Ao redor de 12.500 milhas acima de nossas cabeças, os satélites que compõem o Sistema de Posicionamento Global (GPS) mantêm o mundo funcionando silenciosamente. Um blackout resultaria em caos quase instantâneo.
“Você veria engarrafamentos, muitos mais acidentes de trânsito, porque o transporte verá o primeiro impacto mais imediato”, diz Dana Goward, fundador da Resilient Navigation and Timing Foundation, uma entidade de caridade que trabalha para fortalecer o GPS.
Milhares de aviões no ar, que usam GPS entre outros sistemas para navegação e pouso preciso, enfrentariam uma onda de incerteza. Então, outras partes críticas da sociedade – desde transações financeiras até sistemas de produção de energia – que passaram a depender da precisão de posicionamento, navegação e temporização (PNT) fornecida pela constelação de 31 satélites GPS de propriedade dos EUA podem começar a falhar. As repercussões seriam sentidas em todo o mundo.
“Se fosse um momento catastrófico que acontecesse em um piscar de olhos e perdêssemos o GPS completamente, você veria essa paralisia global de tudo que se move, cada pedaço de dado que se move, cada humano que se move. Tudo isso pararia”, diz Erik Daehler, vice-presidente de defesa, satélites e sistemas de espaçonaves da Sierra Space. Os sinais de temporização incluídos no GPS seriam uma das perdas mais impactantes. As conexões de celular provavelmente colapsariam. Bilhões seriam rapidamente eliminados dos mercados de ações em meio à interrupção.
Um apagão de GPS poderia ser particularmente desastroso para os Estados Unidos, que têm uma forte dependência de seu sistema espacial soberano e têm demorado a construir backups que possam fornecer a resiliência necessária para manter o país funcionando. Os EUA ficaram para trás, alertou o National Space-based PNT Advisory Board no ano passado. Em contraste, a China reforçou seu próprio sistema de navegação por satélite mais moderno – BeiDou – com uma vasta rede de cabos de fibra óptica e sinais de rádio terrestres.
As condições necessárias para causar a queda total da rede GPS seriam extraordinárias e provavelmente viriam com ramificações sociais mais amplas. Tal interrupção, por exemplo, poderia ser causada pela China ou pela Rússia disparando armas anti-satélite contra os satélites GPS (os EUA também têm armas anti-satélite), uma poderosa tempestade geomagnética ou uma escalada nas capacidades de guerra eletrônica.
Apesar da improbabilidade de uma interrupção total, o GPS não é infalível. Ele tem seus demônios. “O que realmente acontece é que, regionalmente, o GPS é atrapalhado e interferido regularmente”, diz Daehler. Milhares de aviões e navios estão tendo seu GPS interferido a cada semana, e os sinais são regularmente interrompidos em zonas de guerra.
“A América não está bem preparada de forma alguma”, diz Goward. Mais deve ser feito para construir sistemas PNT que possam atuar como um respaldo aos sinais de GPS baseados no espaço, diz ele. “Não há uma conscientização geral. Certamente não temos uma arquitetura PNT resiliente ou uma arquitetura PNT de qualquer tipo além do GPS.”
A constelação de GPS de 31 satélites, que recebeu várias atualizações de hardware ao longo dos anos, está em operação há 40 anos. O sistema normalmente transmite com 100% de disponibilidade e fornece dados de localização precisos dentro de 7 metros.
Os satélites GPS são apenas um dos quatro chamados sistemas globais de navegação por satélite (GNSS) em operação. Além do BeiDou da China, há o GLONASS da Rússia e a constelação Galileo da Europa. Nos últimos cinco anos, no entanto, os sinais GNSS foram cada vez mais atacados à medida que a tecnologia para interrompê-los se tornou mais barata e sofisticada. A interrupção mais comum acontece ao redor da Rússia, Israel, Mianmar, no mar da China Meridional, em áreas do Oriente Médio e nos países bálticos da Europa.
De maneira geral, existem duas formas principais de ataque contra sinais GNSS: interferência e spoofing. A interferência envolve bloquear sinais para que o posicionamento não esteja disponível, enquanto o spoofing envolve criar sinais falsos que fazem algo parecer em outro lugar no mapa. Navios foram feitos para parecer que estavam em terra em aeroportos, enquanto aviões foram feitos para parecer que estavam voando em círculos apertados. Em um vídeo compartilhado pela Resilient Navigation and Timing Foundation que parece mostrar a interferência do GPS, os sistemas de um avião emitem uma mensagem de aviso para “subir” quando seus pilotos relataram que estavam voando mais alto que o Monte Everest.
“Estou mais preocupado com a aviação”, diz Todd Humphreys, diretor do laboratório de navegação por rádio da Universidade do Texas em Austin. “Pelo menos um acidente fatal de aviação na Europa pode ser rastreado até a interferência do GNSS como uma causa primária. Um ataque deliberado contra a aviação dos EUA, ao contrário dos ataques colaterais na Europa, causaria um dano econômico impressionante.” O número de incidentes de spoofing no ano passado foi 500% maior do que em 2023, segundo autoridades da aviação.
A Força Espacial dos EUA, que é responsável pelos satélites GPS, não respondeu a um pedido de comentário para este artigo da WIRED.
Em todo os EUA, os dados PNT são cruciais para quase toda a infraestrutura crítica – desde comunicações e sistemas de monitoramento de saúde até produção de alimentos e gestão de águas residuais – mas o GPS é frequentemente a “única” fonte dessa informação, de acordo com a Cybersecurity and Infrastructure Security Agency, tornando os sistemas mais vulneráveis. (O exército usa uma configuração de GPS mais robusta do que as aplicações comerciais).
“Não há um único setor que não use GPS, e alguns são mais dependentes do que outros. Os usuários desses setores não estão todos cientes dos riscos associados à sua dependência e das maneiras como o sistema pode ser interrompido ou degradado”, diz Caitlin Durkovich, uma ex-oficial de segurança nacional e especialista em infraestrutura crítica.
Construir uma abordagem “em camadas” pode ajudar a tornar o GPS menos vulnerável a ataques, dizem os especialistas. Tanto o Galileo da Europa quanto o BeiDou da China são mais novos que o GPS e, de certa forma, mais resilientes. No ano passado, o National Space-based PNT Advisory Board produziu uma comparação entre o GPS e o BeiDou que destacou uma série mais ampla de backups para o sistema de Pequim.
Enquanto os satélites GPS estão localizados apenas em órbita média da Terra, o BeiDou possui satélites em múltiplas órbitas e está mais avançado na implantação deles em órbita baixa da Terra. A China também possui uma rede de transmissão de rádio terrestre, chamada eLoran, e construiu 20.000 quilômetros de cabos de fibra óptica que se conectam a 295 centros de temporização para transmitir alternativas.
“No caso do BeiDou, a resiliência e capacidade aprimoradas do sistema devem ser consideradas um elemento de ‘poder brando’ e um elemento de competição entre grandes potências”, escreveu o conselho no ano passado. O conselho, liderado pelo almirante Thad Allen, um ex-líder da Guarda Costeira dos EUA, pediu uma abordagem mais integrada para gerenciar PNT em todo o governo dos EUA e que o GPS fosse especificamente designado como “infraestrutura crítica”.
Em 26 de abril de 2024, o primeiro de dois voos da Finnair foi forçado a retornar devido à interferência do GPS provavelmente realizada pela Rússia. Após um segundo avião ser desviado no dia seguinte, a Finnair suspendeu seus voos diários entre Helsinque e Tartu, na Estônia. Fonte: AirNav
“Acho que deve haver um papel federal nisso, tanto porque o sistema e os sinais são operados e provisionados pelo governo federal. Mas por causa da complexidade do sistema e do fato de que você precisa de um padrão comum”, diz Durkovich.
“Gostaríamos de ver uma arquitetura nacional de PNT central”, diz Goward. “Então sugeriríamos algum tipo de rede de fibra e uma transmissão terrestre. Acreditamos que isso seria um grande dissuasor e realmente tornaria os sistemas baseados no espaço mais seguros, porque as pessoas teriam menos probabilidade de interferir com isso.”
Em todo o país, existem vários níveis de sistemas de backup em vigor que foram introduzidos de forma esporádica e várias iniciativas em andamento para melhorar a configuração do GPS. Instituições financeiras, por exemplo, têm implantado relógios atômicos para garantir que tenham backups para o elemento de temporização fornecido pelo GPS e redes de telecomunicações têm alguma capacidade em vigor.
“Não é para dizer que os EUA não têm uma infraestrutura de temporização robusta, na verdade é bastante robusta”, diz Jeremy Bennington, vice-presidente de PNT Assurance da Spirent Communications, acrescentando que muito dela está espalhada por entidades comerciais, uma diferença marcante em relação à abordagem nacional da China. “Eu realmente acho que um backup será necessário para que você acabe com essa abordagem em camadas.”
Os apelos para modernizar o PNT tornaram-se cada vez mais urgentes. Em 2020, uma ordem executiva do primeiro mandato de Trump pediu que os sistemas PNT se tornassem mais resilientes. No final de março deste ano, a Comissão Federal de Comunicações abriu uma investigação para identificar alternativas ao GPS que possam fornecer backups. “Confiar apenas no GPS como a principal fonte de dados PNT deixa a América exposta a um único ponto de falha e torna nosso sistema PNT aberto a interrupções ou manipulações por adversários”, disse a FCC na época.
Existem várias maneiras de adicionar mais resiliência e atualizar o sistema GPS existente. O exército tem trabalhado há muito tempo em atualizações a serem usadas em situações de defesa. Bennington diz que satélites GPS poderiam ser adicionados a outras órbitas e a implantação mais ampla de sinais mais capazes. Daehler e colegas da Sierra Space estão trabalhando em maneiras de reduzir o impacto da interferência e do spoofing.
Lisa Dyer, diretora executiva da GPS Innovation Alliance, diz que o sistema GPS poderia incorporar autenticação para confirmar que seus sinais são genuínos, como o Galileo e o BeiDou. Dyer diz que a implementação do novo sinal L5 também pode oferecer mais proteção para aviões e aviação. “Para mim, isso é um objetivo nacional importante dos Estados Unidos: que o GPS permaneça o padrão internacional de navegação de fato”, diz Dyer.
Também estão ocorrendo atualizações de hardware, embora algumas delas sejam lentas e tenham se arrastado por anos. A Força Espacial dos EUA recentemente começou a financiar várias empresas para desenvolver constelações de satélites GPS em órbita baixa e lançar rapidamente sistemas no espaço. Em outros lugares, tecnologias quânticas estão sendo usadas para criar novos sistemas de navegação. A SandboxAQ, uma empresa derivada do Google, está trabalhando em navegação magnética.
Em última análise, além de uma melhor gestão governamental em torno do GPS, as organizações precisam gastar dinheiro para atualizar seus sistemas e proteções, diz Bennington. Isso significa gastar dinheiro. “Se a interferência ou spoofing do GPS acontecesse em qualquer aeroporto importante, seja em Heathrow, Frankfurt, Munique, Nova York, a quantidade de cancelamentos e atrasos nos custos incorridos pelas companhias aéreas em apenas algumas horas seria maior do que o custo para atualizar suas frotas”, diz ele.