Repülőgépek GPS-ét hackelik, új időmérők segíthetnek a biztonságban?
2024. január 17-én egy Ryanair járat, amely Londonból tartott Vilniusba, váratlanul megszakította a leszállási folyamatot. A Boeing 737 MAX 8-200-as gép már csak néhány száz méterre volt a földtől, amikor a globális helymeghatározó rendszer (GPS) jele zavart szenvedett el, ami kényszerítette a pilótát, hogy visszamenjen a levegőbe, és majdnem 400 kilométerre délre, Varsóba terelje a gépet. A litván légügyi hatóságok később megerősítették, hogy a repülőgépet „GPS jelzavar” érte. Ez az eset nem volt egyedülálló, hiszen az előző három hónapban több mint 800 hasonló zavarás történt a litván légterében. Észtország és Finnország is aggodalmát fejezte ki, Oroszországot vádolva azzal, hogy technológiát alkalmaz a NATO keleti szélén található műholdas navigációs jelek zavarására, bár Oroszország ezt tagadta.
A GPS zavarásának fenyegetése nem csupán a légiközlekedést érinti. A GPS hiányában a mindennapi életünk megállna: egy 2017-es kormányzati jelentés szerint a rendszerszintű GPS zavarás megállíthatná az Egyesült Királyság pénzügyi, villamosenergia- és kommunikációs rendszereit. A GPS működéséhez az szükséges, hogy a felhasználók több műholdról érkező jeleket fogjanak, és ezek érkezési idejét használják fel a pontos helymeghatározáshoz. Nagy pontosságú atomórák kommunikálnak közvetlenül a műholdakkal, lehetővé téve, hogy azok 100 milliárdnyira pontos időt mérjenek. Ez a precíz időmérés kulcsfontosságú számos gazdasági tevékenységben világszerte, beleértve a kommunikációs rendszereket, az elektromos hálózatokat és a pénzügyi rendszereket. A GPS elvesztésének potenciális költségét napi 1,4 milliárd fontra becsülik, amiért nem meglepő, hogy a GPS zavarás a brit kormány nemzeti kockázati nyilvántartásában a legnagyobb fenyegetések között szerepel.
Ezeket a kihívásokat figyelembe véve brit tudósok egy csoportját, akiket „Időuraknak” neveztek el, felkérték, hogy dolgozzanak ki egy megoldást. A terv egyszerű: egy biztonságos alternatíva kidolgozása a GPS helyett, amely új, hordozható atomórák használatát teszi lehetővé, anélkül, hogy a műholdas jelekre támaszkodnának, amelyek zavarásnak vannak kitéve. Azonban a megvalósítás rendkívül nehéz: atomenergiát kell használni, új típusú órát kell kifejleszteni, sőt, magát az idő mérésének módját is meg kell változtatni – mindezt néhány éven belül.
Az Egyesült Királyság kormánya az utóbbi hónapokban kutatási kezdeményezéseket indított a GPS zavarás fenyegetésének kezelésére. De a prototípusok robosztus eszközökké alakítása, amelyeket a jövőben be lehetne építeni a mobiltelefonokba, óriási feladat, és az új technológia iránti igény egyre sürgetőbb. A kihívást John Harrison 18. századi tengerészeti navigációs órájának feltalálásához hasonlíthatjuk, amely megoldotta a hosszúsági problémát, új kereskedelmi korszakot és felfedezések aranykorát nyitva meg. Háromszáz évvel később a kutatók ismét versenyt futnak egy új óra tökéletesítéséért, amely megoldhatja a GPS problémát – és a hatás legalább olyan átalakító erejű lehet.
Dr. Helen Margolis, a brit időmérő laboratóriumok vezető tudósa hangsúlyozta, hogy a történelem azt mutatja, hogy minden alkalommal, amikor javul a pontos idő mérésének képessége, új alkalmazások jelennek meg, amelyek lehetővé teszik olyan dolgok megvalósítását, amikről az emberek korábban nem is álmodtak. 1967-ben a világ időmérői, egy kormányközi testület, amely a Mértékegységek Általános Konferenciáját alkotta, úgy döntöttek, hogy az időt atomórák alapján definiálják, nem pedig a Föld forgása alapján. Ez a váltás éppoly radikálisan átalakította világunkat, mint Harrison órája, megalapozva a GPS és hasonló űrbeli rendszerek működését.
A GPS alternatívájának keresése a kvantumtechnológiák területére vezet, amely az atomok manipulálásának módjait kutatja. Az utóbbi években a téma körül keringő érdeklődés nagy része a fejlett kvantumszámítógépek kifejlesztésére irányult, amelyek a narratíva szerint a leggyorsabb szuperszámítógépeinket is egyszerű számológépekké változtatják. De a navigáció és az idő mérésének javítására irányuló csendes forradalom eddig háttérbe szorult, és ez a terület lehet az, ahol a kvantumtechnológia a legkorábbi hatását gyakorolja.
Prof. Douglas Paul, a brit Kvantum Alapú Helymeghatározás és Időzítés (QEPNT) központ vezetője, amelyet a kormány tavaly decemberben alapított, azt mondja, hogy a piacon belül két-öt éven belül várhatóan megjelenik egyfajta navigációs rendszer. A NPL kutatói egy úgynevezett optikai órát fejlesztenek, amely százszor pontosabb, mint a legpontosabb céziumórák. Az optikai órák átvétele a céziumoktól a világidő (UTC) meghatározásához újradefiniálja az idő múlásának fogalmát is. Az NPL közvetlen reménye, hogy 2030-ra egy nemzeti hálózatot alakítanak ki, amely négy atomórát összekapcsol az Egyesült Királyság területén, lehetővé téve a vállalatok számára a biztonságos, pontos időméréshez való csatlakozást, valamint új innovatív alkalmazások kifejlesztését, amelyek a szupergyors időt kihasználják.
A GPS zavarás problémái a brit hadsereg számára is kihívást jelentenek konfliktusövezetekben, például Ukrajnában. A kormány védelmi, tudományos és technológiai laboratóriumának (DSTL) vezető kutatója hangsúlyozta, hogy a cél egy olyan személyes GPS rendszer kifejlesztése, amely mindenki számára elérhetővé válik. Ez a miniaturizált optikai óra mellett egy kis giroszkópot és egy gyorsulásmérőt is tartalmazna, amely megmutatja, hogy merre haladunk és milyen gyorsan. A kutatók azt remélik, hogy a jövőben a mindennapi életben is elérhetővé válik a technológia, amely megvédheti az Egyesült Királyság kritikus rendszereit a GPS zavarás hatásaitól.
Ezeket is érdemes megnézni
B kategóriás jogosítvány megszerzésének lépései és tudnivalói
Képes lesz egy állatkertben született hiúz a vadonban boldogulni?
