مع تصاعد التهديدات الفضائية، تتأخر الولايات المتحدة في حماية خدمات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS).
تخوض الولايات المتحدة والصين سباقاً جديداً، في الفضاء وعلى الأرض، حول مورد أساسي: الوقت نفسه.
والولايات المتحدة تخسر.
تعمل الأقمار الصناعية لتحديد المواقع العالمية كساعات في السماء، وأصبحت إشاراتها أساسية للاقتصاد العالمي – باعتبارها ضرورية للاتصالات وخدمات 911 والتبادلات المالية كما هي الحال بالنسبة للسائقين والمشاة المفقودين.
لكن هذه الخدمات أصبحت معرضة للخطر بشكل متزايد مع عسكرة الفضاء بسرعة ومهاجمة إشارات الأقمار الصناعية على الأرض.
ومع ذلك، على النقيض من الصين، لا تمتلك الولايات المتحدة خطة بديلة للمدنيين في حالة انقطاع تلك الإشارات في الفضاء أو على الأرض.
قد تبدو المخاطر بعيدة مثل الخيال العلمي. ولكن في الشهر الماضي فقط، قالت الولايات المتحدة إن روسيا قد تنشر سلاحاً نووياً في الفضاء، مما أعاد تركيز الاهتمام على نقاط ضعف الأقمار الصناعية. وقد وصف جون إي هايتن، جنرال القوات الجوية الذي شغل أيضاً منصب نائب رئيس هيئة الأركان المشتركة، وهو متقاعد الآن، بعض الأقمار الصناعية بأنها “أهداف كبيرة وسمينة ومثيرة”.
لقد تزايدت التهديدات الملموسة منذ سنوات.
وقد قامت روسيا والصين والهند والولايات المتحدة باختبار صواريخ مضادة للأقمار الصناعية، كما طورت العديد من القوى العالمية الكبرى تكنولوجيا تهدف إلى تعطيل الإشارات في الفضاء. يمتلك أحد الأقمار الصناعية الصينية ذراعًا آلية يمكنها تدمير أو تحريك الأقمار الصناعية الأخرى.
تحدث هجمات أخرى على الأرض. استهدف قراصنة روس البنية التحتية الأرضية لنظام الأقمار الصناعية في أوكرانيا، مما أدى إلى قطع الإنترنت في بداية الحرب هناك. تتزايد الهجمات مثل التشويش، الذي يحجب إشارات الأقمار الصناعية، والانتحال، الذي يرسل بيانات مضللة، مما يؤدي إلى تحويل الرحلات الجوية وإرباك الطيارين بعيدًا عن ساحات القتال.
وإذا فقد العالم اتصاله بتلك الأقمار الصناعية، فإن الخسائر الاقتصادية ستصل إلى مليارات الدولارات يوميا.
على الرغم من إدراكها للمخاطر، فإن الولايات المتحدة لا تزال بعيدة عن الحصول على مصدر بديل موثوق به للوقت والملاحة للاستخدام المدني في حالة انقطاع إشارات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أو انقطاعها، حسبما تظهر الوثائق ويقول الخبراء. وشككت وزارة النقل، التي تقود المشاريع المدنية للتوقيت والملاحة، في هذا الأمر، لكنها لم تقدم إجابات على أسئلة المتابعة.
إن خطة إدارة أوباما لعام 2010، والتي كان الخبراء يأملون في إنشاء نسخة احتياطية للأقمار الصناعية، لم تنجح قط. وبعد عقد من الزمن، أصدر الرئيس دونالد جيه ترامب أمرا تنفيذيا ينص على أن تعطيل إشارات الأقمار الصناعية أو التلاعب بها يشكل تهديدا للأمن القومي. لكنه لم يقترح بديلا أو يقترح تمويلا لحماية البنية التحتية.
وتلتمس إدارة بايدن العروض من الشركات الخاصة، على أمل أن تقدم حلولاً تقنية. ولكن قد يستغرق الأمر سنوات حتى يتم اعتماد هذه التقنيات على نطاق واسع.
وفي حين تتخلف الولايات المتحدة، تتقدم الصين، حيث تقيم ما تقول إنه سيكون نظام التوقيت الأكبر والأكثر تقدما والأكثر دقة في العالم.
وتقوم ببناء مئات من محطات التوقيت على الأرض ومد 12 ألف ميل من كابلات الألياف الضوئية تحت الأرض، وفقًا لوثائق التخطيط ووسائل الإعلام الحكومية والأبحاث الأكاديمية. ويمكن لهذه البنية التحتية أن توفر خدمات الوقت والملاحة دون الاعتماد على إشارات من نظام بيدو، البديل الصيني لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS). كما تخطط لإطلاق المزيد من الأقمار الصناعية كمصادر احتياطية للإشارات.
“علينا أن نغتنم هذه الفرصة الاستراتيجية، ونضع كل جهودنا في بناء القدرات التي تغطي جميع المجالات – تحت الماء، وعلى الأرض، وفي الجو، وفي الفضاء والفضاء السحيق – في أقرب وقت ممكن،” هذا ما قاله باحثون من الصين لعلوم وصناعة الفضاء الجوي. كتبت الشركة، وهي مجموعة مملوكة للدولة، في ورقة بحثية العام الماضي.
واحتفظت الصين بنظام يعود إلى حقبة الحرب العالمية الثانية، والمعروف باسم لوران، وقامت بتحديثه، والذي يستخدم أبراج الراديو لإرسال إشارات زمنية عبر مسافات طويلة. توفر النسخة المحسنة إشارات إلى الأجزاء الشرقية والوسطى من البلاد، وتمتد إلى تايوان وأجزاء من اليابان. يجري البناء حاليًا لتوسيع النظام غربًا.
وتمتلك روسيا أيضًا نظام لوران طويل المدى الذي لا يزال قيد الاستخدام. قامت كوريا الجنوبية بتحديث نظامها لمواجهة التداخل اللاسلكي من كوريا الشمالية.
ومع ذلك، قامت الولايات المتحدة بإخراج نظام لوران من الخدمة في عام 2010، حيث وصفه الرئيس باراك أوباما بأنه “تكنولوجيا عفا عليها الزمن”. ولم تكن هناك خطة لاستبدالها.
وفي يناير/كانون الثاني، اختبرت الحكومة والشركات الخاصة نسخة محسنة من لوران على أبراج خفر السواحل الأمريكية. لكن الشركات لم تظهر أي اهتمام بتشغيل النظام دون مساعدة الحكومة، لذلك يخطط خفر السواحل للتخلص من جميع مواقع النقل الثمانية.
وقالت دانا جوارد، رئيسة مؤسسة الملاحة والتوقيت المرنة في فرجينيا: “لقد فعل الصينيون ما قلنا نحن في أمريكا أننا سنفعله”. “إنهم يسيرون بحزم على طريق الاستقلال عن الفضاء.”
ماذا تفعل الولايات المتحدة؟
منذ الأمر التنفيذي الذي أصدره ترامب، اقترحت حوالي اثنتي عشرة شركة خيارات، بما في ذلك إطلاق أقمار صناعية جديدة، أو إنشاء أنظمة توقيت للألياف الضوئية، أو إعادة تشغيل نسخة محسنة من لوران. لكن القليل من المنتجات وصلت إلى السوق.
قامت شركة خاصة تدعى “ساتيلز”، تعمل مع المعهد الوطني الأمريكي للمعايير والتكنولوجيا في كولورادو، بتطوير مصدر بديل للوقت باستخدام الأقمار الصناعية التي كانت تدور بالفعل على ارتفاع حوالي 485 ميلًا فوق الأرض.
ويقول علماء NIST إن الإشارات أقوى بألف مرة من تلك الصادرة عن الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، والتي تدور على ارتفاع أكثر من 12000 ميل فوق الأرض. وهذا يجعل من الصعب عليهم التشويش أو المحاكاة الساخرة. ولأن الأقمار الصناعية ذات المدار الأرضي المنخفض أصغر حجمًا وأكثر انتشارًا، فهي أقل عرضة للهجوم في الفضاء من الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS).
تحصل الأقمار الصناعية على الوقت من محطات حول العالم، بما في ذلك منشأة NIST في كولورادو ومركز أبحاث إيطالي خارج ميلانو، وفقًا للرئيس التنفيذي لشركة Satelles، مايكل أوكونور.
ولدى الصين خطط مماثلة لتحديث نظامها الفضائي والزمكاني بحلول عام 2035. وسوف تطلق أقمارا صناعية لتعزيز نظام بيدو، وتخطط البلاد لإطلاق ما يقرب من 13 ألف قمر صناعي في مدار أرضي منخفض.
وتقول الصين إن استثماراتها مدفوعة جزئيا بالمخاوف بشأن هجوم أمريكي في الفضاء. قال باحثون من أكاديمية العلوم العسكرية الصينية إن الولايات المتحدة “تبذل قصارى جهدها” لبناء قدراتها في الحرب السيبرانية الفضائية، خاصة بعد أن جلبت الحرب في أوكرانيا “تقديرًا أعمق للطبيعة الحاسمة للأمن السيبراني الفضائي”.
زادت الولايات المتحدة إنفاقها على الدفاع الفضائي، لكن قوة الفضاء، وهي فرع من الجيش، لم تجب على أسئلة محددة حول قدرات البلاد المضادة للأقمار الصناعية. وقالت إنها تقوم ببناء أنظمة لتأمين مصالح الأمة حيث “يصبح الفضاء مجالًا مزدحمًا ومتنازعًا عليه بشكل متزايد”.
وبصرف النظر عن الاستخدام المدني، يقوم الجيش بتطوير خيارات احتياطية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لاستخدامه الخاص، بما في ذلك أسلحة مثل الصواريخ الموجهة بدقة. معظم التقنيات سرية، لكن أحد الحلول هو إشارة تسمى M-code، والتي تقول قوة الفضاء إنها ستقاوم التشويش وستؤدي أداءً أفضل في الحرب من نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) المدني. ومع ذلك، فقد عانت من تأخيرات متكررة.
ويعمل الجيش أيضًا على تطوير خدمة تحديد المواقع والتوقيت والملاحة ليتم توزيعها بواسطة الأقمار الصناعية ذات المدار الأرضي المنخفض.
التدابير المضادة الأخرى تتطلع إلى الماضي. استأنفت الأكاديمية البحرية الأمريكية تعليم البحارة كيفية الإبحار عبر النجوم.
ماذا سيحدث إذا لم تجد الولايات المتحدة حلاً؟
أنظمة الأقمار الصناعية – نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الأمريكي، وبيدو الصيني، وجاليليو الأوروبي، وجلوناس الروسي – هي مصادر مهمة للوقت، والوقت هو حجر الزاوية في معظم طرق الملاحة.
ففي نظام تحديد المواقع الأمريكي (GPS) على سبيل المثال، يحمل كل قمر صناعي ساعات ذرية ويرسل إشارات راديوية تحتوي على معلومات حول موقعه والوقت الدقيق. عندما يلتقط جهاز استقبال الهاتف المحمول إشارات من أربعة أقمار صناعية، فإنه يحسب موقعه الخاص بناءً على المدة التي تستغرقها تلك الإشارات للوصول.
تعمل السيارات والسفن وأنظمة الملاحة على متن الطائرات بنفس الطريقة.
وتعتمد البنية التحتية الأخرى على الأقمار الصناعية أيضًا. تستخدم شركات الاتصالات الوقت الدقيق لمزامنة شبكاتها. تحتاج شركات الطاقة إلى وقت من الأقمار الصناعية لمراقبة حالة الشبكة وتحديد الأعطال والتحقيق فيها بسرعة. تستخدمه البورصات المالية لتتبع الطلبات. تستخدمه خدمات الطوارئ لتحديد الأشخاص المحتاجين. يستخدمه المزارعون لزراعة المحاصيل بدقة.
إن العالم الذي لا يحتوي على إشارات الأقمار الصناعية هو عالم يكاد يكون أعمى. سيتم تأخير سيارات الإسعاف على الطرق المزدحمة بشكل دائم. سوف تنخفض المكالمات الهاتفية. قد تضيع السفن. قد يستمر انقطاع التيار الكهربائي لفترة أطول. الغذاء يمكن أن يكلف أكثر. سيكون التجول أصعب بكثير.
ومع ذلك، تم تصميم بعض الأنظمة المدنية المهمة مع افتراض خاطئ مفاده أن إشارات الأقمار الصناعية ستكون متاحة دائما، وفقا لوكالة الأمن السيبراني وأمن البنية التحتية الأمريكية.
وهذا الاعتماد يمكن أن يكون له عواقب وخيمة. أظهر تقرير حديث من بريطانيا أن انقطاع جميع إشارات الأقمار الصناعية لمدة أسبوع سيكلف اقتصادها ما يقرب من 9.7 مليار دولار. وقدر تقرير سابق الخسائر التي يتكبدها الاقتصاد الأمريكي بنحو مليار دولار يوميا، لكن هذا التقدير عمره خمس سنوات.
يقول الأدميرال ثاد ألين، القائد السابق لخفر السواحل الأمريكي الذي يقود مجلسًا استشاريًا وطنيًا لتحديد المواقع والملاحة والتوقيت في الفضاء: “إنه مثل الأكسجين، لا تعرف أنك تمتلكه حتى يختفي”. قال العام الماضي.
وفي الوقت الحالي، تعمل الخسائر المؤكدة المتبادلة على ردع الهجمات الكبرى. يتم إرسال إشارات الأقمار الصناعية على نطاق راديوي ضيق، مما يجعل من الصعب على دولة ما التشويش على إشارات الأقمار الصناعية لدولة أخرى دون إيقاف خدماتها.
إن الحصول على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) مجانًا لمدة 50 عامًا “أدى إلى إدمان الجميع”، وفقًا للسيد جوارد من مؤسسة Resilient Navigation and Timing Foundation. وقال إن الحكومة لم تفعل ما يكفي لإتاحة البدائل للجمهور.
وقال: “إنه مجرد إعجاب بالمشكلة، وليس حل المشكلة”.
