Следва извадка от Pinpoint: Как GPS променя технологията, културата и умовете ни от Грег Милнър.
Базата на военновъздушните сили Шривър се крие на видно място. На половин час път от Колорадо Спрингс, близо до западния край на Източните равнини, той излиза от хълмистите кестеняви полета, видими от самотната щатска магистрала Колорадо 94: няколко ниски сгради и паркинги, осеяни с чудовищни куполообразни антени, оформени като мутантни топки за голф . Нито един самолет не нарушава спокойствието на прерията с ниска трева. Шривър е рядката база на военновъздушните сили, която няма писта. Когато беше командир на 50-та оперативна група, полковник Джон Шоу нарече институционалния си дом „най-голямата база на военновъздушните сили, която светът никога не е виждал“.
Скромният отпечатък на Schriever съдържа една от най-големите концентрации на класифицирани зони в услугата. Много от неговите 8000 военни и цивилни служители работят под земята. Споделяйки района на Колорадо Спрингс с базата на военновъздушните сили Питърсън, академията на военновъздушните сили, армейската инсталация Форт Карсън и ядрения бункер на NORAD, издълбан в планината Шайен, Шривер представлява около половината от 6 милиарда долара, които военните вливат в местната икономика всяка година , като същевременно поддържа хронично нисък профил.
„Къде е точно?“ — учуди се риторично Шоу. „И какво правят там? Кой наистина знае?
„Това, което правим тук, е космосът“, каза Брайън Стюарт, млад лейтенант и един от първите хора, които срещам в деня, когато посетих Шривер. „Ние сме добри в това“, добави той, „и ще разберете защо.“
С активно командване над повечето сателити на военновъздушните сили и водеща поддържаща роля за 175 спътника, принадлежащи на други клонове на армията, 50-то космическо крило отговаря за голяма част от работата, извършена в Schriever. Един от неговите компоненти, 50-та оперативна група, има различни звена, чиито задължения включват надзор на най-строго секретните военни сателитни комуникационни мрежи. Но това е Втората ескадрила за космически операции на Групата, чието дело е най-силно. По цял ден, всеки ден 2 SOPS има една задача: да наблюдава, поддържа и усъвършенства фантастично сложна система, която засяга почти всеки човек на земята.
Те вършат работата си в стая без прозорци в края на поредица от осветени с флуоресцентни лампи коридори, покрай стражи, защитени с карти врати, които задействат аларми, ако останат отворени твърде дълго, и знаци, разрешаващи употребата на смъртоносна сила. Вътре около дузина души, работещи на смени по 12 часа, се подреждат на редици, взирани в мониторите. Някои имат висше образование, други са летци, едва завършили гимназия. Екрани над главите и въртящи се светлини на сирената сигнализират за присъствието на посетители. Дежурният капитан напомня на екипажа да скрие от поглед всички класифицирани материали. Военната полиция никога не е далеч.
Това непретенциозно пространство е Главната контролна станция за глобалната система за позициониране. Екипажите тук непрекъснато наблюдават съзвездие от тридесет и един GPS спътника, обикалящи на повече от 20 000 километра над планетата. На всеки няколко минути някой от Главната контролна станция обявява „предварително преминаване“ и рецитира стъпки от контролен списък, прелюдия към екипажа, който се свързва с един от сателитите, за да актуализира данните си и да извърши поддръжка. По целия свят, от атола Куаджалейн в Тихия океан до южната част на Англия, шестнадесет далечни станции за наблюдение събират данни, отнасящи се до сигнала на всеки сателит, когато идва над хоризонта, като отбелязват неговата скорост и траектория. Сгъстените числа, базирани на 1200 различни протокола, казват на екипите в Schriever как работи сателитът и дали трябва да качат нови инструкции. Няма място за грешка.
Някои хора тук наблюдават активните атомни часовници на борда на всеки GPS сателит, които се синхронизират в рамките на наносекунди с часовниците на всеки друг спътник, всички от които се подчиняват на главния часовник на Военноморската обсерватория на Съединените щати във Вашингтон. Сателитите излъчват непрекъснат радиосигнал който носи информация за това къде е бил и ще бъде сателитът - както и точното време, когато сигналът е напуснал сателита. Сигналът изминава 20 000-километрово пътуване, предизвиквайки особен удар, докато преминава през йоносферата на земята. Когато достига до нас, шестдесет и седем милисекунди по-късно, той е още по-слаб. Капитан Стивън Дъркс, ръководителят на тази смяна, я нарича „шепот от космоса“.
Когато някой запали мобилен телефон в Ню Йорк, или Лондон, или Токио, Карачи, Найроби, Париж, Берлин, Кабул, Сао Пауло, Ванкувър, Сидни, Будапеща или Йоханесбург, процесът е същият. Почти всяко място на земята има пряка видимост към поне четири GPS спътника по всяко време. GPS приемникът в телефона търси четирите най-силни шепота. Като отбелязва произхода на всеки сигнал и времето му на пристигане, приемникът може да изчисли географската ширина и дължина на телефона и да го изрази като точка на карта. Приемникът също може да предостави точното време. Четири сателита, четири измерения. Прецизно изчисляване на пространството и времето.
Тази необикновена система започна като американско военно приложение, начин за подобряване на точността на бомбите и предпазване на пилотите на бомбардировачи. Днес пипалата му са навсякъде. GPS, разбира се, е изключително популярна система за позициониране и навигация. Близо 3 милиарда мобилни приложения, задръстващи телефоните и таблетите по света, използват някаква информация за позициониране, получена от GPS. Между сега и 2019 г. този брой ще се удвои. GPS технологията също е в основата на огромна част от международната икономика. Приблизителната стойност на глобалния GPS пазар през 2011 г., около ,1 милиарда, сега се е утроила. Някои ранни GPS предприемачи се нареждат сред най-богатите хора в света. Но истинското икономическо влияние на GPS не може да се определи количествено. Отчитането на GPS чиповете в смартфони, таблети и компютри, движещи се платформи, като автомобили, кораби и самолети, и различни продукти, свързани с индустриите на услугите, ще доведе до цифра в трилиони долари - „толкова голяма“, според GPS експерт Лен Джейкъбсън, „че е безсмислено за всеки друг, освен за учен“.
Общият брой на GPS приемниците във всички технологични платформи вероятно се движи някъде около 5 милиарда. Използваме GPS, за да проследяваме движенията на заподозрени в престъпления, сексуални престъпници, диви животни, страдащи от деменция и своенравни деца. GPS насочва самолетите към земята и ориентира корабите в морето. Ние носим часовници с GPS. Купуваме специализирани GPS спортни приложения за голф и риболов. Ние използваме GPS, за да локализираме петролни находища. GPS е помогнал за отглеждането на значително количество от храната, която ще ядете днес.
Точна точка: Как GPS променя технологията, културата и умовете ни
КупуваСамият GPS е един от най-точните часовници в света, а също и часовник, който обединява други часовници. Компонентите и възлите на сложните световни системи изискват времева синхронизация, често свързана с GPS времето. GPS отчитането на времето помага за регулирането на електрическата мрежа в цялата й транснационална сложност, прехвърля разговора ви по мобилен телефон от кула на кула, нарязва гласовите предавания на съставни части и ги сглобява отново от другата страна и нарежда милиарди транзакции чрез мрежи за финансова търговия, където милисекунди несъответствията могат да засегнат милиарди долари.
GPS може да записва движението на субатомни частици на стотици мили. GPS помага за прогнозиране на времето. GPS проучва земята и изгражда мостове и тунели. Той знае колко вода има в земята и в струята пепел, издигаща се от вулкан, и как океаните помагат за преразпределението на центъра на масата на планетата. GPS знае кога земята се деформира; той усеща движението на тектоничните плочи до по-малко от милиметър. GPS може да ни помогне да ни каже кога е неизбежно земетресение. GPS може да усети как ледниците се топят, докато планетата се нагрява.
GPS е глобална навигационна сателитна система или GNSS. Поради високата цена и сложната инфраструктура за разработване и поддържане на GNSS съществуват много малко. Всички се контролират от национални държави и всички работят на същите основни технологични принципи като GPS. Само руската ГЛОНАСС предлага еквивалентно пълно глобално покритие и пълно сателитно съзвездие. Разработването на системата Галилео, проект на Европейския съюз и Европейската космическа агенция, започва официално едва в началото на двадесет и първи век. Първият сателит Galileo беше изстрелян през 2011 г. и програмата ще изисква поне още десетилетие, за да достигне пълна работоспособност. Китайската система Beidou, която в момента предлага ограничена услуга, ще се развие приблизително по същото време.
Дотогава GPS ще бъде още по-пълно утвърден. GLONASS, който в момента е измъчван от технически проблеми, все още ще работи с далечна секунда. Много GPS приемници са съвместими с GLONASS, като използват руските сателити като начин за подобряване на GPS изчисленията. Дори когато европейската и китайската системи станат по-пълно оформени и подобни проекти, започнати от Япония и Индия, излязат онлайн, те вероятно ще изпълняват подобна функция, поддържащи греди в сграда, чиято основа е GPS. Galileo и Beidou имат политическа стойност за страните, които ги управляват, начин за обявяване на независимост от Съединените щати, но те вероятно ще бъдат „глобални“ само в покритието си, а не в технологичната си повсеместност. Военновъздушните сили с право наричат GPS „единствената глобална полезност в света“. Той е универсален, безплатен за всички, достъпен за всеки, влияещ на всички. Когато терорист от ISIS получи GPS показание, процесът се разрешава от военните на Съединените щати, които ръководят всяко GPS изчисление.
Министерството на отбраната на САЩ контролира GPS с информация от Министерството на транспорта и други федерални агенции и ежедневните операции, делегирани на Военновъздушните сили. По-голямата част от шестнадесетте станции за наблюдение се контролират от шпионската агенция на Пентагона. Сензорите на борда на сателитите им позволяват да изпълняват двойна функция като детектори за ядрена детонация. GPS е основна част от почти всяка оръжейна система. Поддържането му струва повече от милиард долара годишно.
Подобно на Интернет, GPS възниква отчасти от императивите на Студената война. (Не е историческа случайност, че най-близкото факсимиле до GPS днес е GLONASS, започнато от Съветите няколко години след като САЩ пуснаха GPS.) Въпреки че е по-малко видимо, влиянието на GPS върху света е равно или надвишава това на Интернет. (Интернет не би могъл да работи без прецизно синхронизиране, контролирано от GPS.) Това изглежда странно, защото докато Интернет е огромна база данни, начин за събиране и споделяне на информация, GPS е просто радиоимпулс, наследник на ритмичното мигане, излъчвано от Sputnik . Но този шепот е толкова надежден, толкова подреден и чист, че GPS се превърна в нашия сърдечен пулс. Ако утре се провали, обществото ни ще претърпи огромни сътресения и научни неуспехи.
Тези, които контролират GPS, трябва да поддържат почти невъобразима степен на точност. Нещо толкова фино като натиска на слънчевите лъчи може да измести орбитата на сателита. И часовниците не могат да се поклащат. Целостта на цялата система се основава на измерването на разстоянието между вас и сателита чрез определяне на времето на пристигането на неговия импулс. Тези сигнали се разпространяват със скоростта на светлината. Грешка във времето от само една милионна от секундата ще се превърне в грешка на разстоянието от 200 мили. Казано по друг начин, часовник с граница на грешка от 0,000001 секунди може да открие нюйоркчанин близо до Вашингтон, окръг Колумбия, или парижанин в околностите на Брюксел. Вашият GPS приемник, този в телефона ви, е с точност до няколко метра.
Дори и с всичко това — главната контролна станция, която проектира сателитите, часовниците, измерващи времето с рубидиеви атоми, толкова точни, че няма да изпаднат от крачка след милиони години — това все още не е достатъчно. Подобно на ускорителите на частици и няколко други оперативни системи, създадени от човека, GPS трябва да отчита законите на относителността на Айнщайн. В сравнение с часовниците на земята, времето тече малко по-бавно за часовниците на борда на сателитите, които се движат около земята със скорост 2,4 мили в секунда. GPS сигналът съдържа инструкции за приемника да коригира съответно изчисленията си. Разликата е само няколко микросекунди всеки ден, но ако системата не я отчете, грешките във времето ще се умножат и изчисленията на разстоянието скоро ще се разминат с хиляди мили.
Тази книга разказва историята на GPS и как той се разрасна от прохождащ военен проект до вездесъща технология, която покрива света. Сърдечният ритъм, излъчван от тези тридесет и един GPS спътника, ни дава силата да измерваме и получаваме огромни количества информация за нашата планетарна среда, физическото пространство и човешкото поведение. Неговото изобретение доведе до експлозия на креативност в науката, технологиите и бизнеса. За добро или лошо, той представлява съществена част от инфраструктурата на съвременния живот.
Но има цена: системата може фундаментално да ни промени като човешки същества. Толкова разчитаме на GPS, интегрирали сме го толкова дълбоко в живота си, че може да променя естеството на човешкото познание – вероятно дори да пренарежда сивото вещество в главите ни. Той е толкова потенциално инвазивен, че ни принуждава да преразгледаме лелеяните представи за поверителност. Оставихме го да насити системите на света толкова напълно, че е трудно да си представим живота без него, и толкова бързо, че едва започваме да се изправяме пред възможните последствия. Един единствен пропуск в GPS синхронизацията, независимо дали е инсталиран случайно или злонамерено, може да срине електрическата мрежа, да отвлече дронове или да спре световната финансова система. Сега се доверяваме на нашите устройства толкова много, че ги следваме сляпо по изоставени пътища, над скали и в океана; парковите рейнджъри наричат това „смърт от GPS“.
Историята на GPS също е история на човешката изобретателност. В Schriever казват на посетителите, че GPS официално е разделен на три сегмента. Първият е космическият сегмент: сателитите. Следва контролният сегмент: станциите за проследяване и съоръженията, които качват корекциите на ефемеридите към сателитите. Третият, най-големият, е потребителският сегмент: всеки един от GPS приемниците в света. Работниците в Главната контролна станция обичат да посочват, че отговарят само за първите две. След като сигналът напусне сателита, тяхната работа е свършена. Останалото зависи от нас.
GPS достига до нас като шепот. Ние му даваме глас. Слушайте внимателно и то ще разкаже историята на света днес.
Извадка от Точна точка: Как GPS променя технологията, културата и умовете ни от Грег Милнър. Авторско право © 2016 от Грег Милнър. С разрешение на издателя, W. W. Norton & Company, Inc. Всички права запазени.
