Mi lesz velünk a GPS nélkül?

Legyen szó távközlésről vagy utcaképről, a modern civilizáció közismerten erősen függ a műholdas szolgáltatásoktól, de mind közül kiemelkedik egy alapvető műholdas jel, ami nélkül igen halmozott nehézségekkel kellene számolnunk a napi élet működésében. Ez a GPS, vagyis a globális helyzetmeghatározó rendszer.

Mi történne, mi nem működne, ha valami érné a GPS-rendszert? A helyzetmeghatározás eredendően és kezdettől folyamatosan katonai célokat szolgál, a repülőgépek tájékozódásától az interkontinentális ballisztikus rakéták vagy akár a 155 milliméteres tüzérségi lövedékek célravezetéséig. GPS nélkül a nyugati haditechnika ott vehetné fel a fonalat, ahol a vietnámi háború végén letette. A rendszer ugyancsak jelentős szerepet játszik a civil életben az időmérésben, elengedhetetlen a pénzpiacok szinkronizálásához, a távközléshez, az automatizált mezőgazdasági gépek irányításához, sőt a profi sportolók edzésteljesítményének méréséhez is. Nélküle eltévednek a tengeri hajók, törékennyé és nehezen javíthatóvá válik az energetikai infrastruktúra.

A közel fél évszázada elérhető örök és megbízható jel olyan függőség, ami jelentős gazdasági sebezhetőséggel jár. A GPS-műholdak ellen intézett támadás szerény becslések szerint napi egymilliárd dolláros kárral járna, és évekig tartana a pótlása.

Február közepén – amint arról lapunk is beszámolt – ezért is váltott ki komoly aggodalmakat az Egyesült Államokban az a hírszerzési értesülés, amely szerint Oroszország atomfegyvert tervez az űrbe telepíteni.

A jel története

Az eredeti nevén Navstar GPS-rendszert létrehozó programot 1973-ban indította az amerikai hadügyi tárca. Az első műholdat 1978-ban indították, a 24 tagú konstelláció 1993-ban állt össze teljesen. A történelemkönyvekbe már a Sivatagi Vihar, vagyis az 1991 januárjában indított első öbölháború vonult be az első GPS-esített háborúként. A műholdak pozícióját és a pontos időt közlő jeleket már a 80-as évektől használhatták civil célokra.

A műholdas pozíciómérés gyökerei mélyen a hidegháború idejére nyúlnak vissza. A Szovjetunióból fellőtt első műhold, a Szputnyik–1 jeleit vizsgálva az amerikai mérnökök 

hogy a Doppler-hatásból pontosan meg tudják állapítani az eszköz pontos helyét. Az ötvenes években már azt tudták, hogy a speciális és általános relativitáselmélet következményeként a Föld körüli pályán keringő atomórák időjelzése naponta 38 mikroszekundumot késik, ami miatt egy helymeghatározó rendszer pontossága tíz kilométerre romlana naponta.

A GPS elődei a 60-as évek végén és a 70-es évek elején fejlesztett rendszerek voltak, amelyek hol lassúnak, hol pontatlannak bizonyultak – a Navstar végül ezen rendszerek tapasztalatainak és technikájának bevált részeiből építkezett.

A GPS mindig is sebezhető volt. Rádiós zavarással lokálisan nagyon hamar lehetett küzdeni ellene, mára a civil vevőkbe is építenek zavarás elleni technikát. Az elmúlt években Oroszország, India és Kína is tesztelt műholdgyilkos fegyvereket, ami szintén fenyegetést jelent. A technika kettős felhasználásának fonákja ugyanakkor valamiféle védelmet is jelent. A kettős felhasználás alatt többnyire olyan polgári technikát értünk, aminek katonai haszna is lehet. A GPS esetében ez fordítva valósult meg: az Ukrajna felett repülő orosz bombázók pilótafülkéiben blőrözéssel kitakart, de felismerhetően túrázóknak készült GPS-ek javították az orosz navigáció, a Glonass nem mindig tökéletes pontosságát.

Ukrán tanulságok

A nemzetbiztonsági fenyegetést jelentő sebezhetőség problémájára még Barack Obama vezetése idején, 2010-ben kezdtek megoldást keresni, de a tervezgetésnél elakadtak. Donald Trump elnöksége alatt ismét nekifutottak a dolognak, költségvetési források azonban nem rendelődtek a dologhoz, így az előrelépés is elmaradt.

Joe Biden kormányzásával az amerikai közlekedési minisztériumon keresztül idén kerestek pályázó magáncégeket egy alternatív műholdrendszer kiépítésére. Bár az űripar fellendülése miatt ma már példátlanul gyors átfutással lehet fellőni műholdakat, 

A The New York Times cikke szerint az Egyesült Államok lemaradóban van, mert eközben Kína gőzerővel fejleszti saját navigációs infrastruktúráját. Amint az állami médiából és tudományos publikációkból kiderült, húszezer kilométeres, föld alatti optikai kábelekből és állomásokból álló időjeladó és navigációs rendszert építenek.

A kínaiak és oroszok jelenleg a második világháború alatt kifejlesztett rádiós helymeghatározó rendszert, a Lorant is használják. Ezt az amerikai hadsereg használta a csendes-óceáni hadszíntéren, és külön fejlesztette tovább a haditengerészet és a légierő. Kezdetben nagyon drága rendszer volt, de az évtizedek során olcsóvá vált, és a műholdas navigáció elterjedéséig széles körben használták. Bár Amerika 2010-ben nyugdíjazta a rendszert, sokfelé máig üzemel, az Egyesült Államok is meggondolta a dolgot, és 2015-től hivatalosan is dolgoznak a rendszer chip méretű reinkarnációján, az eLoranon.

Az amerikai szabványügyi hivatal, a NIST az eLoran mellett más megoldásokat is vizsgál. Egy Satelles nevű magáncég például az alacsony Föld körüli pályán keringő, 

idő- és navigációs jelek sugárzására. Az ilyen műholdak ezer kilométernél alacsonyabb pályán keringenek, szemben a GPS-szatelitek közel húszezer kilométeres távolságával – a jelek így sokkal erősebbek, ezért nehezebben zavarhatók. Ráadásul itt 24 helyett több száz vagy ezer műholdról lehet szó, amit ugyancsak nehéz felszíni rakétával vagy atomcsapással egyszerre elpusztítani.

Kína valami hasonlón dolgozik: saját GPS-alternatívájukat, a Beidout 13 000 műholdból álló rendszerrel tervezik megtámogatni. Mint mondták, az Egyesült Államok fejlett kiberháborús képességeitől tartanak, márpedig az Ukrajnában folyó háború egyik fontos tapasztalata, hogy

fontos felismerni az űrkiberbiztonság kritikus jelentőségét.

Az amerikai űrhaderő ugyan hallgat a műholdelhárító képességeiről, de tudható, hogy M-code néven dolgoznak egy rakétákat irányító alternatív precíziós navigáción, emellett ők is dolgoznak egy saját, alacsony Föld körüli pályán keringő rendszeren.

A haditengerészek eközben egy jóval archaikusabb rendszert használnak: megtanulnak a csillagok alapján tájékozódni. Lassan lehet, hogy mi, civilek is lehozhatjuk a padlásról a szextánsokat.

(New York Times, Wikipedia)