Apie GNSS satus rašėme tekstuose „GPS – keli faktai“, „GLONASS palydovų tikslumas“, „Pasaulinės palydovinės navigacijos sistemos“. Apie šių satų signalų slopinimą (jamming) rašėme tekste „GPS trikdžiai“.
GPS blokavimo grėsmė iš kosmoso
Žemoji Žemės orbita sparčiai tampa nauju, itin pavojingu elektroninės kovos lauku. Naujausios karinės kosminės technologijos dabar leidžia blokuoti bei klastoti globalios navigacijos signalus tiesiogiai iš kosmoso tūkstančių kilometrų atstumu. Šis technologinis šuolis iš esmės keičia geopolitinę pusiausvyrą, kadangi tradicinės antžeminės elektroninės kovos sistemos turėdavo ribotą veikimo nuotolį dėl Žemės kreivumo ir reljefo kliūčių. Orbitoje dislokuoti trikdžių generatoriai šių apribojimų nebeturi ir gali nepertraukiamai dengti milžiniškas teritorijas.
Norint suprasti šios elektroninės kovos mastą, svarbu palyginti tikruosius navigacinius palydovus su juos atakuojančiomis platformomis. Žemiau pateikiami pagrindinių globalių navigacinių sistemų (GNSS) palydovų techniniai parametrai.
| GNSS sistema | Sato masė, kg | Orbitos aukštis, km ir tipas | Signalų siųstuvų galia, W |
| GPS (JAV) | ~1400–1600 (Block III) | ~20 200, vidutinė Žemės orbita (MEO) | ~50–100 vienam signalui (bendra galia ~500) |
| Galileo (ES) | ~700–750 (Full Operational Capability) | ~23 222, vidutinė Žemės orbita (MEO) | ~50 vienam dažniui (bendra galia ~280) |
| BeiDou (Kinija) | ~1100–1400 MEO, ~2100 GEO | ~21 500 (MEO), veikia ir IGSO / GEO orbitose | ~100–150 (bendra galia ~600) |
| GLONASS (Rusija) | ~1400 (Glonass-M / K) | ~19 100, vidutinė Žemės orbita (MEO) | ~40–60 vienam kanalui (bendra galia ~350) |
IGSO (pasviroji geosynchroninė Žemės orbita) / GEO (geostacionari Žemės orbita) – 35 786 km (~36 000 km)
Palydovinis GPS trikdymas
Šiam tikslui sukurti trikdymo palydovai yra dislokuojami žemoje Žemės orbitoje (LEO), ~400–600 km aukštyje. Toks palyginti nedidelis aukštis pasirinktas tikslingai, kadangi jis leidžia užtikrinti itin stiprų, sufokusuotą kryptinį elektromagnetinį signalą tiesiai į Žemės paviršių. Šie karinių satų masė yra nuo 500 iki 1200 kilogramų.
Didžiąją dalį šios masės ir tūrio sudaro pažangūs antenų masyvai, kurių fiziniai matmenys išskleistoje būsenoje siekia iki 5 metrų skersmens. Būtent tokios didelės konstrukcijos antenos leidžia sugeneruoti milžiniškos galios kryptinius elektromagnetinių trikdžių pluoštus. Šios sistemos yra suprogramuotos tiesiogiai atakuoti tiek civilinius, tiek karinius GPS imtuvus, esančius tam tikruose sausumos ar oro erdvės kvadratuose.
„Kosmos“ palydovai
Nors tikslūs karinių elektroninės kovos (EK) palydovų projektai yra įslaptinti, analitikai ir kosmoso stebėjimo duomenys leidžia identifikuoti konkrečias Rusijos kosmines karinės žvalgybos ir elektroninės kovos platformas, kurios yra tiesiogiai siejamos su GPS trikdymo technologijų bandymais ir operacijomis žemoje Žemės orbitoje (LEO).
„Kosmos-2550“ ir „Kosmos-2553“ (Pion-NKS / Lotos-S1 sistemos): masė yra ~1100–1200 kg, skrieja ~500–900 km aukštyje, orbitos posvyris (inklinaciją) ~67°. „Pion-NKS“ platformos naudoja aktyvius radiolokacinės žvalgybos masyvus, kurių galingi siųstuvai ir energijos generavimo sistemos (iki kelių kilovatų) techniškai gali būti adaptuotos kryptiniam lokalių dažnių rėžių (tokių kaip GPS L1/L2) slopinimui tam tikruose Žemės paviršiaus regionuose.
„Kosmos-2543“ ir sub-palydovinės platformos (Nivelir / Burevestnik projektai): manevringi inspekciniai aparatai (vadinami „palydovais-žudikais“ arba kinetinių / elektroninių atakų platformos) yra 500–700 kg masės, orbita sinchronizuota su kitais taikiniais ~600 km aukštyje. Nivelir / Burevestnik pasižymi itin dideliais integruotais energetiniais resursais bei fazinių antenų masyvais, skirtais artimojo nuotolio elektroniniam poveikiui arba kryptingam signalų blokavimui orbitiniame lygmenyje.
Šie skaičiai patvirtina, kad minėtas 500–1200 kg rėžis idealiai atitinka dabartinės kartos LEO elektroninės kovos ir aktyviosios žvalgybos aparatų architektūrą.
Spektriniai rėžiai ir telemetrijos slopinimo parametrai
Pagrindinis šių kosminių atakų taikinys yra pirminiai globalios navigacijos dažnių ruožai, kuriais remiasi visa moderni navigacija. Norint efektyviai nutildyti GNSS signalus, orbitoje veikiantys generatoriai naudoja labai tiksliai suderintus spektrinius rėžius. Pirmiausia yra aktyviai trikdomas L1 civilinis dažnis, veikiantis 1575,42 MHz rėžyje ir naudojamas kasdienėje aviacijoje bei išmaniuosiuose įrenginiuose. Kartu atakuojamas ir L2 karinis dažnis, esantis 1227,60 MHz rėžyje, kuris apsaugo ginkluotųjų pajėgų taktinę įrangą.
GPS, BeiDou, Galileo ir GLONASS satai skrieja vidutinėje Žemės orbitoje (MEO) ~19 000–23 000 km aukštyje. Jų signalas, nukeliavęs tokį atstumą, Žemę pasiekia neįtikėtinai nusilpęs. Dažnai signalas nesiekia nė -160 dBW arba 1×10−16 W). Žemojoje orbitoje ~500–900 km (40 kartų arčiau nei GPS satai), skriejančių trikdžių generatorių galia siekia nuo 1 iki 3 kW. Jų siunčiamas triukšmas dėl mažesnio atstumo ir tūkstančius kartų didesnės galios lengvai nustelbia originalią telemetriją, nes trikdžio signalo lygis imtuve gali siekti -110 dBW. Šis kosminis trikdžio signalas yra net 100 000 kartų stipresnis už GNSS satų signalą. Rezultatas – Žemėje esantys imtuvai nebesugeba išskirti tikrojo GNSS satų signalo iš triukšmo fono ir visiškai praranda ryšį.
Rizika ypatingos svarbos infrastruktūrai ir aviacijai
Kosminis GPS blokavimas sukelia tiesioginę bei kritinę riziką globaliai transporto, ekonomikos ir gynybos infrastruktūrai. Didžiausią pavojų šie trikdžiai kelia komercinei aviacijai, kur skrydžių valdymo sistemų vėlavimas (ping) ir navigacijos klaidos išauga iki pavojingos ribos. Orlaiviai ne tik praranda tikslią vietos nustatymo funkciją, bet ir susiduria su signalo klastojimu (angl. spoofing), kai netikra telemetrija klaidina pilotus apie tikrąją lėktuvo poziciją. Astronautika.lt pastaba: netgi vėjos pjovimo robotai su GPS moduliu susimaišo ir nori pjauti medžius.
Tokios kosminės agentūros kaip NASA ir ESA, bendradarbiaudamos su tarptautinėmis saugumo organizacijomis, išskirtiniu tikslumu stebi šias elektromagnetines anomalijas iš kosmoso. Nors tarptautiniai reglamentai ir Jungtinių Tautų sutartys griežtai draudžia tyčinį spektro blokavimą bei kenkėjišką veiklą orbitoje, techninė apsauga nuo tokių atakų išlieka viena didžiausių dešimtmečio inžinerinių problemų.