اختلال در ماهواره ها و زیرساخت های فضایی / جهان در آستانه یک تهدید واقعی

به گزارش ایران تودی سال گذشته هواپیمای آذربایجانی که به سمت پایتخت چچن گروزنی پرواز می کرد پس از ورود به «حباب اختلال GPS» در قزاقستان مجبور به فرود اضطراری شد. گزارش های بعدی ادعا کردند ترکش های روسی که هدفشان پهپادهای اوکراینی بوده به هواپیما آسیب زده اند اما هواپیما پیش از آن دچار مشکل شده بود؛ زیرا گرفتار مه غلیظی شده و داده های موقعیت یاب ماهواره ای را از دست داده بود.

به گفته پژوهشگر امنیت سایبری در دانشگاه ETH زوریخ سوئیس این حادثه که موجب مرگ ۳۸ نفر شد فقط نوک کوه یخی ترسناک تر است. سال ۲۰۲۴ حدود ۳۱۰ هزار پرواز تحت تأثیر اختلال GPS قرار گرفتند که بیشتر آنها اطراف روسیه و خاورمیانه رخ داده است؛ برای نمونه پروازهای غیرنظامی به فرودگاه تارتو در استونی به دلیل نبود امکان فرود ایمن به خاطر اختلال در GPS چند ماه متوقف شدند.

به نقل از دیجیاتو این وضعیت باعث شد سازمان بین المللی هوانوردی غیرنظامی سازمان ملل (ICAO) بیانیه ای صادر کند و از کشورها بخواهد فوراً حفاظت از باندهای فرکانسی حیاتی را افزایش دهند تا از اختلال در خدمات هوانوردی دریایی و ارتباطات مخابراتی جلوگیری شود.

در گزارشی که سازمان حرفه هوانوردی (OPS Group) سال گذشته منتشر کرد آمده است طی ۳ سال گذشته حملات فریب GPS در هوانوردی ۴۰۰ درصد افزایش یافته و سال ۲۰۲۴ روزانه تا ۱۳۵۰ پرواز تحت تأثیر قرار گرفته اند اما این عدد سال ۲۰۲۱ حدود ۲۰۰ پرواز در روز بود. آمار دقیق اختلال در سایر حوزه های خدمات ماهواره ای در دسترس نیست اما کارشناسان معتقدند وضعیت وخیم تر خواهد شد.

مخاطرات بسیار بالاست. در گزارش سال ۲۰۲۳ آژانس فضایی بریتانیا تخمین زد اختلالی هفت روزه در سامانه های ناوبری ماهواره ای (GNSS) در این کشور می تواند بیش از ۷ میلیارد و ۶۰۰ میلیون پوند (حدود ۹ میلیارد و ۸۰۰ میلیون دلار آمریکا به نرخ فعلی) به اقتصاد بریتانیا آسیب بزند. این اختلال بخش هایی ازجمله دریانوردی هوانوردی حمل ونقل جاده ای کشاورزی انرژی و مالی را درگیر خواهد کرد.

«خوان کارلوس سالازار» دبیرکل ICAO در بیانیه ای گفت: «اختلال در خدمات ناوبری رادیویی ماهواره ای می تواند عملیات هواپیماها را فراتر از مناطق تحت تأثیر مستقیم دچار مشکل کند و خطرات ایمنی بالقوه ای در چندین منطقه پروازی ایجاد کند.» وی افزود: «ICAO کاملاً به همکاری نزدیک با کشورهای عضو برای اجرای این اقدامات حفاظتی از طریق چارچوب ها و استانداردهای ایمنی موجود هوانوردی متعهد است.»

ناوبری ماهواره ای تنها خدمتی نیست که در برابر اختلال آسیب پذیر است. آوریل ۲۰۲۴ هکرهای روسی کانال تلویزیونی BabyTV شرکت والت دیزنی را که از طریق ماهواره های ثابت جغرافیایی شرکت فرانسوی Eutelsat در اروپا پخش می شد هک کردند و به جای کارتون های شاد همیشگی ویدیوهایی از رژه های نظامی روسیه همراه موسیقی وطن پرستانه از خواننده روسی «اولگ گازمانوف» پخش کردند. چندین کانال تلویزیونی ماهواره ای در اوکراین نیز هک شدند.

از آن زمان هشت کشور اروپایی شامل استونی لتونی لیتوانی لهستان اوکراین فنلاند و فرانسه شکایاتی علیه دخالت روسیه در سیستم های ارتباطات ماهواره ای اروپا نزد ITU ثبت کرده اند.

وابستگی فراگیر به GPS

خدمات سامانه موقعیت یاب جهانی آمریکا (GPS) و سایر سامانه های ناوبری ماهواره ای جهانی بیش از حد بدیهی انگاشته شده اند. سیگنال های موقعیت یابی و زمان بندی دقیق این سامانه ها فقط راهنمای نقشه خوانی در گوگل نیستند بلکه عملیات بانکی جهانی را نیز هماهنگ و مته های حفاری در سکوهای نفتی دریایی را هدایت می کنند و در مدیریت شبکه برق نقش دارند.

«ماریو پانیشیا» مدیرعامل شرکت ANELLO Photonics در کالیفرنیا گفت: «دنیا بر پایه GPS ساخته شده اما اگر آن را از دست بدهید چه می کنید؟ چطور مسیر را پیدا می کنید؟»

ANELLO Photonics یکی از شرکت های تازه کاری است که در سال های اخیر برای یافتن راه حل هایی مقرون به صرفه و سریع برای آسیب پذیری GPS تلاش می کند. ایده ANELLO سامانه ناوبری اینرسیایی مبتنی بر چیپ است که می تواند یک واحد GPS را تقویت کند و زمانی که سیگنال ماهواره ای مختل یا فریب داده می شود کنترل را به دست بگیرد.

پانیشیا می گوید: «مدت هاست نیروهای نظامی این سیستم ها را در اختیار دارند اما این سیستم ها بسیار گران بزرگ و پیشرفته اند. ممکن است سامانه ناوبری اینرسیایی برای زیردریایی نظامی چند میلیون دلار قیمت داشته باشد و به اندازه یک میز کار باشد.»

ANELLO موفق شده سامانه ای بسازد که به اندازه کافی دقیق است و به اندازه یک چیپ جا می گیرد. نرم افزار این سیستم از لیزرها و شتاب سنج ها برای محاسبه مسیر طی شده از نقطه شروع استفاده می کند یا انحراف از داده های GPS را شناسایی کرده و هشدار می دهد.

در آزمایش هایی با خودروهای زمینی ANELLO توانست در مسیر ۱۰۰ کیلومتری با خطای تنها ۱۰۰ متر به مقصد برسد.

پشتیبان های دیگر GPS به امواج رادیویی فرکانس پایین مانند سیستم eLoran متکی هستند که نیروی دریایی آمریکا آنها را توسعه داده اند یا از ماهواره هایی در مدار پایین زمین (LEO) استفاده می کنند که نسبت به ماهواره های GNSS معمول سیگنال قوی تری دارند. فناوری های دفاعی جدید همچنین پهپادهایی به سامانه های ناوبری مبتنی بر هوش مصنوعی مجهز کرده اند که می توانند با مقایسه مناظر مشاهده شده با تصاویر ماهواره ای موجود مسیر را دنبال کنند.

علاوه براین اپراتورهای ماهواره های مخابراتی نیز باید بیشتر به امنیت سیگنال های خود توجه کنند. ماهواره های نظامی و دولتی سال هاست با رمزگذاری و شکل موج های ویژه در برابر اختلال و شنود محافظت می شوند اما هک شدن BabyTV نشان می دهد حتی برنامه های تلویزیونی بی ضرر هم هدف قرار می گیرند.

کارشناسان می گویند: «اپراتورها و سرویس های پخش می توانند از پایش طیف فرکانسی برای تشخیص و مکان یابی اختلال استفاده کنند. همچنین می توان در فرایند ساخت ماهواره ها از آنتن های جهتی آنتن های آرایه فازی و قطعات مقاوم استفاده کرد.»

با افزایش تهدیدات سایبری و الکترونیکی علیه خدمات فضایی به ویژه سامانه های ناوبری ماهواره ای مانند GPS امنیت زیرساخت های فضایی به یکی از نگرانی های اصلی جهان تبدیل شده است. حوادث اخیر از سقوط هواپیماها به دلیل اختلال GPS گرفته تا هک شبکه های ماهواره ای تلویزیونی نشان می دهد اتکای بیش از حد به این فناوری ها بدون تدابیر امنیتی کافی می تواند خسارات جبران ناپذیری به بار بیاورد. سازمان های بین المللی و شرکت های فناورانه در پاسخ به این بحران می کوشند سیستم های پشتیبان و راهکارهای ایمن سازی ارتباطات ماهواره ای را توسعه بدهند تا از بروز فاجعه های بیشتر جلوگیری شود و ایمنی در حوزه های حیاتی مانند هوانوردی حمل ونقل انرژی و مالی تضمین گردد.

۵۸۵۸