28/02/2021 21:19

Πώς θα ήταν ο κόσμος αν σταματούσε να λειτουργεί το GPS;

Το GPS χρησιμοποιείται σε όλο το φάσμα της σύγχρονης ζωής από τον στρατό μέχρι τα ράφια των σούπερ μάρκετ. Παρόλα αυτά είναι ένα πολύ ευαίσθητο σύστημα σε επιθέσεις. Τι θα γινόταν αν σταματούσε να λειτουργεί και κατά πόσον μπορεί να επηρεαστεί από την έλευση της τεχνολογίας του 5G;

Όταν η δορυφορική επικοινωνία στο αεροδρόμιο του Μπεν Χουριόν μπλόκαρε πέρσι, οι συγκρούσεις των αεροπλάνων αποφεύχθηκαν μόνο λόγω της επιδεξιότητας των ελεγκτών εναέριας κυκλοφορίας. Το «ατύχημα» προκλήθηκε από τις ρωσικές δυνάμεις που πολεμούσαν στη Συρία, αλλά είναι ενδεικτικό της επικινδυνότητας του global positioning system, γνωστότερου ως GPS.

Ολοένα και περισσότεροι άνθρωποι αναγνωρίζουν την ανάγκη προστασίας και βελτίωσης του GPS, σύμφωνα με τον Τοντ Χάμφρις, μηχανικό επικοινωνιών στο Πανεπιστήμιο του Τέξας.

Πλέον το GPS βρίσκεται σε πολλά κομμάτια της καθημερινότητάς μας. Στην πιο απλή μορφή μπορεί να μας δώσει το στίγμα ενός δέκτη σήματος πάνω στη Γη. Τα αυτοκίνητα και τα κινητά έχουν GPS, ενώ τα πλοία το χρησιμοποιούν σαν σύγχρονο φάρο για να πλοηγηθούν σε δύσκολα σημεία.

Αν και δεν το γνωρίζουν πολλοί, οι γερανοί στα λιμάνια χρησιμοποιούν το σύστημα για να εντοπίσουν ποιο κοντέινερ πρέπει να μεταφερθεί που, ενώ σημαίνοντα ρόλο κατέχει και στα logistics άλλων επιχειρήσεων, από τα σούπερ μάρκετ μέχρι τις κατασκευαστικές. Για την ακρίβεια χωρίς αυτό, ορισμένα από τα ράφια των σούπερ μάρκετ θα ήταν άδεια και οι τιμές θα ήταν υψηλότερες.

Το GPS όμως δεν έχει να κάνει μόνο με την τοποθεσία, αλλά και με τον χρόνο.

Μία ομάδα 30 δορυφόρων, οι οποίοι κινούνται σε τροχιά γύρω από τη Γη χρησιμοποιούν ατομικά ρολόγια ακριβείας για να συγχρονίσουν τα σήματά τους. Επιτρέπουν στους χρήστες να καθορίσουν την ώρα με ακρίβεια 100 δισεκατομμυριοστών του δευτερολέπτου. Τα δίκτυα κινητής τηλεφωνίας χρησιμοποιούν το GPS για να συγχρονιστούν, ενώ χρηματοπιστωτικοί και τραπεζικοί θεσμοί βασίζονται σε αυτό για την ασφάλεια των μεταφορών και των πληρωμών.

5G και GPS
Τον Μάιο αξιωματούχοι του αμερικανικού Πενταγώνου είχαν ασκήσει έντονη κριτική στην απόφαση της αμερικανικής Ομοσπονδιακής Επιτροπής Επικοινωνιών (Federal Communicatiosn Commission – FCC) να επιτρέψει στην εταιρεία δορυφορικών επικοινωνιών Ligado να αναπτύξει ένα εθνικό δίκτυο 5G, επισημαίνοντας ότι θα έχει αρνητικά αποτελέσματα στα σήματα GPS τα οποία είναι ζωτικής σημασίας για τις στρατιωτικές επιχειρήσεις.

«Το GPS πάντα ήταν μία τεχνολογία ζωτικής σημασίας που υποστήριζε τη δημόσια ασφάλεια της χώρας, την αστυνομία και τις υγειονομικές υπηρεσίες. Κυριολεκτικά σώζει ζωές» τόνισε ο στρατιωτικός Τζον Ρέιμοντ στην Επιτροπή Ενόπλων Δυνάμεων της Γερουσίας σε μία συνεδρίαση που συμμετείχαν και άλλοι αξιωματούχοι του Πενταγώνου. «Συνήθως οι Αμερικανοί δεν είναι υπό την απειλή ηλεκτρονικών επιθέσεων εντός της χώρας, αλλά οι υπηρεσίες του GPS στις οποίες βασίζονται καθημερινά απειλούνται αν το σήμα και το περιβάλλον του GPS δεν προστατευτούν από παρεμβολές».

Η αξιωματούχος του υπουργείου Αμυνας Ντέινα Ντίζι δήλωσε στην επιτροπή ότι η πρόταση της Ligado θα έχει «απαράδεκτο επιχειρησιακό αντίκτυπο και θα επηρεάσει αρνητικά τις στρατιωτικές δυνατότητες της τεχνολογίας του GPS».

GPS
Ολοένα και περισσότεροι άνθρωποι αναγνωρίζουν την ανάγκη προστασίας και βελτίωσης του GPS, σύμφωνα με τον Τοντ Χάμφρις, μηχανικό επικοινωνιών στο Πανεπιστήμιο του Τέξας. © Shutterstock
«Μέσα από αυτή τη διαδικασία, το υπουργείο ξεκαθάρισε ότι αποδοχή των σχεδίων της Ligado θα προκαλέσει επικίνδυνες παρεμβολές σε εκατομμύρια δέκτες GPS -πολιτών και στρατού- σε όλη τη χώρα» πρόσθεσε η Ντίζι.

Ο γερουσιαστής και πρόεδρος της επιτροπής Τζέιμς Ινχοφ αποδοκίμασε και αυτός με τη σειρά του την απόφαση της FCC.

«Πρόκειται για ένα περίπλοκο ζήτημα το οποίο εν τέλει καταλήγει στο ρίσκο. Και δεν νομίζω ότι είναι καλή ιδέα να διακινδυνεύουμε τα σήματα GPS στα οποία βασίζεται η εθνική και οικονομική μας ασφάλεια προς όφελος μίας εταιρείας και των επενδυτών της» τόνισε ο Ινχοφ. «Μετά από εκτεταμένες μελέτες και ανάλυση, οι ειδικοί σχεδόν κάθε ομοσπονδιακής υπηρεσία μας λένε ότι τα σχέδια της Ligado θα προκαλέσουν παρεμβολές στα συστήματα GPS».

Από το 2015, η Ligado προωθεί μία πρόταση για ένα δίκτυο το οποίο θα χρησιμοποιεί το φάσμα L-band, το οποίο χρησιμοποιείται για να μεταδίδονται τα σήματα GPS καθώς μπορεί να «περάσει» μέσα από εμπόδια όπως τα σύννεφα, η ομίχλη, η βροχή, οι καταιγίδες και η βλάστηση. Αυτός είναι και ο λόγος που το αμερικανικό υπουργείο Αμυνας εκφράζει ανησυχίες για τα σχέδια της εταιρείας. Η Ligado έχει αναφέρει ότι ένα δίκτυο το οποίο θα χρησιμοποιεί το συγκεκριμένο φάσμα συχνοτήτων επιτρέπει στις εταιρείες τηλεπικοινωνιών να αναπτύξουν δίκτυα 5G με μεγαλύτερη ευκολία.

Παρά τις αντιδράσεις του Πενταγώνου η πενταμελής επιτροπή του FCC αποφάσισε να εγκρίνει τα σχέδια της Ligado.

Ενας κόσμος χωρίς GPS
Η αλήθεια είναι ότι θα ήμασταν χαμένοι χωρίς αυτό. Υπάρχει κάτι που μπορεί να το αντικαταστήσει; Και πώς θα ήταν ένας κόσμος χωρίς GPS;

Η απώλεια του δορυφορικού συστήματος για πέντε μέρες θα οδηγούσε σε απώλειες 5,1 δισεκατομμυρίων δολαρίων μόνο στο Ηνωμένο Βασίλειο, σύμφωνα με έκθεση του London School of Economics. Η αμερικανική οικονομία θα δεχόταν ισχυρότερο πλήγμα, καθώς θα χανόταν περίπου ένα δισεκατομμύριο καθημερινά από την απώλεια του σήματος, ενώ οι ζημιές θα έφταναν το 1,5 δις. σε περίπτωση που το σύστημα «έπεφτε» το διάστημα Απριλίου-Μαΐου που κορυφώνεται η αγροτική παραγωγή στις ΗΠΑ.

Παρά την εξάρτηση της παγκόσμιας οικονομίας (και ζωής) από το GPS, οι «διακοπές σήματος» είναι συχνό φαινόμενο. Συνήθως, οφείλονται σε στρατιωτικές ασκήσεις. Η αμερικανική κυβέρνηση πραγματοποιεί συχνά ασκήσεις και ελέγχους που οδηγούν στη διακοπή σήματος, αλλά και σε κάποια τεχνικά προβλήματα.

GPS
Το GPS δεν έχει να κάνει μόνο με την τοποθεσία, αλλά και με τον χρόνο. © NASA
Τα «άλλα» GPS
Προφανώς υπάρχουν και άλλα συστήματα δορυφορικής πλοήγησης -όπως το ρωσικό Glonass, το Galileo της Ευρωπαϊκής Ενωσης και το BeiDou της Κίνας, τα οποία όλα λειτουργούν όλα με παρόμοιο τρόπο με το GPS. Αλλά, οι ηθελημένες ή κατά λάθος διακοπές δημιουργούν σε προβλήματα όλα τα συστήματα γεωεντοπισμού.

«Ο στρατός έρχεται αντιμέτωπος με διακοπές πολύ συχνά πλέον», λέει ο Τσάρλι Κάρι, συνεργάτης στο Royal Institute of Navigation και ιδρυτής της εταιρείας Chronos Technology.

Από «ποιους» κινδυνεύει το GPS;
Οι στρατιωτικοί έχουν έναν ακόμη λόγο να είναι ανήσυχοι. Το GPS αναπτύχθηκε αρχικά από το αμερικανικό Πεντάγωνο και πλέον «καθοδηγεί» από drones μέχρι πολεμικά πλοία. Η λειτουργία του πλέον απειλείται.

Μία μεγάλη ηλιακή καταιγίδα, όπως το Carrington Event του 1859, θα μπορούσε να οδηγήσει στην κατάρρευση ολόκληρου του δικτύου.

Εγκληματικές οργανώσεις χρησιμοποιούν συσκευές που εμποδίζουν τη λειτουργία του συστήματος, τις οποίες βρίσκουν εύκολα στο διαδίκτυο, για να «κρύψουν» κλεμμένα αυτοκίνητα, αδιαφορώντας για τις ευρύτερες συνέπειες που προκαλούν.

«Υπάρχει η απομακρυσμένη απειλή ότι ολόκληρο το σύστημα θα καθίστατο ανενεργό από το ξέσπασμα ενός πόλεμου στην αμερικανική οικονομία, μέσα από επιθέσεις σε βασικές υποδομές», λέει ο Χάμφρις.

Θα χανόταν περίπου ένα δισεκατομμύριο καθημερινά στην αμερικανική οικονομία από την απώλεια του σήματος, ενώ οι ζημιές θα έφταναν το 1,5 δις. σε περίπτωση που το σύστημα «έπεφτε» το διάστημα Απριλίου-Μαΐου που η κορυφώνεται η αγροτική παραγωγή στις ΗΠΑ. © Shutterstock
Οι εναλλακτικές λύσεις
Αλλά αν το GPS ή τα άλλα συστήματα εξαφανίζονταν, ποιες θα ήταν οι εναλλακτικές λύσεις;

Μία εναλλακτική λύση μπορεί να αποδειχθεί η νέα εκδοχή του συστήματος Long Range Navigation (Loran), το οποίο αναπτύχθηκε από τις συμμαχικές δυνάμεις κατά τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο για την επικοινωνία των πλοίων που διέσχιζαν τον Ατλαντικό. Αντί δορυφόρων, λειτουργούσε μέσω πομπών, οι κεραίες των οποίων έφταναν τα 200 μέτρα.

Στην αρχή το Loran μπορούσε να εγγυηθεί ακρίβεια μόνο εντός λίγων μιλίων, αλλά η απόσταση που κάλυπτε αυξήθηκε τη δεκαετία του 1970 στα εκατοντάδες μέτρα. Το Ηνωμένο Βασίλειο και άλλες χώρες απέσυραν τους πομπούς Loran από το δυναμικό τους στην αρχή της δεκαετίας του 2000 όταν η καθιέρωση του GPS κατέστησε το σύστημα «απαρχαιωμένο». Μία μοντέρνα και βελτιωμένη εκδοχή, γνωστή ως eLoran θα μπορούσε να φτάσει το GPS σε ακρίβεια. Εκτός από την αναβάθμιση των πομπών και των δεκτών, το νέο σύστημα χρησιμοποιεί μία τεχνική που ονομάζεται «διαφορική διόρθωση», όπου το σήμα ελέγχεται από διαφορετικούς σταθμούς αναφοράς και διορθώνεται αν χρειαστεί.

Αυτή η ανανεωμένη έκδοση θα είναι ικανή -σύμφωνα με πληροφορίες- να προσδιορίσει τοποθεσίες με ακρίβεια εντός 10 μέτρων. Επίσης, αντίθετα με το GPS το σήμα του θα μπορεί να διαπεράσει τοίχους και τούνελ, κυρίως λόγω της χαμηλής συχνότητας που χρησιμοποιεί και της υψηλής ισχύς του σήματος που διαθέτει. Πρέπει, όμως, κάποιος να το χρηματοδοτήσει.

«Το eLoran είναι μία σπουδαία τεχνολογία το οποίο μπορεί να καλύψει τα εθνικά κενά εφόσον υπάρξει η δέσμευση της κατασκευής και συντήρησης του», λέει ο Χάμφρις.

Άλλες προσεγγίσεις δεν απαιτούν επιπρόσθετες υποδομές. Πολύ πριν τα ραδιοσήματα, οι ναύτες χρησιμοποιούσαν τον ήλιο και τα αστέρια ως πυξίδα. Η ίδια τεχνική χρησιμοποιείται ακόμα και σήμερα. Οι πύραυλοι Trident για παράδειγμα χρησιμοποιούν ένα σύστημα «αστρικής πλοήγησης», χρησιμοποιώντας ως σταθερά σημεία τα αστέρια για να καθορίσουν την τροχιά τους.

Κίνα

Η κλιματική αλλαγή θα «χάσει» στα δάση του φενγκ σούι

Το eLoran είναι ένα από τα πάρα πολλά συστήματα που δημιουργούνται ή έχουν δημιουργηθεί σε διάφορες χώρες του κόσμου για να αντικαταστήσουν το GPS.

Αν και δεν υπάρχει ένα σύστημα το οποίο μπορεί να αναπληρώσει επακριβώς την ισχύ του GPS και ίσως τελικά υπερισχύσει ένα μείγμα λύσεων, το μόνο σίγουρο είναι ότι οι επιλογές θα αυξηθούν στο μέλλον. Το αμερικανικό υπουργείο Μεταφορών έχει ανακηρύξει διαγωνισμό για την επιλογή των πιθανών εναλλακτικών του GPS.

Επίσης σίγουρο είναι ότι γινόμαστε ολοένα και πιο εξαρτώμενοι από το GPS. Τα αυτοκινούμενα αυτοκίνητα, τα delivery drones τα ιπτάμενα ταξί βασίζονται στο GPS.

Αυτό δημιουργεί και ένα μείζων πρόβλημα, αν δεν βρεθούν εναλλακτικές, σημαίνει ότι με το πάτημα ενός κουμπιού ολόκληρη η παραγωγική διαδικασία μίας περιοχής θα μπορούσε να σταματήσει.

με πληροφορίες από BBC, The Hill