Guerra Ucraina – Russia: GPS, Putin (non) lo ha dimenticato

Fin dai primi passi, nell’invasione russa dell’Ucraina del 24 febbraio, ha avuto un ruolo importante lo spazio. L’operazione è stata accompagnata da due azioni: un attacco cyber al segmento di terra di Viasat, provider statunitense di comunicazioni satellitari, e una vasta operazione di disturbo dei segnali di posizionamento, tempo e navigazione. Nel primo caso, si è trattato di un attacco di dominio cyber avente come obbiettivo quello spaziale – come ogni operazione multidominio che si rispetti – mettendo fuori uso i terminali di comunicazione presenti sul territorio e danneggiando le capacità di comando e controllo delle forze armate ucraine di cui Viasat è fornitore di servizi.

La seconda azione ha compromesso la precisione dei segnali GPS e Galileo sul confine e lungo le linee offensive russe, ma interferenze e disturbi sono stati registrati anche nelle aree limitrofe che vanno dal Mar Nero al Baltico in direzione di Kaliningrad, con ripercussioni anche sull’aviazione civile.

Le forze russe hanno regolarmente disturbato i segnali dal sistema di posizionamento globale degli Stati Uniti come parte della loro guerra contro l’Ucraina. Questi segnali sono alla base di molti aspetti della guerra moderna, dalla navigazione dei droni di sorveglianza e il puntamento dei missili all’abilitazione delle radio mobili. Il Comando spaziale americano ha fin da subito precisato che negli Stati Uniti e in Europa il sistema GPS non ha ricevuto finora attacchi che possano alterare i segnali e questo significa che per, il momento, i russi «non hanno ancora scatenato le loro significative capacità di guerra elettronica». Capacità a cui le forze militari russe fanno ricorso fin dal conflitto in Crimea nel 2014 ma anche per protezione interna; quando, ad esempio, Vladimir Putin si muove intorno a Mosca, stando al Center for Advanced Defence Studies americano.

I bersagli più sensibili sono gli aerei, i quali, tuttavia, dispongono di antenne in grado di neutralizzare tentativi di disturbo mentre i ricevitori civili restano più facili da alterare. «I russi lo hanno fatto abbastanza regolarmente in tutto il mondo», ha ricordato Ganesh Pattabiraman, ceo di NextNav. Per questa ragione l’amministrazione marittima americana ha diffuso avvertito sul potenziale degrado del segnale Gps alle navi in transito nel Mediterraneo orientale. Le alterazioni provocate producono dati che generano posizione e fusi orari differenti.

Un report delle forze spaziali americane (Ussf), già nelle prime settimane di conflitto, evidenziava che i militari russi avrebbero intensificato l’uso di disturbatori radio (in gergo jammer) sul territorio invaso, prendendo di mira i satelliti della costellazione Navstar-GPS, sistema appartenente alla Difesa Usa, quando sono nella porzione di cielo visibile dai territori contesi. “L’Ucraina potrebbe non essere in grado di utilizzare il sistema di posizionamento globale perché ci sono jammer che impediscono loro di ricevere qualsiasi segnale utilizzabile”, aveva dichiarato all’emittente NBC Nightly News il generale David Thompson, vice capo delle operazioni militari spaziali Usa, precisando: “Certamente i russi comprendono il valore e l’importanza del GPS e cercano di impedire ad altri di usarlo”.

Proprio a fronte di uno scenario sempre più teso, il Dipartimento dei trasporti di Washington ha chiesto di investire di più sui sistemi di difesa civile e l’amministrazione Biden ha stanziato quest’anno 17 milioni di dollari per migliorare la protezione GPS, tre volte tanto gli investimenti rispetto all’anno precedente.

Dana Goward, presidente della Resilient Navigation and Timing Foundation, un gruppo di difesa e membro del comitato consultivo del governo americano sui gps, ritiene che la Russia potrebbe fare di più per prevenire attacchi di precisione in Ucraina. Pur non avendo ancora attaccato fisicamente nessun satellite americano o europeo, la tecnologia e la capacità per farlo non ha mancano a Mosca che possiede un sistema simile, il Glonass, che rispetto a quello occidentale offre più precisione nella zona polare e ha prestazioni minori in quella tropicale ed equatoriale. Considerando che la disponibilità del GPS è tale per cui i militari ucraini possono utilizzarlo liberamente per dirigere droni e rilevare posizionamenti, poterlo rendere inefficiente diventa fondamentale per limitare l’efficacia degli attacchi di Kiev.

Alla guerra elettronica terrestre-spaziale, la Russia non ha lesinato fondi, favorendo lo sviluppo, per esempio, del sistema mobile di terra «Zhitel» che,nelle recenti campagne militari russe, ha bloccato i segnali dei satelliti Inmarsat e Iridium. Nel 2020 ha debuttatoil sistema Tirada-2S in grado di interferire più intensamente sui satelliti di telecomunicazioni. Idem fannoi mezzi mobili Karushka-2 e 4, in grado di interferire con i satelliti radarmentreil programma Bylina-MM sembra incentrato nel «sopprimere i transponder di bordo» dei satelliti. Non a caso il Moscow Times del 2016 titolava ” Il Cremlino mangia il GPS a colazione“. L’agenzia di stampa statale Sputnik, invece, si è spinta ad affermare che le capacità EW russe “rendono inutili le portaerei”.

Nonostante ciò, l’interferenza russa con il GPS in Ucraina non è stata così aggressiva come molti osservatori si aspettavano e c’è chi lo spiega criticando le basse capacità di guerra elettronica russa. Secondo altri osservatori, l’Ucraina non è il nemico di cui Vladimir Putin è veramente preoccupato. Le sue preoccupazioni si concentrano sugli Stati Uniti e la NATO. In quest’ottica, il dispiegamento delle armi elettroniche più sofisticate e potenti della Russia in Ucraina consentirebbe agli avversari di studiare tecnologie e tattiche. Ciò porterebbe allo sviluppo di contromisure e renderebbe le armi meno efficaci nei conflitti futuri.

Ma per quali altri motivi il GPS sembra , per il momento, essere stato tralasciato nella guerra tra Mosca e Kiev? Perché la Russia non ha ancora sferrato un attacco a questa infrastruttura, decisiva per l’Ucraina, ma non meno importante anche per l’Occidente? Lo abbiamo chiesto a Serge Besanger, Professore presso l’ESCE International Business School dell’INSEEC U Research Center (OMNES Education).

Professor Besanger, partiamo dall’abc. Cos’è e come funziona il GPS?

Progettato inizialmente per applicazioni militari, il Global Positioning System è un sistema di posizionamento satellitare appartenente al Pentagono, utilizzato anche per un gran numero di applicazioni civili. Che si tratti di logistica, trasporti, agricoltura, finanza, industria, difesa o sicurezza, oggi il GPS garantisce un posizionamento preciso in qualsiasi parte del mondo. Il primo satellite GPS è stato messo in orbita nel 1978e la copertura globale è stata completata nel gennaio 1995. Il sistema GPS oggi si basa su una costellazione di 31 satelliti che consente a un utente situato in qualsiasi punto del globo di avere permanentemente almeno quattro satelliti all’interno gamma. I satelliti GPS si muovono in orbite circolari a un’altitudine di 20.200 km. Il sistema è principalmente noto al grande pubblico per le sue applicazioni di geolocalizzazione, come il Waze; ma i suoi usi sono in realtà molto vari. Un satellite infatti comprende quattro orologi atomici, sincronizzati e tracciabili, che fungono da riferimento per miliardi di utenti. Il cronometraggio GPS è così preciso che ora svolge un ruolo fondamentale nell’industria globale. Ad esempio, le moderne centrali elettriche si affidano a questa sincronizzazione per modificare, adattare e seguire le richieste di energia elettrica e regolare la produzione di energia. Inoltre, i mercati finanziari globali si affidano anche al tempo GPS per registrare miliardi di transazioni giornaliere in millisecondi.

Quanti sistemi GPS esistono e a quali Paesi appartengono?

Russia, poi UE e infine Giappone e Cina hanno allestito proprie costellazioni di satelliti: rispettivamente Glonass nel 1993, Galileo nel 2011, QZSS e Beidou nel 2018. Il nome GPS, specifico del sistema americano, tende quindi ad essere sostituito da “ Global Navigation Satellite System ” (SMNS) .

Starlink di Elon Musk è anche un sistema GPS?

No.

Perché il GPS è un’”infrastruttura vulnerabile”? E a quali minacce è vulnerabile?

I segnali GPS costituiscono quindi un’infrastruttura essenziale… ma eminentemente vulnerabile. In primo luogo, a causa di minacce naturali, come i brillamenti solari dell’estate 2022, che hanno sconvolto la ionosfera impedendo il passaggio dei segnali GPS. Queste tempeste stanno diventando più frequenti. Il nostro sole è infatti entrato in un nuovo ciclo, il cui picco di attività è previsto per il 2025-2026. Un grande brillamento solare potrebbe mettere fuori servizio diversi satelliti, temporaneamente o permanentemente. Oltre a ciò, il GPS è esposto a tutti i tipi di minacce create dall’uomo, che vanno dal jamming all’hacking, agli attacchi informatici e persino agli attacchi fisici. Ad oggi non sono state effettuate minacce di attacco fisico ai satelliti GPS (ma uno scenario del genere non può essere escluso, visto il rapido sviluppo delle armi anti-satellite). D’altra parte, stiamo già assistendo a un rapido aumento degli incidenti, sia intenzionali che non intenzionali. Secondo il progetto Strike3, iniziativa europea volta a limitare l’esposizione del continente al “rischio GPS”, nel solo mese di aprile 2018 sono stati rilevati più di 21.000 eventi di interferenza nelle comunicazioni aeroportuali, negli otto principali aeroporti europei. Di questi, 1.141 sono stati identificati come interferenza deliberata. Un attacco informatico spaziale può causare interruzioni, portare alla perdita di dati o addirittura portare alla perdita di un satellite o di un’intera rete di satelliti. Assumendo il controllo del sistema di comando e controllo di un satellite, un utente malintenzionato potrebbe modificarne l’orbita, interrompere le comunicazioni o persino disabilitarne l’elettronica. Come nella maggior parte degli attacchi informatici terrestri, l’attaccante potrebbe utilizzare i server dirottati senza lasciare traccia.

Quali sono i sistemi GPS piu vulnerabili?

I satelliti stessi.

In che modo si possono rafforzare le costellazioni GPS?

È possibile duplicandoli, ossia utilizzando megacostellazioni originariamente previste per Internet e non GPS. Ex Starlink. I segnali dai satelliti Starlink di Elon Musk potrebbero in futuro essere modificati per funzionare come un GPS SE.

Lei ha scritto: “Le forze armate contemporanee, in particolare in Occidente, hanno sviluppato un’acuta dipendenza dal sistema GPS”. Ci puoi fare qualche esempio? E questa dipendenza è più un vantaggio o più uno svantaggio?

È sia un vantaggio sia uno svantaggio. La dipendenza dal sistema GPS riguarda la geolocalizzazione, la guida missilistica o la navigazione in mare o in aria. I proiettili di artiglieria “intelligenti”, così come i razzi Himar, grazie alla loro sofisticata guida GPS, sono in grado di colpire con una precisione inferiore ai 2 metri un bersaglio situato a diverse decine o addirittura centinaia di chilometri di distanza, come dimostrato con successo da Artiglieria ucraina nelle ultime settimane.

‘Jamming’: cos’è e con quali strumenti viene messo in atto?

Il jamming mira a trasmettere un segnale più forte nella stessa banda di frequenza del GPS per interrompere i suoi segnali. Disponibili per poche decine di euro, i dispositivi di disturbo sono spesso utilizzati nei furti di veicoli da parte di teppisti. I dispositivi civili hanno una portata di poche decine di metri, mentre i dispositivi militari possono disturbare o addirittura interrompere i segnali GPS per diverse centinaia di chilometri intorno. Durante l’operazione Iraqi Freedom nel 2003, la società russa Aviaconversiya ha fornito alle forze armate irachene dispositivi di disturbo GPS, del peso inferiore a 8 kg e con una portata di 200 km. La minaccia era stata ritenuta sufficientemente grave perché gli attacchi della coalizione prendessero di mira questi dispositivi come priorità. Più vicino a casa, a Nantes nel 2017, un tecnico delle vendite non è riuscito a spegnere il suo jammer GPS consumer lasciato nel suo veicolo parcheggiato all’aeroporto. Il disturbatore ha gravemente interrotto l’operatività dell’aeroporto, e il rischio di una collisione aerea ha portato all’intervento della gendarmeria che ha geolocalizzato e poi neutralizzato il disturbatore. All’altra estremità del continente, la Corea del Nord si impegna regolarmente, per uno scopo oscuro, in campagne di disturbo contro aerei civili o militari sudcoreani. Diverse centinaia di aerei civili possono essere presi di mira ogni mese, secondo l’autorità coreana per l’aviazione civile. Il jamming è, fondamentalmente, un’operazione relativamente facile, in quanto i segnali provenienti dal GNSS – GPS come Galileo – sono deboli rispetto a quelli emessi dai jammer. Il segnale di un GPS può essere paragonato al rumore emesso da una cicala, mentre il suo disturbo per interferenza si avvicina a quello di un aereo a reazione.

Come descriverebbe gli arsenali di ‘jamming’ dei vari Paesi?

Tutti i paesi li hanno è abbastanza semplice I bloccanti del segnale GPS partono da 10 euro per le versioni civili.

Perché, secondo Lei, la Russia non ha ancora attaccato i sistemi GPS?

La Russia dispone di apparecchiature anti-GPS e armi anti-satellite estremamente sofisticate. In passato ha disturbato i segnali GPS della NATO su un’ampia regione, vale a dire l’Artico, durante le esercitazioni militari della NATO dell’autunno 2018. Nel 2021, quando la Russia aveva appena distrutto uno dei suoi satelliti nello spazio, un commentatore televisivo russo disse nel 2021 che la nazione avrebbe potuto “accecare la NATO” abbattendo tutti i satelliti GPS. Oggi in Ucraina, le forze russe disturbano regolarmente i segnali GPS in una parte del teatro delle operazioni. Tuttavia, questo disturbo non è così completo come alcuni osservatori si aspettavano. Il motivo principale è che le stesse forze russe hanno un disperato bisogno del GPS. I ricevitori GPS, infatti, sono molto diffusi, molto più economici e facili da usare rispetto ai ricevitori Glonass. Come prova, i caccia russi abbattuti hanno scoperto di avere ricevitori GPS civili attaccati ai loro cruscotti. Il loro sistema, Glonass, dipende da terminali prodotti in piccolissime quantità quindi non c’è alcun effetto di scala; I terminali GPS sono prodotti ovunque e costano 10 euro, quindi è più economico per un aviatore russo, ad esempio, procurarsi un terminale GPS in Cina e fissarlo sul cruscotto piuttosto che aspettare che i suoi superiori gli trovino un terminale Glonass Ci sono pochissimi terminali Glonass e il Glonass è abbastanza impreciso. Inoltre, l’Ucraina utilizza ancora grandi scorte di armi di epoca sovietica, che difficilmente sarebbero influenzate da forme di guerra elettronica.

Lei ha scritto: “Da diversi anni, le forze armate occidentali si stanno preparando ad uno scenario di completa e prolungata interdizione di sistemi di posizionamento a navigazione satellitare: ‘GPS Blackout’”. In cosa consiste concretamente questo scenario e quali conseguenze avrebbe?

Le potenze nemiche distruggerebbero in tutto o in parte la costellazione di satelliti GPS e/o ostruirebbero vaste aree. conseguenze: su vaste aree, i paesi occidentali perderebbero tutti gli accessi GPS per la loro logistica, trasporto, finanza, difesa ecc. ecc.

Quali soluzioni ha trovato l’Occidente ad un ‘GPS Blackout’?

Le esercitazioni NATO ora simulano un conflitto simultaneo ad alta intensità, a fuoco rapido, in un ambiente con comunicazioni gravemente degradate e in cui si verifica un’interruzione importante del GPS per settimane o addirittura mesi. Gli eserciti occidentali stanno prendendo in considerazione soluzioni alternative per mantenere le proprie capacità di combattimento a un livello adeguato: lanciare missili senza GPS e… utilizzare il sestante come strumento di navigazione in mare. Tra le soluzioni più tecniche, gli eserciti occidentali si rivolgono alla creazione di reti di pseudo-satelliti, o pseudoliti, tramite antenne terrestri, al fine di creare un sistema di localizzazione “a teatro”, al contrario del GPS che è di natura globale. Questo tipo di sistema consente una migliore resilienza ed è anche molto meno costoso da implementare. L’Occidente sta lavorando su un’alternativa basata su megacostellazioni di tipo starlink ma elon musk è contrario per il momento. Sono emersi sistemi piuttosto vecchi, come il sistema di navigazione Astro-inerziale (ANS, in francese: sistema di navigazione inerziale riadattato dall’avvistamento stellare) , al fine di garantire la ridondanza con il GPS. L’ANS equipaggia alcuni velivoli americani, tra cui l’ aereo spia BlackBird SR71. Sebbene meno preciso del GPS, ANS consente la geolocalizzazione e la geolocalizzazione entro 100 metri. Infine, l’ente pubblico americano DARPA– creatore di Internet negli anni ’60 – sta attualmente lavorando su un’altra tecnologia ritenuta “molto promettente”, l’ASPN: All-Source Positioning and Navigation. Si tratta qui di utilizzare segnali di opportunità, come la radio, le antenne ripetitrici e la televisione, per posizionarsi. La sua controparte britannica, ARIA, sta lavorando a un sistema di navigazione chiamato NAVSOP, per Navigation via Signals of Opportunity , basato su principi identici.

È da escludere, da parte russa, l’attacco ai sistemi GPS con armi cinetiche o, addirittura, munizioni EPR?

No, sono possibili, ma non in questa fase della guerra perché il GPS è essenziale anche per loro.

Quale potrebbe essere la risposta NATO ad un attacco russo ai sistemi GPS?

‘Appropriata risposta’ è quello che dice la NATO senza voler dire di più sarebbe inutile specificare quale sarebbe.