Rusijos Tundra palydovai trikdo Europos GPS

Telefoną vedantis GPS signalas stebėtinai silpnas. Iš orbitos nukeliavęs 20 000 km, jis pasiekia imtuvą silpnesnis už žvaigždžių ir saulės šviesos šiluminį triukšmą. Sistema veikia tik todėl, kad imtuvas tiksliai žino, ko ieškoti, ir iš kosminio fono išfiltruoja labai silpną signalą. Jei kas nors gretimame kambaryje pradeda šaukti beveik tuo pačiu dažniu, tas signalas dingsta.

Europoje, nuo Islandijos iki Italijos, nuo 2019 m. tai užfiksuota mažiausiai 75 kartus. Tas „kažkas“ — Rusijos kariniai palydovai, skriejantys iki 45 000 km aukštyje virš Žemės.

Palydovo nustatymas pagal jo šešėlį

Teksaso universiteto tyrėjai, vadovaujami profesoriaus Toddo Humphreyso ir studento Zachary Clementso, kelerius metus sekė staigius GPS signalo kokybės kritimus, užfiksuotus Europos stebėjimo stotyse. Kiekvienu atveju navigacijos signalas susilpnėdavo maždaug dešimt kartų, ir tai vienu metu nutikdavo imtuvuose, nutolusiuose vienas nuo kito tūkstančius kilometrų. Antžeminiai trukdytuvai tokio modelio sukurti negali, nes juos riboja Žemės kreivumas.

Šaltiniu pasirodė esantys Rusijos „Tundra“ palydovai, priklausantys EKS / „Kupol“ ankstyvojo perspėjimo sistemai, skirtai balistinių raketų paleidimams aptikti. Šie aparatai skrieja labai ištęstomis elipsinėmis orbitomis: kelias valandas užsibūna netoli aukščiausio orbitos taško ir stebi Arktį bei Šiaurės Europą. Pagrindinė jų užduotis — fiksuoti raketų išmetamųjų dujų pėdsakus. Tačiau ryšio su Žeme signalai perduodami 1 577,5 MHz dažniu, vos 2,5 MHz nutolusiu nuo GPS L1 dažnio, siekiančio 1 575 MHz. Toks artumas, sujungtas su galingu siųstuvu, reiškia, kad dalis energijos patenka į GPS juostą panašiai kaip per stiprus radijo stiprintuvas persidengia su gretima stotimi.

Šaltinį tyrėjai patvirtino naudodami laiko skirtumo pagal atvykimą metodą. Tai primena atvirkštinę trianguliaciją: matuojamas mikrosekundžių tikslumo skirtumas tarp momento, kai trikdžių impulsas pasiekia dvi nutolusias stotis, šiuo atveju Amsterdamą ir Trondheimą, esančius už 1 500 km vienas nuo kito. Toks skirtumas susiaurina galimą šaltinio vietą iki erdvėje esančio apvalkalo formos paviršiaus. Sudėjus pakankamai stočių porų, šie paviršiai susikerta viename taške. Tame taške buvo tik vienas palydovas — „Kosmos 2546“, sutapimas siekė 200 metrų tikslumą. Ispanijos technologijų bendrovė GMV nepriklausomai patvirtino išvadas panašiais metodais.

Dažnis, aplenkiantis tik GLONASS

Trikdžiai veikia GPS, tai yra JAV sistemą, Europos „Galileo“ ir Kinijos „BeiDou“, tačiau nepaliečia pačios Rusijos GLONASS sistemos. Ryšio su Žeme dažnis, regis, parinktas taip, kad netrikdytų savos sistemos, bet veiktų visas konkuruojančias. Ar tai sąmoningas sprendimas, ar Rusijai palankiai susiklosčiusi inžinerinė konfigūracija, tyrėjai kol kas netvirtina. JAV karinių oro pajėgų pristatyme trikdžiai pripažinti, tačiau viešai neįvertinta, ar jie tyčiniai.

Kiekvienas sutrikimas trunka mažiau nei dešimt sekundžių ir sutampa su palydovo praskridimu. Dauguma įrenginių atsigauna grįždami prie paskutinės žinomos buvimo vietos. Ryškiausias praktinis poveikis tenka aviacijai: nors komerciniai lėktuvai turi atsargines sistemas, įskaitant inercinę navigaciją ir antžeminius radijo švyturius, GPS praradimas didina pilotų darbo krūvį ir mažina šiuolaikinių artėjimo tūpti procedūrų, priklausančių nuo palydovinės padėties nustatymo, tikslumą.

Europos gynyboje lieka akloji zona

Pagrindinė Europos atsakomoji priemonė — „Galileo“ OSNMA autentifikavimo sistema, veikianti nuo 2025 m. liepos — leidžia imtuvams patikrinti, ar navigacijos pranešimas tikrai atėjo iš autentiško palydovo. Ji veiksminga prieš klastojimą, kai siunčiami netikri signalai, pavyzdžiui, iš Karaliaučiaus srityje plečiamo 36 antžeminių siųstuvų tinklo. Tačiau OSNMA neapsaugo nuo trikdymo. Kai signalą užgožia paprastas triukšmas, autentifikuoti nebėra ko.

Gilesnė problema — aptikimas. Iki šiol Europos saugumo struktūros GPS trikdžius daugiausia vertino kaip antžeminę grėsmę. Iš kosmoso kylantis trikdymo vektorius dokumentuose išryškėja kaip analitinė spraga. Prancūzija — vienintelė Europos valstybė, turinti orbitinio aptikimo pajėgumą: jos 2023 m. paleistas nanosatelitas NESS turi prietaisus, skirtus trikdžių šaltiniams iš orbitos apibūdinti. Vokietija savo stebėjimo palydovus planuoja paleisti 2026 m. rudenį. Iki tol Europa daugiausia remiasi JAV akademikais ir antžeminių stočių duomenimis, bandydama nustatyti grėsmes, ateinančias iš 45 000 km aukščio.

Ilgesnio laikotarpio sprendimas — Europos žemosios orbitos navigacijos palydovų sistema „Céleste“, turėsianti siųsti stipresnius ir sunkiau trikdomus signalus — visiškai pradės veikti tik ketvirtojo dešimtmečio viduryje. Iki tol Europa žino, kad jos navigacijos signalai slopinami iš kosmoso. Ji tik dar neturi pakankamų priemonių pati aiškiai matyti, kas laiko siųstuvą.