Légi járművek GPS-ét hackelik, új órák segíthetnek a biztonságukban

2024. január 17-én egy Ryanair járat Londonból Vilniusba tartott, amikor a leszállásra való készülődés közben a gép hirtelen meghiúsította a süllyedést. Mindössze néhány percre a földet érés előtt a Boeing 737 MAX 8-200 típusú repülőgép GPS-je, amely az utazás során nélkülözhetetlen, váratlan zavarásnak volt kitéve, ami kényszerű eltérítéshez vezetett. A gép már körülbelül 850 láb (259 méter) magasan volt, amikor a zavarás bekövetkezett. Ahelyett, hogy landolt volna, a repülőgépet arra kényszerítették, hogy visszakapaszkodjon az égbe, és közel 400 kilométer (250 mérföld) távolságra, Varsóba terelődött. A litván légi hatóságok később megerősítették, hogy a repülőgépet „GPS jelzavarás” érte. Az eset nem volt egyedülálló: az előző három hónap során több mint 800 GPS-zel kapcsolatos zavart jegyeztek fel a litván légterében. Észtország és Finnország szintén aggodalmát fejezte ki, Oroszországot vádolva azzal, hogy technológiai eszközöket vetett be a műholdas navigációs jelek zavarására a NATO keleti szárnyán. Oroszország azonban tagadta ezeket a vádakat. Tavaly márciusban a brit védelmi miniszter, Grant Shapps, egy olyan repülőgépen utazott, amelynek GPS-jelet zavarás érte, miközben közel repült az orosz területhez.

A GPS zavarás fenyegetése azonban nemcsak a légi közlekedést érinti. A GPS nélkül életünk gyakorlatilag megállna: egy 2017-es kormányzati jelentés szerint a rendszerszintű GPS zavarás a brit pénzügyi, villamosenergia- és kommunikációs rendszereket megbéníthatja. A GPS rendszere úgy működik, hogy a felhasználók jeleket kapnak több műholdtól, és az azokra való válaszidőből pontosan meghatározható, hogy hol vagyunk a Földön. Az atomórák hihetetlen pontossággal, akár 100 milliárdod másodpercre pontosan képesek kommunikálni a műholdakkal, és ez a precíz időmérés kulcsszerepet játszik a globális gazdaság számos területén, beleértve a kommunikációs rendszereket, az elektromos hálózatokat és a pénzügyi rendszereket. A GPS elvesztésének potenciális költségét napi 1,4 milliárd font körüli összegre becsülik, ami nem meglepővé teszi, hogy a GPS zavarás ott szerepel a brit kormány nemzeti kockázati nyilvántartásában mint az egyik legnagyobb fenyegetés.

Ezeket a fenyegetéseket figyelembe véve brit tudósok egy csoportját, akiket „Időuraknak” neveztek el, arra kérték fel, hogy dolgozzanak ki megoldást. A terv viszonylag egyszerű: egy biztonságosabb alternatíva kifejlesztése a GPS-re, amely lehetővé tenné új atomórák hordozható használatát, ahelyett, hogy a műholdak jeleire támaszkodnának, amelyek zavarásnak lehetnek kitéve. Az elképzelés megvalósítása azonban rendkívül nehéz: atomenergia hasznosítása, új típusú órák fejlesztése és akár az idő mérésének módjának megváltoztatása mindössze néhány éven belül.

Az utóbbi hónapokban a brit kormány kutatási kezdeményezéseket indított a GPS zavarás fenyegetésének kezelésére, de a prototípusokból robusztus eszközöket létrehozni, amelyek egy napon akár a telefonjainkba is beépíthetők, hatalmas vállalkozás. Az új technológia iránti igény egyre sürgetőbbé válik. A kihívás hasonlítható John Harrison 18. századi találmányához, aki kifejlesztette a hordozható tengeri navigációs órát, amely megoldotta a hosszúsági problémát, új kereskedelmi lehetőségeket nyitva meg. Háromszáz év elteltével a kutatók ismét egy új óra tökéletesítésén dolgoznak, amely megoldhatja a GPS problémáit, és a hatás legalább olyan átalakító erejű lehet.

Dr. Helen Margolis, a brit Nemzeti Fizikai Laboratórium idő- és frekvencia tudományának vezetője megjegyzi: „A történelem azt mutatja, hogy minden alkalommal, amikor javul a pontos idő mérésének lehetősége, új alkalmazások követik, amelyek lehetővé teszik olyan dolgokat, amikről az emberek korábban csak álmodtak.” 1967-ben a világ időmérői, egy kormányközi testület, az Állami Mértékek és Mértékegységek Általános Konferenciája, megegyeztek abban, hogy az időt atomórák segítségével definiálják, a Föld forgása helyett. Ez a váltás éppolyan radikálisan átalakította a világunkat, mint Harrison órája, megalapozva a GPS és hasonló űralapú rendszerek fejlődését, amelyek lehetővé tették a pontos időmérést a műholdakon található atomórák segítségével, ezáltal gyors kommunikációt, számítást és tranzakciókat biztosítva világszerte, szinte azonnal.

A GPS alternatíváinak keresése a kvantumtechnológiák területén zajlik, amely a atomok manipulálásának módjait kutatja. Az utóbbi években a kvantumszámítógépek fejlesztése körüli felhajtás dominálta a diskurzust, amelyek állítólag a leggyorsabb szuperszámítógépeket is elavulttá tennék. Ugyanakkor egy csendes forradalom is zajlik az időmérés és navigáció javítása terén, amelyben a kvantumtechnológia elsődleges hatása várható, mondja Prof. Douglas Paul, a brit Kvantum-alapú Pozicionálás, Navigáció és Időzítés Központ (QEPNT) vezetője, amelyet a kormány tavaly decemberben hozott létre új eszközök fejlesztésére. „A következő két-három éven belül várakozásaink szerint valamilyen navigációs rendszert láthatunk a piacon,” mondja. „Ezek a technológiák már elég fejlettek.”

A NPL kutatói egy úgynevezett optikai óra tökéletesítésén dolgoznak, amely 100-szor pontosabb, mint a mai legjobb céziumórák. Az optikai órák, amelyek lézersugárzással működnek, a jövőben felválthatják a cézium alapú időmérőket, átalakítva ezzel az időmérés definícióját is. Az NPL azzal a reménnyel dolgozik, hogy 2030-ra egy nemzeti hálózatot alakítanak ki, amely négy atomórát köt össze az Egyesült Királyságban, lehetővé téve a vállalatok számára, hogy megbízható és pontos időmérést biztosítsanak, valamint új innovatív alkalmazásokat fejlesszenek ki az ultra-gyors idő kihasználásával. Az új technológia iránti igény sürgető, és a kutatók számára a legfontosabb az, hogy az eredmények mielőbb elérhetővé váljanak, hiszen a GPS zavarásai már most is komoly problémákat okoznak, különösen a brit hadsereg számára konfliktuszónákban, mint például Ukrajnában.

A kutatók célja, hogy a jövőben mindannyiunk telefonjába beépíthető személyes GPS rendszert fejlesszenek ki, amely magában foglal

Forrás: https://www.bbc.com/news/articles/cq6yg204pvmo