Duur en onveilig
Waarom is de befaamde GPS niet blij met het Amerikaanse leger? Allereerst de hoge kosten: elke nieuwe satelliet kost 223 miljoen dollar. Dit heeft de afgelopen jaren al geleid tot een afname van de aankopen door het Pentagon. Het tweede, serieuzere probleem is de kwetsbaarheid van de satellietconstellatie voor de dreiging van de nieuwe wapens van Rusland. In april van dit jaar beschuldigde het Amerikaanse leger de Russische lucht- en ruimtevaarttroepen van het testen van een A-235 Nudol antisatellietraket, naar verluidt gericht op Amerikaanse ruimtevoorwerpen. De potentiële doelen waren, volgens het Pentagon, individuele satellieten van de verkenningsgroep Keyhole / Chrystal, die eerder (in februari) het Russische ruimtevaartuig Kosmos-2542 en Kosmos-2543 "onderzocht". Het hoofd van het ruimtecommando van het Amerikaanse leger, John Raymond, becommentarieerde de situatie als volgt:
"De Russische DA-ASAT-test (anti-satellietwapen met directe opstijging) toont nog een ander voorbeeld dat de bedreigingen voor Amerikaanse ruimtesystemen en [hun] bondgenoten reëel, serieus en groeiend zijn."
Dit alles maakt het Amerikaanse leger duidelijk dat in het geval van een conflict met Rusland een ruimteconstellatie van satellieten kan worden aangevallen, en GPS-apparaten zullen niet de laatsten op de lijst met doelen zijn. Dit zorgt voor wereldwijde problemen voor de favoriete oorlogvoering van de VS op afstand, wanneer de meeste aanvallen niet binnen het gezichtsveld worden uitgevoerd, maar op 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 gevangen in overtreding van de GPS boven de Middellandse Zee. Volgens het Pentagon werd dit gedaan om de groep Russische troepen in Syrië te dekken. In Khmeimim werden enkele krachtige storingsbronnen voor wereldwijde plaatsbepalingssystemen ingezet, die de signalen van GPS-satellieten zelfs op de luchthavens van Ben Gurion (Israël) en Larnaca (Cyprus) 'manipuleerden'. De speciale diensten en het Russische leger worden door het Westen beschuldigd van zeker 10 duizend geregistreerde gevallen van zogenaamde spoofing van gps-gebruikers. Ontvangers van een satellietnavigatiesignaal ontvangen gegevens van een derde partij, die coördinaten weergeeft die niet overeenkomen met de werkelijkheid voor de gebruiker. Een zeer nuttige competentie 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 zich daadwerkelijk in het gebied van de luchthaven Anapa bevond op een afstand van 65 km. Althans volgens het GPS-systeem. In hoeverre dit overeenkomt met de werkelijkheid is onbekend, maar men kan zich alleen maar verheugen over de indrukken van de potentiële tegenstanders van Rusland. Eerlijkheidshalve merken we op dat GPS-storingstechnologieën tot op zekere hoogte zijn ontwikkeld in China en zelfs in Noord-Korea.
Het Amerikaanse leger is al enkele jaren op zoek naar een vervanging voor het GPS-systeem en navigatie met behulp van een atoomklok zou een van de eerste alternatieven kunnen worden. In 2012 werden prototypes van C-SCAN-atoomklokchips gemaakt bij DARPA, die, samen met een traagheidsnavigatiesysteem, een hoge nauwkeurigheid mogelijk maken om de locatie van individuele soldaten, uitrusting en directe precisiewapens te bepalen. Tegelijkertijd is de meetfout in het nieuwe systeem veel lager dan bij satellietnavigatie. In principe gebruikt het Amerikaanse leger zelfs nu nog 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 de Russische speciale diensten. Maar totdat deze ondernemingen in echte apparaten worden geïmplementeerd, hoeft het Pentagon alleen maar te dromen van het navigeren op nieuwe principes. Zo is onlangs de astronomische navigatie met een sextant in de hand teruggekeerd naar 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 magnetische veldgradiënt van het aardoppervlak voor navigatie is geen Amerikaanse knowhow. Artikelen over soortgelijke onderwerpen circuleren al tientallen jaren in binnenlandse gespecialiseerde wetenschappelijke publicaties. En het idee zelf werd 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 variabiliteit van het magnetisch veld van de aarde, kunnen we vol vertrouwen spreken over de mogelijkheid van oriëntatie op basis van een individuele handtekening van een terrein of regio. Een vliegtuig, raket of tank uitgerust met gevoelige magnetometers en nauwkeurige magnetische kaarten van de wereld zal kunnen navigeren zonder een GPS-systeem. Tegelijkertijd kan de positioneringsnauwkeurigheid 10 meter bereiken, wat niet fundamenteel verschilt van satellietnavigatie. De parameters van de magnetische veldgradiënt zijn niet afhankelijk van zonneactiviteit, seizoen en weersomstandigheden. Maar in theorie blijkt het zo mooi. 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 gebied 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 zou de verborgen installatie van magnetometers en opnameapparatuur op de vliegtuigen van reguliere vluchten van buitenlandse luchtvaartmaatschappijen kunnen zijn. Maar als u naar een online kaart van het luchtverkeer kijkt, bijvoorbeeld Rusland, dan begrijpt u de nutteloosheid hiervan. We hebben uitgestrekte gebieden waarover geen luchtroutes gaan. En de vlieghoogten van civiele schepen zijn nog steeds erg hoog, waardoor niet alle subtiliteiten van de magnetische gradiënt kunnen worden bestudeerd. En het Pentagon heeft magnetische kaarten van het terrein nodig, voornamelijk voor het navigeren door kruisraketten die doelen op tientallen meters boven het oppervlak bereiken. In Russische publicaties wordt vermeld dat vliegtuigen voor normale navigatie langs de magnetische gradiënt helemaal niet boven 1 km mogen stijgen. In de Verenigde Staten wordt voor deze situatie een gecombineerd navigatiesysteem overwogen, wanneer het voertuig langs een magnetische gradiënt over het eerder verkende gebied beweegt, en wanneer het de "frontlinie" overschrijdt, schakelt het het traagheidssysteem in. Het blijkt onnauwkeurig, maar er zijn nog geen andere opties.
Ten tweede worden magnetometers voortdurend gestoord door parasitaire velden, dat wil zeggen verdrinkingsgeluid. 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: aan dit onderwerp wordt nu gewerkt bij het Massachusetts Institute of Technology.
Ten derde zullen er in de loop van intense vijandelijkheden onvermijdelijk explosies, geweersalvo's 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 ten opzichte van oorlogsomstandigheden nog steeds twijfelachtig. Voor stakingen tegen bananenrepublieken is het voldoende, maar ik denk dat er niets zal zijn om de GPS mee te blokkeren.
Elke actie zal onvermijdelijk worden tegengewerkt. Een van de vormen van dergelijk 'anti-navigatie'-werk kan krachtige bronnen van een magnetisch veld zijn, verspreid over het gebied van een waarschijnlijke botsing. Het doel van deze techniek zou de vorming van magnetische terreingradiënten moeten zijn die de werkelijke positie vervormen. En dan zal de waarschijnlijke vijand moeten vertrouwen op het goede oude traagheidssysteem, of zelfs op de sextant.
