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GPS e i suoi fratelli

I sistemi di navigazione satellitare hanno rivoluzionato le nostre abitudini, ma hanno anche innescato una guerra tecnologica, combattuta 20000 km sopra le nostre teste, che vede impegnate le maggiori potenze mondiali.

Una delle più grandi paure che da sempre attanagliano gli esseri umani è quella di perdersi e non ritrovare la strada di casa. Per secoli marinai, viaggiatori, scienziati e ingegneri hanno cercato di sviluppare metodi sempre più precisi e sofisticati per conoscere la propria posizione sulla superficie terrestre e trovare la strada o la rotta da seguire per giungere a una particolare destinazione, qualunque fosse la propria posizione nel mondo e in qualsiasi condizione atmosferica. La storia dello sviluppo di un metodo per calcolare il valore della longitudine della propria posizione mentre ci si trova in mare, che culminò con l’invenzione del famoso cronometro di Harrison nel XVIII secolo, è, per esempio, già da sola un’avventura affascinante, che merita forse di essere trattata in un futuro post. Tuttavia, è solo da poco meno di vent’anni che l’uomo ha messo a punto quello che si può a ragione ritenere lo strumento definitivo per conoscere dove ci si trova, in qualunque parte della Terra e con un margine di errore di appena qualche metro. Si tratta dei sistemi satellitari di navigazione, la cui tecnologia è molto complicata e costosa da far funzionare in pratica, ma relativamente semplice da spiegare in via teorica. Una rete di satelliti artificiali messi in orbita intorno alla Terra trasmette costantemente segnali radio verso la superficie. Ciascun impulso radio comunica la posizione esatta del satellite da cui è partito e l’orario preciso in cui è avvenuta la trasmissione. A terra, chiunque può conoscere dove si trova in quel momento purché sia dotato di un apposito ricevitore, il quale, captando i segnali dei satellite e conoscendo la loro posizione esatta (che era contenuta nel segnale radio) e la loro distanza (che si può ricavare calcolando il tempo trascorso tra il momento in cui il segnale è partito e quello in cui è stato ricevuto), è in grado di triangolare con assoluta precisione la propria posizione.

Il più usato sistema satellitare di navigazione, nonché il primo a essere entrato in servizio, è lo statunitense GPS (Global Positioning System, “sistema di posizionamento globale”). Oggi i dispositivi che captano i segnali GPS sono così tanti e diffusi, dai navigatori satellitari usati nelle automobili ai chip integrati nei più telefoni cellulari, che la stessa sigla “GPS” è diventata ormai sinonimo della stessa tecnologia dei sistemi di navigazione satellitare. Sviluppato a partire dagli anni Settanta del Novecento e divenuto pienamente operativo nel 1995, il GPS è attualmente composto da una rete di 31 satelliti, che orbitano a una distanza di circa 20000 km dalla superficie terrestre, e da numerose stazioni di controllo poste a terra.
Come molte delle tecnologie più innovative sviluppate nel corso della storia, il GPS è stato originariamente realizzato per scopi militari, e tutto il sistema è ancora oggi posseduto e gestito interamente dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti. Il vantaggio strategico di possedere un esercito i cui uomini e mezzi conoscono costantemente, e in qualunque condizione, le proprie rispettive posizioni è evidente, e per questo le forze armate americane si presero inizialmente un piccolo vantaggio sugli eserciti degli altri Paesi. Il GPS prevede infatti un’opzione chiamata selective availability (“disponibilità selettiva”), in base alla quale i ricevitori satellitari destinati all’uso civile (o quelli usati delle forze armate dei Paesi non alleati degli USA…) potevano ricevere solo un segnale che era stato deliberatamente reso impreciso, e che permetteva di calcolare la propria posizione con un margine di errore di circa 100 m, mentre il segnale “pulito”, riservato ai ricevitori per uso militare, riduceva tale errore a pochi metri. Un errore di 100 m può sembrare poca cosa per la maggior parte delle occasioni in cui si impiega un navigatore satellitare, ma era sufficiente a prevenire l’uso del GPS, per esempio, per guidare una bomba o un missile “intelligente” contro un bersaglio preciso. L’opzione della selective availability è rimasta attiva dal 1995 al 2000, quando l’amministrazione del presidente Bill Clinton decise di togliere questa limitazione, portando la precisione dei ricevitori civili ad appena 20 m o anche meno.

I primi due satelliti del sistema europeo Galileo mentre vengono lanciati nello spazio da un razzo russo Soyuz, il 21 ottobre 2011. Fonte: www.wikipedia.org

Sebbene anche gli eserciti degli altri Paesi possano ora usare il sistema GPS con la stessa precisione (o quasi) delle forze armate statunitensi, secoli di paranoia e sfiducia reciproca tra gli Stati hanno portato le altre grandi potenze mondiali a diffidare delle generosità dell’amministrazione americana, che ha messo a disposizione la rivoluzionaria tecnologia GPS a chiunque possieda un ricevitore compatibile. Tali Paesi, tra i quali figurano Russia, Cina, India, Giappone e gli Stati dell’Unione Europea, sottolineano che il sistema GPS è ancora sotto il pieno controllo dei militari americani, i quali potrebbero decidere in qualsiasi momento (per esempio in caso di guerre o crisi internazionali) di riattivare la selective availability o addirittura di impedire l’uso del sistema a tutti i ricevitori non espressamente autorizzati. Per fare ciò basterebbe crittare i segnali radio trasmessi da satelliti e fornire le chiavi in codice per decifrarli solo a specifici ricevitori, una manovra che garantirebbe un enorme vantaggio agli Stati Uniti in caso di guerra, e che getterebbe gli altri Paesi nel caos. Per scongiurare questo pericolo, diversi Paesi hanno cominciato, seppur in ritardo, a sviluppare i propri sistemi di navigazione satellitare indipendenti. Si tratta però di un’impresa riservata agli Stati più ricchi e avanzati del mondo, considerata la sofisticata tecnologia impiegata e gli elevatissimi costi di un sistema del genere, stimati nell’ordine delle decine di miliardi di euro. Il primo, e finora unico, sistema alternativo al GPS a entrare in funzione è stato il russo GLONASS, che comprende una rete di 24 satelliti pienamente operativa dal 2011. Anche l’Unione Europea ha in corso un proprio programma per un sistema di navigazione satellitare, chiamato Galileo, il quale è però da anni al centro di feroci polemiche per i ritardi nella realizzazione (solo 4 dei previsti 30 satelliti della rete sono stati finora lanciati) e per i costi colossali del progetto (passati dai 3 miliardi di euro delle previsione a oltre 22). Altri sistemi in corso di realizzazione sono l’indiano IRNSS (Indian Regional Navigational Satellite System, “sistema di navigazione satellitare regionale indiano “), che però avrà una copertura satellitare limitata al subcontinente indiano, e soprattutto il cinese Beidou, che diventerà pienamente operativo nel 2020 e fornirà alla Cina un’importante vantaggio strategico nella competizione in corso con gli Stati Uniti per l’espansione delle rispettive sfere di influenza nell’area dell’Oceano Pacifico.

Capsula di lancio contenente uno dei satelliti del sistema cinese Beidou. Fonte: www.fareasternpotato.blogspot.it

Il controllo dei sistemi satellitari di navigazione è divenuto negli ultimi anni un aspetto talmente cruciale del panorama geopolitico da causare vere e proprie crisi diplomatiche tra le principali potenze mondiali. Nel 2004 gli Stati Uniti dichiararono ufficialmente che si sarebbero riservati il diritto di distruggere nello spazio i futuri satelliti del sistema europeo Galileo se ci fosse stato il fondato pericolo che potessero venire impiegati da terze parti (per esempio dalla Cina o da gruppi terroristici) per compiere attacchi contro obiettivi americani. Ed è di poche settimane fa la notizia che il Dipartimento di Stato americano ha negato al governo russo l’autorizzazione a costruire sul territorio degli Stati Uniti una stazione di monitoraggio e controllo dei satelliti del sistema GLONASS, sostenendo che si tratta di una struttura che potrebbe essere usata in futuro per danneggiare gli interessi americani. La decisione non ha fatto che aumentare le tensioni diplomatiche tra USA e Russia, attualmente già alte in conseguenza del cosiddetto scandalo Datagate.