A repülőgépek GPS-ét hackelik: az új órák megvédhetik őket?

2024. január 17-én egy Ryanair járat Londonból Vilnius felé tartott, amikor a repülő leszállási manőverét hirtelen le kellett állítani. Az esemény néhány perccel a tervezett landolás előtt történt, amikor a Boeing 737 MAX 8-200 típusú gép globális helymeghatározó rendszere (GPS) váratlan zavarásnak volt kitéve. A repülőgép már körülbelül 850 láb (259 méter) magasságban tartózkodott, amikor a zavar fellépett, így ahelyett, hogy leszállt volna, vissza kellett emelkednie az égbe, és majdnem 400 kilométerrel (250 mérfölddel) délre, Varsóba kellett eltérnie. A litván légügyi hatóságok később megerősítették, hogy a gépet „GPS-jel interferencia” érte. Ez az eset nem volt egyedi; az elmúlt három hónapban több mint 800 GPS-jel interferenciát regisztráltak a litván légtérben, és Észtország, valamint Finnország is aggályait fejezte ki, Oroszországot vádolva a NATO keleti határvonalának közelében elhelyezett technológiáért, amely az űrbeli navigációs jelek zavarására szolgál. Oroszország azonban tagadta ezeket a vádakat.

A GPS-jamming nem csupán a légi közlekedést érinti. A GPS hiánya gyakorlatilag megállítaná a mindennapi életünket, és egy 2017-es kormányjelentés szerint a rendszerszintű GPS-zavarás a brit pénzügyi, elektromos és kommunikációs rendszerek leállásához vezethet. A GPS működése azon alapul, hogy a felhasználók több műholdtól kapnak jeleket. Az, hogy mennyi idő alatt érkezik el egy-egy jel a készülékhez, segít pontosan meghatározni a földrajzi helyünket. Nagy precizitású atomórák kommunikálnak közvetlenül a műholdakkal, lehetővé téve, hogy azok 100 milliárdod másodpercen belül tudják, mennyi az idő. Ez a pontos időmérés kulcsfontosságú számos gazdasági tevékenységhez világszerte, beleértve a kommunikációs rendszereket, az elektromos hálózatokat és a pénzügyi rendszereket. Az GPS elvesztésének potenciális költségét napi 1,4 milliárd fontra becsülték, így nem meglepő, hogy a GPS-jamming a brit kormány nemzeti kockázati nyilvántartásában az egyik legnagyobb fenyegetésként szerepel.

A brit tudósok egy csoportja, akiket „Időuraknak” neveznek, feladatot kapott: olyan biztonságos alternatívát kell kifejleszteniük a GPS számára, amely nem függ az űrbeli műholdak jeleitől, hanem lehetővé teszi új atomórák hordozható használatát. Az elképzelés egyszerű, a megvalósítás viszont rendkívül nehéz feladat. A cél az atomerejének kihasználása, új típusú órák fejlesztése, és akár az idő mérésének megváltoztatása is – mindezt néhány éven belül. Az Egyesült Királyság kormánya az utóbbi hónapokban kutatási kezdeményezéseket indított a GPS-jamming fenyegetésének kezelése érdekében, de a prototípusok robusztus eszközökké alakítása, amelyek egy napon a telefonjainkban is megtalálhatók, hatalmas vállalkozás.

A kihívás hasonlítható John Harrison 18. századi találmányához, aki kifejlesztette a tengeri navigációhoz szükséges hordozható órát, amely megoldotta a hosszúsági problémát, és ezzel új kereskedelmi korszakot indított el. Háromszáz év elteltével a kutatók újra versenyfutásban vannak, hogy tökéletesítsenek egy új órát, amely megoldhatja a GPS problémáját – és ennek hatása legalább olyan átalakító erejű lehet. Dr. Helen Margolis, a brit Nemzeti Fizikai Laboratórium (NPL) idő- és frekvenciakutatója szerint a történelem azt mutatja, hogy minden alkalommal, amikor javul a pontos időmérés képessége, új alkalmazások következnek, amelyek olyan dolgokat tesznek lehetővé, amire korábban nem is gondoltak.

A GPS alternatívájának keresése a kvantumtechnológiák területére vezet, amely az atomok manipulálásának módjait kutatja. Az elmúlt években a téma körüli buzz sokkal inkább a hatékony kvantumszámítógépek fejlesztésére összpontosult, amelyek a leggyorsabb szuperszámítógépeinket is elavulttá tehetik. Azonban a navigáció és az idő mérésének javítása érdekében folytatott csendes forradalom éppen ebben a területen hozhatja meg első számottevő hatását, véli Prof. Douglas Paul, a kvantumtechnológia által lehetővé tett helymeghatározás és időmérés brit központjának vezetője. Az NPL kutatói egy új típusú optikai órát fejlesztenek, amely százszor pontosabb, mint a legjobb ma használt céziumórák, és amely lézerfénnyel működik. Az új technológia célja, hogy egy napon mindenki számára elérhetővé váljon, és sokkal biztosabb alternatívát nyújtson a GPS rendszerhez képest.

Mindezek mellett a brit katonai kutatások is zajlanak, hogy a technológia kisebb, olcsóbb és strapabíróbb rendszereket eredményezzen, amelyek képesek ellenállni a zavarásnak. A GPS-zavarás komoly problémákat okoz a brit hadsereg számára is, különösen konfliktusövezetekben. A kutatók célja, hogy a jövőben mindannyiunk számára rendelkezésre álljon egy személyes GPS-rendszer, amely az okostelefonunkba integrálva működik, és amely tartalmaz egy miniaturizált optikai órát, egy kis giroszkópot és egy gyorsulásmérőt is. Az új technológia kifejlesztése és elérhetősége tehát nem csupán a repülésbiztonságot érinti, hanem a mindennapi életünket is megváltoztathatja, megteremtve a lehetőséget, hogy a GPS hiányában is mindenki biztonságosan tájékozódhasson.

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