El gobierno federal de EE. UU. mantiene al menos 24 satélites GPS operativos en todo momento. Esa red crítica de satélites ayuda a las personas con todo, desde navegar por la ciudad hasta determinar cuándo, exactamente, sacaron efectivo del cajero automático. Y algunos piensan que estamos muy atrasados en hacer que esa red sea más resistente. Si cree que el GPS solo está allí para ayudarlo a navegar a ese nuevo restaurante o encontrar la ruta más rápida para cruzar la ciudad, estaría equivocado. Las señales de los satélites GPS son fundamentales para todas las redes de los Estados Unidos:Internet, red eléctrica, comercio financiero, telecomunicaciones y, sí, transporte. Pero no hay respaldo para el sistema, lo que significa que una gran interrupción, falsificación o pirateo podría poner de rodillas a todo el país.
Un nuevo sistema llamado eLoran, que tiene su origen en la tecnología de radio terrestre de la Segunda Guerra Mundial, podría complementar el GPS y darle la resiliencia que necesita. Otros países tienen ese respaldo, incluidos China y Rusia. Pero a pesar de que las administraciones ya en 2008 anunciaron que EE. UU. construiría un sistema de este tipo, aún no lo ha hecho.
"Este es un problema de infraestructura nacional", dice Dana Goward, presidenta de Resilient Navigation and Timing Foundation, una organización sin fines de lucro que apoya políticas y sistemas para hacer que el GPS sea más resistente.
Esa cobertura de constelación garantiza que pueda detectar al menos cuatro satélites diferentes desde prácticamente cualquier lugar de la Tierra. Para el GPS y los sistemas que dependen de él, todo se trata del tiempo. Literalmente. Cada uno de los 24 satélites operativos en órbita alrededor de la Tierra lleva a bordo hasta cuatro relojes atómicos que mantienen la hora precisa en nanosegundos y están todos sincronizados entre sí y con el Tiempo Universal Coordinado. Cuando los satélites transmiten señales, transmiten su hora y posición a receptores en la Tierra, como su teléfono inteligente, ubicados a lo largo de esas redes críticas. Los receptores usan las diferencias en el tiempo de llegada de esas señales para determinar la posición.
Las señales son la razón por la que recibes una alerta cuando tu conductor de Lyft está a punto de llegar. Los nodos en Internet usan las señales para realizar un seguimiento de los paquetes de información que se mueven a la velocidad de la luz a través de la red. Necesitan saber qué hora es para poder volver a ensamblar los paquetes de información que se originaron en Omaha en su computadora portátil en Boston. En la red eléctrica, las unidades de medición de fase utilizan señales de GPS para asegurarse de que las ondas sinusoidales de electricidad coincidan donde se juntan dos redes. Un desajuste puede generar demasiado calor y generar pérdida de energía.
Las redes de telecomunicaciones usan señales de GPS para mantener sus torres de telefonía celular sincronizadas para evitar que su llamada se caiga en ese viaje en tren a la casa de la abuela. Sus compras con tarjeta de crédito, retiros en cajeros automáticos y transacciones del mercado financiero tienen marcas de tiempo precisas gracias al GPS.
Puedes ver a dónde vamos aquí. Una metedura de pata en el GPS puede crear algunos problemas serios. Y no es demasiado difícil de hacer. Los satélites GPS transmiten señales débiles de muy alta frecuencia que viajan a la Tierra a través de 12 645 millas (20 350 kilómetros) de espacio y atmósfera. El clima espacial puede estropearlos por accidente. La gente puede estropearlos a propósito. Hay productos que se venden en línea que, dependiendo del costo y la calidad, pueden interferir ilegalmente las señales de GPS en un radio de entre 100 pies (30 metros) y 30 millas (48 kilómetros).
"No es un problema hasta que es un problema", dice Goward.
Y ha habido problemas
En abril de 2016, Reuters informó que docenas de barcos pesqueros de Corea del Sur tuvieron que regresar a puerto porque sus dispositivos GPS habían sido bloqueados, evidentemente por Corea del Norte.
El 12 de enero de 2016, dos barcos de la Marina de los EE. UU. navegaron 50 millas (80 kilómetros) en aguas territoriales iraníes y fueron incautados por la Armada del Cuerpo de la Guardia Revolucionaria Islámica de Irán. Goward escribió un editorial para el Christian Science Monitor en el que sugiere que Irán pudo haber falsificado los dispositivos GPS de los barcos con señales falsas, desviando deliberadamente los barcos de su curso.
El pasado enero de 2016, la Fuerza Aérea de los EE. UU. desmanteló un satélite GPS, algo que está haciendo de forma rutinaria, y en el proceso introdujo un error de 13,7 microsegundos para afectar a la mitad de los satélites GPS que aún están en órbita. El error generó miles de interrupciones en todo el mundo durante las siguientes 12 horas, incluidos errores de sistema en las redes de telecomunicaciones, Automatic Dependent Surveillance-Broadcast (ADS-B), un sistema de seguridad de seguimiento de aeronaves y redes de primeros auxilios en América del Norte.
"Afortunadamente, por lo que podemos decir, nadie murió y, lamentablemente, no hubo titulares. Así que las cosas continuaron prácticamente como estaban", dice Goward. "Pero es evidencia de que todos estos sistemas están vinculados y estas fallas y fallas ocurren incluso cuando hay una muy, muy pequeña discrepancia en el GPS".
La copia de seguridad
El sistema eLoran proporciona un plan de respaldo. El sistema, primero llamado LORAN, que significa "Ayuda a la navegación de largo alcance", fue originalmente un sistema secreto desplegado por los EE. UU. en gran parte del mundo durante la Segunda Guerra Mundial. Después de la guerra, la Guardia Costera de los EE. UU. mantuvo varios sitios de transmisión en el extranjero en apoyo del Departamento de Defensa y una red de más de 25 en los Estados Unidos. Cada uno de los transmisores usaba relojes atómicos sincronizados con el Tiempo Universal Coordinado del Observatorio Naval y transmitía señales de tiempo precisas.
Pero luego apareció el GPS más preciso y Estados Unidos dejó a Loran a un lado. Un Loran mejorado, o eLoran, en desarrollo por la Guardia Costera de EE. UU., fue recogido, perfeccionado y demostrado por entidades comerciales y las autoridades de navegación marítima británicas.
El plan en los Estados Unidos es reutilizar la misma infraestructura terrestre que el sistema Loran anterior para transmitir señales de tiempo de muy alta potencia y baja frecuencia que son 1,3 millones de veces más potentes que las que provienen de los satélites GPS, dice Goward.
La combinación de ondas de radio de baja frecuencia transmitidas a una potencia súper alta las hace prácticamente imposibles de interferir. Pueden penetrar en edificios, bajo tierra e incluso sumergirse, lo que podría ayudar con las aplicaciones de navegación en estos lugares. La investigación ha demostrado, dice Goward, que cuando eLoran se usa junto con GPS, la combinación es más precisa que cualquiera de los dos por separado.
El pasado mes de julio, la Cámara de Representantes de los EE. UU. aprobó un proyecto de ley que establece que, "sujeto a la disponibilidad de asignaciones, el Secretario deberá disponer el establecimiento, mantenimiento y operación de un LORAN mejorado basado en tierra confiable, o eLORAN, posicionamiento, navegación y sistema de cronometraje". El mismo mes, la Cámara también aprobó la Ley de Autorización de Defensa Nacional para el año fiscal 2018, que asignó $10 millones para construir un sistema de prueba de concepto para complementar y respaldar el GPS.
Goward cree que el dinero podría destinarse a una primera fase del sistema final, que podría implicar mejorar cuatro de las ocho torres restantes en el centro de los Estados Unidos continentales.
"Se podría establecer de inmediato una señal de tiempo para brindar protección a la infraestructura crítica", dijo. "Podría hacerse en menos de un año. Los $10 millones de dólares serían un buen comienzo para ese esfuerzo".
El resto puede costar entre $ 400 millones y $ 500 millones para construir. Pero Goward no cree que el gobierno deba hacerlo. Su fundación aboga por una asociación público-privada entre el gobierno y las empresas. La idea es que una empresa construya el resto de la infraestructura, venda una suscripción al gobierno y venda servicios de mayor resolución a empresas privadas, de las cuales el gobierno obtendría una parte, al mismo tiempo que brinda el servicio básico al público de forma gratuita.
En esta etapa, no está claro cómo procederá el gobierno de EE. UU. Pero la tecnología avanza sin el gobierno y, a medida que el mundo se vuelve cada vez más dependiente de las redes y la automatización, algo tendrá que ceder.
"Confiamos en lo que el Departamento de Seguridad Nacional llama un punto único de falla para la infraestructura crítica", dice Goward. "Eso significa que cuando falla, tiene el potencial de causar fallas aún mayores".