A napkitörések átmenetileg használhatlanná tehetik a GPS-vevőkészülékeket

[Newswise] Miközben a GPS-vevővel felszerelt eszközök egyre nagyobb teret hódítanak és a tenyérgépek mellett lassan az okostelefonoknak is kötelezően integrált kiegészítőjévé alakulnak, mindenki kezébe meglepően pontos navigációs berendezést helyezve, nem feledkezhetünk el arról a tényről sem, hogy a rendszer igen sebezhető a leggyengébb pontján, a fejünk felett keringő műholdakon keresztül.

Sebezhető műholdjelek

A GPS-rendszer alapját a bolygónk körül 20 ezer km magasságban, ismert pályákon keringő műholdak képezik. A GPS-vevőnk kvarcórája és a műholdak időszakosan pontosított atomórája kiszámíthatóvá teszi a műholdról kapott jelek futási idejét, melyekből háromszögeléssel a helyzetünk pontosan meghatározható. A minél nagyobb pontosság érdekében a mai készülékek akár már 12-20 műhold jelének fogadására és feldolgozására is képesek.

A GPS-es vevőket ma már az élet számtalan területén használják, nem csak térképészeti célokból, de úszó olajfúrótornyok stabilizálására, hajók és magánrepülők automatikus irányítására is. A műholdak jele nélkül azonban a GPS-vevő teljesen használhatatlan, nem más, mint egy kődarab, és az általa vezérelt eszköz is azzá válhat nélküle. Az alacsony energiájú, meghatározott hullámhosszúságú elektromos jeleket pedig nem is olyan nehéz elnyomni, nem csak szándékosan, katonai célokból, de akár a természet, a Nap is megteheti ezt, tőlünk függetlenül.

A Cornell végzős diákja, Alessandro Cerruti véletlenül vett észre egy ilyen jelenséget 2005. szeptember 7-én a Puerto Rico-i Arecibo Obszervatórium GPS-es berendezésénél. Cerruti a Föld ionoszféráját elérő napkitörések hatásait vizsgálta, amikor észrevette, hogy a napszél megérkezésének pillanatában a GPS-vevő lényegesen alacsonyabb szintű jeleket kapott a műholdaktól -- a napkitörés elektromos zaja egyszerűen elnyomta a műholdak jeleit. Cerruti ellenőrizte az adatokat a brazil légierőtől és másoktól kapott adatok alapján és arra a megállapításra jutott, hogy gyártótól függetlenül minden vevőberendezés gyengébb jeleket kapott a Föld nap felé néző oldalán.

Jelentős jelcsökkenés

Cerruti Texasban, a Fort Worth-i Institute of Navigation Meeting rendezvényen ismertette vizsgálati eredményeit, amiért díjat is kapott. Az adott időszakban két jelentősebb eseményt tapasztalt 40 perces eltéréssel, az első 70 másodpercig tartó, 40 százalékos jelerősség-csökkenést okozott, míg a második negyed óriág tartott és 50 százalékkal csökkentette a műholdak jelének erősségét. Az anomáliát okozó napkitörés azonban csupán közepes volt.

A Föld mágneses tere véd a napszél ellen - a műholdak már védtelenebbek

A napkitörések nem egyenletes erősségűek hosszabb távon sem. Az úgynevezett napfoltciklus 11 éves periódusú, azaz 11 évenként éri el maximumát. Ennek megfelelően 2011 és 2012 között a jelenleginél sokkal erősebb napkitörések, sokkal jelentősebb napszélhatás várható. Egy-egy napkitörés ilyenkor akár tízszer erősebb is lehet, mint amilyenek mostanában elérik Földünket, ezért a számítások szerint ilyenkor a GPS-műholdak jele akár több órán keresztül és 90 százalékkal is csökkenhet, lényegében használhatatlanná téve a jelenlegi GPS-vevőket.

"A Szövetségi Légiközlekedési Hivatal (FAA) hamarosan minden [polgári] repülőgépnél megköveteli a GPS-vevő adatainak továbbítását a repülésirányítók részére" -- figyelmeztetett Cerruti. Egy ilyen, akár több órán át tartó jelkimaradásnak beláthatatlan következményei lennének csupán a polgári légiközlekedést tekintve. A problémát vagy sokkal érzékenyebb GPS-vevőkkel, vagy erősebb jel sugárzásával lehet csak megoldani -- azonban egyikre sincs jelenleg egyszerű műszaki megoldás. Nem marad más hátra, mint tudomásul venni: egy erősebb napkitörés akár hosszabb időre is használhatatlanná teheti a konzumer GPS-vevőkészülékeket.