¿QUÉ PASA SI SE CAE LA RED DE POSICIONAMIENTO GLOBAL GPS?

Aurora boreal (Foto Laura Lee)

ALGUNOS POLÍTICOS SE PREOCUPAN

La noticia me causó más sorpresa porque venía de un presidente norteamericano, en concreto de Barack Obama. Me estoy refiriendo a la noticia que saltó a los titulares unos días antes de terminar su mandato. El presidente Obama encargó a las autoridades de su país que estuviesen alerta ante la llegada de una posible tormenta solar. En concreto el máximo mandatario estadounidense pedía prevención ante un cambio climático espacial: “nuestra sociedad, nuestro país debe estar preparado ante una eventual tormenta solar”.

No es tan raro

Tormenta solar: Era 1859, el telégrafo era el “no va más” en las comunicaciones, y entonces ocurrió la catástrofe. Una enorme tormenta solar llegó a la Tierra, los cronistas apuntaban que se veían auroras boreales en ¡el caribe! Aquella gran tormenta hizo que hubiese “una caída” del telégrafo. Mucho más reciente, 1989, hubo otra gran tormenta solar, no fue tan grande pero si tuvo potencia suficiente para “fundir” un transformador en New Jersey (EEUU) y dejar a 6 millones de personas sin electricidad en la zona.

Aún más reciente, 23 julio 2012, una nube de miles de millones de toneladas de gases electrificados salió desde el Sol. Era tan grande como la ya nombrada de 1859 y con una velocidad de 10 millones de kilómetros por hora; ¿qué pasó? pues no llegó a la Tierra porque tuvimos la suerte que salió de la cara del Sol que no apuntaba a nuestro planeta.

La frecuencia de que ocurran este tipo de fenómenos es preocupante, porque además cada día se aumenta la cantidad de “chatarra” espacial y los satélites son los más expuestos a este tipo de tormentas.

Pero ¿qué es?: Una tormenta solar es la llegada desde el Sol de una radiación electromagnética (plasma magnetizado) mucho más fuerte que el habitual. Se trata de una radiación extrema que implica una alteración geomagnética.

“TORMENTA” PROVOCADA POR HUMANOS

También hay que tener en cuenta el ataque intencionado para la inutilización de algún satélite o constelación de satélites. Incluso la acción ya tiene nombre, spoofing.

La red de posicionamiento global GPS nació por necesidades militares, y con el mismo fin militar se puede pretender “desactivarla”, es la mejor forma de dejar "ciego y sordo" al enemigo; una táctica más en conflictos bélicos modernos.
Las grandes potencias militares tienen inhibidores de posicionamiento. Un inhibidor de señal de posicionamiento, corta o impide la comunicación de los satélites de comunicación y posicionamiento global con los receptores de una parte del planeta.

Los inhibidores pueden ser de mayor o menor tamaño dependiendo del área donde se quiera que actúen. Lo que hacen los inhibidores es generar “ruido” electromagnético (como las interferencias en la radio); un ruido que se programa en la misma frecuencia radioeléctrica que disponen los satélites. De esta forma los receptores o no reconocen o reconocen mal las señales, confunden a los receptores que no son capaces de entender las señales que llegan desde los satélites GNSS (Global Navigation Satellite System GNSS)

Con ello se altera, seriamente, las comunicaciones, señales GPS, móviles… y alterar todas esas armas que llevan el calificativo de "inteligente"
Un dato con respecto a la "inteligencia" y lo que se ha avanzado últimamente en ese calificativo: Si en la I guerra de Irak, 1991, las bombas se lanzaban casi como en la 2ª guerra mundial, es decir las lanzo y a ver como caen. Solo 12 años más tarde, en la II guerra de Irak, las bombas ya son "inteligentes", son capaces de buscar el objetivo. 

Equipo ruso para anular GPS

Lo puedo comprar hasta por internet: El problema que estos inhibidores son tan sencillos de obtener que asusta. Por supuesto en función del área que se pretenda “apantallar” se necesitan inhibidores "no comerciales", pero en cuanto a un equipo pequeño, incluso se pueden adquirir por internet (por 50 € se pueden encontrar en páginas de productos electrónicos “chinos”, allí se conocen como jammers)

Están prohibidos pero…: En eBay se publicitan como “amplificadores de señal” (a pesar de su nombre lo que suelen hacer es anular la señal) Pero, ¡ojo!, porque si lo compras pueden rastrear tu señal y en realidad ¡si no quieres que te encuentren, tener un inhibidor es la forma más sencilla de que lo hagan!

¿Y para qué querría yo un inhibidor GPS?: Pues se me ocurren varias cosas. Imagina que soy camionero, o taxista, o llevo coche de empresa y no deseo que mi empresa pueda rastrearme. Imagina que tampoco quiero pagar peaje. El cobro automático en las autopistas está preparadas para rastrear por GPS los vehículos, pero con un inhibidor puedo anular esa señal. O imaginemos que quiero confundir al tractor del vecino que se ha comprado un autoguiado y me da envidia… Con el inhibidor lo que consigo son decenas de “ocurrencias malas”, por ejemplo podría volar un dron en área restringida (alguno recordará como en 2015 un dron aterrizó en los jardines de la Casa Blanca y aunque entonces no llevaba malas intenciones podría haberlo hecho, explosivos, agentes químicos, espionaje…)

Pokemon Go: Hace 2 veranos que los niños salían a la calle a “cazar” pokemon. En la vorágine del boom Pokemon Go observé que mi hijo, ¡de 10 años!, era capaz de engañar al juego. Lo que hacía era "engañar" al móvil con el que jugaba, el mío. Le podía alterar la ubicación y decirle que estaba en Singapur, Nueva York o San Petersburgo… e incluso, repito un niño de 10 años, montaba “inhibidores” cerca de los “gimnasios de Pokemon”; de esta forma conseguía que ningún otro jugador pudiera entablar un combate con él y así nadie pudiese ganarle… ¡el gimnasio le seguía perteneciendo!

DAÑOS VARIADOS

Pero ¿cuales son los daños que en nuestra sociedad actual puede provocar una tormenta solar (natural o provocada)? Pues son, sencillamente, enormes, casi inimaginables. Las herramientas que dependen de los “relojes” de los satélites que conforman las constelaciones de posicionamiento global GNSS son cada vez más.
Hasta 2,6 billones de dólares estimaba en 2017 la compañía aseguradora Lloyd que costaría recuperarse de una tormenta solar… En el caso de una tormenta solar, el primer impacto llegará a los satélites de comunicaciones y a las diferentes “constelaciones” de GPS. Unos segundos más tarde, llegaría a la superficie terrestre y podría “fundir” transformadores eléctricos. Pero ahí no se queda la cosa, se podría afectar a la memoria de los ordenadores, teléfonos móviles… el caos sería total.

También el ejército conoce, y teme, su vulnerabilidad ya que esta tecnología controla tanto sus comunicaciones como su armamento.

Sociedad hiperconectada

Tractores autonómos grupo CNHi

El GPS se abrió al mundo civil hace apenas 30 años, hoy es una herramienta que nos ha hecho dependientes. En tu teléfono móvil, en el GoogleMaps, apareces como una “bolita azul” que se mueve cuando te mueves y que puedes pensar que solo indica de forma aproximada dónde estás pero que en realidad el sistema puede saberlo con pocos milímetros de error.

El planeta Tierra está sometido al entorno cambiante espacial. La sociedad moderna “hiperconectada” es muy vulnerable a las perturbaciones que puedan ocurrir en nuestra ionosfera ya que se altera la transmisión de ondas de radio que es como se comunican los satélites.

Mundo financiero: Todo el sistema financiero global depende del GPS, esto significa que toda la infraestructura económica depende de la señal de sincronización del GPS. Lo que hace que el Sistema de Posicionamiento Global sea tan crucial no es la parte de "posicionamiento” si no la capacidad de hacer que las máquinas de todo el planeta estén de acuerdo en qué hora es exactamente en este momento. Lo mismo ocurre con las “bolsas” de valores en las cuales para saber cuando entra una orden de compra o venta hay que saber exactamente en la décima de segundo que se hace; es la denominada conciliación de operaciones. Los cajeros automáticos funcionan en base a que los bancos pueden verificar que el dinero está allí y para ello se debe definir el “momento justo”, es decir, operaciones en “tiempo real”

Telecomunicaciones: Los móviles no se transmiten los datos entre si directamente si no a través de sus propias torres de comunicación. Debido a que el espectro de ondas de radio es limitado las transmisiones se sincronizan con precisión, es lo que se conoce como “ráfagas de comunicación”. Si no se ponen de acuerdo en "qué hora es" el caos está servido.

Red eléctrica: También se basa en una sincronización para entregar la energía en el momento justo.
Lo que deseo que quede claro es que el Sistema de Posicionamiento Global no se basa en “mapas” si no en “tiempo”, es decir en los relojes atómicos que portan los satélites GNSS y que están sincronizados con el Tiempo Universal Coordinado (UTC). Lo que hace el receptor GPS es adquirir señales y analizar pequeñas diferencias de tiempo para así determinar su posición exacta.

Tractores autónomos trabajando entre calles

AGRICULTURA CONECTADA

Hay muchos ejemplos en la agricultura de la dependencia actual que tiene la tecnología agrícola de la red de posicionamiento global, GNSS.

Agricultura de precisión: En 1994 se empezó a hablar de agricultura de precisión (AP) con el uso del GPS en los tractores. Desde entonces se ha ido aumentando la fiabilidad y la precisión de señal. Con la aparición de herramientas capaces de transmitir datos de posición en tiempo real se dio el primer paso.

Agua y cultivos: La teledetección es capaz de estudiar un área agrícola sin “pisar el terreno”. Se monitorea desde el espacio el área elegida y se puede, por ejemplo, adaptar el riego a las necesidades biológicas. También con estas fotografías “falsas” tomadas con diferentes sensores desde los satélites, se puede predecir el rendimiento de los cultivos o incluso catalogar tipos de tierra usando estas imágenes satelitales. Es una información enormemente válida para asignar recursos (semillas, prácticas de manejo de suelo, abono, fitosanitarios…) a las parcelas.

Pivot guiados por satélite

Autoguiado: Un sistema de posicionamiento global es capaz de conseguir pasadas de nuestra maquinaria agrícola “conectada” totalmente paralelas o laboreo a nivel o copiar los movimientos de un tractor “maestro”... Todo ello redunda en la capacidad de eliminar solapes con el consiguiente ahorro de combustible, fitosanitarios, semillas o fertilizantes.

En realidad el “guiado automático” se extiende también a actividades como la recolección automática de fresas, azafrán, diversas frutas… Para la “plena autonomía” la máquina, además del GPS, utiliza diversos sensores como los láseres que emiten señales (lidar)

Otra opción es la comunicación vehículo a vehículo (V2V) en la cual hay una conexión inalámbrica entre los dos tractores para intercambiar y compartir datos.

SOLUCIONES AL “APAGÓN” GPS

Tractor autónomo de New Holland para trabajo en viñedo y frutales

Expertos en seguridad de comunicaciones lo que recomiendan es estar, desde ya, preparados para la amenaza real de que desaparezca, al menos temporalmente, la cobertura GNSS. Las recomendaciones se basan en dos pilares fundamentales: la predicción “meteorológica” y el fortalecimiento de la infraestructura.

Predicción “meteorológica”: A nuestro favor juega que las tormentas solares son “predecibles” y actualmente el planeta cuenta con una red de observatorios astronómicos vigilando al Sol y los cambios en su superficie durante las 24 h del día. Sabiendo que viene una tormenta solar al menos se pueden apagar los sistemas para evitar deterioros.

Creación de un “reloj” en la Tierra: Los expertos aconsejan fortalecer la infraestructura (telefonía, electricidad…) con la generación de “su propio tiempo de alta calidad” durante un tiempo prudencial, por ejemplo, un mes. Pero esto solo sería posible para grandes empresas o infraestructuras, pero para pequeñas es inviable, por lo que en realidad proponen es construir otro “reloj” (igualmente de preciso) en la propia Tierra que “marque la hora” del planeta.

Otra solución es hacer que todas las constelaciones sean interoperativas: GPS norteamericana, Glonass rusa, Galileo europeo, BeiDou chino…

En cuanto a la protección a las “tormentas” humanas lo que se hace es perseguir que los equipos sean menos susceptibles a ataques cibernéticos. Esto se consigue mediante encriptaciones de alto nivel que básicamente se basan en algoritmos matemáticos que filtran el ruido electromagnético mediante los denominados filtros de Kalman.

El ejército también trabaja en posicionamientos cuánticos que son sistemas inerciales a través de acelerómetros “cuánticos”

Filtro de Kalman es un algoritmo que se desarrolló en 1961 para analizar sistemas dinámicos lineales, convirtiéndose en una excelente herramienta para procesamiento de señales y conseguir “eliminar” información “falsa”

"Última línea de defensa": Considero que las instituciones, policía, emergencias médicas, bomberos, deberían ser capaces de tener implementado un sistema para poder pasar a líneas convencionales en cuestión de minutos, es decir, tener siempre operativa la tecnología de hace 20 años (con ella no nos fue tan mal)
En cuanto al "mortal", y a nivel comercial, siempre nos quedará “el efectivo”. Es justo mi "máxima" ante los "gurús financieros": el "cash" es la mejor forma de evitar el "crash".