Vene Tundra satelliidid segavad Euroopa GPSi

Telefoni juhendav GPS-signaal on erakordselt nõrk. Pärast 20 000 km pikkust teekonda orbiidilt jõuab see kohale nõrgemana kui tähtede ja päikesevalguse soojusmüra. Süsteem töötab, sest vastuvõtja teab täpselt, millist mustrit otsida, ja suudab selle taustmürast välja filtreerida. Kui samal ajal hakkab lähedasel sagedusel töötama palju tugevam saatja, kaob GPS-i „sosin” mürasse.

Euroopas on seda juhtunud alates 2019. aastast vähemalt 75 korral, Islandist Itaaliani. Häire allikas ei asu maapinnal. Selleks on Vene sõjaliste satelliitide võrgustik, mis tiirleb kuni 45 000 km kõrgusel Maa kohal.

Satelliidi leidmine häirejälje järgi

Texase ülikooli teadlased, keda juhtisid professor Todd Humphreys ja tudeng Zachary Clements, jälgisid aastaid Euroopa seirejaamades salvestatud järske GPS-signaali kvaliteedi langusi. Igal korral nõrgenes navigatsioonisignaal ligikaudu kümme korda korraga tuhandete kilomeetrite kaugusel asuvates vastuvõtjates. Maa kumerus piirab maapealsete segajate ulatust, seega sellist mustrit need tekitada ei saa.

Allikaks osutusid Venemaa Tundra satelliidid, mis kuuluvad EKS/Kupoli varajase hoiatuse süsteemi. Süsteem on mõeldud ballistiliste rakettide stardi tuvastamiseks. Satelliidid liiguvad väga piklikel orbiitidel, püsides tundide kaupa oma trajektoori kõrgeimas osas ning jälgides Arktikat ja Põhja-Euroopat. Nende põhiülesanne on märgata raketileekide jälgi. Samal ajal töötavad nende Maa-suunalised sidekanalid sagedusel 1 577,5 MHz, vaid 2,5 MHz kaugusel GPS-i L1 sagedusest 1 575 MHz. Võimas saatja nii lähedasel sagedusel lekib GPS-i sagedusribasse samamoodi nagu liiga tugev raadiojaam kõrvalkanalisse.

Teadlased kinnitasid allika ajavahemeetodiga. Põhimõte sarnaneb vastupidise triangulatsiooniga: mõõdetakse mikrosekundite täpsusega, millise viitega jõuab häireimpulss kahe kauge jaamani, näiteks 1 500 km kaugusel asuvate Amsterdami ja Trondheimi vastuvõtjateni. See vahe paigutab allika ruumis kestataolisele pinnale. Kui kombineerida piisavalt jaamapaare, lõikuvad need pinnad ühes punktis. Selles punktis oli ainult üks satelliit: Cosmos 2546, mille asukoht klappis 200 m täpsusega. Hispaania tehnoloogiaettevõte GMV kinnitas järeldusi sõltumatult sarnaste meetoditega.

Sagedus, mis jätab GLONASSi puutumata

Häire mõjutab GPS-i ehk USA süsteemi, Galileo Euroopa süsteemi ja Hiina BeiDoud, aga ei sega Venemaa enda GLONASSi. Saatja sagedus näib olevat valitud nii, et Vene süsteem jääb kõrvale, samal ajal kui konkurentide signaalid saavad pihta. Teadlased ei saa veel öelda, kas see on teadlik konstruktsioon või Vene süsteemi jaoks soodne tehniline kokkusattumus. USA õhujõudude ülevaade tunnistas häire olemasolu, kuid ei andnud avalikku hinnangut kavatsusele.

Iga häire kestab alla kümne sekundi ja langeb kokku satelliidi ülelennuga. Enamik seadmeid taastub, kasutades viimast teadaolevat asukohta. Kõige otsesem on mõju lennundusele. Reisilennukitel on varusüsteemid, sealhulgas inertsiaalnavigatsioon ja maapealsed raadiomajakad, kuid GPS-i kadumine suurendab pilootide töökoormust ja vähendab nende lähenemisprotseduuride täpsust, mis sõltuvad satelliitnavigatsioonist.

Euroopa kaitses on pimeala

Euroopa peamine vastumeede on Galileo OSNMA autentimissüsteem, mis töötab alates 2025. aasta juulist. See lubab vastuvõtjal kontrollida, kas navigatsioonisõnum tuleb päriselt Galileo satelliidilt. Sellest on kasu võltssignaalide ehk spoofing’u vastu, mida edastab muu hulgas Kaliningradi ümbruses laienev 36 maapealse saatja võrk. Jammingu vastu OSNMA ei aita. Kui tugev müra uputab signaali, pole enam midagi autentida.

Sügavam probleem on tuvastamine. Seni on Euroopa julgeolekuasutused käsitlenud GPS-häireid peamiselt maapealse ohuna. Kosmosest lähtuv häirekanal on dokumenteeritud pimeala. Prantsusmaa on ainus Euroopa riik, millel on orbiidilt tuvastamise võimekus: 2023. aastal startinud nanosatelliit NESS kannab seadmeid, mis on mõeldud häireallikate iseloomustamiseks kosmosest. Saksamaa plaanib oma seiresatelliidid orbiidile saata 2026. aasta sügisel. Seni sõltub Euroopa suuresti USA teadlastest ja maapealsete seirejaamade andmetest, et tuvastada ohte, mis tulevad 45 000 km kõrguselt.

Pikema vaate lahendus on Euroopa madala orbiidi navigatsioonikonstellatsioon Céleste, mis edastaks tugevamaid ja raskemini segatavaid signaale. Täielikult töövalmis ei ole see enne 2030. aastate keskpaika. Vahepeal teab Euroopa, et tema navigatsioonisignaale summutatakse kosmosest. Tal ei ole veel oma võimekust piisavalt hästi näha, kes saatjat käes hoiab.