Kiinan satelliitit haastavat GPS:n – Yhdysvaltain yksinvalta murenee miljardimarkkinoilla, mutta se on myös turvallisuuskysymys

Kiinan satelliittien paikannusjärjestelmän on tarkoitus haastaa GPS tarkkuudessa, laajuudessa ja vakaudessa.

Kiina
Viimeisin lisäys BeiDou-sateliittipaikannusjärjestelmään matkasi kiertoradalle Pitkä Marssi -3B-raketin kyydissä kesäkuussa Xichangin-satelliittilaukaisukeskuksesta Sichuanin maakunnassa.
Beidou-satelliitteja matkalla kiertoradalle Pitkä marssi 3B -raketin kyydissä kesäkuussa.AOP

Kun etsit reittiohjeita mobiilisovelluksella, nostat rahaa automaatista tai pinkaiset juoksulenkille urheilukello ranteessa, käytät laitteita, jotka hyödyntävät satelliittipaikannusjärjestelmiä. Myös esimerkiksi osakemarkkinat sekä lento- ja meriliikenne ovat kaikki riippuvaisia avaruudessa kiitävistä, noin bussin kokoisista satelliiteista.

Yhdysvallat on vuosikymmenten ajan tarjonnut pohjan paikannukselle ja navigoinnille eri puolilla maailmaa GPS-satelliittijärjestelmänsä avulla. Etumatka on nyt murenemassa ja Yhdysvaltojen haastajaksi on nousemassa Kiina. Sen oman version nimi on Beidou, jonka viimeisimmät satelliitit (siirryt toiseen palveluun) matkasivat avaruuteen syyskuussa.

Venäjällä ja EU:lla on omat maailmanlaajuiset versionsa. EU:n ja Kiinan versioiden arvioidaan valmistuvan kokonaan vuonna 2020. Myös Japanilla ja Intialla on omat paikalliset järjestelmänsä.

Syynä on se, että aika- ja paikkatiedot ovat paitsi tuottoisa bisnes myös turvallisuuskysymys.

Yhdysvallat avasi GPS-järjestelmänsä siviilikäyttöön vuosituhannen alussa. Yhdysvallat voisi halutessaan sulkea käytön yhtä helposti kuin se aikoinaan sen käyttöön avasi. Myös tästä syystä GPS:lle on etsitty korvaajaa.

– Se on tärkeä osa yhteiskunnan digitaalista infrastruktuuria. Olisi liian haavoittuvaa pelkästään nojautua vieraan vallan ylläpitämään järjestelmään, sanoo Digital Economy -tutkimusalustan johtaja, professori Heidi Kuusniemi Vaasan yliopistosta.

Miehittämätön kylvökone työn touhussa Luoteis-Kiinan Xinjiangissa. Kone hyödyntää toiminnassaan Beidou-satelliittipaikannusjärjestelmää.
Miehittämätön kylvökone työn touhussa 24. huhtikuuta Xinjiangissa. Kone hyödyntää toiminnassaan Beidouta.Xinhua / Wang Fei

Paikannusjärjestelmiä hyödynnetään maanmittauksessa, maatalouden tehotuotannossa sekä kaivos-, öljy- ja kaasuteollisuudessa. Myös älypuhelinsovellukset, miehittämättömät kulkuneuvot ja droonit käyttävät toiminnassaan paikka- ja aikatietoja.

Useat laitteet ovat soveltuvia valitsemaan GPS:n ja muiden järjestelmien välillä käyttöön sillä hetkellä sopivan.

Kiinan silkkitie ulottuu avaruuteenkin

Kiinan rynnistys satelliittipaikannuksen suurmaaksi on ollut nopea.

Kiina aloitti Beidoun kehittämisen 1990-luvulla. Ensin paikannuspalveluja alettiin käyttää Kiinan sisällä vuosituhannen taitteessa. Aasian ja Tyynenmeren alueelle Beidou levisi vuonna 2012. Myöhemmin sitä tarjottiin myös Kiinan silkkitiehankkeeseen osallistuville maille (siirryt toiseen palveluun).

Yhdysvaltain GPS, kuten kiinalaisten Beidou sekä venäläisten Glonass ovat alkujaan sotilaskäyttöön luotuja järjestelmiä, joita on myöhemmin avattu yleiseen käyttöön.

Ydinasevaltio Pakistanille on tiettävästi ainoana valtiona (siirryt toiseen palveluun)avattu pääsy myös Beidoun sotilaskäyttöön, ja tämä tarkoittaa tarkempaa ohjausta sen ohjuksille, laivoille ja lentokoneille, arvioi The New York Times. Pakistan oli aiemmin Yhdysvaltojen läheinen turvallisuusliittolainen.

Eri asiantuntijat ennakoivat (siirryt toiseen palveluun), että maailma tulee paikannusasioissa jakautumaan Yhdysvaltoja tai Kiinaa tukevaan leiriin.

Neuvostoliitto laukaisi ensimmäisenä maailmassa keinotekoisen Maata kiertävän satelliittin Sputnik 1:en vuonna 1957.
Neuvostoliitto laukaisi ensimmäisenä maailmassa keinotekoisen Maata kiertävän satelliittin Sputnik 1:en vuonna 1957.AOP

Kiina ja Venäjä ovat yhdistämässä voimiaan alalla. Tarkoituksena on haastaa Yhdysvaltain GPS (siirryt toiseen palveluun) tarkkuudessa, laajuudessa ja vakaudessa, uutisoi Kiinan kommunistista puoluetta myötäilevä Global Times -lehti syyskuussa.

Myös EU-eronsa kanssa kipuileva Britannia tähyilee uusia kumppanuuksia. Britannia ei brexitin jälkeen käytä (siirryt toiseen palveluun) Euroopan unionin hallinnoimaa Galileota puolustukseensa tai haavoittuviin kansallisiin infrastruktuureihin (siirryt toiseen palveluun). Termillä tarkoitetaan muun muassa tietoliikennejärjestelmiä, vesihuoltoa, ydinvoimaloita ja hätäpalveluja, joiden tuhoutuminen tai vaurioituminen heikentäisi kansallista turvallisuutta.

Riippumaton paikannus on aina sotilaallinen vahvuus, kertoo piensatelliitteihin ja avaruusjärjestelmiin erikoistunut apulaisprofessori Jaan Praks Aalto-yliopistosta.

– Jos ajattelemme minkä tahansa kansakunnan sotilaallista toimintakykyä maailmanlaajuisesti, niin avaintekijöinä tarvitaan kommunikaatiota ja paikannusta, Praks sanoo.

Aika on rahaa, kirjaimellisesti

Satelliittipaikannusjärjestelmä on kuin valtavan iso ja tarkka kello. Satelliittien hyvin tarkkaa aikatietoa käytetään, kun eri puolilla maailmaa halutaan samalla kellonlyömällä synkronoida tietoja ja mittauksia keskenään. Aikatietojen perusteella tehdään muun muassa pörssisopimuksia ja esimerkiksi sähkönsiirtoverkot synkronoidaan GPS-ajalla.

Grafiikka
Muutaman kerran päivässä päivittyvä GNSS Status -tili Twitterissä seuraa paikannussatelliittien lähetyssignaaleita ja kertoo niiden määrän.Ilkka Kemppinen / Yle

Yhdysvaltalaisen siruvalmistajan Qualcommin tuotteet ovat tukeneet Kiinan Beidouta "jo pitkään", (siirryt toiseen palveluun) kertoo talouslehti Bloomberg. Yrityksen siruja käytetään myös puettavissa laitteissa ja autoissa. Henkilöautojen markkinajohtaja Volkswagen on kertonut, että Kiinan valtaville automarkkinoille on tulossa järjestelmää tukeva versio.

Myös valtaosa puhelinjätti Samsungin älypuhelimista tukee GPS:ää ja Beidouta.

Arviolta viisi miljardia laitetta (siirryt toiseen palveluun) käyttää satelliittipaikannusta. Ensi vuonna määrän odotetaan kasvavan kahdeksaan miljardiin, kertoo Euroopan GNSS-viraston vuonna 2017 julkaistu raportti. GNSS-sanalla viitataan maailmanlaajuisiin satelliittipaikannusjärjestelmiin. Paikannustietojen ja -laitteiden markkinat ovat ensi vuonna jo noin 180 miljardia euroa. (siirryt toiseen palveluun)

Xinjiangissa autoihin pakollinen navigointi

Kiina on valjastanut satelliittipaikannuksen paikallisen väestön valvontaan maan länsiosassa sijaitsevalla Xinjiangin autonomisella alueella. Satelliittipaikannuksen asentaminen kaikkiin moottoriajoneuvoihin tuli pakolliseksi (siirryt toiseen palveluun) alueella kaksi vuotta sitten.

Xinjiangissa asuu noin 12 miljoonaa uiguurimuslimia. Ihmisoikeusjärjestöjen mukaan arviolta miljoona uiguuria on lähetetty niin sanotuille uudelleenkoulutusleirelle.

Lue myös: Vakoojalinnut lentävät Kiinan rajaseudun taivaalla – Yle kävi maakunnassa, jossa miljoona ihmistä on viety leireille vannomaan uskollisuutta puolueelle

Harppaus satelliittimahdiksi herättää huolia

Yhdysvaltalaisasiantuntija näkee Kiinan satelliittiohjelmassa myös uhkakuvia.

– Oli kyse siviilistä matkalla ruokakauppaan tai valtiosta, joka käyttää Beidouta, nämä ovat kaikki asioita, joita Kiina voi seurata, arvioi kyberuhkiin erikoistuneen yhdysvaltaisyrityksen (siirryt toiseen palveluun) Recorded Futuren osastonjohtaja Priscilla Moriuchi The New York Timesille.

Hän ei jutussa erittele keinoja, joilla Kiina voisi tämän tehdä.

– Hätkähdyttävintä on se, että tästä autoritaarisesta valtiosta on tulossa merkittävä teknologian toimittaja lukuisille Aasian, Afrikan ja Euroopan maille, Moriuchi sanoo lehdelle.

Yuanwang 3 -alus seurasi kuukauden ajan BeiDou-sarjan viimeisintä satelliittia. Aluksen tarkassa valvonnassa on ollut Kiinan satelliittien ohella myös avaruusalus Shenzhou ja maan kuuluotain.
Yuanwang 3 -alus tarkkaili kesällä kuukauden ajan Beidou-satelliittia. Aluksen tarkassa valvonnassa on ollut Kiinan satelliittien ohella myös avaruusalus Shenzhou ja maan kuuluotain.AOP

Mutta voiko yksittäinen paikannussatelliitti kerätä ja lähettää tietoja vieraille valtioille?

Aalto-yliopiston geodesian professori Martin Vermeer avaa satelliittipaikannuksen toimintaa. Käytännössä satelliittipaikannus on täysin passiivista radioliikennettä, eli satelliitti itse lähettää tietoja vastaanottimeen, ei toisinpäin.

– Se ei kerro tai kieli mitään salaisuuksia käyttäjältä. Kun vastaanotin liitetään matkapuhelinverkkoon ja internetiin, siitä voi tulla asia, jota pitää hieman miettiä, Vermeer sanoo.

Joissain satelliiteissa on mukana lisäominaisuus, jonka avulla etsintä- ja pelastustilanteissa satelliitti kykenee kaksisuuntaiseen viestinvälitykseen. Osassa Kiinan Beidou-satelliiteista on myös ominaisuus, jolla voi lähettää lyhyitä viestejä (siirryt toiseen palveluun).

Häirinnälle heikot signaalit ovat turvallisuusriski

Kaukaa avaruudesta tuleva paikannussignaali on heikko ja altis häirinnälle. Suurvaltojen keskinäisissä kamppailuissa toisten heikkouksien testaaminen voi houkutella.

Lokakuussa 2018 Norjassa käytiin sotilasliitto Naton harjoitus. Norjan mukaan Venäjä häiritsi alueella GPS-signaaleja harjoituksen aikana ja häiriöt ilmatilassa ulottuivat myös Lappiin. Venäjä on kiistänyt häirinnän.

– Paikannussignaalien haavoittuvuus on turvallisuusriski, jos järjestelmät ovat käytössä turvallisuuskriittisissä sovelluksissa, Kuusniemi sanoo.

Majakkalaiva käyttää BeiDouta navigoimiseen merellä Hongkongin eteläpuolella lähellä Helmijoen jokisuuta.
Majakkalaiva hyödyntää Beidouta liikkuessaan merellä Hongkongin eteläpuolella lähellä Helmijoen jokisuuta.Xinhua / All Over Press

GPS:n saa sekaisin myös vahingossa.

Newarkin kansainvälisellä lentoasemalla New Yorkin kupeessa huomattiin joitain vuosia sitten, että tiettyyn kellonaikaan lentokoneiden laskeutumista tukevissa paikannusjärjestelmissä oli häiriöitä.

Kuukausien tutkinnan jälkeen paljastui, että lentokentän ohi ajoi säännöllisesti kuorma-auto, johon oli asennettu laiton GPS-signaalia häiritsevä laite. Tarkoituksena ei ollut häiritä lentoaseman toimintaa. Yritysomisteisen auton kuljettaja myönsi kuulusteluissa, että hän oli hankkinut autoon häirintälaitteen, sillä hän halusi estää työnantajansa autoon asentaman GPS-paikannuksen.

Intiasta tuli maaliskuussa neljäs valtio, joka on ohjuksella ampunut alas toimivan satelliitin. Ihmiset kuuntelevat pääministeri Narendra Modin puhetta aiheesta New Delhissä.
Ihmiset kuuntelevat pääministeri Narendra Modin puhetta satelliitin alas ampumisesta New Delhissä maaliskuussa.AOP

Signaalien häirinnän ohella joillakin valtioilla on myös kyky tuhota satelliitteja Maasta käsin.

Venäjä ja Kiina kehittävät aseita, joilla voi häiritä ja tuhota Yhdysvaltojen satelliitteja, arvioidaan Yhdysvaltojen puolustusministeriön alkuvuodesta julkaisemassa raportissa. Sen mukaan Kiina ja Venäjä saattavat kehittää laseraseita, joilla voidaan häiritä tai vahingoittaa satelliitteja ja niiden sensoreita.

Kiina, Yhdysvallat, Neuvostoliitto ja Intia ovat jo todistaneet pystyvänsä tuhoamaan satelliitin kiertoradalta. Intia ampui maaliskuussa alas oman satelliittinsa ohjuksella (siirryt toiseen palveluun).

Lue myös:

Kiina suunnittelee miehitettyä lentoa ja tutkimusasemaa Kuuhun

Pence: Yhdysvallat lähettää astronautteja kuuhun viiden vuoden päästä

Kiina julkaisi kuvia Kuun kääntöpuolelta: Kraatterit haasteena mönkijälle