Coś niepokojącego dzieje się nad naszymi głowami. Satelita ujawnił strefę mroku
Po raz pierwszy udało się spojrzeć na problem zakłóceń sygnału nawigacji satelitarnej z zupełnie innej perspektywy niż dotychczas, z orbity okołoziemskiej. To co zobaczyli inżynierowie było wręcz szokujące.
Kiedy kalifornijski startup Xona Space Systems uruchomił odbiornik GPS na swoim nowym, testowym satelicie Pulsar-0, inżynierowie spodziewali się drobnych zakłóceń w rejonach konfliktów zbrojnych.
Rzeczywistość okazała się jednak znacznie gorsza. Dane zebrane z orbity pokazują, że potężna część Europy i Bliskiego Wschodu znajduje się w strefie permanentnej walki radioelektronicznej, która nie tylko paraliżuje systemy nawigacji na Ziemi, ale też dosłownie oślepia satelity krążące na niskiej orbicie okołoziemskiej. Ustalenia te opisał serwis space.com.
Globalne systemy nawigacji satelitarnej (GNSS), do których zalicza się amerykański GPS, europejski Galileo czy chiński Beidou, stanowią niewidzialny fundament współczesnej cywilizacji. Bez nich nie działałyby nie tylko mapy w naszych smartfonach, ale przede wszystkim systemy synchronizacji sieci energetycznych, międzynarodowe operacje finansowe czy zaawansowane systemy wierceń naftowych.
Wszystkie te gałęzie przemysłu opierają się na danych dotyczących pozycjonowania, nawigacji oraz precyzyjnego pomiaru czasu (PNT). Problem polega na tym, że architektura tych systemów niesie za sobą fundamentalną słabość, którą coraz łatwiej wykorzystać przeciwko nam.
Słabość ukryta 20 tys. km nad Ziemią
Tradycyjne satelity nawigacyjne krążą na ogromnych wysokościach, przekraczających 19 tys. km nad powierzchnią Ziemi. Zanim sygnał radiowy pokona tak gigantyczny dystans i dotrze do odbiornika na dole, staje podatny na manipulacje.
Sprawia to, że niezwykle łatwo go zagłuszyć za pomocą tak zwanego jammingu, czyli zalania pasma radiowego szumem o wysokiej mocy, bądź sfałszować poprzez spoofing. Ta druga metoda polega na nadawaniu silniejszego, fałszywego sygnału, który oszukuje odbiorniki, podając im błędne współrzędne geograficzne. W ciągu ostatnich pięciu lat oba te zjawiska urosły do rangi globalnego kryzysu bezpieczeństwa.
Do tej pory powszechnie uważano, że problem paraliżu nawigacji dotyczy głównie obiektów naziemnych oraz samolotów pasażerskich zmuszonych do omijania stref objętych zakłóceniami. Misja Pulsar-0 udowodniła jednak, że pole rażenia naziemnych systemów wojskowych sięga znacznie dalej.
Satelita testowy firmy Xona Space Systems orbituje na wysokości zaledwie 500 km, czyli w rejonie tak zwanej niskiej orbity okołoziemskiej (LEO). Umieszczono go tam w celu przetestowania nowej technologii odpornej nawigacji, jednak zamontowany na jego pokładzie standardowy odbiornik GPS przyniósł odkrycie, które zszokowało samych twórców projektu.
Od Francji po Pakistan - kosmiczna strefa mroku
Podczas przelotów nad Ameryką Północną aparatura rejestrowała idealny, czysty sygnał. Wszystko zmieniało się w momencie, gdy satelita wkraczał nad przestrzeń powietrzną Europy. W najbardziej dotkniętych rejonach siła sygnału GPS drastycznie spadała ze standardowego poziomu 40 decybeli do zaledwie 10 decybeli.
Analiza zebranych danych ujawniła, że satelity poruszające się po gęsto wykorzystywanej niskiej orbicie cierpią z powodu mniejszych lub większych zakłóceń na gigantycznym obszarze rozciągającym się od Francji na zachodzie aż po granice Pakistanu na wschodzie.
Jak przyznaje Kaz Gunning, współzałożyciel Xona Space Systems, inżynierowie spodziewali się wykrycia pewnych śladów walki elektronicznej, ale rzeczywista skala zjawiska okazała się znacznie większa, niż zakładano. Nad zakłócanymi regionami satelity po prostu momentalnie tracą stabilne połączenie z siecią GPS.
Tracisz możliwości GPS, gdy tylko przelatujesz nad tymi regionami. To może stanowić problem dla satelitów obrazowych, które próbują ustawić się w odpowiedniej pozycji, aby wykonać zdjęcia danego obszaru. Nie da się określić wysokości, nie da się określić pozycji bez sygnału GPS. Nie da się nawet precyzyjnie wycelować w antenę telekomunikacyjną na ziemi. To zazwyczaj zakłóca działanie satelitów – powiedział Gunning serwisowi space.com.
Źródłem problemu są potężne, wojskowe instalacje naziemne. Rosyjskie systemy walki elektronicznej regularnie i celowo zagłuszają sygnały wzdłuż swoich zachodnich granic. To element och wojny hybrydowej przeciwko naszemu społeczeństwu, które uzaleznione jest także od korzystania z GPS.
Skutkiem ubocznym jest destabilizacja nawigacji, która co miesiąc dotyka dziesiątki tysięcy cywilnych lotów pasażerskich w tym regionie. Podobne mechanizmy obronne i ofensywne stosują strony konfliktów na Bliskim Wschodzie, próbując zmylić bezzałogowce oraz ukryć pozycje statków realizujących nielegalne operacje morskie.
Jak się okazuje, te potężne fale elektromagnetyczne bez problemu przebijają się w przestrzeń kosmiczną.
Ślepy satelita to zagrożenie dla Starlinka
Konsekwencje utraty sygnału pozycjonowania przez obiekty na orbicie LEO wykraczają daleko poza utratę orientacji w przestrzeni. Współczesne satelity obserwacyjne, odpowiedzialne za wykonywanie precyzyjnych zdjęć powierzchni Ziemi czy analizy radarowe, tracą w takich warunkach zdolność precyzyjnego nakierowania aparatury na cel.
Bez sprawnego GPS niemożliwe staje się poprawne określenie orientacji przestrzennej satelity, a nawet precyzyjne wycelowanie jego anten nadawczych w kierunku stacji odbiorczych na Ziemi. Cały proces zarządzania misją ulega drastycznemu zaburzeniu.
Co ważniejsze, na danych nawigacyjnych bezwzględnie polegają wielkie konstelacje satelitarne, takie jak należący do SpaceX system Starlink. Tysiące powiązanych ze sobą urządzeń potrzebuje permanentnego dostępu do sygnałów PNT, aby na bieżąco obliczać trajektorie lotu i unikać katastrofalnych w skutkach kolizji z innymi obiektami w coraz bardziej zatłoczonej przestrzeni kosmicznej.
Sytuację pogarszają anomalie pogodowe w kosmosie. Silne burze magnetyczne, takie jak supersztorm Gannon z maja 2024 r., potrafią zniekształcić sygnał nawigacyjny na tyle skutecznie, że w wielu miejscach na świecie nowoczesne, autonomiczne maszyny rolnicze zostały sparaliżowane na całe dnie. Ryzyko ma więc charakter zarówno geopolityczny, jak i naturalny.
Dziennikarz Spider's Web, zajmuje się tematyką militariów i obronności. Jest pasjonatem lotnictwa, broni pancernej i miłośnikiem symulatorów. Pisze o nowych technologiach, takich jak broń hipersoniczna czy laserowa. Interesuje się historią konfliktów oraz Chin i Wietnamu w XX wieku. Dziennikarzem jest od 1998 roku. Pracował w Super Expressie, Gazecie Wyborczej, Purepc. Jest autorem trzech książek poświęconych wojnie w Wietnamie. Prywatnie interesuje się również fizyką, grami, kotami i kolarstwem górskim.