A repülőgépek GPS-ét feltörik, új órák segíthetnek a biztonságban

2024. január 17-én a Ryanair Londonból Vilniusba tartó járata számára egy váratlan esemény történt, amikor a gép leszállása előtt néhány perccel megszakadt a süllyedés. A Boeing 737 MAX 8-200-as repülőgép GPS-je, amely a biztonságos navigációhoz elengedhetetlen, ismeretlen zavarás miatt működésképtelenné vált, így az irányítók arra kényszerültek, hogy vészhelyzeti elterelést rendeljenek el. A gép körülbelül 259 méteres magasságban volt, amikor a zavar bekövetkezett, és ahelyett, hogy leszállt volna Vilniusban, 400 kilométerre délebbre, Varsóba kellett elirányítani. A litván légügyi hatóságok később megerősítették, hogy a repülőgép GPS-jelének zavarása történt. Ez az esemény nem egyedülálló; az előző három hónapban több mint 800 GPS-jel zavarás történt a litván légterében. És nemcsak Litvánia, hanem Észtország és Finnország is aggodalmát fejezte ki, szintén Oroszországra mutogatva, amelyet azzal vádolnak, hogy technológiát alkalmaz a műholdas navigációs jelek zavarására a NATO keleti szélén. Oroszország azonban ezt tagadja.

A GPS-jamming problémája nem csupán a légi közlekedést érinti. A GPS nélküli élet elképzelhetetlen lenne, hiszen a GPS egy olyan rendszer, amely lehetővé teszi, hogy pontosan meghatározzuk tartózkodási helyünket azáltal, hogy jeleket fogadunk több műholdtól. Az egyes jelek megérkezésének ideje alapján a készülékek képesek kiszámítani a Föld pontos helyzetét. A GPS működéséhez szükséges időmérés rendkívül pontos atomórák segítségével történik, amelyek az atomok rezgését figyelik meg. Ezek az órák kulcsszerepet játszanak a globális kommunikációs rendszerek, az elektromos hálózatok és a pénzügyi rendszerek működésében. Az Egyesült Királyság kormánya szerint a GPS elvesztésének költsége napi 1,4 milliárd font, így nem meglepő, hogy a GPS-jamming a brit kormány nemzeti kockázati nyilvántartásában a legnagyobb fenyegetések között szerepel.

A brit tudósok egy csoportja, akiket „Időuraknak” neveztek el, arra kaptak megbízást, hogy dolgozzanak ki egy biztonságos alternatívát a GPS számára. A cél egy új típusú atomóra kifejlesztése, amely hordozható, és nem a műholdak jeleitől függ, így elkerülheti a zavarásokat. A megvalósítás azonban rendkívül nehéz feladat, hiszen atomenergiát kell hasznosítani, új óratípust kell kifejleszteni, és még az idő mérésének módját is meg kell változtatni. Az Egyesült Királyság kormánya az utóbbi hónapokban kutatási kezdeményezéseket indított a GPS-jamming fenyegetésének kezelésére. A prototípusokból robosztus eszközök kifejlesztése, amelyek akár a telefonokba is beépíthetők, hatalmas feladat, és a szükségesség egyre sürgetőbbé válik.

A kihívás párhuzamba állítható John Harrison 18. századi tengerészeti navigációs órájának feltalálásával, amely megoldotta a hosszúsági problémát, lehetővé téve ezzel egy új kereskedelmi korszakot és a felfedezések aranykorát. Három évszázaddal később a kutatók ismét versenyt futnak egy új óra tökéletesítéséért, amely megoldhatja a GPS problémát – és a hatás legalább olyan átalakító erejű lehet. Dr. Helen Margolis, a brit Nemzeti Fizikai Laboratórium (NPL) idő- és frekvencia szakértője úgy véli, hogy a történelmi tapasztalatok azt mutatják, hogy minden időmérési fejlődés új lehetőségeket teremtett, amelyek korábban elképzelhetetlenek voltak.

A GPS-alternatíva keresése a kvantumtechnológiák területére vezet, ahol atomok manipulálásának módját kutatják. Az elmúlt években a kvantumszámítógépek fejlesztése keltett nagy zajt, de a navigáció és az idő mérésének javítása csendes forradalmat hozhat. A brit kormány által létrehozott Quantum Enabled Position Navigation and Timing (QEPNT) központ kutatói a NPL munkatársaival közösen dolgoznak egy új típusú atomóra kifejlesztésén, amely miniaturizálható és robusztusabb, mint a jelenlegi műholdas rendszerek. Az NPL kutatói egy optikai órát fejlesztenek, amely 100-szor pontosabb, mint a legjobb caesium órák. Ez az új óra lézerfénnyel működik, és ha sikerül kifejleszteni, forradalmasíthatja az időmérés módját.

A kutatók célja, hogy 2030-ra egy nemzeti hálózatot hozzanak létre, amely négy atomórát összekapcsol, és lehetővé teszi a vállalkozások számára, hogy pontos időmérést végezzenek. A GPS-jamming problémája már most is komoly gondokat okoz a brit hadsereg számára konfliktusövezetekben, mint például Ukrajnában. A kutatók célja, hogy a kvantumórákat a harctéren és a mindennapi életben is alkalmazni tudják, így a jövőben akár mindenki a saját, személyre szabott GPS-rendszerével rendelkezhet, amely miniaturizált optikai órából és a tájékozódást segítő eszközökből áll.

A tudósok tehát folytatják a hagyományos órakészítők örökségét, és reméljük, hogy sikerül megoldaniuk a GPS-jamming problémáját, ezzel védve a modern élet alapvető rendszereit.

Forrás: https://www.bbc.com/news/articles/cq6yg204pvmo