Os Estados Unidos e a China estão envolvidos em uma nova corrida, no espaço e na Terra, por um recurso fundamental: o próprio tempo.
E os Estados Unidos estão perdendo.
Os satélites de posicionamento global funcionam como relógios no céu, e seus sinais se tornaram fundamentais para a economia global - tão essenciais para as telecomunicações, serviços de emergência e transações financeiras quanto para motoristas e pedestres perdidos.
Mas esses serviços estão cada vez mais vulneráveis à medida que o espaço é rapidamente militarizado e os sinais de satélite são atacados na Terra.
No entanto, ao contrário da China, os Estados Unidos não têm um Plano B para civis caso esses sinais sejam interrompidos no espaço ou em terra.
Os riscos podem parecer tão remotos quanto a ficção científica. Porém, no mês passado, os Estados Unidos disseram que a Rússia poderia lançar uma arma nuclear no espaço, reorientando a atenção para a vulnerabilidade dos satélites. E John E. Hyten, general da Força Aérea que também atuou como vice-presidente do Estado-Maior Conjunto e que agora está aposentado, certa vez chamou alguns satélites de “alvos grandes, gordos e suculentos”.
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As ameaças tangíveis vêm crescendo há anos.
A Rússia, a China, a Índia e os Estados Unidos testaram mísseis antissatélites, e várias grandes potências mundiais desenvolveram tecnologia destinada a interromper os sinais no espaço. Um satélite chinês tem um braço robótico que pode destruir ou mover outros satélites.
Outros ataques estão ocorrendo na Terra. Hackers russos atacaram a infraestrutura terrestre de um sistema de satélite na Ucrânia, cortando a internet no início da guerra no país. Ataques como jamming, que abafa os sinais de satélite, e spoofing, que envia dados enganosos, estão aumentando, desviando voos e confundindo os pilotos longe dos campos de batalha.
Se o mundo perdesse sua conexão com esses satélites, as perdas econômicas chegariam a bilhões de dólares por dia.
Apesar de reconhecer os riscos, os Estados Unidos estão a anos de ter uma fonte alternativa confiável de tempo e navegação para uso civil se os sinais de GPS estiverem fora do ar ou forem interrompidos, segundo documentos e especialistas. O Departamento de Transportes, que lidera os projetos civis de cronometragem e navegação, contestou esse fato, mas não forneceu respostas às perguntas de acompanhamento.
Um plano de 2010 do governo Obama, que os especialistas esperavam que criasse um backup para os satélites, nunca decolou. Uma década depois, o presidente Donald Trump emitiu uma ordem executiva que dizia que a interrupção ou manipulação dos sinais de satélite representava uma ameaça à segurança nacional. Mas ele não sugeriu uma alternativa ou propôs financiamento para proteger a infraestrutura.
O governo Biden está solicitando propostas de empresas privadas, esperando que elas ofereçam soluções técnicas. Mas pode levar anos para que essas tecnologias sejam amplamente adotadas.
Enquanto os Estados Unidos estão atrasados, a China está avançando, construindo o que diz ser o maior, mais avançado e mais preciso sistema de cronometragem do mundo.
A China está construindo centenas de estações de cronometragem em terra e instalando 20 mil km de cabos de fibra óptica no subsolo, de acordo com documentos de planejamento, mídia estatal e trabalhos acadêmicos. Essa infraestrutura pode fornecer serviços de tempo e navegação sem depender de sinais do Beidou, a alternativa chinesa ao GPS. A China também planeja lançar mais satélites como fontes de backup de sinais.
“Devemos aproveitar essa oportunidade estratégica, dedicando todos os nossos esforços para desenvolver capacidades que abranjam todos os domínios - subaquático, terrestre, aéreo, espacial e espacial profundo - o mais rápido possível”, escreveram pesquisadores da China Aerospace Science and Industry Corporation, um conglomerado estatal, em um artigo no ano passado.
A China manteve e atualizou um sistema da época da Segunda Guerra Mundial, conhecido como Loran, que usa torres de rádio para transmitir sinais de tempo por longas distâncias. Uma versão aprimorada fornece sinais para as partes leste e central do país, estendendo-se até Taiwan e partes do Japão. A construção está em andamento para expandir o sistema para o oeste.
A Rússia também tem um sistema Loran de longo alcance que continua em uso. A Coreia do Sul atualizou seu sistema para combater a interferência de rádio da Coreia do Norte.
Os Estados Unidos, no entanto, desativaram seu sistema Loran em 2010, com o presidente Barack Obama chamando-o de “tecnologia obsoleta”. Não havia nenhum plano para substituí-lo.
Em janeiro, o governo e empresas privadas testaram uma versão aprimorada do Loran em torres da Guarda Costeira dos EUA. Mas as empresas não demonstraram interesse em operar o sistema sem a ajuda do governo, por isso a Guarda Costeira planeja se desfazer de todos os oito locais de transmissão.
“Os chineses fizeram o que nós, nos Estados Unidos, dissemos que faríamos”, disse Dana Goward, presidente da Resilient Navigation and Timing Foundation, na Virgínia. “Eles estão decididamente em um caminho para serem independentes do espaço.”
Qual é a alternativa dos EUA para o GPS?
Desde a ordem executiva de Trump, algumas empresas propuseram alternativas, incluindo o lançamento de novos satélites, a criação de sistemas de cronometragem de fibra óptica ou o reinício de uma versão aprimorada do Loran. Mas poucos produtos chegaram ao mercado.
Uma empresa privada, a Satelles, trabalhando com o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos EUA (NIST), no Colorado, desenvolveu uma fonte alternativa de tempo usando satélites que já estavam em órbita a cerca de 780 km acima da Terra.
Os cientistas do NIST afirmam que os sinais são mil vezes mais fortes do que os dos satélites GPS, que orbitam a mais de 20 mil km acima da Terra. Isso os torna mais difíceis de serem bloqueados ou falsificados. E como os satélites de órbita terrestre baixa são menores e mais dispersos, eles são menos vulneráveis do que os satélites GPS a um ataque no espaço.
Os satélites obtêm o horário de estações em todo o mundo, incluindo as instalações do NIST no Colorado e um centro de pesquisa italiano nos arredores de Milão, de acordo com o executivo-chefe da Satelles, Michael O’Connor.
A China tem planos semelhantes para atualizar seu sistema espaço-temporal até 2035. Ela lançará satélites para aumentar o sistema Beidou, e o país planeja lançar cerca de 13 mil satélites na órbita baixa da Terra.
A China afirma que seus investimentos são parcialmente motivados pela preocupação com um ataque americano no espaço. Pesquisadores da Academia de Ciências Militares da China disseram que os Estados Unidos estão “se esforçando ao máximo” para desenvolver suas habilidades de guerra cibernética espacial, especialmente depois que a guerra na Ucrânia trouxe “uma apreciação mais profunda da natureza crítica da segurança cibernética espacial”.
Os Estados Unidos aumentaram seus gastos com defesa espacial, mas a Força Espacial, um ramo das forças armadas, não respondeu a perguntas específicas sobre as capacidades antissatélite do país. Ela disse que estava construindo sistemas para proteger os interesses da nação, já que “o espaço se torna um domínio cada vez mais congestionado e contestado”.
Além do uso civil, os militares estão desenvolvendo opções de backup do GPS para seu próprio uso, inclusive para armas como mísseis guiados com precisão. A maioria das tecnologias é confidencial, mas uma solução é um sinal chamado código M, que, segundo a Space Force, resistirá a interferências e terá um desempenho melhor na guerra do que o GPS civil. No entanto, ele tem sofrido repetidos atrasos.
Os militares também estão desenvolvendo um serviço de posicionamento, cronometragem e navegação a ser distribuído por satélites de órbita terrestre baixa.
Outras contramedidas estão voltadas para o passado. A Academia Naval dos EUA voltou a ensinar os marinheiros a navegar pelas estrelas.
O que acontecerá se os EUA não encontrarem uma solução?
Os sistemas de satélite - GPS dos EUA, Beidou da China, Galileo da Europa e Glonass da Rússia - são as fontes importantes de tempo, e o tempo é a base da maioria dos métodos de navegação.
No sistema GPS americano, por exemplo, cada satélite carrega relógios atômicos e transmite sinais de rádio com informações sobre sua localização e a hora exata. Quando um receptor de celular capta sinais de quatro satélites, ele calcula sua própria localização com base no tempo que levou para esses sinais chegarem.
Carros, navios e sistemas de navegação a bordo de aeronaves funcionam da mesma maneira.
Outras infraestruturas também dependem de satélites. As empresas de telecomunicações usam o tempo preciso para sincronizar suas redes. As empresas de energia elétrica precisam do tempo dos satélites para monitorar o estado da rede e para identificar e investigar rapidamente as falhas. As bolsas de valores financeiras o utilizam para manter o controle das ordens. Os serviços de emergência o utilizam para localizar pessoas necessitadas. Os agricultores o utilizam para plantar com precisão.
Um mundo sem sinais de satélite é um mundo quase cego. As ambulâncias se atrasarão em estradas perpetuamente congestionadas. As chamadas de celular cairão. Os navios podem se perder. As interrupções de energia podem durar mais tempo. Os alimentos podem custar mais caro. A locomoção será muito mais difícil.
No entanto, alguns sistemas civis essenciais foram projetados com uma suposição falha de que os sinais de satélite estariam sempre disponíveis, de acordo com a Agência de Segurança Cibernética e de Infraestrutura dos EUA.
Essa dependência pode ter consequências terríveis. Um relatório recente do Reino Unido mostrou que uma interrupção de uma semana de todos os sinais de satélite custaria à sua economia cerca de US$ 9,7 bilhões. Um relatório anterior estimou o custo para a economia dos EUA em US$ 1 bilhão por dia, mas essa estimativa tem cinco anos.
Por enquanto, as perdas mutuamente garantidas impedem grandes ataques. Os sinais de satélite são transmitidos em uma banda de rádio estreita, o que dificulta que uma nação bloqueie os sinais de satélite de outra sem interromper seus próprios serviços.
Ter o GPS gratuitamente por 50 anos “deixou todo mundo viciado”, de acordo com Goward, da Resilient Navigation and Timing Foundation. O governo não fez o suficiente para disponibilizar alternativas ao público, disse ele.
“Apenas admiraram o problema”, disse ele, “e não o resolveram”.
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