Adiós al GPS. Los estadounidenses buscan una alternativa a la navegación por satélite
El sistema GPS global se ha vuelto vulnerable. Fuente: popularmechanics.com
Caro e inseguro
¿Por qué el famoso GPS no está contento con el ejército estadounidense? Primero que nada, el alto costo: cada nuevo satélite cuesta $ 223 millones. Este ya se ha convertido en el motivo de la reducción de las compras al Pentágono en los últimos años. El segundo problema, más grave, es la vulnerabilidad de la constelación de satélites a la amenaza de un nuevo armas Rusia. En abril de este año, el ejército estadounidense acusó a las Fuerzas Aeroespaciales Rusas de probar un misil antisatélite A-235 Nudol, supuestamente dirigido contra objetos espaciales estadounidenses. Según el Pentágono, los satélites individuales del grupo de reconocimiento Keyhole / Chrystal, que previamente (en febrero) "sondearon" las naves espaciales rusas Kosmos-2542 y Kosmos-2543, actuaron como un objetivo potencial. El jefe del Comando Espacial del Ejército de los Estados Unidos, John Raymond, comentó sobre la situación:
"La prueba de Rusia DA-ASAT (arma antisatélite de ascenso directo) muestra otro ejemplo más de que las amenazas a los sistemas espaciales estadounidenses y [sus] aliados son reales, serias y crecientes".
Pruebas del cohete A-235 "Nudol" capaz de derribar satélites. Fuente: rt.ru
Todo esto deja en claro para el ejército estadounidense que, en caso de conflicto con Rusia, una constelación espacial de satélites puede estar bajo ataque, y los dispositivos GPS no serán los últimos en la lista de objetivos. Esto crea problemas globales para la guerra remota favorita de los Estados Unidos, cuando la mayoría de los ataques no se llevan a cabo dentro de la línea de visión, sino en señales del sistema de posicionamiento global. Y esto no es solo una cuestión de las armas antisatélite de Rusia. El año pasado, los estadounidenses supuestamente ya capturaron equipos de guerra electrónica domésticos en violación del GPS sobre el mar Mediterráneo. Según el Pentágono, esto se llevó a cabo para cubrir al grupo de tropas rusas en Siria. En Khmeimim se desplegaron potentes fuentes de interferencia para los sistemas de posicionamiento global, que "manipularon" las señales de los satélites GPS incluso en los aeropuertos de Ben Gurion (Israel) y Larnaca (Chipre). Los servicios especiales y el ejército ruso son acusados por Occidente de al menos 10 mil casos registrados de la supuesta suplantación de usuarios de GPS. Los receptores de una señal de navegación por satélite reciben datos de un tercero, que muestran coordenadas que no corresponden a la realidad del usuario. Una competencia muy útil en la era de las armas de precisión, debo decir. En particular, circula información en la prensa estadounidense de que en 2018, durante la inauguración del puente Kerch, un convoy de camiones liderado por Vladimir Putin se encontraba efectivamente en la zona del aeropuerto de Anapa a una distancia de 65 km. Al menos según el sistema GPS. No se sabe cuánto corresponde esto a la realidad, pero uno solo puede alegrarse por las impresiones de los oponentes potenciales de Rusia. En aras de la justicia, observamos que las tecnologías de interferencia de GPS se han desarrollado en un grado u otro en China e incluso en Corea del Norte.
El ejército estadounidense ha estado buscando un reemplazo para el sistema GPS durante varios años, y la navegación con la ayuda de un reloj atómico podría convertirse en una de las primeras alternativas. En 2012, DARPA creó prototipos de chips de reloj atómico C-SCAN, que, junto con un sistema de navegación inercial, permiten la determinación de alta precisión de la ubicación de cazas individuales, equipos y armas de precisión directa. Al mismo tiempo, el error de medición en el nuevo sistema es mucho menor que en el caso de la navegación por satélite. En principio, incluso ahora, el ejército estadounidense utiliza giroscopios y acelerómetros en caso de mal funcionamiento del GPS, y los chips de reloj atómico permitirán que todo esto se miniaturice. Y sin interferencias, sin terceros en forma de servicios especiales rusos. Pero hasta que estas empresas se implementen en dispositivos reales, el Pentágono solo tiene que soñar con navegar sobre nuevos principios. Por ejemplo, la navegación astronómica con un sextante en la mano volvió recientemente al programa de entrenamiento para oficiales navales. Son, por supuesto, extremos que no tienen relación con la realidad y nos obligan a buscar alternativas. Por ejemplo, tenga en cuenta la peculiaridad del campo magnético del terreno en la navegación.
Con un imán en la mano
El uso del gradiente del campo magnético de la superficie de la Tierra para la navegación no es un conocimiento estadounidense. Los artículos sobre temas similares han estado circulando en publicaciones científicas especializadas nacionales durante varias décadas. Y la idea en sí fue expresada en la década de 1960 por el académico soviético A.A. Krasovsky. Las tecnologías que se están desarrollando ahora se basan en magnetómetros modernos, que tienen una sensibilidad, precisión y velocidad muy altas. Teniendo en cuenta la alta variabilidad del campo magnético de la Tierra, podemos hablar con confianza sobre la posibilidad de orientación basada en una firma individual de un terreno o región. Un avión, cohete o tanque equipado con magnetómetros sensibles y mapas magnéticos precisos del mundo podrá navegar sin involucrar un sistema GPS. Al mismo tiempo, la precisión de posicionamiento puede alcanzar los 10 metros, lo que no es fundamentalmente diferente de la navegación por satélite. Los parámetros del gradiente del campo magnético son independientes de la actividad solar, la estación y las condiciones meteorológicas. Pero en teoría resulta tan hermoso. Si los estadounidenses deciden crear un sistema de este tipo (ya tiene un nombre: MAGNAV) para su ejército, se enfrentarán a muchos problemas.
Comparación de la pendiente del terreno magnético. A la izquierda, 2011, a la derecha, 1999. Fuente: Revista "Problemas de gestión"
En primer lugar, para hacer la guerra en territorio enemigo, es necesario disponer de mapas precisos del campo magnético de la zona. ¿Pero como hacerlo? No funcionará desde el satélite, la altura es demasiado alta, el gradiente simplemente no será visible. Una cierta solución puede ser la instalación oculta de magnetómetros y equipos de grabación en los aviones de vuelos regulares de aerolíneas extranjeras. Pero si observa cualquier mapa en línea del tráfico aéreo, por ejemplo, Rusia, comprenderá la inutilidad de esto. Tenemos vastos territorios por los que no pasan rutas aéreas. Y las altitudes de vuelo de los barcos civiles siguen siendo muy altas, lo que no permite estudiar todas las sutilezas del gradiente magnético. Y el Pentágono necesita mapas magnéticos del terreno principalmente para la navegación de misiles de crucero, que van a objetivos a varias decenas de metros sobre la superficie. En las publicaciones rusas se menciona que los aviones no pueden subir más de 1 km para una navegación normal a lo largo del gradiente magnético. En Estados Unidos, se está considerando un sistema de navegación combinado para esta situación, cuando el vehículo se mueve por un gradiente magnético a través del territorio previamente explorado, y cuando cruza la "línea del frente" enciende el sistema inercial. Resulta inexacto, pero todavía no hay otras opciones.
En segundo lugar, los campos parásitos interfieren constantemente con los magnetómetros, es decir, ruido de ahogamiento. Especialmente una gran parte se genera a partir de la propia aeronave. ¿Qué pasa con el campo magnético creado por el rotor principal del helicóptero? Los estadounidenses están tratando de resolver el problema de eliminar el ruido mediante algoritmos de inteligencia artificial: este tema se está trabajando actualmente en el Instituto de Tecnología de Massachusetts.
Experimentos estadounidenses sobre la construcción de un mapa magnético de la zona utilizando magnetómetros instalados en la avioneta "Cessna". Fuente: defenseone.com
En tercer lugar, durante las intensas hostilidades, inevitablemente habrá explosiones, salvas de armas y otros impulsos magnéticos dañinos que interfieren con el funcionamiento de los magnetómetros. ¿Y qué pasará con esa navegación después de una serie de explosiones atómicas? En general, la estabilidad de la novedad en las condiciones de guerra sigue siendo cuestionable. Para las huelgas contra las repúblicas bananeras servirá, pero creo que no habrá nada con lo que bloquear el GPS.
Cualquier acción será inevitablemente opuesta. Una de las formas de este trabajo "anti-navegación" pueden ser fuentes poderosas de un campo magnético, dispersas sobre el territorio de un probable choque. El propósito de esta técnica debería ser la formación de gradientes magnéticos del terreno que distorsionen la posición real. Y entonces el enemigo probable tendrá que depender del viejo sistema de inercia, o incluso del sextante.
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