Drogie i niebezpieczne
Dlaczego renomowany GPS nie jest zadowolony z amerykańskiej armii? Przede wszystkim wysoki koszt: każdy nowy satelita kosztuje 223 miliony dolarów. Doprowadziło to już do zmniejszenia zakupów Pentagonu w ostatnich latach. Drugim, poważniejszym problemem jest podatność konstelacji satelity na zagrożenie ze strony nowej rosyjskiej broni. W kwietniu tego roku wojsko amerykańskie oskarżyło rosyjskie siły kosmiczne o przetestowanie pocisku antysatelitarnego A-235 Nudol, rzekomo wymierzonego w amerykańskie obiekty kosmiczne. Potencjalnymi celami były, według Pentagonu, pojedyncze satelity grupy rozpoznawczej Keyhole/Chrystal, która wcześniej (w lutym) „sondowała” rosyjskie statki kosmiczne Kosmos-2542 i Kosmos-2543. Szef Dowództwa Kosmicznego Armii USA John Raymond skomentował sytuację w następujący sposób:
"Rosyjski test DA-ASAT (broń antysatelitarna bezpośredniego wznoszenia) pokazuje kolejny przykład, że zagrożenia dla amerykańskich systemów kosmicznych i [ich] sojuszników są realne, poważne i rosnące."
Wszystko to wyraźnie uświadamia amerykańskiemu wojsku, że w przypadku konfliktu z Rosją kosmiczna konstelacja satelitów może zostać zaatakowana, a urządzenia GPS nie będą ostatnimi na liście celów. Stwarza to globalne problemy dla ulubionej amerykańskiej wojny na odległość, kiedy większość ataków jest przeprowadzana nie w zasięgu wzroku, ale na podstawie sygnałów z globalnego systemu pozycjonowania. I nie chodzi tu tylko o broń antysatelitarną Rosji. W zeszłym roku Amerykanie rzekomo złapali już krajowy sprzęt do wojny elektronicznej z naruszeniem GPS nad Morzem Śródziemnym. Według Pentagonu zostało to zrobione, aby objąć grupę wojsk rosyjskich w Syrii. W Khmeimim wdrożono potężne źródła zakłóceń dla globalnych systemów pozycjonowania, które „manipulowały” sygnałami satelitów GPS nawet na lotniskach Ben Gurion (Izrael) i Larnaka (Cypr). Służby specjalne i armia rosyjska są oskarżane przez Zachód o co najmniej 10 tys. zarejestrowanych przypadków tzw. spoofingu użytkowników GPS. Odbiorniki sygnału nawigacji satelitarnej odbierają dane od strony trzeciej, która wyświetla współrzędne, które nie odpowiadają rzeczywistości użytkownikowi. Muszę przyznać, że bardzo przydatna kompetencja w dobie broni precyzyjnej. W szczególności w amerykańskiej prasie krąży informacja, że w 2018 roku, podczas uroczystego otwarcia mostu Kerczeńskiego, konwój ciężarówek dowodzony przez Władimira Putina faktycznie znajdował się w rejonie lotniska Anapa w odległości 65 km. Przynajmniej według systemu GPS. W jakim stopniu odpowiada to rzeczywistości, nie wiadomo, ale można jedynie cieszyć się wrażeniami potencjalnych adwersarzy Rosji. W trosce o uczciwość zauważamy, że technologie zagłuszania GPS zostały opracowane w takim czy innym stopniu w Chinach, a nawet w Korei Północnej.
Wojsko USA od kilku lat szukało zamiennika dla systemu GPS, a nawigacja z wykorzystaniem zegara atomowego może stać się jedną z pierwszych alternatyw. W 2012 roku w DARPA powstały prototypy chipów zegara atomowego C-SCAN, które wraz z systemem nawigacji inercyjnej pozwalają z dużą dokładnością określać położenie poszczególnych żołnierzy, sprzętu i bezpośredniej broni precyzyjnej. Jednocześnie błąd pomiaru w nowym systemie jest znacznie niższy niż w przypadku nawigacji satelitarnej. W zasadzie nawet teraz wojsko USA używa żyroskopów i akcelerometrów w przypadku awarii GPS, a chipy zegara atomowego pozwolą na miniaturyzację tego wszystkiego. I bez ingerencji, bez osób trzecich w postaci rosyjskich służb specjalnych. Ale dopóki te przedsięwzięcia nie zostaną wdrożone w rzeczywistych urządzeniach, Pentagon musi tylko pomarzyć o nawigowaniu na nowych zasadach. Na przykład nawigacja astronomiczna z sekstansem w ręku została niedawno przywrócona do programu szkolenia oficerów marynarki wojennej. Są to oczywiście skrajności, które nie mają związku z rzeczywistością i zmuszają nas do szukania alternatyw. Na przykład weź pod uwagę specyfikę pola magnetycznego obszaru w nawigacji.
Z magnesem w ręku
Wykorzystanie gradientu pola magnetycznego powierzchni Ziemi do nawigacji nie jest amerykańskim know-how. Artykuły o podobnej tematyce krążą w krajowych specjalistycznych publikacjach naukowych od kilkudziesięciu lat. A sam pomysł został wyrażony w latach 60. przez radzieckiego akademika A. A. Krasowski. Opracowywane obecnie technologie opierają się na nowoczesnych magnetometrach, które charakteryzują się bardzo wysoką czułością, dokładnością i szybkością. Biorąc pod uwagę dużą zmienność pola magnetycznego Ziemi, śmiało możemy mówić o możliwości orientacji w oparciu o indywidualną sygnaturę terenu lub regionu. Samolot, rakieta lub czołg wyposażone w czułe magnetometry i dokładne mapy magnetyczne świata będą w stanie nawigować bez angażowania systemu GPS. Jednocześnie dokładność pozycjonowania może sięgać 10 metrów, co zasadniczo nie różni się od nawigacji satelitarnej. Parametry gradientu pola magnetycznego nie zależą od aktywności słonecznej, pory roku i warunków pogodowych. Ale teoretycznie okazuje się tak pięknie. Jeśli Amerykanie zdecydują się na stworzenie takiego systemu (ma już nazwę MAGNAV) dla swojej armii, będą mieli sporo problemów.
Po pierwsze, aby prowadzić wojnę na terytorium wroga, konieczne jest posiadanie dokładnych map pola magnetycznego obszaru. Ale jak to zrobić? Nie będzie działać z satelity, wysokość jest zbyt wysoka, gradient po prostu nie będzie widoczny. Pewnym wyjściem może być ukryta instalacja magnetometrów i urządzeń rejestrujących w samolotach regularnych lotów zagranicznych linii lotniczych. Ale jeśli spojrzysz na jakąkolwiek internetową mapę ruchu lotniczego, na przykład Rosji, zrozumiesz daremność tego. Mamy rozległe terytoria, przez które nie przebiegają żadne szlaki lotnicze. A wysokości lotu statków cywilnych są nadal bardzo wysokie, co nie pozwala na badanie wszystkich subtelności gradientu magnetycznego. A Pentagon potrzebuje magnetycznych map terenu przede wszystkim do nawigowania pociskami manewrującymi, które trafiają do celów kilkadziesiąt metrów nad powierzchnią. W rosyjskich publikacjach wspomina się, że dla normalnej nawigacji wzdłuż gradientu magnetycznego samolot w ogóle nie powinien wznosić się powyżej 1 km. W Stanach Zjednoczonych w takiej sytuacji rozważany jest kombinowany system nawigacji, gdy pojazd porusza się po gradiencie magnetycznym po wcześniej zbadanym terytorium, a gdy przekroczy „linię frontu”, włącza system inercyjny. Okazuje się, że jest niedokładny, ale nie ma jeszcze innych opcji.
Po drugie, magnetometry są stale zakłócane przez pola pasożytnicze, czyli hałas tonący. Szczególnie dużo go generuje sam samolot. A co z polem magnetycznym wytwarzanym przez główny wirnik helikoptera? Amerykanie próbują rozwiązać problem usuwania szumu za pomocą algorytmów sztucznej inteligencji: ten temat jest obecnie opracowywany w Massachusetts Institute of Technology.
Po trzecie, w trakcie intensywnych działań wojennych nieuchronnie dojdzie do wybuchów, salw z broni i innych szkodliwych impulsów magnetycznych, które zakłócają pracę magnetometrów. A co się stanie z taką nawigacją po serii wybuchów atomowych? Ogólnie rzecz biorąc, stabilność nowości w warunkach wojennych jest nadal wątpliwa. W przypadku strajków przeciwko republikom bananowym to wystarczy, ale myślę, że GPS nie będzie miał czym zakłócać.
Każde działanie nieuchronnie spotka się ze sprzeciwem. Jedną z form takiej „anty-nawigacyjnej” pracy mogą być potężne źródła pola magnetycznego, rozproszone na terenie prawdopodobnego starcia. Celem tej techniki powinno być tworzenie magnetycznych gradientów terenu, które zniekształcają rzeczywistą pozycję. A wtedy prawdopodobny wróg będzie musiał polegać na starym dobrym systemie inercyjnym, a nawet na sekstansie.
