Ufasz GPS‑owi? Amerykanie już nie ufają. Wracają stare gadżety: sekstant i mapa

Co się stanie gdy nawigacja GPS przestanie nagle działać? Zamiast rozpaczać i załamywać ręce, warto nauczyć się czegoś, co się nigdy nie zepsuje: astronawigacji.

To zadziwiające, jak szybko nawigacja samochodowa stała się standardem. Niezależnie od tego, czy korzystamy z dedykowanego urządzenia, smartfonowej aplikacji czy z nawigacji dostarczonej przez producenta auta, wystarczyło kilkanaście lat, by GPS stał się jednym z najlepszych przyjaciół kierowcy.

Zalety podręcznej nawigacji są oczywiste, ale ten sprzęt ma również swoje złe strony: często polegamy na nim nadmiernie i gdy z jakiegoś powodu nie jest w stanie dalej nas prowadzić, okazuje się, że nie mamy pojęcia gdzie się aktualnie znajdujemy.

Popularne są również anegdoty o nieszczęśnikach, którzy bezmyślnie ufając GPS-owi kończyli w stawach, budynkach czy nawet w innych, niż początkowo planowali, krajach. Zostawmy jednak żarty i pastwienie się nad nieuważnymi kierowcami na boku. Zastanawialiście się kiedyś, co by było, gdyby nagle GPS przestał działać?

Warto w tym miejscu przypomnieć, że nawigacja satelitarna nie jest wcale nowym wynalazkiem. Jak niemal wszystko, co w technologii ważne, powstała na potrzeby wojska. Jej wczesną wersję stosowano już od lat 60., kiedy to służyła do szybkiego i niezależnego od warunków zewnętrznych określania pozycji okrętów na morzu, co było niezbędne do właściwego wycelowania rakiet, odpalanych z okrętów podwodnych.

Co więcej, własny system nawigacyjny rozwijały w tamtym czasie niezależnie od siebie amerykańska marynarka, lotnictwo i armia, mnożąc byty ponad miarę – powstały wówczas systemy nawigacji NAVSAT/Transit, MOSAIC (Mobile System for Accurate ICBM Control), lotniczy 621B czy SECOR (Sequential Collation of Range). Własne systemy o nazwach CYKLON i CYKADA rozwijali również Rosjanie. (więcej o historii nawigacji satelitarnej znajdziecie w artykule „Nie tylko GPS. Stare i nowe systemy nawigacji satelitarnej”)

Z czasem Amerykanie zaczęli ujednolicać nawigację satelitarną, budując – od końca lat 70. – znany nam GPS, który zaczął służyć zarówno armii, jak i cywilom – o szybkim udostępnieniu nawigacji dla zastosowań cywilnych zdecydowało zestrzelenia przez Rosjan cywilnego Jumbo Jeta z 269 osobami na pokładzie. Do tej tragedii doszło, ponieważ piloci pasażerskiego samolotu popełnili błąd nawigacyjny i naruszyli radziecką przestrzeń powietrzną.

O ile wojsko miało jednak do dyspozycji precyzyjne wskazania, to sygnał udostępniany cywilom był poddany zakłócaniu o nazwie SA (Selective Availability). Ograniczało to dokładność wskazań do 100 metrów, z czego zrezygnował dopiero amerykański prezydent Bill Clinton w 2000 roku.

Udostępnienie precyzyjnej nawigacji dla wszystkich zaowocowało szybkim rozwojem cywilnych gadżetów, służących wskazywaniu pozycji, a pośrednio przyczyniło się również do powstania geocachingu – zabawy, polegającej na ukrywaniu i poszukiwaniu pojemników, do których trzeba dotrzeć znając jedynie ich współrzędne geograficzne.

Co istotne, GPS nie jest jedynym, działającym obecnie systemem nawigacji satelitarnej. Rosjanie rozwijają własny GLONASS, a poza nim istnieją również inne, lokalne systemy, jak Galileo, chiński BeiDou, indyjski IRNSS czy rozwijany przez Japonię QZSS.

Problem polega na tym, że nawigacja satelitarna nie jest bez wad. I nie chodzi to nawet o koszty działania, oceniane w przypadku GPS-u na co najmniej miliard dolarów rocznie – to normalne, że satelity zużywają się, ulegają różnym awariom, a ich flotę trzeba serwisować i co pewien czas uzupełniać.

Realnym problemem jest coś innego: obawa, że w przypadku jakiegoś poważnego konfliktu zbrojnego przeciwnik będzie w stanie zniszczyć znajdujące się na orbicie satelity albo zakłócić przesyłany przez nie sygnał.

Problem jest znany od dawna. Już w latach 60. Rosjanie prowadzili testy bojowych stacji kosmicznych Ałmaz, wyposażonych w działka, pozwalające na walkę w Kosmosie. Obecnie testowane są również inne rozwiązania, jak np. wojskowe satelity, zdolne do gwałtownego (jak na kosmiczne warunki) manewrowania i wyposażone w różne manipulatory. Kluczowym zagrożeniem okazał się jednak rozwój technologii rakietowej – obecnie co najmniej kilka państw dysponuje systemami zdolnymi do niszczenia krążących na orbicie satelitów.

Jak się przed tym zabezpieczyć? Jednym ze sposobów jest opracowanie rozwiązań, pozwalających na szybkie i tanie uzupełnianie niszczonej na orbicie floty.

Przykładem tego kierunku jest min amerykański program ALASA, pozwalający na wynoszenie na orbitę ładunków przy pomocy miniaturowych rakiet, startujących spod skrzydeł zwykłych, seryjnych samolotów. Na razie jego planowane możliwości ograniczają się jednak jedynie do dostarczania niewielkich ładunków na niską orbitę.

Nawet, jeśli satelity przetrwają konflikt, to ich wartość będzie dyskusyjna – przeciwnik może bowiem celowo zakłócać ich sygnał, fałszując wskazania. Aby t nastąpiło, nie trzeba nawet wojny – wystarczy grupa cyberprzestępców, która z jakiegoś powodu będzie chciała zakłócić wskazania GPS-u. Co wtedy?

Ratunku należy szukać w sztuce znanej od tysiącleci astronawigacji. Warto przy tym pamiętać, że choć nawigacja na podstawie położenia ciał niebieskich była znana od bardzo dawna, to sztuka ta rozwinęła się i osiągnęła swoją świetność dopiero w nowożytnej Europie. Było to możliwe dzięki opracowaniu dokładnych zegarów, które były w stanie nie tylko precyzyjnie wskazać czas, ale również przetrwać trudy morskich podróży (więcej na ten temat znajdziecie w artykule „Spójrz na zegarek i popatrz na Słońce. Nawigacja przed epoką GPS-u”).

Metoda, znana Kolumbowi, piratom pokroju Drake’a czy flocie admirała Nelsona pozwala na osiągnięcie dokładności rzędu 1 mili morskiej, a w idealnych warunkach – teoretycznie - nawet do 180 metrów. Choć wymaga nieco czasu, umiejętności i zastosowania odpowiednich instrumentów, jak sekstant czy zegarek, to ma nad GPS-em i innymi systemami nawigacji satelitarnej jedną, kluczową przewagę: jest całkowicie odporna na przeciwdziałanie przeciwnika.

O ile satelity można zniszczyć, a sygnał radiowy zakłócić lub sfałszować, gwiazdy pozostają na razie poza zasięgiem ewentualnych szkodników. Dlatego, gdy wszystko inne zawiedzie, nawigacja w starym stylu będzie nadal dostępna.

I z tego właśnie powodu Amerykanie, po trwającej od 2006 roku przerwie, postanowili wrócić do uczenia przyszłych marynarzy astronawigacji. Jak widać technologia może i ułatwia życie, ale tam, gdzie potrzebna jest 100-procentowa pewność, niezastąpione okazują się stare, sprawdzone metody.