Ruski sateliti Tundra motijo evropski GPS

Signal GPS, po katerem se ravna telefon, je presenetljivo šibek. Potem ko prepotuje 20.000 kilometrov iz orbite, na Zemljo prispe šibkejši od toplotnega šuma zvezd in sončne svetlobe. Deluje zato, ker sprejemnik natančno ve, kaj mora iskati, in iz kozmičnega ozadja izloči skoraj neslišen signal. Če nekdo v bližini začne oddajati na skoraj isti frekvenci, ta signal izgine.

Po Evropi, od Islandije do Italije, se je to od leta 2019 zgodilo najmanj 75-krat. Vir motenj naj bi bila skupina ruskih vojaških satelitov, ki krožijo tudi 45.000 kilometrov nad Zemljo.

Določanje satelita po njegovi senci

Raziskovalci z Univerze v Teksasu, ki sta jih vodila profesor Todd Humphreys in študent Zachary Clements, so več let analizirali nenadne padce kakovosti signala GPS, zabeležene na merilnih postajah po Evropi. Ob vsakem dogodku se je navigacijski signal hkrati zmanjšal približno za faktor deset pri sprejemnikih, oddaljenih več tisoč kilometrov. Motilniki na tleh tega vzorca ne morejo ustvariti, ker jih omejuje ukrivljenost Zemlje.

Sled je vodila do ruskih satelitov Tundra, dela sistema EKS/Kupol za zgodnje opozarjanje, namenjenega zaznavanju izstrelitev balističnih raket. Ti sateliti letijo po močno eliptičnih tirnicah, zato se več ur zadržujejo blizu najvišje točke orbite in opazujejo Arktiko ter severno Evropo. Njihova glavna naloga je zaznavanje raketnih sledi. Toda prenos podatkov proti Zemlji poteka pri 1.577,5 MHz, le 2,5 MHz od frekvence GPS L1 pri 1.575 MHz. Zaradi bližine frekvenc in močnega oddajnika del energije uhaja v pas GPS, podobno kot premočan radijski oddajnik moti sosednji kanal.

Ekipa je vir potrdila z metodo razlike v času prihoda signala. Gre za obrnjeno triangulacijo: raziskovalci izmerijo mikrosekundno razliko med trenutkom, ko motnja doseže dve oddaljeni postaji, denimo Amsterdam in Trondheim, ki sta narazen 1.500 kilometrov. Ta razlika vir omeji na lupinasto površino v prostoru. Ko združijo dovolj parov postaj, se te površine sekajo v eni točki. Tam je bil samo en satelit: Cosmos 2546, z ujemanjem na 200 metrov. Špansko tehnološko podjetje GMV je ugotovitve neodvisno potrdilo s primerljivimi metodami.

Frekvenca, ki prizanese samo GLONASS-u

Motnje prizadenejo signale GPS, evropskega Galilea in kitajskega BeiDouja, ne pa ruskega sistema GLONASS. Frekvenca prenosa je očitno nastavljena tako, da se izogne motenju lastnega sistema, hkrati pa vpliva na vse glavne tekmece. Raziskovalci za zdaj ne morejo potrditi, ali gre za namerno zasnovo ali za ugoden tehnični izid. Ameriške zračne sile so motnje priznale, vendar niso javno ocenile namena.

Posamezna motnja traja manj kot deset sekund in je usklajena s preletom satelita. Večina naprav se po njej obnovi tako, da se začasno opre na zadnji znani položaj. Največji operativni učinek občutijo letala: komercialna letala imajo rezervne sisteme, od inercialne navigacije do zemeljskih radijskih svetilnikov, vendar izguba GPS poveča obremenitev pilotov in zmanjša natančnost sodobnih postopkov prileta, ki temeljijo na satelitskem določanju položaja.

Evropska obramba ima slepo pego

Glavni evropski protiukrep, Galileov avtentikacijski sistem OSNMA, ki deluje od julija 2025, sprejemnikom omogoča preverjanje, ali navigacijsko sporočilo res prihaja z avtentičnega satelita. Dobro deluje proti zavajanju s ponarejenimi signali, kakršne oddaja vse večja mreža 36 zemeljskih oddajnikov v Kaliningradu. Proti motenju pa OSNMA ne pomaga. Ko šum preglasi signal, ni več ničesar, kar bi bilo mogoče preveriti.

Težava je predvsem zaznavanje. Evropske varnostne institucije so motnje GPS doslej večinoma obravnavale kot grožnjo s tal. Vesoljski izvor motenj se je izkazal za dokumentirano analitično slepo pego. Francija je edina evropska država z orbitalno zmogljivostjo za zaznavanje takih virov: njen nanosatelit NESS, izstreljen leta 2023, nosi instrumente za opredeljevanje virov motenj iz orbite. Nemčija namerava svoje nadzorne satelite izstreliti jeseni 2026. Do takrat je Evropa pri prepoznavanju groženj, ki prihajajo 45.000 kilometrov nad njo, v veliki meri odvisna od ameriških akademikov in podatkov zemeljskih postaj.

Dolgoročnejša rešitev je evropska nizkoorbitalna navigacijska konstelacija Céleste, ki naj bi oddajala močnejše in težje motljive signale, vendar naj ne bi bila polno operativna pred sredino tridesetih let. Do takrat Evropa ve, da se njeni navigacijski signali dušijo iz vesolja. Ne more pa še sama dovolj zanesljivo videti, kdo drži oddajnik.