindung der Satelliten besonders geschützt ist. Ein singulärer Zugriff ohne einen vorherigen Angriff auf die Bodenstation ist daher sehr unwahrscheinlich. „Wahrscheinlicher sind hingegen Angriffe im elektromagnetischen Umfeld, das heißt das Stören der Verbindung Bodenstation-Satellit oder umgekehrt“, so Blaschke. „Hierbei spielen Störsender eine große Rolle. Einfachste GPS-Störsender sind kostengünstig erhältlich und senden ihr Störsignal über die, beispielsweise in einem Auto verbaute Radioantenne aus und stören den Empfang in einem Umkreis von mehreren Metern.“ In bestimmten Regionen, hier insbesondere in den Einsatzgebieten, ist die Nutzung dieser Störsender weit verbreitet um sich einer Handyortung zu entziehen. Mit zunehmenden Fähigkeiten, wie es im Falle eines symmetrisch agierenden Gegners denkbar wäre, steigen auch die Möglichkeiten zur Störung von Funkverbindungen, so dass ganze Landstriche ohne eine stabile GPS oder Satellitenkommunikationsverbindung dastehen können und dadurch auch militärische Operationen immens erschwert werden. Hierfür müssen resiliente Lösungen vorgehalten werden.

Digitalisierung ermöglicht zielgenaue Störung

Auch hier spielt die zunehmende Digitalisierung eine entscheidende Rolle. „Wurden früher oft Breitbandstörsender genutzt, die sämtliche Frequenzen und Verbindungen, also auch die eigenen, stören, kommen heute fortschrittliche Störer zum Einsatz“, erklärt der Major. „Die digitale Aufrüstung bietet mehr Mittel um gezieltere Funkverbindungen zu stören oder Informationen zu verfälschen. Aus unserer Sicht ist die Sicherstellung der Vertraulichkeit, Integrität und Verfügbarkeit der Informationen von elementarer Bedeutung.“

Wer sind die Gegenspieler und welche Fähigkeiten können sie zum Einsatz bringen?

„Für die strategische Ausrichtung ist es immens wichtig, zu wissen, wer die möglichen Gegenspieler sind und über welche Fähigkeiten sie im Bereich von Cyberangriffen und dem elektronischen Kampf verfügen. Dadurch steigen in den Beschaffungsprojekten der Bundeswehr die Anforderungen an die Störsicherheit von Sendern und Empfängern aller Art, aber auch an die Cybersicherheit der genutzten IT“, betont Blaschke. Die zunehmende Digitalisierung und die mit ihr einhergehende Miniaturisierung von Geräten eröffnen jedoch zunehmend gänzlich neue Bedrohungen für die weltraumgestützten Dienste und Produkte der Bundeswehr. „Fieberhaft wird an Lasern oder hochenergetischen elektromagnetischen Waffen geforscht, mit deren Hilfe Satelliten ohne Vorwarnung beschädigt oder gar vernichtet werden können“, so Blaschke. „Hier gilt es, in zukünftigen Projekten die Möglichkeiten des Schutzes vor solchen Attacken zu berücksichtigen.“