Van Galileo tot BeiDou: iedereen gps-soeverein?

Een Delta II-raket vertrekt vanop Cape Canaveral om een GPS navigatiesatelliet in een baan om de aarde te brengen.

USAF / Carleton Bailie (CC0)

Op maandag 16 december 2019 stijgt een witte raket op in Sichuan, in het binnenland van China. ‘Een lancering die China een nieuw tijdperk doet intreden’, stelt de commentator van de Chinese staatszender CGTN dramatisch op de achtergrond. Aan boord van de raket bevinden zich twee satellieten, die samen het Chinese BeiDou satellietnavigatiesysteem vervolledigen. Dit is een project waar China al sinds 1994 aan werkt, maar dat begin 2020 eindelijk online zal komen voor de hele wereld: het Chinese alternatief voor het Amerikaanse gps-systeem.

GPS of Global Positioning System is zowat de wereldstandaard als het aankomt op satellietnavigatie. Maar gps is lang niet meer het enige systeem.

Dat het door het Amerikaanse leger wordt gecontroleerd, maakt heel wat buitenlandse machten ongemakkelijk. Heel wat landen of regionale machten, zoals Europa, Rusland, Japan en India, bouwen daarom hun eigen alternatieven. Het Chinese BeiDou is daarin de meest recente in rij, maar tegen de achtergrond van de toenemende handelsoorlog tussen de VS en China, waarschijnlijk één van de belangrijkste. Bereikt de globale technologische ontkoppeling nu ook de locatiebepaling van onze smartphone?

Gouden standaard

GPS, ook gekend onder de naam NAVSTAR, blijft de gouden standaard wat betreft satellietnavigatie. Het systeem van minstens 24 satellieten geeft iedereen met een ontvanger zijn of haar locatie op aarde weer.

‘Zo'n gps-ontvanger is eigenlijk een radio’, legt professor Christian Tiberius van de Technische Universiteit van Delft uit. ‘Het ontvangt signalen van satellieten die in een baan rond de aarde vliegen en een radiosignaal uitzenden. Dat signaal, als het ware een kort piepje, omvat de exacte tijd van versturen. De gps-ontvanger bepaalt op basis daarvan hoe lang het signaal erover doet om tot bij de ontvanger te geraken. Door vervolgens het snijpunt van verschillende signalen te berekenen, kan de ontvanger bepalen waar het zich op aarde bevindt.'

De Amerikaanse luchtmacht begon met de ontwikkeling van dat systeem in 1973. Sinds 1993 is het volledig operationeel, maar voordien werd het door de Amerikanen al ingezet. Zo vernietigden ze bij luchtaanvallen tijdens de Golfoorlog van '90-91 met dodelijke precisie Iraakse doelwitten dankzij het systeem.

Voor de burger was 1996 een belangrijk jaar, toen Bill Clinton gsp als “dual-use“-systeem erkende, wat het voor zowel militaire als civiele doeleinden bruikbaar maakte. ‘De documentatie van de publieke versie van de signalen vind je vrij op het internet’, vertelt Tiberius. ‘Een slimme student elektrotechniek kan na een paar maanden opsluiting met die data, zo'n gps-ontvanger in elkaar knutselen. Daar is niet veel geheim aan.'

Vereenvoudigde weergave van gps-navigatie

pixabay (CC0)

Kritieke infrastructuur

Het systeem is relatief makkelijk toegankelijk, maar het ondersteunt ook grote delen van onze economie. Zo is er de locatiebepaling; bijvoorbeeld op onze smartphone of in onze auto. Maar het gaat ook veel verder. ‘Landmeters steunen erop. Wanneer we infrastructuur bouwen gebruiken we satellietnavigatie. Schepen op zee zijn ervan afhankelijk. Air traffic control gebruikt het. Drones vliegen via gps en ga zo maar door’, vat Tiberius het samen.

‘Zelfs onze energievoorziening steunt op die manier op satellieten.’

Daarnaast zijn er toepassingen die tijdsbepaling via het systeem doen. GPS laat ons toe om tijd erg precies te bepalen, door de atoomklokken die de satellieten met zich meedragen. ‘Zelfs onze energievoorziening steunt op satellieten’, vertelt Tiberius. 'Als je verschillende centrales op hetzelfde netwerk aansluit, moeten die afgesteld op elkaar stroom opwekken. Zoniet krijg je een explosie ergens halverwege omdat het netwerk in onevenwicht is. En tegenwoordig zetten we dat soort centrales steeds meer synchroon via GPS.'

GPS is heel wat meer dan je weg vinden in een vreemde stad. Alles van de veiligheid van onze luchtvaart tot onze energiecentrales steunen erop. In 2019 berekende een studie van de Amerikaanse overheid zelfs dat sinds de jaren ‘80, gps alleen al 1,4 biljoen dollar bijdroeg aan de Amerikaanse economie.

En hoe belangrijk de civiele applicaties ook mogen zijn, de militaire zijn dat mogelijks nog meer. ‘Gps vertelt waar schepen of militaire eenheden zich bevinden’, vertelt Bleddyn Bowen, hoogleraar aan de Universiteit van Leicester, waar hij zich specialiseert in de internationale politiek rond ruimtevaart. ‘Maar het gaat verder dan dat. Ballistische raketten worden geleid via dit systeem, en wordt toegepast bij precisie-bombardementen. Een vliegtuig kan nu een raket afschieten die met 95 procent zekerheid een tank zal treffen, dat alles dankzij van satellieten en ruimtevaart.’

Loskoppelen

Satellietnavigatie is dus belangrijk. ‘Het wordt bijna een infrastructuur, een soort van nutsvoorziening’, stelt Tiberius. ‘Het aantal toepassingen dat erop steunt, stijg alleen maar. Dan wil je natuurlijk niet dat iemand als president Trump dat systeem uitzet.’ Dat maakt dat heel wat landen zich oncomfortabel voelen door de dominantie van het Amerikaanse GPS, in handen van het Amerikaanse leger en kiezen ze voor een eigen alternatief.

‘China is al twintig jaar bezig met hun BeiDou systeem’, vertelt Bowen. ‘Ze willen dat hun civiele en militaire infrastructuur niet meer afhankelijk is van de Verenigde Staten, en hun gps-systeem. Als je vandaag in China bent, wil je niet afhankelijk zijn van de VS voor die diensten.’

Rusland heeft al sinds de Koude Oorlog haar eigen GLONASS-systeem. En ook Japan en India bouwen hun alternatieven. Ook Europa zet al jaren in op het Galileo-systeem. Dat systeem telt in totaal 22 bruikbare satellieten die sinds 2016 een beperkte dienstverlening aanbieden. Heel wat smartphones kunnen zich er vandaag al mee verbinden. Niettemin kende de bouw van dat systeem een reeks problemen. Aanvankelijk waren er conflicten over de financiering en in juli 2019 viel het Galileo-signaal weg door een technische fout. Toch zou Galileo, net als BeiDou, in 2020 volledig operationeel worden. ‘Want ook de EU wil meer autonomie van de VS’, stelt Bowen. ‘Ze willen niet afhankelijk zijn voor dit soort technologie’.

Scheiding op twee snelheden

Betekent dit dat de wereld zich steeds meer in technologische eilandjes verdeelt, ontkoppeld van elkaar? Het antwoord daarop is niet eenduidig. ‘Op militair gebied gaan we inderdaad naar een scheiding’, stelt Bowen. ‘Satellietnavigatie heeft doorgaans twee signalen, één voor het leger en één voor civiele toepassingen. Voor die militaire versie wil je natuurlijk zoveel mogelijk onafhankelijkheid. Maar aan de civiele kant gaan we steeds meer naar interoperabiliteit. Ongeveer 40 procent van de smartphones ter wereld ontvangen vandaag al signalen van alle vier de systemen: GPS, GLONASS, Galileo en BeiDou.’

Interoperabel of niet, satellietnavigatie blijkt steeds meer een kritische infrastructuur, die het voorwerp blijkt van internationale machtsstrijd.

We gaan dus naar een systeem op twee snelheden. Op militair vlak komt er steeds meer een scheiding, maar op civiel gebied verbinden we onszelf met zoveel mogelijk systemen tegelijk. ‘Het is mooi dat dit in goed overleg gebeurde‘, stelt Tiberius. ‘Voor de klant maakt het in de toekomst niet uit of die met een GPS, Galileo, BeiDou of GLONASS-satelliet verbindt. Je ontvangt een satelliet, en dat is goed.’

Maar interoperabel of niet, satellietnavigatie blijkt steeds meer een kritische infrastructuur, die het voorwerp blijkt van internationale machtsstrijd. ‘De komende tien jaar zie ik de basistechnologie niet veranderen’, vertelt Tiberius. ‘Ik denk vooral dat er meer satellieten zullen komen. Goed nieuws voor gewone klanten, want je zal een betere ontvangst krijgen. Maar dat betekent ook dat onze afhankelijkheid toeneemt. Overheden zullen zich daarom steeds meer onafhankelijk van elkaar willen maken.’