העתיד של GPS

תוכנית ה- Global Positioning System של הממשלה זכתה להצלחה רבה ושיפורים טכנולוגיים נוספים בדרך.

עם זאת, ההצלחה של GPS עשויה לעזור להסביר מדוע זה בסכנה.

בעוד שרוב האנשים אולי מכירים את מערכת המיקום העולמי (GPS) כאמצעי למצוא את דרכם בזמן נסיעה, ההשפעה שלה חורגת הרבה יותר מחיפוש אחר הדרך הטובה ביותר לנסיעתך. אותות מלווייני GPS הפכו תעשיות שאתה כבר יודע עליהן, כולל תעופה, שילוח וניווט בים. אבל האותות הללו גם הפכו תעשיות שאתה חושב עליהן לעתים קרובות פחות, כמו חקלאות, ייצור ואפילו שטף חלל.

הדבר היחיד המדהים יותר מטכנולוגיית GPS הוא מקום הימצאותה. יש כמעט מקלט GPS כמעט בכל טלפון סלולרי בעולם. ישנם מקלטי GPS בחיישנים סביבתיים, בבקרי צנרת וכמובן ברכבים – אפילו ברכבים רבים ללא מערכות ניווט. הטכנולוגיה משפרת את הכל, החל מחקלאות ועד מעקב אחר כרישים וכלה במשחקי גיאוקאקינג.

אפילו יותר מגניב, GPS מוגדר להשתפר.

איך GPS עובד

GPS כל כך נמצא בכל מקום בגלל הפשטות של המושג. כל לוויין GPS הוא למעשה שעון מדויק ביותר המשדר את השעה המדויקת במיקומו. הלוויינים מספקים גם את המיקום במסלול של כל לווייני ה- GPS האחרים. ברגע שמקלט ה- GPS יודע את מיקום הלוויין ואת השעה, אז הוא יכול לראות את המרחק המדויק ללוויין. כאשר מקלט יכול להשוות את הזמן משלושה לוויינים לפחות, הוא יכול לדעת את מיקומו האישי על פני כדור הארץ.

ככל שיותר לוויינים, כך הדיוק טוב יותר. עם לפחות ארבעה לוויינים לצייר עליהם, מקלט ה- GPS יכול לדעת את הגובה שלו מעל פני כדור הארץ. לשם כך הוא משווה את הזמנים שבהם השאיר אות הזמן כל לוויין; הוא יכול להשתמש בזמנים ההם כדי לקבוע מרחק מכיוון שהאותות נעה במהירות האור.

טכנולוגיית GPS נוכחית יכולה לספק מיקומים מדויקים לטווח של כמטר אחד. הדיוק מוגבל על ידי שינויים במהירות האור בגלל שינויים בצפיפות האוויר ובגלל הפרעות ביונוספרה של כדור הארץ.

המגבלות הללו אמורות להשתנות, כאשר סיבוב חדש של לוויני GPS, המכונה GPS III, מתחיל לתפוס את מקומם בקבוצת ה- GPS.

למעלה, למעלה, ומשם

לווייני ה- GPS החדשים רק החלו לתפוס את מקומם. השיגור הראשון אירע כעומס על רקטת SpaceX Falcon 9 ב- 23 בדצמבר 2018. לווייני ה- GPS III ימשיכו להיות משוגרים בערך בשנת 2025.

לווייני ה- GPS החדשים יכולים לספק דיוק טוב יותר במיקום בגלל מערכת חדשה של שעונים אטומיים הנישאים על כל לוויין. מכיוון שיש להם יותר כוח משדר, קליטת GPS יכולה להיות אמינה יותר, אפילו בבית ובאזורים עירוניים צפופים. בנוסף, האותות יכולים להיות עמידים יותר בפני חסימה. שיפורים אחרים כוללים את ההתאמות הראשונות לשיפור השימוש ב- GPS בניווט בחלל.

כן. ניווט שטח.

מארז חלל

בעוד ש- GPS פותח לניווט יבשתי, מתברר כי אותם אותות GPS יכולים לשמש על ידי חלליות רחוק ככל הירח ובזמן המעבר המוקדם למאדים וממנה.

בעוד שאותות GPS קורנות ישירות אל כדור הארץ, חלק מאותות הרדיו הללו גולשים ונמלטים לחלל. “אנחנו חיים מהשאריות”, אומר פרנק באואר, ראש אגף בדימוס לניווט בחלל בנאס”א. “אנו חיים מהשפכים של הקורה הראשית וכל אונות צדדיות.” באואר עדיין עובד עם נאס”א כיועץ.

צוותו של באואר הבין כיצד להשתמש ב”שאריות “האלה. “פיתחנו מקלט GPS מיוחד”, אומר באואר והסביר שמקלט GPS רגיל לא יעבוד בחלל. נאס”א משתמשת כיום ב- GPS בחלל כדי לשלוט על עגינת מטענים לתחנת החלל הבינלאומית, למיקום מדויק של לווייני מזג האוויר של GOES, כמו גם למספר לוויינים מדעיים.

“נאס”א כבר הוכיחה שאפשר להשתמש ב- GPS עד הירח”, אומר באואר, והוסיף כי נאס”א כבר עובדת על מקלטים ואנטנות לשימוש על הירח ובסביבתו. “אנו עובדים עם מרכז החלל ג’ונסון על הזדמנויות בשער הירח”, הוא מוסיף.

נאס”א עובדת גם על תאימות בינלאומית למיצוב לוויינים. באמצעות ועדת האו”ם פותחה מערכת הגדרות משותפת לאותות למיצוב לוויינים מארה”ב, אירופה, רוסיה, סין, יפן והודו. “אנו מנסים לגרום לכולם להיות פועלים לשימוש במרחב,” אומר באואר.

לאחר שתושג ההפעלה הדדית, למקלטים באופן יעיל תהיה גישה לכל לווייני המיקום, מה שבתורו יביא לדיוק רב יותר. התוצאה: איפה שהיה אפשרי פעם דיוק של מטר, עכשיו זה יהיה פחות מזה. אתה יכול לדעת את מיקומך בסנטימטרים.

בנוסף, אותות חדשים בלווייני ה- GPS III יספקו דיוק רב יותר על ידי מתן איתותים ומאות אות יותר עם רמת דיוק גבוהה יותר למשתמשים.

GPS בסיכון

אך לפני שזה יכול לקרות, מערכת בקרת קרקע חדשה בשם OCX צריכה להיות תפעולית לחלוטין, וזה לא יקרה עד מתישהו בשנת 2021.

עיכובים במערכת הבקרה התפעולית הם רק אחד מהסיכונים הרבים בהבטחת ה- GPS. קיימת גם האפשרות שתוקף סייבר, ממשלות זרות או אפילו מאבק ביורוקרטי יכול להוציא את השירות משירותם.

“רכישות נוטות להיות מוטרדות למדי”, אומרת כריסטינה צ’פליין, מנהלת קבלנות ורכישת ביטחון לאומי במשרד האחריות הממשלתית בארה”ב. צ’פליין מפקחת על תוכנית ה- GPS עבור הקונגרס האמריקני. יש בעיות ניהול ועיכובים בייצור ביצירת הלוויינים, היא בנוסף, חיל האוויר האמריקני צריך להיות מסוגל לתחזק מספר מינימלי של לוויינים ולהיות תלוי בלוויינים המתקיימים לאורך חיי התכנון כאשר הוא מתכנן רכישות.

GPS מוצא את דרכו

בינתיים, עם GPS III, העתיד הקרוב עבור GPS יראה קונסטלציה משופרת בהרבה של לוויינים, קבלת פנים טובה יותר, ועם יכולת פעולה הדדית בינלאומית, מיקום הרבה יותר מדויק. בהתחשב בתפקיד המכריע ש- GPS ממלא בכל ארצות הברית ובכלכלה העולמית, והתפקיד שהוא ממלא כעת בכל דבר, החל מחקלאות וכלה בבטיחות טיסה, נראה כי GPS לא סביר מאוד כי תיפסק ממשלת ארה”ב בכל עת בקרוב.

עם זאת, כפי שציין צ’פליין, האיומים לא נעלמו. לווייני GPS ומערכות הבקרה שלהם עשויים להיות חשופים להתקפות סייבר. מתקפת סייבר מוצלחת, בין אם מגורם בחסות מדינה או מפושע הדורש כופר, עלולה לפגוע במערך פעולות עצום ברחבי העולם. נותר לראות האם כוח חלל יגן על GPS, יחד עם כוחות דומים מצד מפעילי לווייני ניווט אחרים.

מה שברור הוא ש- GPS הפך להיות הכרחי למסחר ועוד בכל מקום, כך שהסיכונים לאבד אותו הפכו עצומים.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *