Una mañana de mayo, un avión comercial se acercaba al Aeropuerto Internacional de El Paso, en el oeste de Texas, cuando apareció una advertencia en la cabina: “Posición GPS perdida”. El piloto se comunicó con el centro de operaciones de la aerolínea y recibió un informe de que el campo de misiles White Sands del ejército de los EE. UU. , En el centro sur de Nuevo México, estaba interrumpiendo la señal del GPS. “Sabíamos entonces que no era una falla del GPS de la aeronave”, escribió el piloto más tarde.
El piloto perdió una aproximación en una pista debido a los fuertes vientos, luego dio la vuelta para intentarlo de nuevo. “Nos vimos forzados a la pista 04 con un aterrizaje antes del amanecer sin acceso a [un aterrizaje por instrumentos] con guía vertical”, escribió el piloto. “La pista 04 … tiene una alta amenaza CFIT debido al terreno de escalada en el área local”.
CFIT significa “vuelo controlado al terreno” y es exactamente tan serio como parece. El piloto consideró desviarse a Albuquerque, a 370 kilómetros de distancia, pero finalmente mordió la bala y abordó la pista 04 utilizando solo ayudas visuales. El avión llegó a salvo al suelo, pero el piloto luego registró la experiencia en el Sistema de informes de seguridad de la aviación de la NASA , un foro donde los pilotos pueden compartir de forma anónima casi accidentes y consejos de seguridad.
Esto está lejos de ser el informe ASRS más preocupante sobre interferencias de GPS. En agosto de 2018, un avión de pasajeros en Idaho, que volaba en condiciones de humo, supuestamente sufrió interferencia de GPS debido a pruebas militares y se salvó de estrellarse contra una montaña solo por la intervención de último minuto de un controlador de tráfico aéreo. “La pérdida de vidas puede ocurrir porque el control del tráfico aéreo y la tripulación de vuelo creen que sus equipos están funcionando según lo previsto, pero de hecho los están conduciendo hacia la ladera de la montaña”, escribió el controlador. “Si no nos hubiéramos dado cuenta, la tripulación de vuelo y los pasajeros estarían muertos. No tengo duda.”
Hay unos 90 informes de ASRS que detallan la interferencia del GPS en los Estados Unidos durante los últimos ocho años, la mayoría de los cuales se presentaron en 2019 y 2020. Ahora IEEE Spectrumtiene nueva evidencia de que la interrupción del GPS en la aviación comercial es mucho más común de lo que sugiere incluso la base de datos ASRS. Los datos de la Administración Federal de Aviación (FAA) no revelados anteriormente durante unos meses en 2017 y 2018 detallan cientos de aviones que pierden la recepción del GPS en las cercanías de pruebas militares. En un solo día de marzo de 2018, 21 aviones informaron problemas de GPS a los controladores de tráfico aéreo cerca de Los Ángeles. Estos incluyeron un helicóptero de evacuación médica, varios aviones privados y una docena de aviones comerciales de pasajeros. Algunos lograron seguir volando normalmente; otros necesitaron la ayuda de los controladores de tráfico aéreo. Cinco aviones informaron haber realizado giros inesperados o desviarse del rumbo. Con toda probabilidad, hay cientos, posiblemente miles, de incidentes de este tipo cada año en todo el país, cada uno de los cuales es un accidente potencial.
El ejército está interfiriendo las señales de GPS para desarrollar sus propias defensas contra las interferencias de GPS. Irónicamente, sin embargo, los esfuerzos del Pentágono por salvaguardar sus propias tropas y sistemas están poniendo en riesgo la vida de los pilotos civiles, los pasajeros y la tripulación. En 2013, el ejército básicamente admitió lo mismo en un informe , diciendo que “las pruebas de EA [ataques electrónicos] planificadas ocasionalmente provocan interferencias en las operaciones de vuelo basadas en GPS e impactan la eficiencia y la economía de algunas operaciones de aviación”.
En los primeros días de la aviación, los pilotos navegaban utilizando mapas de carreteras durante el día y seguían fogatas o reflectores después del anochecer. Para la Segunda Guerra Mundial , las radiobalizas se habían vuelto comunes. Desde finales de la década de 1940, las estaciones terrestres comenzaron a transmitir señales VHF omnidireccionales a las que los aviones podían fijar, mientras que los sistemas de menor alcance indicaban pendientes de planeo seguras para ayudar a los pilotos a aterrizar. En su apogeo, en 2000 , había más de mil estaciones de navegación de muy alta frecuencia (VHF) en los Estados Unidos. Sin embargo, en áreas con estaciones muy espaciadas, los pilotos se vieron obligados a tomar rutas en zigzag de una estación a otra, y la recepción de las señales VHF podría verse obstaculizada por edificios y colinas cercanas.
Todo cambió con la llegada de los sistemas globales de navegación por satélite (GNSS), ideados por primera vez por el ejército estadounidense en la década de 1960. La llegada a mediados de la década de 1990 de la versión civil de la tecnología, denominada Sistema de Posicionamiento Global, significó que las aeronaves podían navegar por satélite y tomar rutas directas de un punto a otro; Los datos de ubicación y altitud del GPS también fueron lo suficientemente precisos como para ayudarlos a aterrizar.
La FAA se encuentra aproximadamente a la mitad de su esfuerzo NextGen , cuyo objetivo es hacer que volar sea más seguro y más eficiente a través de un cambio total de ayudas a la navegación terrestres como radiobalizas a un sistema de navegación principalmente habilitado por satélite. Junto con ese cambio, la agencia comenzó a desmantelar las estaciones de navegación VHF hace una década. Estados Unidos está ahora en camino de tener una red de respaldo mínima de menos de 600 estaciones terrestres.
Mientras tanto, la dependencia del GPS está cambiando la práctica de volar y los hábitos de los pilotos. A medida que los receptores GPS se han vuelto más baratos, más pequeños y más capaces, se han vuelto más comunes y más integrados. La mayoría de los aviones ahora deben llevar transpondedores de transmisión de vigilancia dependiente automática (ADS-B), que utilizan GPS para calcular y transmitir su altitud, rumbo y velocidad. Los pilotos privados usan cartas digitalesen las tabletas, mientras que los datos GPS sustentan las computadoras de piloto automático y de gestión de vuelo. Teóricamente, los pilotos deberían poder navegar, volar y aterrizar sin ningún tipo de asistencia de GPS, utilizando sistemas de radio y ayudas visuales heredados. Las aerolíneas comerciales, en particular, tienen una variedad de tecnologías de respaldo a su disposición. Pero debido a que el GPS está tan extendido y es tan confiable, los pilotos corren el peligro de olvidar estas técnicas manuales.
Cuando un avión de pasajeros de Airbus perdió repentinamente el GPS cerca de Salt Lake City en junio de 2019, su piloto sufrió “una gran cantidad de confusión”, según el informe de ASRS del piloto. “¡Decir que mis habilidades de navegación de datos sin procesar eran deficientes es quedarse corto! Nunca lo he hecho en Airbus y no recuerdo haberlo hecho en 25 años o más ”.
“No culpo a los pilotos por volverse un poco adictos al GPS”, dice Todd E. Humphreys , director del Laboratorio de Radionavegación de la Universidad de Texas en Austin. “Cuando algo funciona bien el 99,99 por ciento de las veces, a los humanos no les va bien en estar atentos al 0,01 por ciento de las veces que no funciona”.
Perder el GPS por completo no es lo peor que puede pasar. Es mucho más peligroso cuando los datos GPS precisos se reemplazan silenciosamente por información engañosa. La base de datos de ASRS contiene muchos relatos de pilotos que se dieron cuenta tardíamente de que los pilotos automáticos con GPS los habían llevado muchos kilómetros en la dirección incorrecta, a áreas militares prohibidas o peligrosamente cerca de otras aeronaves.
En diciembre de 2012, un controlador de tráfico aéreo notó que un avión de pasajeros en dirección oeste cerca de Reno, Nevada, se había desviado 16 kilómetros (10 millas) de su curso. El controlador confirmó que la interferencia del GPS militar era la culpable y dio nuevas direcciones, pero luego señaló: “Si el piloto hubiera notado que estaban fuera de curso antes que yo y hubiera corregido el curso, habría causado que [la] aeronave girara a la derecha en [una] dirección opuesta, [jet] en dirección este “.
Entonces, ¿por qué los militares interfieren con tanta frecuencia con un sistema tan crítico para la seguridad? Aunque la mayoría de los receptores GPS de hoy se encuentran en los teléfonos inteligentes de consumo, el GPS fue diseñado por el ejército de EE. UU. Para el ejército de EE. UU. El Pentágono depende en gran medida del GPS para ubicar y navegar sus aviones, barcos, tanques y tropas.
El ejército de los EE. UU. Interrumpe rutinariamente las señales de GPS en amplias áreas casi a diario
Para un recurso tan vital, el GPS es extremadamente vulnerable a los ataques. Cuando las señales de GPS llegan al suelo, son tan débiles que pueden ser fácilmente ahogadas por interferencias, ya sean accidentales o maliciosas. Construir una configuración básica de guerra electrónica para interrumpir estas señales débiles es trivialmente fácil , dice Humphreys: “Desafine el oscilador en un horno de microondas y obtendrá un bloqueador superpoderoso que funciona a muchos kilómetros”. Los dispositivos ilegales de interferencia de GPS están ampliamente disponibles en el mercado negro, algunos de ellos comercializados para conductores profesionales que pueden querer evitar ser rastreados mientras trabajan.
Otros sistemas GNSS, como el GLONASS de Rusia, el BeiDou de China y las constelaciones Galileo de Europa, utilizan frecuencias ligeramente diferentes pero tienen vulnerabilidades similares, dependiendo exactamente de quién esté realizando la prueba o el ataque. En China, misteriosos ataques han ” engañado ” con éxito a los barcos con receptores GPS hacia ubicaciones falsas, mientras que los barcos que dependen de BeiDou no se han visto afectados. Del mismo modo, las señales de GPS se interrumpen regularmente en el Mediterráneo oriental, Noruega y Finlandia, mientras que el sistema Galileo no está dirigido a los mismos ataques.
El Pentágono utiliza sus bases militares más remotas, muchas en el oeste de Estados Unidos, para probar cómo operan sus fuerzas bajo la negación del GPS y, presumiblemente, para desarrollar sus propios sistemas de guerra electrónica y contramedidas. Estados Unidos ha llevado a cabo experimentos para falsificar señales de GPS en al menos una ocasión , durante la cual se informó que tuvo mucho cuidado de no afectar a las aeronaves civiles.
A pesar de esto, muchos informes de ASRS registran unidades de GPS que muestran posiciones incorrectas en lugar de fallar por completo, pero esto también puede suceder cuando las señales de satélite se degradan. Cualquiera que sea la naturaleza de sus pruebas, la interferencia de GPS de los militares puede terminar interrumpiendo el servicio para los usuarios civiles, particularmente los aviones comerciales de gran altitud, incluso a una distancia considerable.
El ejército emite Avisos a los aviadores (NOTAM) para advertir a los pilotos de las próximas pruebas. Muchos de estos avisos cubren cientos de miles de kilómetros cuadrados. Ha habido avisos que advierten sobre la interrupción del GPS en todo Texas o incluso en todo el suroeste de Estados Unidos. Dicho aviso no significa que el servicio de GPS se verá interrumpido en toda el área, solo que podría interrumpirse. Y esa incertidumbre crea sus propios problemas.
En 2017, la FAA encargó a la Comisión Técnica de Radio para Aeronáutica, una organización sin fines de lucro, que investigara los efectos de la interferencia intencional del GPS en aeronaves civiles. Su informe , emitido al año siguiente por el Grupo de Trabajo de Interferencia de GPS de RTCA , encontró que el número de pruebas de GPS militares casi se había triplicado de 2012 a 2017. Como era de esperar, los informes de seguridad de ASRS que hacen referencia a interferencias de GPS también están aumentando. Hubo 38 narrativas ASRS de este tipo en 2019, casi un aumento de diez veces con respecto a 2018.
Cuadro que describe los problemas del GPS.
Los nuevos materiales internos de la FAA obtenidos por Spectrum de un miembro del grupo de trabajo y que no se hicieron públicos previamente indican que las cuentas de ASRS representan solo la punta del iceberg. Los datos de la FAA consisten en informes de los pilotos de interferencia de GPS al Centro de Control de Tráfico de Rutas Aéreas de Los Ángeles, uno de los 22 centros de control de tráfico aéreo en los Estados Unidos. Allí, los controladores supervisan el tráfico aéreo en el centro y sur de California, el sur de Nevada, el suroeste de Utah, el oeste de Arizona y partes del Océano Pacífico, áreas muy afectadas por las pruebas militares de GPS.
Estos datos incluyen 173 casos de GPS perdidos o intermitentes durante un período de seis meses de 2017 y otros 60 durante dos meses a principios de 2018. Estos informes son menos detallados que los de la base de datos de ASRS, pero muestran aeronaves que se desvían de su rumbo, ingresando accidentalmente espacio aéreo militar, no poder maniobrar y perder su capacidad de navegar cuando está cerca de otras aeronaves. Muchos pilotos necesitaron la asistencia del control de tráfico aéreo para continuar sus vuelos. El avión afectado incluía un transbordador de rescate de mascotas, un globo aerostático, varios vuelos médicos y muchos aviones privados y aviones de pasajeros.
En al menos un puñado de episodios, la pérdida del GPS se consideró una emergencia. Los pilotos de cinco aviones, incluido un vuelo de Southwest Airlines desde Las Vegas a
Chicago, invocaron el “timbre de parada”, una solicitud enviada a través del control de tráfico aéreo para que los militares dejen de interferir de inmediato. Según la Asociación de Pilotos y Propietarios de Aeronaves, los pilotos deben usar esta frase solo cuando se encuentra con un problema de seguridad de vuelo.
Sin duda, muchos otros casos en los datos de la FAA fueron benignos. A principios de marzo de 2017, por ejemplo, Jim Yoder volaba en un avión Cessna propiedad del empresario y turista espacial Dennis Tito entre Las Vegas y Palm Springs, California, cuando ambos dispositivos GPS a bordo estaban bloqueados. “Esta es la única vez que se apagó el GPS, y fue interesante porque no había pensado mucho en eso”, le dijo Yoder a Spectrum . “Le pregunté al control de tráfico aéreo qué estaba pasando y me dijeron: ‘Realmente no lo sé’. Pero no perdimos nuestra capacidad de navegar, y no creo que alguna vez nos desviamos del rumbo “.
De hecho, una de las conclusiones del grupo de trabajo de RTCA fue que el sistema de Aviso a los aviadores era parte del problema: la mayoría de los pilotos que vuelan por las áreas afectadas no experimentan efectos nocivos, lo que hace que algunos simplemente ignoren tales advertencias en el futuro.
“Llamamos a los NOTAM ‘Chicken Little’”, dice Rune Duke, quien fue copresidente del grupo de trabajo de RTCA. “Dicen que el cielo está cayendo sobre grandes áreas… y no es realista. Hay montañas y todo tipo de cosas que evitarían que la interferencia del GPS llegue a 500 millas náuticas [926 km] de donde se inicia “.
La interferencia del GPS puede verse afectada por el terreno, la altitud y actitud de la aeronave, la dirección del vuelo, el ángulo y la distancia desde el centro de la interferencia, el equipo a bordo del avión y muchos otros factores, concluyó el grupo de trabajo, que incluyó a representantes de la FAA. , aerolíneas, pilotos, fabricantes de aviones y el ejército de EE. UU. Un avión podría perder toda la recepción de GPS, incluso si otro cercano no se ve afectado por completo. Una prueba militar puede pasar desapercibida mientras que otra causa caos en los cielos.
Esta falta de fiabilidad tiene consecuencias. En 2014, un avión de pasajeros que se acercaba a El Paso tuvo que abortar su aterrizaje luego de perder la recepción del GPS. “Esta es la primera vez en mi carrera como piloto que he experimentado o escuchado sobre interferencias en la señal del GPS”, escribió el piloto en un informe de ASRS. “Aunque estaba en los NOTAM, todavía nos tomó por sorpresa, ya que realmente no esperábamos perder todas las señales de GPS en ningún momento. Fue algo bueno que hiciera buen tiempo o esto podría haberse convertido en un problema real “.
A veces, los controladores de tráfico aéreo están tan a oscuras como los pilotos. “Son la última línea de defensa”, dijo Duke a Spectrum . “Y en muchos casos, el control del tráfico aéreo ni siquiera se dio cuenta de la interferencia del GPS”.
El informe RTCA hizo muchas recomendaciones. El Departamento de Defensa podría mejorar la coordinación con la FAA y podría abstenerse de probar el GPS durante períodos de alto tráfico aéreo. La FAA podría revisar su recopilación y análisis de datos, hacer coincidir informes anecdóticos con datos digitales y mejorar la documentación de eventos adversos. El sistema NOTAM podría ser más fácil de interpretar, con advertencias que se correspondan con mayor precisión con las experiencias de los pilotos y controladores.
Un avión podría perder toda la recepción de GPS, incluso si otro cercano no se ve afectado por completo.
Sorprendentemente, hasta que salió el informe, la FAA había estado instruyendo a los pilotos para que informaran las anomalías del GPS solo cuando necesitaban ayuda del control de tráfico aéreo. “Los datos han sido un desafío porque hemos desalentado un poco la presentación de informes”, dice Duke. “Esto ha llevado a la FAA a creer que no ha sido un problema”.
Los NOTAM ahora alientan a los pilotos a informar todas las interferencias GPS, pero muchas de las otras recomendaciones de RTCA están languideciendo dentro de la Oficina de Investigación y Prevención de Accidentes de la FAA.
Los nuevos desarrollos están empeorando el problema. El proyecto NextGen está acelerando el paso de la aviación comercial a la navegación por satélite. Los sistemas aéreos autónomos emergentes, como los drones y los taxis aéreos, pondrán aún más peso sobre los hombros temblorosos del GPS.
Cuando se adopta un nuevo avión, se corre el riesgo de plantear nuevos desafíos al sistema. El Embraer EMB-505 Phenom 300 , por ejemplo, entró en servicio en 2009 y desde entonces se ha convertido en el avión ligero más vendido del mundo. En 2016, la FAA advirtió que si el Phenom 300 encontraba una señal de GPS no confiable o no disponible, podría ingresar a un rollo holandés (llamado así por una técnica de patinaje holandesa), una combinación peligrosa de meneo y balanceo que podría hacer que los pilotos perdieran el control. La FAA instruyó a los propietarios de Phenom 300 a evitar todas las áreas de interferencia del GPS.
A medida que el GPS asume un papel cada vez más destacado, los militares naturalmente se están interesando más en él. “Año tras año, ha aumentado la necesidad de las fuerzas armadas de realizar pruebas de eventos de interferencia de GPS”, dice Duke. “Hubo un aumento nuevamente en 2019, en parte debido a la actividad contra UAS [drones]. Y ahora están haciendo interferencia de GPS donde antes no lo habían hecho, como Michigan, Wisconsin y las Dakotas, porque se suma al realismo de cualquier tipo de entrenamiento militar “.
Así que cada vez hay más pruebas de interferencia de GPS, más aeronaves navegando por satélite y más pilotos que dependen totalmente del GPS. Es un ciclo de retroalimentación y aumenta constantemente las posibilidades de que uno de estos cuasi accidentes y los timbres de parada terminen en una catástrofe.
Cuando se le pidió que comentara, la FAA dijo que ha establecido una infraestructura de navegación y vigilancia resistente para permitir que las aeronaves continúen con operaciones seguras durante una interrupción del GPS, incluidas balizas de radio y radares. También señaló que él y otras agencias están trabajando para crear una solución de respaldo de GPS a largo plazo que proporcionará posición, navegación y sincronización, nuevamente, para minimizar los efectos de una pérdida de GPS.
Sin embargo, en un informe al Congreso en abril de 2020 , la agencia que coordina este esfuerzo, el Departamento de Seguridad Nacional de EE. UU., Escribió: “El DHS recomienda que la responsabilidad de mitigar las interrupciones temporales del GPS sea responsabilidad del usuario individual y no del gobierno federal. Gobierno.” En resumen, el problema de la interferencia del GPS no va a desaparecer.
En septiembre de 2019, el piloto de un jet para pequeñas empresas informó haber experimentado un atasco en un vuelo a Nuevo México. Podía escuchar que los aviones a su alrededor también se vieron afectados, y algunos se vieron obligados a descender por seguridad. “Dado que la FAA está desaprobando [las radioayudas terrestres], nos estamos volviendo dependientes de un sistema de navegación poco confiable”, escribió el piloto al aterrizar. “Esta interferencia extremadamente frecuente con la navegación GPS crítica es una amenaza significativa para la seguridad de la aviación. Esta interferencia tiene que terminar “.
Fuente
https://spectrum.ieee.org/aerospace/aviation/faa-files-reveal-a-surprising-threat-to-airline-safety-the-us-militarys-gps-tests
