La guerra in Ucraina ha reso evidente ciò che gli analisti della difesa ripetono da anni: la navigazione satellitare non è più garantita.
Pratiche come il jamming e lo spoofing, ovvero il blocco e la falsificazione dei segnali, sono infatti diventati strumenti sistematici della guerra elettronica russa.
“Questo problema non era così urgente ma ora stiamo assistendo alla fine del GPS affidabile”, ha affermato Russell Anderson, scienziato principale della startup australiana Q-CTRL.
Anche Cina e Corea del Nord possiedono capacità analoghe, mentre in Europa diversi governi denunciano interferenze russe sempre più estese sul traffico aereo
Il motivo è strutturale: i segnali GPS sono deboli per definizione, trasmessi da satelliti posti a 20.000 chilometri d’altezza. Con la tecnologia di oggi è semplice bloccarli e, soprattutto, falsificarli.
Di conseguenza gli Stati Uniti stanno lavorando da anni a un segnale militare più potente, l’M-code, ma la sua diffusione procede a rilento a causa dei fondi insufficienti per i nuovi ricevitori.
“L’esercito statunitense si sta rendendo conto che i futuri campi di battaglia saranno completamente contestati nel dominio elettromagnetico”, ha dichiarato Todd Harrison dell’American Enterprise Institute.
Il GPS e la riscrittura della geografia militare
Per questo motivo, la società Q-CTRL ha fatto decollare da un piccolo aeroporto australiano un aereo equipaggiato con un magnetometro a pompaggio ottico, un dispositivo quantistico che punta a offrire una navigazione resistente a ogni interferenza.
Il principio è semplice nella teoria ma complesso nella pratica: atomi di rubidio, mantenuti in fase gassosa, reagiscono ai cambiamenti del campo magnetico terrestre; un sistema laser legge queste variazioni e il software le confronta con una mappa magnetica per dedurre la posizione.
“Si può camminare nei boschi e, con una mappa e i propri occhi, identificare dove ci si trova. Si può fare esattamente la stessa cosa con questi segnali magnetici”, ha spiegato Michael J. Biercuk, fondatore di Q-CTRL. Il vantaggio è che un sensore del genere non può essere disturbato da remoto: l’unico modo per neutralizzarlo sarebbe un impulso energetico così potente da distruggere l’elettronica dell’aereo.
Gli ingegneri hanno testato più magnetometri installati in differenti punti della fusoliera, verificando come l’interferenza generata dall’aereo stesso influisse sulle letture. I risultati sono poi stati comparati con un sistema di navigazione inerziale di fascia alta, lo standard oggi per operare senza GPS.
Il comportamento dei dispositivi quantistici ha mostrato una stabilità superiore e, soprattutto, un errore che non cresce nel tempo, a differenza della navigazione inerziale tradizionale.
La corsa ai sensori quantistici
Il Pentagono considera il tema una priorità e ad agosto ha finanziato un programma dedicato a rendere più robusti questi sensori, oggi troppo fragili per l’uso operativo a causa di vibrazioni e urti. Q-CTRL è una delle aziende coinvolte, insieme alla statunitense Safran Federal Systems.
L’interesse non riguarda solo i magnetometri: orologi quantistici ultraprecisi, gravimetri sensibili alle variazioni microscopiche della gravità e sistemi ibridi che combinano laser e inerziali, compongono una nuova generazione di “navigazione resiliente”.
“Il sensing quantistico è una priorità”, ha ribadito Tanya Monro, capo scienziata del Dipartimento della Difesa australiano. E Q-CTRL ha già accumulato oltre 140 ore consecutive di test in mare con il proprio sensore gravitazionale.
Altri attori stanno percorrendo strade parallele. La società australiana Advanced Navigation sta preparando un sensore che misura la velocità dell’aereo proiettando laser verso il terreno, pensato per lavorare insieme alla navigazione inerziale tradizionale.
“Non esiste una soluzione unica per tutti i problemi”, ha dichiarato il chief product officer Max Doemling. “Saremo interessati ai sensori quantistici non appena la tecnologia sarà pronta”.
La sfida dei campi magnetici del pianeta
Restano però ostacoli non trascurabili. I magnetometri quantistici necessitano di mappe magnetiche accurate e aggiornate, non sempre disponibili, soprattutto in zone remote o variabili.
E c’è il tema dei costi: solo se questi dispositivi diventeranno economici potranno equipaggiare anche i droni tattici, che hanno rivoluzionato la guerra in Ucraina.
Nonostante le complessità, gli esperti ritengono la direzione inevitabile. “È la corsa agli armamenti dei nostri giorni, in termini di navigazione”, ha detto Anderson. La competizione globale per sistemi in grado di operare in totale assenza di GPS non riguarda più il futuro: è già iniziata.
Fonte: The Wall Street Journal
