Uzależnienie od GPS groźną piętą achillesową USA

Segment kosmiczny amerykańskiego systemu pozycjonowania GPS składa się z ponad 30 satelitów, które krążą na średniej orbicie okołoziemskiej – na wysokości ok. 20.200 km nad powierzchnią Ziemi. GPS jest jednym z czterech działających w skali globalnej systemów pozycjonowania i nawigacji satelitarnej GNSS (ang. Global Navigation Satellite Systems), obok europejskiego Galileo, rosyjskiego GLONASS i chińskiego BeiDou. Obok zadań związanych z samą nawigacją, ważnym zadaniem satelitów GPS jest rozprowadzanie jednolitego, zsynchronizowanego sygnału czasu, co jest wykorzystywane np. w systemach bankowych.

Najnowszy amerykański raport o nadmiernym uzależnieniu infrastruktury USA od GPS ukazał się 18 lipca br. wysiłkiem Moorman Center for Space Studies, niezależnego think tanku, działającego w ramach wspomnianej już organizacji National Security Space Association z Virginii. Warto przy tej okazji wspomnieć, że członkiem Rady Doradców NSSA jest Jim Bridenstine, były administrator NASA. Raport nosi tytuł America’s Asymmetric Vulnerability to Navigation Warfare: Leadership and Strategic Direction Needed to Mitigate Significant Threats. Jego autorem jest Marc Berkowitz, inny członek Rady Doradców NSSA.

Jeśli chodzi o domenę wojskową, to przede wszystkim dokument mówi wprost o tym, że Stany Zjednoczone i ich sojusznicy polegają na GPS w celu zwiększenia skuteczności operacyjnej sił zbrojnych. Zwiększa on precyzję, dokładność, bezpieczeństwo i skuteczność operacji wojskowych we wszystkich dziedzinach (na lądzie, na morzu, w powietrzu, cyberprzestrzeni i przestrzeni kosmicznej). GPS generuje informacje i dane, które są integralnym składnikiem dowodzenia, kontroli, komunikacji, wywiadu, nadzoru, rozpoznania, śledzenia (…).

Co więcej, dostęp amerykańskich wojskowych do realizowanych za pośrednictwem GPS usług PNT (Positioning, Navigation & Timing) umożliwia m.in.:

• precyzyjną i szybką i projekcję siły w dowolnym miejscu na świecie;

• prowadzenie skutecznych, nieliniowych, wielodomenowych operacji wojskowych;

• osiągnięcie przewagi informacyjnej i decyzyjnej nad przeciwnikiem;

• operowanie i wykorzystanie innych systemów kosmicznych USA, wspierających infrastrukturę krytyczną kraju.

Berkowitz przestrzega jednocześnie, że wszechobecny i łatwo dostępny sygnał satelitów GPS przez ostatnie czterdzieści lat mocno wpłynął na amerykańskie społeczeństwo. Ponieważ związane z nim rozwiązania były na przestrzeni tych kilku dekad implementowane niemal w każdej dziedzinie życia oraz zasilały nowe, rodzące się technologie, to dziś utrata dostępu do usług PNT mogłaby mieć katastrofalne skutki społeczno-ekonomiczne.

Wręcz - zdaniem autora raportu - usługi GPS są niezbędne dla amerykańskiego społeczeństwa, gospodarki i bezpieczeństwa. Umożliwiają Amerykanom sposób życia do którego Ci są przyzwyczajeni. Przykładowe dziedziny, w których technologia GPS odgrywa dziś kluczową rolę, to: produkcja żywności i rolnictwo, usługi finansowe, IT i telekomunikacja, transport, funkcjonowanie służb ratunkowych, czy energetyka, gdzie GPS zwiększa niezawodność i wydajność dystrybucji energii w sieciach przesyłowych.

Analityk udowadnia w swoim raporcie, że nadmierna zależność USA od systemu GPS naraża na szwank bezpieczeństwo narodowe, wewnętrzne i ekonomiczne kraju. Jednocześnie bije na alarm, że Stany Zjednoczone nie dysponują naziemnym systemem zastępczym, który mógłby zapewnić krajowi alternatywne usługi PNT, w przypadku ograniczenia lub braku dostępu do amerykańskich satelitów nawigacyjnych. Takimi alternatywnymi rozwiązaniami naziemnymi mają natomiast dysponować Rosja i Chiny.

Jednocześnie należy się liczyć z tym, że satelity konstelacji GPS mogą zostać zniszczone lub uszkodzone przez takie kraje jak Chiny, Rosja, Iran czy Korea północna. Groźba z ich strony staje się coraz bardziej realna, na co wskazują również występujące coraz częściej w różnych częściach świata zakłócenia sygnału nawigacji satelitarnej, za czym stoją właśnie wymienione wyżej państwa.

Satelity nawigacyjne Stanów Zjednoczonych mogą być atakowane przez przeciwników na różne sposoby: z użyciem broni kinetycznej, za pomocą środków walki elektronicznej czy też przez wrogie statki kosmiczne działające bezpośrednio na orbicie, w pobliżu satelitów będących ich celem.

Świadomość niebezpieczeństw związanych z nadmiernym uzależnieniem od GPS kiełkowała zarówno wśród członków Kongresu, jak i poszczególnych prezydentów Stanów Zjednoczonych, od około 20 lat. Pomimo, że ośrodki te zalecały wdrożenie środków zapobiegawczych, to takie kroki nie były podejmowane.

Zgodnie z treścią Federalnego Planu Nawigacji Radiowej (Federal Radionavigation Plan) z 2021 r. USA wciąż dysponują niewystarczającymi zdolnościami w obszarach takich jak chociażby:

• zapewnienie usług PNT w czasie rzeczywistym w środowiskach z utrudnionym dostępem fizycznym (np. w pomieszczeniach, kanionach miejskich, obiektach podziemnych);

• osiągnięcie wystarczającej dokładności i integralności w środowiskach z zakłóceniami elektromagnetycznymi – w tym operowanie podczas spoofingu, zagłuszania oraz naturalnych i niezamierzonych zakłóceń;

• zdolność do dokładnego lokalizowania źródeł zamierzonych i niezamierzonych zakłóceń w odpowiednim czasie;

• niewystarczająca odporność, gdy usługi GPS są niedostępne lub niegodne zaufania.

Jeśli chodzi o potencjalne skutki istotnego zakłócenia działania GPS przez wrogie mocarstwo, to raport NSSA wskazuje przykładowo:

• utratę prestiżu politycznego i wpływów USA;

• zmniejszenie wagi elementu informacyjnego, składającego się na potęgę kraju;

• poważne konsekwencje społeczno-ekonomiczne;

• zagrożenie państwa na polu bezpieczeństwa międzynarodowego i wewnętrznego.

Szczególnie poruszający jest fragment dokumentu, który mówi o tym, że sama tylko groźba zniszczenia satelitów GPS oraz związany z nią ewentualny szantaż mogą istotnie wpłynąć na bezpieczeństwo USA i politykę zagraniczną Waszyngtonu. Autor raportu posuwa się nawet do sugestii, że być może do próby takiego szantażu już doszło.

W listopadzie 2021 r. Rosja przeprowadziła udaną demonstrację swojej broni przeciwsatelitarnej (ASAT), niszcząc kinetycznie własnego, niepotrzebnego już satelitę. Wkrótce potem Kreml wysłał za pośrednictwem rosyjskiej telewizji propagandowej wyraźne ostrzeżenie, że jeśli NATO posunie się za daleko, Moskwa gotowa jest zniszczyć wszystkie 32 satelity GPS. Zdaniem Berkowitza nie można wykluczyć, że te wydarzenia miały wpływ na zakres reakcji USA na rosyjską inwazję na Ukrainę, która rozpoczęła się w lutym 2022 r.

Wobec powyższego, przygotowany przez Moorman Center for Space Studies raport zaleca szereg kroków zaradczych które powinny zostać podjęte przez poszczególne Departamenty. Berkowitz, pisze wprost, że

Stany Zjednoczone muszą szybko opracować i wdrożyć kompleksową strategię obejmującą cały kraj, aby zrekompensować swoją asymetryczną wrażliwość na „wojnę nawigacyjną” i przywrócić czołową pozycję USA w kosmicznym i naziemnym PNT. Takie kompleksowe podejście musiałoby obejmować władze federalne, stanowe, lokalne (…) , a także sektor prywatny. Skoncentrowane przywództwo, odpowiednio umocowane i wyposażone w zasoby, jest niezbędne dla powodzenia krajowej strategii PNT".

Niektóre ośrodki amerykańskiej władzy już podejmują odpowiednie kroki. W lipcu 2024 r. Departament Transportu (U.S. DOT) zlecił dalsze prace nad rozwijaniem naziemnych usług PNT jako backupu dla GPS firmie NextNav, która określa się jako lider w dziedzinie zaawansowanego pozycjonowania, nawigacji, pomiaru czasu i geolokalizacji 3D. W ramach kontraktu przeprowadzone zostaną testy terenowe technologii 3D PNT firmy NextNav.

Przedsiębiorstwo rozwija te technologie by zapewnić infrastrukturze krytycznej wiarygodne informacje PNT wtedy, gdy GPS jest niedostępny lub zagrożony z powodów naturalnych, bądź niezamierzonych lub celowych zakłóceń. Jak wskazuje spółka NextNav:

w 2021 roku U.S. DOT uznał technologię NextNav za najbardziej wydajne rozwiązanie PNT we "wszystkich mających zastosowanie przypadkach użycia".

Teraz U.S. DOT oceni technologię 3D PNT firmy NextNav, rozwiązanie naziemne, które służy zarówno jako uzupełnienie, jak i kopia zapasowa GPS. Firma podaje w swoim komunikacie prasowym, że:

technologia naziemnego PNT NextNav oferuje kompleksowe rozwiązanie do pozycjonowania 3D odpowiednie do środowisk zewnętrznych, miejskich i wewnętrznych, w tym bardzo dokładne możliwości lokalizacji pionowej. Ponadto rozwiązanie NextNav obejmuje źródło pomiaru czasu, które działa jako kopia zapasowa, gdy usługi GPS są zakłócone lub niedostępne.

A Marc Berkowitz przypomina w swoim raporcie, że w 2018 roku Kongres przyjął regulację National Timing Resilience and Security Act, nakazując Departamentowi Transportu zbudowanie "lądowego, odpornego i niezawodnego alternatywnego systemu pomiaru czasu" do 2020 r.

Paweł Ziemnicki – autor jest Kierownikiem Biura Związku Pracodawców Sektora Kosmicznego