Afscheid van GPS. Amerikanen zoeken alternatief voor satellietnavigatie
Duur en onveilig
Waarom past de beroemde GPS niet bij het Amerikaanse leger? Allereerst hoge kosten: elke nieuwe satelliet kost $ 223 miljoen. Dit zorgde de afgelopen jaren al voor een daling van de aankopen door het Pentagon. Het tweede, serieuzere probleem is de kwetsbaarheid van de satellietconstellatie voor de dreiging van een nieuwe armen Rusland. In april van dit jaar beschuldigde het Amerikaanse leger de Russische lucht- en ruimtevaarttroepen van het testen van de A-235 Nudol antisatellietraket, naar verluidt gericht tegen Amerikaanse ruimtevoorwerpen. Volgens het Pentagon fungeerden individuele satellieten van de Keyhole/Chrystal-verkenningsgroep, die eerder (in februari) de Russische ruimtevaartuigen Kosmos-2542 en Kosmos-2543 "onderzochten", volgens het Pentagon als een potentieel doelwit. Het hoofd van het US Army Space Command, John Raymond, becommentarieerde de situatie:
Dit alles maakt het Amerikaanse leger duidelijk dat in het geval van een conflict met Rusland een ruimteconstellatie van satellieten kan worden aangevallen en dat GPS-apparaten niet de laatsten op de lijst met doelen zullen zijn. Dit zorgt voor wereldwijde problemen voor oorlogvoering op afstand, die geliefd is bij de Verenigde Staten, wanneer de meeste aanvallen niet binnen het gezichtsveld worden uitgevoerd, maar volgens de signalen van het wereldwijde positioneringssysteem. En het gaat hier niet alleen om de anti-satellietwapens van Rusland. Vorig jaar zouden de Amerikanen al binnenlandse elektronische oorlogsapparatuur hebben gepakt door de werking van GPS boven de Middellandse Zee te verstoren. Volgens het Pentagon werd dit uitgevoerd om de groepering van Russische troepen in Syrië te dekken. Enkele krachtige bronnen van interferentie voor wereldwijde plaatsbepalingssystemen werden in Khmeimim geplaatst, die zelfs op de luchthavens van Ben Gurion (Israël) en Larnaca (Cyprus) GPS-satellietsignalen “manipuleerde”. De Russische inlichtingendiensten en het leger worden door het Westen beschuldigd van zeker 10 geregistreerde gevallen van zogenaamde spoofing van GPS-gebruikers. Ontvangers van satellietnavigatiesignalen ontvangen gegevens van een derde partij die onrealistische coördinaten aan de gebruiker weergeeft. Een zeer nuttige vaardigheid in het tijdperk van precisiewapens, moet ik zeggen. Met name in de Amerikaanse pers circuleert informatie dat in 2018, tijdens de grootse opening van de Kertsj-brug, een konvooi van vrachtwagens onder leiding van Vladimir Poetin in feite in de buurt van de luchthaven van Anapa was op een afstand van 65 km. Althans volgens het GPS-systeem. Het is niet bekend hoe waar dit is, maar men moet zich alleen maar verheugen over de indrukken van de potentiële tegenstanders van Rusland. In alle eerlijkheid merken we op dat GPS-storingstechnologieën al tot op zekere hoogte zijn ontwikkeld in China, en zelfs in Noord-Korea.
Het Amerikaanse leger is al jaren op zoek naar een vervanging voor het GPS-systeem en een van de eerste alternatieven zou navigatie met atoomklokken kunnen zijn. In 2012 creëerde DARPA prototypes van de C-SCAN-atoomklokchips, die het, samen met een traagheidsnavigatiesysteem, mogelijk maken om de locatie van individuele jagers en uitrusting met hoge nauwkeurigheid te bepalen en precisiewapens te geleiden. Tegelijkertijd is de meetfout in het nieuwe systeem veel lager dan bij satellietnavigatie. In principe gebruikt het Amerikaanse leger zelfs nu gyroscopen en versnellingsmeters in geval van GPS-storingen, en met atoomklokchips kan dit alles worden geminiaturiseerd. En geen inmenging, geen derden in de vorm van Russische speciale diensten. Maar totdat deze initiatieven in echte apparaten worden geïmplementeerd, kan het Pentagon alleen maar dromen van navigatie op nieuwe principes. Zo is de hemelvaart met een sextant in de hand sinds kort weer terug in het opleidingsprogramma voor marineofficieren. Dit zijn natuurlijk uitersten die niets met de werkelijkheid te maken hebben en ons dwingen op zoek te gaan naar alternatieven. Houd bijvoorbeeld rekening met de eigenaardigheid van het magnetische veld van het gebied in de navigatie.
Met een magneet in de hand
Het gebruik van de aardmagnetische veldgradiënt voor navigatie is geen Amerikaanse knowhow. Artikelen over soortgelijke onderwerpen verschijnen al tientallen jaren in binnenlandse gespecialiseerde wetenschappelijke publicaties. En het idee zelf werd al in de jaren zestig uitgedrukt door de Sovjet-academicus A.A. Krasovski. De technologieën die nu worden ontwikkeld, zijn gebaseerd op moderne magnetometers, die een zeer hoge gevoeligheid, nauwkeurigheid en snelheid hebben. Rekening houdend met de grote variatievariabiliteit van het aardmagnetisch veld, kunnen we vol vertrouwen spreken over de mogelijkheid van oriëntatie op basis van de individuele signatuur van het gebied of de regio. Een vliegtuig, raket of tank, uitgerust met gevoelige magnetometers en nauwkeurige magnetische kaarten van de wereld, zal kunnen navigeren zonder tussenkomst van een GPS-systeem. Tegelijkertijd kan de positioneringsnauwkeurigheid 1960 meter bereiken, wat niet fundamenteel verschilt van satellietnavigatie. De parameters van de magnetische veldgradiënt zijn niet afhankelijk van zonneactiviteit, seizoenen en weersomstandigheden. Maar in theorie werkt het zo goed. Als de Amerikanen besluiten om zo'n systeem (het heeft al een naam: MAGNAV) voor hun leger in het leven te roepen, komen ze voor veel problemen te staan.
Ten eerste, om oorlog te voeren tegen vijandelijk gebied, is het noodzakelijk om nauwkeurige kaarten van het magnetische veld van het terrein te hebben. Maar hoe het te doen? Het werkt niet vanaf de satelliet, de hoogte is te hoog, het verloop is gewoon niet zichtbaar. Een zekere uitweg kan de verborgen installatie van magnetometers en opnameapparatuur zijn op reguliere vluchten van buitenlandse luchtvaartmaatschappijen. Maar als je kijkt naar een online kaart van het luchtverkeer, bijvoorbeeld Rusland, dan zal de nutteloosheid hiervan duidelijk worden. We hebben enorme gebieden waarover geen luchtroutes zijn. En de vlieghoogten van civiele schepen zijn nog steeds erg groot, waardoor het niet mogelijk is om alle subtiliteiten van de magnetische gradiënt te bestuderen. En het Pentagon heeft magnetische kaarten van het gebied nodig, voornamelijk voor het navigeren door kruisraketten die doelen op tientallen meters boven het oppervlak bereiken. Russische publicaties vermelden dat voor normale navigatie langs de magnetische gradiënt, vliegtuigen over het algemeen niet boven 1 km kunnen stijgen. In de Verenigde Staten wordt voor deze situatie een gecombineerd navigatiesysteem overwogen, wanneer het apparaat langs een magnetische gradiënt langs het eerder verkende gebied beweegt en wanneer het de "frontlinie" overschrijdt, wordt het traagheidssysteem ingeschakeld. Het blijkt onnauwkeurig, maar er zijn nog geen andere opties.
Ten tweede worden magnetometers voortdurend gestoord door parasitaire velden, dat wil zeggen verdrinkingsruis. Vooral veel ervan wordt gegenereerd vanuit het vliegtuig zelf. Hoe zit het met het magnetische veld dat wordt gecreëerd door de hoofdrotor van de helikopter? De Amerikanen proberen het probleem van het verwijderen van ruis op te lossen met behulp van kunstmatige intelligentie-algoritmen: ze werken momenteel aan dit onderwerp bij het Massachusetts Institute of Technology.
Ten derde zullen er in de loop van intense vijandelijkheden onvermijdelijk explosies, salvo's van geweren en andere schadelijke magnetische impulsen zijn die de werking van magnetometers verstoren. En wat gebeurt er met zo'n navigatie na een reeks atoomexplosies? Over het algemeen is de stabiliteit van de nieuwigheid in de oorlogsomstandigheden nog steeds twijfelachtig. Voor stakingen tegen bananenrepublieken zal het prima werken, maar ik denk dat er niets zal zijn om de GPS mee te blokkeren.
Elke actie heeft onvermijdelijk een reactie. Een van de vormen van dergelijk 'anti-navigatie'-werk kan krachtige bronnen zijn van een magnetisch veld verspreid over het gebied van een waarschijnlijke botsing. Het doel van een dergelijke techniek zou de vorming van magnetische terreingradiënten moeten zijn die de werkelijke situatie vervormen. En dan zal de potentiële tegenstander moeten vertrouwen op het goede oude traagheidssysteem, en zelfs op de sextant.
informatie