Krievijas Tundra satelīti traucē Eiropas GPS

GPS signāls, pēc kura orientējas telefons, ir ļoti vājš. Pēc aptuveni 20 000 km ceļa no orbītas tas sasniedz uztvērēju vājāks par zvaigžņu un Saules termisko troksni. Sistēma darbojas tāpēc, ka uztvērējs precīzi zina, ko meklēt, un spēj izfiltrēt šo signālu no fona trokšņa. Ja kāds tuvumā sāk raidīt gandrīz tajā pašā frekvencē, signāls pazūd.

Kopš 2019. gada Eiropā, no Islandes līdz Itālijai, tas fiksēts vismaz 75 reizes. Avots ir Krievijas militāro satelītu grupa, kas riņķo līdz pat 45 000 km augstumā virs Zemes.

Satelītu atrod pēc tā radītās ēnas

Teksasas Universitātes pētnieki profesora Toda Hamfrīsa un studenta Zakarija Klementsa vadībā vairākus gadus analizēja pēkšņus GPS signāla kvalitātes kritumus Eiropas monitoringa stacijās. Katrā epizodē navigācijas signāls samazinājās aptuveni desmitkārtīgi vienlaikus uztvērējos, kas atradās tūkstošiem kilometru attālumā cits no cita. Zemes raidītāji šādu rakstu nevar radīt Zemes izliekuma dēļ.

Avots izrādījās Krievijas Tundra satelīti, kas ietilpst EKS/Kupol agrīnās brīdināšanas sistēmā. Tās uzdevums ir konstatēt ballistisko raķešu palaišanu. Satelīti pārvietojas stipri eliptiskās orbītās: tie vairākas stundas uzturas tuvu augstākajam punktam un vēro Arktiku un Ziemeļeiropu. Galvenais uzdevums ir pamanīt raķešu dzinēju liesmas.

Taču to sakaru kanāls uz Zemi darbojas 1 577,5 MHz frekvencē, tikai 2,5 MHz attālumā no GPS L1 frekvences 1 575 MHz. Šāds tuvums kopā ar jaudīgu raidītāju nozīmē, ka daļa enerģijas ieplūst GPS joslā līdzīgi kā pārāk skaļš radio raidītājs traucē blakus frekvencei.

Pētnieki avotu apstiprināja ar ierašanās laika starpības metodi. Princips ir līdzīgs apgrieztai triangulācijai: tiek mērīta mikrosekundēs izteikta atšķirība starp brīdi, kad traucējuma impulss sasniedz divas tālas stacijas, piemēram, Amsterdamā un Tronheimā, kuras šķir 1 500 km. Šī starpība ierobežo iespējamo avotu līdz čaulai līdzīgai virsmai kosmosā. Apvienojot pietiekami daudz staciju pāru, virsmas krustojas vienā punktā. Tajā atradās tikai viens satelīts — Kosmos 2546, ar sakritību līdz 200 metriem. Spānijas tehnoloģiju uzņēmums GMV secinājumus neatkarīgi apstiprināja, izmantojot līdzīgas metodes.

Frekvence, kas saudzē tikai GLONASS

Traucējumi skar GPS, kas ir ASV sistēma, Eiropas Galileo un Ķīnas BeiDou, bet neietekmē Krievijas GLONASS. Sakaru kanāla frekvence, šķiet, ir izvēlēta tā, lai netraucētu pašas Krievijas sistēmu, vienlaikus ietekmējot konkurējošās navigācijas sistēmas. Pētnieki pagaidām nevar pateikt, vai tas ir apzināts risinājums vai Krievijai labvēlīga inženiertehniska sakritība. ASV Gaisa spēku prezentācijā traucējumi atzīti, taču publisks nodoma vērtējums nav sniegts.

Katra epizode ilgst mazāk nekā desmit sekundes un sakrīt ar satelīta pārlidojumu. Vairums ierīču pēc tam atjauno darbību, izmantojot pēdējo zināmo pozīciju. Lielākā praktiskā slodze rodas aviācijā. Komerciālajām lidmašīnām ir rezerves sistēmas — inerciālā navigācija un zemes radiobākas —, tomēr GPS zudums palielina pilotu darba slodzi un samazina precizitāti pieejas procedūrās, kas balstās uz satelītnavigāciju.

Eiropas aizsardzībā ir aklā zona

Eiropas galvenais pretpasākums ir Galileo OSNMA autentifikācijas sistēma, kas darbojas kopš 2025. gada jūlija. Tā ļauj uztvērējam pārbaudīt, vai navigācijas ziņa tiešām nāk no īsta satelīta. Tas palīdz pret viltošanu jeb spoofing — viltus signāliem, ko raida Kaļiņingradas apgabalā paplašinātais 36 zemes raidītāju tīkls. Pret slāpēšanu OSNMA nepalīdz. Ja signālu noslāpē ar troksni, nav ko autentificēt.

Dziļāka problēma ir atklāšana. Līdz šim Eiropas drošības struktūras GPS traucējumus galvenokārt vērtējušas kā no zemes nākošu apdraudējumu. Kosmosa virziens ir dokumentēta analītiska aklā zona. Francija ir vienīgā Eiropas valsts ar spēju noteikt traucējumu avotus no orbītas: tās NESS nanosatelīts, kas palaists 2023. gadā, nes instrumentus traucējumu avotu raksturošanai kosmosā. Vācija savas monitoringa satelītu sistēmas palaišanu plāno 2026. gada rudenī. Līdz tam Eiropa lielā mērā paļaujas uz ASV akadēmiskajiem pētniekiem un zemes staciju datiem, lai identificētu draudus, kas nāk no 45 000 km augstuma.

Ilgtermiņa risinājums būtu Eiropas zemās orbītas navigācijas konstelācija Céleste, kurai jāraida spēcīgāki un grūtāk slāpējami signāli. Tā pilnībā nedarbosies līdz 2030. gadu vidum. Pašlaik Eiropa zina, ka tās navigācijas signāli tiek slāpēti no kosmosa. Tā vēl nespēj pastāvīgi un pati noteikt, kurš tur raidītāju.