Ouvir os sinais de rádio corretos pode ser uma forma eficaz de rastrear pequenos drones

A recente onda de avistamentos de drones não identificados nos EUA, incluindo alguns locais próximos e sensíveis, como aeroportos e instalações militares, causou preocupação pública significativa.

Parte deste recente aumento na atividade pode estar relacionada com uma mudança de setembro de 2023 nos regulamentos da Administração Federal de Aviação dos EUA, que agora permitem que os operadores de drones voem à noite. Mas a maioria dos avistamentos são provavelmente aviões ou helicópteros, e não drones.

A incapacidade do governo dos EUA de identificar definitivamente a aeronave nos recentes incidentes, no entanto, fez com que algumas pessoas se perguntassem: por que não conseguem?

Sou um engenheiro que estuda sistemas de defesa. Vejo os sensores de radiofrequência como uma abordagem promissora para detectar, rastrear e identificar drones, até porque detectores de drones baseados nesta tecnologia já estão disponíveis. Mas também vejo desafios no uso dos detectores para detectar de forma abrangente drones sobrevoando as comunidades americanas.

Como os drones são controlados

Os operadores se comunicam com drones à distância usando sinais de radiofrequência. Os sinais de radiofrequência são amplamente utilizados na vida cotidiana, como em abridores de portas de garagem, chaveiros de carros e, claro, rádios. Como o espectro de rádio é utilizado para tantos fins diferentes, ele é cuidadosamente regulamentado pela Comissão Federal de Comunicações.

As comunicações de drones só são permitidas em bandas estreitas em torno de frequências específicas, como 5 gigahertz. Cada marca e modelo de drone usa protocolos de comunicação exclusivos codificados nos sinais de radiofrequência para interpretar as instruções de um operador e enviar dados de volta a ele. Desta forma, um piloto de drone pode instruir o drone a executar uma manobra de voo, e o drone pode informar ao piloto onde está e a que velocidade está voando.

Identificando drones por sinais de rádio

Os sensores de radiofrequência podem ouvir as frequências bem conhecidas dos drones para detectar protocolos de comunicação específicos para cada modelo específico de drone. De certa forma, esses sinais de radiofrequência representam uma impressão digital única de cada tipo de drone.

Na melhor das hipóteses, as autoridades podem usar os sinais de radiofrequência para determinar a localização, alcance, velocidade e direção do voo do drone. Esses dispositivos de radiofrequência são chamados de sensores passivos porque simplesmente escutam e recebem sinais sem realizar nenhuma ação ativa. O limite de alcance típico para detecção de sinais é de cerca de 4,8 quilômetros (3 milhas) da fonte.

Esses sensores não representam tecnologia avançada e estão prontamente disponíveis. Então, por que as autoridades não fizeram uso mais amplo deles?

Desafios no uso de sensores de radiofrequência

Embora o monitoramento de sinais de radiofrequência seja uma abordagem promissora para detectar e identificar drones, existem vários desafios para fazê-lo.

Primeiro, só é possível que um sensor obtenha informações detalhadas sobre drones para os quais o sensor conhece os protocolos de comunicação. A obtenção de sensores capazes de detectar uma ampla gama de drones exigirá coordenação entre todos os fabricantes de drones e alguma entidade central de registro.

Na ausência de informações que permitam decodificar os sinais de radiofrequência, tudo o que se pode inferir sobre um drone é uma ideia aproximada de sua localização e direção. Esta situação pode ser melhorada através da implantação de múltiplos sensores e da coordenação das suas informações.

Em segundo lugar, a abordagem de detecção funciona melhor em ambientes de radiofrequência “silenciosos”, onde não há edifícios, máquinas ou pessoas. Não é fácil atribuir com segurança a fonte única de um sinal de radiofrequência em ambientes urbanos e outros ambientes desordenados. Os sinais de radiofrequência refletem em todas as superfícies sólidas, tornando difícil ter certeza de onde veio o sinal original. Novamente, o uso de vários sensores em torno de um local específico e o posicionamento cuidadoso desses sensores podem ajudar a aliviar esse problema.

Terceiro, uma grande parte da preocupação relativamente à incapacidade de detectar e identificar drones é que estes podem ser operados por criminosos ou terroristas. Se os operadores de drones com intenções maliciosas souberem que uma área alvo de uma operação de drones está a ser monitorizada por sensores de radiofrequência, poderão desenvolver contramedidas eficazes. Por exemplo, eles podem usar frequências de sinal que estão fora dos parâmetros regulamentados pela FCC e protocolos de comunicação que não foram registrados. Uma contramedida ainda mais eficaz é pré-programar a trajetória de voo de um drone para evitar completamente o uso de qualquer comunicação de radiofrequência entre o operador e o drone.

Finalmente, a implantação generalizada de sensores de radiofrequência para rastrear drones seria logisticamente complicada e financeiramente dispendiosa. Provavelmente existem milhares de locais apenas nos EUA que podem exigir proteção contra ataques hostis de drones. O custo de implantação de um sistema de detecção de drones totalmente eficaz seria significativo.

Existem outros meios de detectar drones, incluindo sistemas de radar e redes de sensores acústicos, que escutam os sons únicos gerados pelos drones. Mas os sistemas de radar são relativamente caros e a detecção acústica de drones é uma tecnologia nova.

O caminho a seguir

Era quase garantido que em algum momento surgiria o problema dos drones não identificados. As pessoas operam cada vez mais drones em regiões do espaço aéreo que antes eram pouco povoadas.

Talvez as recentes preocupações sobre os avistamentos de drones sejam um alerta. O espaço aéreo só se tornará muito mais congestionado nos próximos anos, à medida que mais consumidores comprarem drones, os drones forem usados ​​para fins mais comerciais e os táxis aéreos entrarem em uso. Há um limite para o que as tecnologias de detecção de drones podem fazer, e pode ser necessário que a FAA reforce a regulamentação do espaço aéreo do país, por exemplo, exigindo que os operadores de drones apresentem planos de voo detalhados.

Enquanto isso, não se precipite em presumir que aquelas luzes piscantes que você vê no céu noturno são drones.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.