Orosz Tundra-műholdak zavarják az európai GPS-t

A telefonokat vezető GPS-jel rendkívül gyenge. Mire 20 000 kilométerről, a Föld körüli pályáról megérkezik, már a csillagokból és a napfényből származó hőzajnál is gyengébb. A vevő azért tudja mégis használni, mert pontosan tudja, milyen mintázatot keressen, és ebből szűri ki a jelet a háttérzajból. Ha valaki közben majdnem ugyanazon a frekvencián erős adást indít, ez a finom jel eltűnik.

Európában 2019 óta legalább 75 ilyen esetet rögzítettek Izlandtól Olaszországig. A forrás a kutatók szerint orosz katonai műholdak csoportja, amelyek akár 45 000 kilométeres magasságban keringenek a Föld felett.

Egy műhold azonosítása a jelárnyékából

A Texasi Egyetem kutatói Todd Humphreys professzor és Zachary Clements vezetésével éveken át vizsgálták az európai mérőállomásokon rögzített hirtelen GPS-minőségromlásokat. Ezekben az esetekben a navigációs jel nagyjából tizedére esett vissza, egyszerre, egymástól több ezer kilométerre lévő vevőknél. Földi zavaróadók a Föld görbülete miatt nem tudnak ilyen mintázatot létrehozni.

A nyomok Oroszország Tundra műholdjaihoz vezettek. Ezek az EKS/Kupol korai előrejelző rendszer részei, amelyet ballisztikus rakétaindítások észlelésére építettek. A műholdak erősen elnyúlt pályán mozognak, ezért órákig időznek pályájuk legmagasabb pontja közelében, miközben az Arktisz és Észak-Európa fölé látnak rá. Fő feladatuk a rakétahajtóművek hőnyomainak figyelése.

A földi állomások felé küldött adatkapcsolatuk azonban 1 577,5 MHz-en működik, mindössze 2,5 MHz-re a GPS L1 1 575 MHz-es frekvenciájától. Ez a közelség egy erős adó mellett azt eredményezi, hogy az energia átszivárog a GPS-sávba, hasonlóan ahhoz, amikor egy rádióadó zavarja a szomszédos csatornát.

A kutatócsoport az úgynevezett érkezésiidő-különbség módszerével erősítette meg a forrást. A logika a fordított háromszögeléshez hasonlít: megmérik, hogy ugyanaz az interferencialöket hány mikroszekundum különbséggel ér el két távoli állomást, például Amszterdamot és Trondheimet, amelyek 1 500 kilométerre vannak egymástól. Ez a különbség egy héjszerű felületre szűkíti a lehetséges forrást az űrben. Ha elég állomáspárt vetnek össze, a felületek egyetlen pontban metszik egymást. Ezen a ponton csak egy műhold tartózkodott: a Kozmosz 2546, 200 méteren belüli egyezéssel. A spanyol GMV technológiai cég hasonló módszerekkel függetlenül is megerősítette az eredményeket.

Egy frekvencia, amely csak a GLONASS-t kíméli

Az interferencia az amerikai GPS-t, az európai Galileót és a kínai BeiDout is zavarja, az orosz GLONASS rendszert viszont érintetlenül hagyja. A lefelé irányuló adatkapcsolat frekvenciája úgy illeszkedik, hogy az orosz rendszert ne zavarja, miközben a versenytárs navigációs rendszereket eléri. A kutatók egyelőre nem állítják, hogy ez tudatos tervezés vagy szerencsés mérnöki mellékhatás. Az amerikai légierő egyik tájékoztatója elismerte az interferenciát, de nyilvánosan nem minősítette a szándékot.

Egy-egy zavarás tíz másodpercnél rövidebb ideig tart, és a műhold áthaladásához igazodik. A legtöbb eszköz az utolsó ismert pozícióra támaszkodva gyorsan helyreáll. Az üzemeltetési kockázatot leginkább a repülés érzi: a kereskedelmi gépeken vannak tartalék rendszerek, például inerciális navigáció és földi rádióirányadók, de a GPS elvesztése növeli a pilóták terhelését, és rontja a műholdas helymeghatározásra épülő modern megközelítési eljárások pontosságát.

Európa védelmében vakfolt maradt

Európa fő ellenintézkedése, a Galileo 2025 júliusa óta működő OSNMA hitelesítési rendszere, azt teszi lehetővé, hogy a vevők ellenőrizzék: a navigációs üzenet valódi műholdról érkezik-e. Ez a hamis jeladások, vagyis a spoofing ellen hatékony, például a Kalinyingrád környékén 36 földi adóra bővülő hálózat esetében. A zavarás ellen viszont az OSNMA nem véd. Ha az erős zaj elnyomja a jelet, nincs mit hitelesíteni.

A nehezebb kérdés az észlelés. Az európai biztonsági intézmények eddig elsősorban földi fenyegetésként kezelték a GPS-zavarást. Az űrből érkező interferencia így dokumentált elemzési vakfolt maradt. Európában jelenleg Franciaország az egyetlen ország, amelynek van pályán lévő észlelési képessége: a 2023-ban felbocsátott NESS nanoműhold olyan műszereket hordoz, amelyek az interferenciaforrások űrből történő jellemzésére készültek. Németország 2026 őszén tervezi saját megfigyelő műholdjainak indítását.

Addig Európa nagyrészt amerikai egyetemi kutatókra és földi mérőállomások adataira támaszkodik, amikor a 45 000 kilométeres magasságból érkező fenyegetéseket próbálja azonosítani.

A tartósabb megoldás egy európai, alacsony Föld körüli pályán működő navigációs műholdrendszer lehet. A Céleste nevű konstelláció erősebb, nehezebben zavarható jeleket sugározna, de teljes működését csak a 2030-as évek közepére várják. Addig Európa már tudja, hogy navigációs jeleit az űrből is el lehet nyomni. Azt viszont még nem látja saját eszközeivel, pontosan ki tartja a hangszórót.