Tundra: ρωσικές παρεμβολές στο ευρωπαϊκό GPS

Το σήμα GPS που καθοδηγεί το κινητό σας είναι εξαιρετικά αδύναμο. Αφού ταξιδέψει 20.000 χιλιόμετρα από την τροχιά, φτάνει στη Γη ασθενέστερο από τον θερμικό θόρυβο των άστρων και του ηλιακού φωτός. Λειτουργεί επειδή ο δέκτης ξέρει ακριβώς τι πρέπει να αναζητήσει, απομονώνοντας αυτόν τον ψίθυρο μέσα από το κοσμικό υπόβαθρο. Αν όμως κάποιος στο διπλανό δωμάτιο αρχίσει να φωνάζει σε σχεδόν ίδια συχνότητα, ο ψίθυρος χάνεται.

Αυτό συμβαίνει στην Ευρώπη, από την Ισλανδία έως την Ιταλία, τουλάχιστον 75 φορές από το 2019. Ο «κάποιος» είναι ένας σχηματισμός ρωσικών στρατιωτικών δορυφόρων που κινούνται έως και 45.000 χιλιόμετρα πάνω από τη Γη.

Εντοπίζοντας έναν δορυφόρο από τη σκιά του

Ερευνητές του Πανεπιστημίου του Τέξας, υπό τον καθηγητή Τοντ Χάμφρις και τον φοιτητή Ζάκαρι Κλέμεντς, παρακολουθούσαν επί χρόνια απότομες πτώσεις στην ποιότητα του σήματος GPS, όπως καταγράφονταν από σταθμούς μέτρησης σε όλη την Ευρώπη. Κάθε φορά, το σήμα πλοήγησης κατέρρεε περίπου κατά έναν παράγοντα δέκα, ταυτόχρονα σε δέκτες που απείχαν μεταξύ τους χιλιάδες χιλιόμετρα. Παρεμβολείς στο έδαφος, τους οποίους περιορίζει η καμπυλότητα της Γης, δεν μπορούν να δημιουργήσουν τέτοιο μοτίβο.

Η πηγή αποδείχθηκε ότι ήταν οι ρωσικοί δορυφόροι Τούντρα, μέρος του συστήματος έγκαιρης προειδοποίησης EKS/Kupol, το οποίο έχει σχεδιαστεί για την ανίχνευση εκτοξεύσεων βαλλιστικών πυραύλων. Οι δορυφόροι αυτοί κινούνται σε έντονα ελλειπτικές τροχιές, μένοντας για ώρες κοντά στο υψηλότερο σημείο τους και παρατηρώντας την Αρκτική και τη Βόρεια Ευρώπη. Η βασική τους αποστολή είναι να εντοπίζουν ίχνη εκτόξευσης πυραύλων. Οι μεταδόσεις τους όμως προς τη Γη γίνονται στα 1.577,5 MHz, μόλις 2,5 MHz από τη συχνότητα GPS L1 των 1.575 MHz. Αυτή η εγγύτητα, σε συνδυασμό με έναν ισχυρό πομπό, διοχετεύει ενέργεια μέσα στη ζώνη του GPS, όπως ένας ενισχυτής που «χύνει» θόρυβο στον διπλανό ραδιοφωνικό σταθμό.

Η ομάδα επιβεβαίωσε την πηγή με μια τεχνική που ονομάζεται διαφορά χρόνου άφιξης. Στην πράξη, πρόκειται για αντίστροφη τριγωνομέτρηση: μετράται με ακρίβεια μικροδευτερολέπτου η διαφορά στον χρόνο που χρειάζεται μια έκρηξη παρεμβολής για να φτάσει σε δύο μακρινούς σταθμούς, όπως το Άμστερνταμ και το Τρόντχαϊμ, που απέχουν 1.500 χιλιόμετρα. Αυτή η διαφορά περιορίζει την πηγή σε μια επιφάνεια σαν κέλυφος μέσα στο διάστημα. Αν συνδυαστούν αρκετά ζεύγη σταθμών, τα κελύφη τέμνονται σε ένα σημείο. Μόνο ένας δορυφόρος βρισκόταν εκεί: ο Κόσμος 2546, με απόκλιση μικρότερη των 200 μέτρων. Η ισπανική τεχνολογική εταιρεία GMV επιβεβαίωσε ανεξάρτητα τα ευρήματα με συγκρίσιμες μεθόδους.

Μια συχνότητα που αφήνει άθικτο μόνο το GLONASS

Οι παρεμβολές διαταράσσουν τα σήματα του GPS, του αμερικανικού συστήματος, του Galileo, του ευρωπαϊκού, και του BeiDou, του κινεζικού, αλλά αφήνουν ανέπαφο το ρωσικό GLONASS. Η συχνότητα καθόδου φαίνεται ρυθμισμένη ώστε να αποφεύγει την αυτοπαρεμβολή, επηρεάζοντας όμως όλα τα ανταγωνιστικά συστήματα. Οι ερευνητές δεν μπορούν ακόμη να πουν αν πρόκειται για σκόπιμο σχεδιασμό ή για ευνοϊκή τεχνική σύμπτωση. Ενημέρωση της Πολεμικής Αεροπορίας των ΗΠΑ αναγνώρισε την παρεμβολή, αλλά δεν αξιολόγησε δημοσίως την πρόθεση.

Κάθε διακοπή διαρκεί λιγότερο από δέκα δευτερόλεπτα και συγχρονίζεται με το πέρασμα του δορυφόρου. Οι περισσότερες συσκευές επανέρχονται χρησιμοποιώντας την τελευταία γνωστή θέση τους. Τα αεροσκάφη υφίστανται τη μεγαλύτερη επιχειρησιακή επιβάρυνση: τα εμπορικά αεροπλάνα διαθέτουν εφεδρικά συστήματα, όπως αδρανειακή πλοήγηση και επίγειους ραδιοφάρους, όμως η απώλεια GPS αυξάνει τον φόρτο εργασίας των πιλότων και μειώνει την ακρίβεια των σύγχρονων διαδικασιών προσέγγισης που βασίζονται στη δορυφορική θέση.

Η ευρωπαϊκή άμυνα έχει τυφλό σημείο

Το βασικό ευρωπαϊκό αντίμετρο, το σύστημα αυθεντικοποίησης OSNMA του Galileo, ενεργό από τον Ιούλιο του 2025, επιτρέπει στους δέκτες να επαληθεύουν ότι ένα μήνυμα πλοήγησης προέρχεται από γνήσιο δορυφόρο. Είναι χρήσιμο απέναντι στο spoofing, δηλαδή τα πλαστά σήματα που εκπέμπονται από το διευρυνόμενο δίκτυο 36 επίγειων πομπών στο Καλίνινγκραντ. Δεν κάνει όμως τίποτα απέναντι στο jamming. Όταν ο ωμός θόρυβος πνίγει το σήμα, δεν υπάρχει μήνυμα για να αυθεντικοποιηθεί.

Το βαθύτερο πρόβλημα είναι ο εντοπισμός. Μέχρι σήμερα, οι ευρωπαϊκοί μηχανισμοί ασφαλείας αντιμετώπιζαν τις παρεμβολές GPS ως απειλή από το έδαφος. Η διαστημική διάσταση είναι καταγεγραμμένο αναλυτικό κενό. Η Γαλλία είναι η μόνη ευρωπαϊκή χώρα με δυνατότητα εντοπισμού από τροχιά: ο νανοδορυφόρος NESS, που εκτοξεύθηκε το 2023, φέρει όργανα σχεδιασμένα για τον χαρακτηρισμό πηγών παρεμβολής από το διάστημα. Η Γερμανία σχεδιάζει να εκτοξεύσει δικούς της δορυφόρους παρακολούθησης το φθινόπωρο του 2026. Έως τότε, η Ευρώπη βασίζεται σε μεγάλο βαθμό σε Αμερικανούς πανεπιστημιακούς και σε δεδομένα επίγειων σταθμών για να αναγνωρίζει απειλές που έρχονται από ύψος 45.000 χιλιομέτρων.

Η πιο μακροπρόθεσμη λύση, ένας ευρωπαϊκός σχηματισμός πλοήγησης χαμηλής τροχιάς με την ονομασία Céleste, ο οποίος θα εκπέμπει ισχυρότερα και δυσκολότερα στην παρεμβολή σήματα, δεν θα είναι πλήρως επιχειρησιακή πριν από τα μέσα της δεκαετίας του 2030. Στο μεταξύ, η Ευρώπη γνωρίζει ότι τα σήματα πλοήγησής της πνίγονται από το διάστημα. Απλώς δεν μπορεί ακόμη να δει ποιος κρατά το μεγάφωνο.