Repülőgépek GPS-ét hackelik: Új órák jelenthetik a megoldást?

2024. január 17-én egy Ryanair járat, amely Londonból tartott Vilniusba, hirtelen megszakította a leszállását, miután a gép a földet érés előtt néhány perccel váratlan GPS-jel interferenciát tapasztalt. A Boeing 737 MAX 8-200 már körülbelül 850 láb (259 méter) magasan járt, amikor a zűrzavar bekövetkezett. A gép ahelyett, hogy leszállt volna, kénytelen volt újra emelkedni, és mintegy 400 kilométerrel (250 mérföld) délre, Varsóba kellett eltérnie. A litván légügyi hatóságok később megerősítették, hogy a gépet GPS-jel interferencia érte. Ez az esemény nem volt egyedülálló; az előző három hónapban több mint 800 GPS-interferenciás esetet regisztráltak a litván légterében. Észtország és Finnország is aggályokat fogalmazott meg, Oroszországot vádolva azzal, hogy technológiát használ a műholdas navigációs jelek blokkolására a NATO keleti határánál, bár Oroszország ezt tagadta.

A GPS-jel zavarásának veszélye nemcsak a légiközlekedést érinti; a GPS nélkül életünk gyakorlatilag megállna. Egy 2017-es kormányzati jelentés szerint a rendszerszintű GPS-jamming megállíthatná az Egyesült Királyság pénzügyi, áramellátási és kommunikációs rendszereit. A GPS működése azon alapul, hogy a felhasználók több műhold jelét fogják, és a jelek eljutásához szükséges időt használják fel a pontos helymeghatározáshoz. Nagy méretű atomórák közvetlenül kommunikálnak a műholdakkal, lehetővé téve számukra, hogy 100 milliárdod másodperces pontossággal tudják az időt, és ez a precíz időmérés kulcsszerepet játszik a világ számos gazdasági tevékenységében, beleértve a kommunikációs rendszereket, az elektromos energiahálózatokat és a pénzügyi hálózatokat.

A GPS elvesztésének potenciális költségét napi 1,4 milliárd fontban mérték, így nem meglepő, hogy a GPS-jamming szerepel az Egyesült Királyság nemzeti kockázati nyilvántartásában, mint az ország egyik legnagyobb fenyegetése. Ezen aggodalmak fényében brit tudósok egy csoportját, akiket „Időuraknak” neveztek el, arra kérték, hogy találjanak megoldást. A terv egyszerű: egy biztonságosabb alternatíva kifejlesztése a GPS helyett, amely lehetővé teszi az új atomórák hordozható használatát, ahelyett hogy a műholdas jelekre támaszkodnának, amelyek blokkolhatók. Azonban a megvalósítás rendkívül nehéz feladat: atomenergia kihasználása, új típusú óra kifejlesztése és a mért idő fogalmának megváltoztatása – mindezt néhány éven belül.

Az Egyesült Királyság kormánya az utóbbi hónapokban kutatási kezdeményezéseket indított a GPS-jamming fenyegetésének kezelésére. Azonban a prototípusok megbízható eszközökké alakítása, amelyeket egyszer majd beépíthetünk a telefonjainkba, hatalmas vállalkozás, és az új technológia iránti szükséglet egyre sürgetőbbé válik. A kihívás összehasonlítható John Harrison 18. századi találmányával, aki kifejlesztette a hordozható órát a tengeri navigációhoz, megoldva a hosszúsági problémát, ami új kereskedelmi korszakot és a felfedezések aranykorát indította el. Háromszáz évvel később a kutatók ismét versenyt futnak egy új óra tökéletesítéséért, hogy megoldják a GPS problémát – és a hatás legalább olyan átalakító lehet.

Helen Margolis, a brit NPL (Nemzeti Fizikai Laboratórium) idő- és frekvenciakutatási vezetője hangsúlyozza, hogy a történelem azt mutatja, hogy minden alkalommal, amikor az idő mérésének képességét fejlesztik, új alkalmazások következnek, amelyek lehetővé teszik olyan dolgok megvalósítását, amelyekről az emberek korábban nem is álmodtak. Az atomórák alkalmazásának elterjedése forradalmasította a világot, és megágyazott a GPS és hasonló űralapú rendszereknek, amelyek lehetővé tették a gyors kommunikációt, számítást és tranzakciókat világszerte szinte azonnal, valamint a pontosabb navigációt.

Az új hordozható GPS-alternatíva kutatása a kvantumtechnológiák területét érinti, amely az atomok manipulálásának módjait keresi. Az utóbbi években sok figyelem a kvantumszámítógépek fejlesztésére irányult, de egy csendes forradalom is zajlik a navigáció és az időmérés javításában. Douglas Paul professzor, a brit Kvantum-alapú Helymeghatározás és Időzítés Központ (QEPNT) vezetője elmondta, hogy várhatóan két-három éven belül megjelenik a piacon valamilyen navigációs rendszer.

A kutatók célja, hogy a GPS alternatívájaként egy új típusú atomórát fejlesszenek ki, amely végül miniaturizálható és elég robusztus lesz ahhoz, hogy mindennapi helyzetekben is működjön. A NPL kutatói egy úgynevezett optikai óra tökéletesítésén dolgoznak, amely százszor pontosabb, mint a legpontosabb, jelenleg használt céziumórák. A kutatók reménye, hogy 2030-ra egy nemzeti hálózatot alakítanak ki, amely négy atomórát köt össze az Egyesült Királyságban, amelyet a vállalkozások használhatnak a biztonságos és pontos időméréshez.

Az új technológia kifejlesztése kulcsfontosságú, hiszen a GPS zavarása komoly problémákat okoz a brit hadsereg számára olyan konfliktusövezetekben, mint Ukrajna. A tudósoknak nemcsak a valóságban kell működőképes megoldásokat találniuk, hanem a legnehezebb körülmények között is, például a csatatéren. A cél az, hogy mindenki a saját személyes GPS rendszerével rendelkezzen, amely tartalmaz egy miniaturizált optikai órát, egy kis giroszkópot és egy gyorsulásmérőt.

Ezek a kutatások és fejlesztések nemcsak a légiközlekedést és a navigációt forradalmasíthatják, hanem a mindennapi életünk minden területére hatással lehetnek. A tudósok és mérnökök, akik ezen a területen dolgoznak, a jövő technológiájának alapjait rakják le, hogy a GPS zavarásának fenyegetése ne béníthassa meg a modern társadalmat.

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