宇宙の脅威が高まる中、米国はGPSサービスの保護で遅れをとっている

米国と中国は、時間そのものという基本的な資源をめぐって、宇宙と地球上で新たな競争に巻き込まれている。

そして米国は負けつつある。

全地球測位衛星は空の時計として機能し、その信号は世界経済の基礎となっており、ドライバーや道に迷った歩行者にとって同様、電気通信、911 サービス、金融取引にとっても不可欠です。

しかし、宇宙が急速に軍事化され、地球上の衛星信号が攻撃されるにつれて、これらのサービスはますます脆弱になっています。

しかし、中国とは異なり、米国には宇宙や陸上で信号が破壊された場合の民間人のためのプランBはありません。

リスクはSFのように遠い存在に思えるかもしれません。 しかしつい先月、米国はロシアが宇宙に核兵器を配備する可能性があると述べ、衛星の脆弱性に再び注目が集まった。 また、統合参謀本部副議長も務め、現在は退役している空軍大将のジョン・E・ハイテン氏は、かつて一部の人工衛星を「大きくて太くてジューシーな標的」と呼んだことがある。

ここ数年、具体的な脅威が増大しています。

ロシア、中国、インド、米国は対衛星ミサイルの実験を行っており、いくつかの主要世界大国は宇宙での信号を妨害する技術を開発している。 中国の衛星の 1 つには、他の衛星を破壊したり移動させたりする可能性のあるロボットアームが搭載されています。

地球上では他の攻撃も発生しています。 ロシアのハッカーはウクライナの衛星システムの地上インフラを標的にし、ウクライナでの戦争開始時にインターネットを遮断した。 衛星信号をかき消すジャミングや誤解を招くデータを送信するスプーフィングなどの攻撃が増加しており、飛行ルートを変更し、戦場から遠く離れたパイロットを混乱させています。

世界がこれらの衛星との接続を失った場合、経済的損失は 1 日あたり数十億ドルに達するでしょう。

リスクを認識しているにもかかわらず、GPS信号が途絶えたり中断された場合に米国が民間で使用できる時刻と航法の信頼できる代替情報源を手に入れるまでには何年もかかると文書が示し、専門家が述べている。 タイミングと航行に関する民間プロジェクトを主導する運輸省はこれに異議を唱えたが、その後の質問には答えなかった。

オバマ政権による2010年の計画は、専門家らが人工衛星のバックアップを作成することを期待していたが、実現することはなかった。 10年後、ドナルド・J・トランプ大統領は、衛星信号の妨害や操作が国家安全保障への脅威となるとする大統領令を出した。 しかし、同氏は代替案を示唆したり、インフラを保護するための資金提供を提案したりしなかった。

バイデン政権は民間企業からの入札を募っており、技術的な解決策を提供してくれることを期待している。 しかし、これらのテクノロジーが広く採用されるまでには何年もかかる可能性があります。

米国が遅れている一方で、中国は前進しており、世界で最大かつ最も先進的で最も正確な計時システムを構築するとしている。

計画文書、国営メディア、学術論文によると、同社は陸上に数百の計時ステーションを建設し、地下に1万2000マイルの光ファイバーケーブルを敷設している。 このインフラストラクチャは、GPS に代わる中国の北斗からの信号に依存せずに、時刻およびナビゲーション サービスを提供できます。 また、バックアップ信号源としてさらに多くの衛星を打ち上げる計画もある。

中国航空宇宙科学産業の研究者らは、「我々はこの戦略的チャンスを捉え、水中、地上、空中、宇宙、深宇宙のすべての領域をカバーする能力をできるだけ早く構築することに全力を注ぐべきである」と述べた。国有複合企業であるコーポレーションは昨年、ある論文でこう述べた。

中国は、無線塔を使用して長距離に時報を送信する、ロランとして知られる第二次世界大戦時代のシステムを維持し、アップグレードしました。 強化されたバージョンでは、国の東部と中部に信号を提供し、沖合から台湾や日本の一部まで広がります。 システムを西に拡張するための建設が進行中です。

ロシアにも長距離ロランシステムがあり、今も使用されている。 韓国は北朝鮮からの電波干渉に対抗するためにシステムをアップグレードした。

しかし、米国はバラク・オバマ大統領がそれを「時代遅れの技術」と呼び、2010年にローランシステムを廃止した。 交換する予定はありませんでした。

1月、政府と民間企業は米国沿岸警備隊の塔でロランの強化版をテストした。 しかし、企業は政府の支援なしでシステムを運用することに関心を示さなかったため、沿岸警備隊は8つの送信サイトすべてを処分する予定だ。

バージニア州のレジリエント・ナビゲーション・アンド・タイミング財団の会長ダナ・ゴワード氏は、「中国は米国で我々が行うと言ったことを実行した」と語った。 「彼らは宇宙から独立する道を断固として歩んでいます。」

米国は何をしているのか?

トランプ氏の大統領令以来、約十社の企業が新たな衛星の打ち上げ、光ファイバータイミングシステムの設置、ロランの強化版の再稼働などの選択肢を提案している。 しかし、市場に投入された製品はほとんどありません。

民間企業サテルズは、コロラド州の米国国立標準技術研究所と協力し、すでに地球上空約 785 マイルの軌道を周回している衛星を使用した代替時間源を開発しました。

NISTの科学者らによると、この信号は地球上空1万2000マイル以上を周回するGPS衛星からの信号よりも1000倍強いという。 これにより、妨害やなりすましが難しくなります。 また、低軌道衛星は小型で分散しているため、GPS 衛星よりも宇宙での攻撃に対して脆弱ではありません。

サテレス社のマイケル・オコナー最高経営責任者（CEO）によると、衛星はコロラド州のNIST施設やミラノ郊外のイタリアの研究センターなど、世界中の観測所から時刻を取得しているという。

中国も、2035年までに時空システムをアップグレードする同様の計画を立てている。北斗システムを増強するために衛星を打ち上げる予定で、1万3000基近くの衛星を地球低軌道に打ち上げる計画だ。

中国は、投資の動機の一部は米国による宇宙攻撃への懸念だと主張している。 中国軍事科学院の研究者らは、米国は特にウクライナ戦争で「宇宙サイバーセキュリティの重要性に対する認識が深まった」後、宇宙サイバー戦争能力の構築に「全力で取り組んでいる」と述べた。

米国は宇宙防衛への支出を増やしているが、軍の一部門である宇宙軍は、同国の衛星攻撃能力に関する具体的な質問には答えなかった。 同省は、「宇宙がますます混雑し、争点となる領域」になる中、国家の利益を確保するためのシステムを構築していると述べた。

民間での使用とは別に、軍は精密誘導ミサイルなどの兵器を含む、独自の使用を目的とした GPS バックアップ オプションを開発しています。 テクノロジーのほとんどは機密扱いだが、解決策の1つはMコードと呼ばれる信号で、宇宙軍によれば、これは妨害に強く、戦争では民間のGPSよりも優れた性能を発揮するという。 しかし、度重なる遅延に悩まされてきた。

軍はまた、低軌道衛星によって配信される測位、タイミング、およびナビゲーションのサービスも開発中です。

他の対策は過去に目を向けます。 米国海軍兵学校は船員に星を頼りに航海する方法を教えることを再開した。

米国が解決策を見つけられなかったらどうなるのか？

アメリカの GPS、中国の北斗、ヨーロッパのガリレオ、ロシアのグロナスなどの衛星システムは重要な時間源であり、時間はほとんどのナビゲーション方法の基礎です。

たとえば、アメリカの GPS システムでは、各衛星が原子時計を搭載し、その位置と正確な時刻に関する情報を含む無線信号を送信します。 携帯電話受信機は 4 つの衛星からの信号を受信すると、それらの信号が到着するまでにかかった時間に基づいて自身の位置を計算します。

自動車、船舶、航空機に搭載されたナビゲーション システムはすべて同じように動作します。

他のインフラも衛星に依存しています。 通信会社は、正確な時間を使用してネットワークを同期します。 電力会社は、送電網の状態を監視し、障害を迅速に特定して調査するために衛星からの時間を必要としています。 金融取引所は注文を追跡するためにこれを使用します。 救急サービスは、困っている人を見つけるためにこれを使用します。 農家はこれを使用して作物を正確に植えます。

衛星信号のない世界は、ほとんど目が見えない世界です。 渋滞が絶えない道路では、救急車は遅れます。 携帯電話の通話が途切れます。 船が行方不明になる可能性があります。 停電はさらに長引く可能性があります。 食費が高くなる可能性があります。 移動ははるかに困難になります。

しかし、米国サイバーセキュリティ・インフラセキュリティ庁によると、一部の重要な民間システムは衛星信号が常に利用可能であるという誤った前提で設計されていたという。

その依存は悲惨な結果をもたらす可能性があります。 英国の最近の報告書によると、すべての衛星信号が1週間停止すると、同国の経済損失は97億ドル近くになるという。 以前のレポートでは、米国経済への損害は1日当たり10億ドルとされていたが、この推計は5年前のものだ。

「それは酸素のようなものです。なくなるまで酸素があるかどうかわかりません」と、元米国沿岸警備隊司令官であり、宇宙ベースの測位、航法、タイミングに関する国家諮問委員会を率いるサド・W・アレン大将は、次のように述べている。と去年言いました。

今のところ、相互に損失を保証することで大規模な攻撃を阻止します。 衛星信号は狭い無線帯域で送信されるため、ある国が自国のサービスを停止せずに他の国の衛星信号を妨害することは困難です。

Resilient Navigation and Timing Foundation の Goward 氏によれば、GPS を 50 年間無料で提供できたことで「誰もが夢中になった」という。 政府は国民に代替手段を提供するのに十分な努力をしていない、と同氏は述べた。

「それは問題を賞賛しているだけで、問題の解決にはなっていない」と彼は言う。