Légiforgalmi biztonság: Az új órák megvédhetik a repülőgépeket a GPS-hackerektől

2024 január 17-én egy Ryanair járat, amely Londonból tartott Vilniusba, hirtelen kénytelen volt megszakítani a süllyedését, mindössze néhány perccel a leszállás előtt. Az esemény hátterében az a súlyos zavar állt, amely a repülőgép globális helymeghatározó rendszerét (GPS) érintette, ami vészhelyzeti kitérőt váltott ki. A Boeing 737 MAX 8-200 már körülbelül 259 méteres magasságban tartózkodott, amikor a zavar fellépett, és a gépnek vissza kellett emelkednie, majd csaknem 400 kilométerrel délre kellett elterelnie az útját Varsó irányába. A litván légügyi hatóságok később megerősítették, hogy a repülőgép GPS jele zavarokat szenvedett el, ami nem egyedi eset, hiszen az előző három hónapban több mint 800 GPS zavarás történt a litván légtérben.

A GPS zavarás problémája azonban nem csupán Litvánia területére korlátozódik. Észtország és Finnország is aggályokat fogalmazott meg, és Oroszországot vádolják azzal, hogy technológiát alkalmaz a műholdas navigációs jelek zavarására a NATO keleti szárnyán. Oroszország ezt a vádakat tagadta. Tavaly márciusban Grant Shapps akkori védelmi miniszter is olyan repülőgépen tartózkodott, amelynek GPS jelét megzavarták, miközben közel repült az orosz területhez. A GPS zavarás fenyegetése azonban nem csupán a légiközlekedést érinti; az élet szinte minden aspektusát befolyásolja. Egy 2017-es kormányzati jelentés szerint a GPS rendszeres zavarása megállíthatja az Egyesült Királyság pénzügyi, villamosenergia-ellátó és kommunikációs rendszereit. A GPS működése azon alapul, hogy a felhasználók több műholdtól kapnak jeleket, és a jel érkezési idejéből pontosan meghatározható a földrajzi helyzetünk.

A GPS zavarás potenciális költsége napi 1,4 milliárd font, ami érthetővé teszi, hogy a brit kormány nemzeti kockázati nyilvántartásában a GPS zavarás a legnagyobb fenyegetések között szerepel. E problémák megoldására egy brit tudósokból álló csoport, amelyet „Időuraknak” neveztek el, kapott feladatot. A terv az, hogy egy biztonságosabb alternatívát fejlesszenek ki a GPS helyett, amely lehetővé teszi az új atomórák hordozható használatát, anélkül, hogy a zavarásra hajlamos műholdas jelekre támaszkodnának. Az elképzelés megvalósítása azonban rendkívül nehéz feladat, hiszen atomenergia kihasználásával új típusú órát kell kifejleszteni, és még 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. A prototípusok robusztus eszközökké alakítása, amelyek a jövőben akár telefonokba is beépíthetők, hatalmas vállalkozás, és a szükséglet egyre sürgetőbbé válik. A kihívás összehasonlítható John Harrison 18. századi találmányával, amely egy hordozható órát fejlesztett ki a tengeri navigációhoz, megoldva ezzel a hosszúsági problémát, és új kereskedelmi korszakot megnyitva. Háromszáz évvel később a kutatók ismét versenyt futnak, hogy tökéletesítsenek egy új órát a GPS problémájának megoldására, amelynek hatása legalább olyan átalakító erejű lehet.

Dr. Helen Margolis, a brit Nemzeti Fizikai Laboratórium idő- és frekvenciakutatója azt mondja: „A történelem azt mutatja, hogy minden alkalommal, amikor javul a pontos időmérés képessége, új alkalmazások következnek, amelyek lehetővé teszik olyan dolgok megvalósítását, amelyekről az emberek korábban nem is álmodtak.” A GPS zavarások megoldásának keresése során a kvantumtechnológiák területére kell összpontosítani, amely az atomok manipulálásának módjait vizsgálja. Noha az utóbbi években a kvantumszámítógépek fejlesztése körüli buzz nagy volt, a navigáció és az időmérés javítására irányuló csendes forradalom eddig háttérbe szorult, pedig éppen ebben a területen várható, hogy a kvantumtechnológia fogja elsőként megmutatni hatását.

A brit kormány által létrehozott Quantum Enabled Position Navigation and Timing Hub (QEPNT) célja, hogy új eszközöket fejlesszen ki, amelyek a jövőben a kereskedelemben is elérhetők lesznek. A kutatók egy új típusú optikai óra kifejlesztésén dolgoznak, amely százszor pontosabb, mint a jelenlegi legpontosabb céziumórák. Amikor az optikai órák átveszik a cézium órák szerepét, az idő mérésének meghatározása is megváltozik. Az NPL azzal a céllal dolgozik, hogy 2030-ra egy nemzeti hálózatot alakítson ki, amely négy atomórát köt össze az Egyesült Királyság területén, lehetővé téve a vállalkozások számára a pontos idő biztosítását.

Az új technológiák kifejlesztése és bevezetése sok időt vehet igénybe, de a kockázatok magasak, és az alternatíva jelentős. Az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma bármikor dönthet a GPS támogatásának leállításáról, és a zavarás vagy balesetek következtében a GPS rendszerek elérhetősége is kérdésessé válhat. A kutatások világszerte zajlanak, de a brit kormány áll az élen. Az új technológia bevezetése azonban nemcsak a repülés biztonságát, hanem a hétköznapi életünket is forradalmasíthatja, hiszen a cél, hogy mindenki számára elérhetővé váljon a személyes GPS rendszer, amely miniaturizált optikai órákat, valamint gyroszkópokat és gyorsulásmérőket tartalmazna. E cél elérése még távolinak tűnik, de az „Időurak” és kvantumkutatók remélik, hogy folytatni tudják a kisméretű órák fejlesztésének örökségét, amely megvédi az Egyesült Királyság kritikus rendszereit a GPS zavarásoktól.

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