O mundo está cheio de zonas sem GPS. Eis o que vem a seguir

Países e indivíduos estão implantando sistemas de guerra eletrônica baratos, porém cada vez mais sofisticados, principalmente para impedir ataques de drones e munições inteligentes. Alguns bloqueadores, que abafam os relativamente fracos sinais de GPS vindos de satélites a cerca de 19 mil quilômetros de altitude, são do tamanho de um celular e custam menos de US$ 100.

A interferência já havia se tornado comum ao longo da fronteira entre Rússia e Ucrânia. Agora, o Estreito de Ormuz — por onde passa cerca de 20% do petróleo transportado no mundo — também está sendo afetado por esses ataques eletrônicos.

A chamada “negação de GPS” é um dos fatores que tornam essa rota marítima perigosa para navegação em razão da nova guerra entre os Estados Unidos e o Irã, afirma Ami Daniel, diretor-executivo da empresa de inteligência marítima Windward.

No norte da Europa, voos já foram obrigados a retornar quando sinais de GPS foram bloqueados perto de aeroportos. Em um caso, um avião que transportava a presidente da Comissão Europeia teve de desviar para outro aeroporto.

Segundo depoimento apresentado ao Congresso dos EUA, a taxa de acerto de uma arma americana guiada por satélite caiu de 70% para 6% na Ucrânia depois que a Rússia passou a usar bloqueadores de GPS em larga escala. A Rússia e outros países também utilizam spoofing, transmitindo sinais falsos de GPS para confundir receptores.

No Estreito de Ormuz, a interferência faz com que navios cargueiros e petroleiros apareçam nos mapas como se estivessem em terra firme, segundo dados da Windward.

O velho e conhecido Global Positioning System — criado pelos Estados Unidos durante a corrida espacial e dependente de sinais tão fracos que é quase um milagre que dispositivos consigam detectá-los — está mostrando sua idade.

Provedores de sistemas financeiros e de telecomunicações, companhias aéreas e outros serviços vitais estão buscando alternativas adequadas. Engenheiros trabalham em algumas delas há anos — em certos casos, há décadas — e algumas já estão em uso ou perto de uma adoção mais ampla.

Miniaturizando a orientação de mísseis

Muito antes de os EUA terem 31 satélites de GPS cobrindo o planeta, o Departamento de Defesa precisava de uma forma de garantir que mísseis balísticos encontrassem seus alvos. Os engenheiros recorreram aos sistemas de navegação inercial usados nos primeiros foguetes.

Esses sistemas utilizam giroscópios para medir aceleração em qualquer direção e calculam mudanças de velocidade com ajuda de um computador. Desde que o sistema conheça sua posição inicial no mapa e considere fatores como vento e outras variáveis, é possível determinar a localização com alto grau de precisão.

As versões modernas substituíram giroscópios físicos por sistemas ópticos. Eles não podem ser bloqueados como o GPS, mas os melhores custam milhões de dólares, por isso seus principais clientes são forças militares e operadores de frotas marítimas ou aéreas.

Mario Paniccia, diretor-executivo da Anello Photonics, quer transformar esses sistemas grandes e caros em microchips baratos e pequenos o suficiente para caber dentro de um telefone.

Ao substituir fibras ópticas e lasers por eletrônica óptica baseada em chips, sua empresa já conseguiu reduzir esses sistemas a um tamanho sem precedentes. A geração mais recente da Anello Photonics é um pequeno cubo de cerca de 2,5 centímetros, com consumo de energia tão baixo que pode ser usado em drones.

Detectando o magnetismo da Terra

Sob nossos pés, enormes anomalias distorcem o campo magnético da Terra: rochas do tamanho de Manhattan, meteoritos gigantes enterrados e partes da crosta terrestre que se solidificaram quando os polos estavam invertidos.

Na empresa de sensoriamento quântico SandboxAQ — um spin-off da Alphabet— Luca Ferrara lidera uma equipe que desenvolve um sistema capaz de ajudar navios e aviões a navegar em áreas sem GPS ao detectar essas anomalias magnéticas únicas.

Usando sensores magnéticos quânticos ultrassensíveis, é possível ler esse campo como uma bússola e comparar as variações com mapas magnéticos previamente existentes.

Outras startups, como a australiana Q-CTRL, também trabalham em sistemas semelhantes. A vantagem é que não podem sofrer interferência eletrônica; a desvantagem é que não são tão precisos quanto o GPS.

Isso pode ser suficiente para navios e aviões — ou para munições inteligentes que só precisam chegar perto do alvo antes de usar visão computacional.

Navegação visual com câmeras

A navegação visual — que compara o que uma câmera vê com pontos de referência em um mapa — existe há décadas. Na guerra entre Rússia e Ucrânia, o controle humano de drones está sendo cada vez mais substituído por reconhecimento de alvos com IA e navegação visual.

Uma das startups nesse setor é a Vermeer, de Nova York. A empresa começou desenvolvendo sistemas de navegação visual para drones usados em filmagens. Quando esse mercado encolheu em 2019, o fundador Brian Streem mudou o foco para aplicações militares.

Ele passou grande parte dos últimos dois anos em Kyiv e hoje tem partes das forças armadas dos Estados Unidos entre seus clientes.

Streem afirma que mísseis de cruzeiro usam navegação visual desde os anos 1950, mas o processamento moderno tornou os sistemas muito mais poderosos e eficientes.

“Os dados de mapa são melhores, a resolução das câmeras é melhor”, diz. “Tudo melhorou mil vezes para que isso realmente funcione.”

Combinando diferentes tecnologias

O maior desafio dessas alternativas é que o GPS, quando funciona, é onipresente e extremamente preciso. Nenhuma tecnologia isolada consegue fazer tudo o que ele faz.

Os sistemas de navegação inercial, por exemplo, acumulam erro ao longo do tempo. Se a estimativa de direção ou velocidade estiver ligeiramente errada, a posição calculada se torna cada vez menos precisa.

Sistemas atuais em cargueiros e petroleiros conseguem substituir o GPS por até um dia. “Eles não foram projetados para operar completamente sem GPS por uma ou duas semanas”, diz Ami Daniel, da Windward.

Por isso, especialistas afirmam que o futuro da navegação sem GPS será baseado em várias tecnologias complementares.

A startup Vatn Systems, de Rhode Island, desenvolve veículos submarinos autônomos usados em missões como vigilância submarina e entrega de explosivos.

Seus veículos combinam navegação inercial com sonar passivo e ativo para localizar alvos. A empresa também testa a tecnologia da Anello Photonics para permitir que seus minissubmarinos percorram quilômetros debaixo d’água — onde o GPS não funciona — e naveguem na superfície em áreas com bloqueio de sinal.

Segundo o cofundador Nelson Mills, o segredo é usar todos os sinais disponíveis, incluindo sonar e até dados de localização inseridos manualmente no início da missão.

Essas novas alternativas ao GPS tendem a ficar cada vez menores e mais baratas. Porém, para chegar ao mundo civil — de drones de entrega e carros autônomos a navios de cruzeiro e aviões comerciais —, precisarão passar por anos de testes e aprovações regulatórias.

Os sensores magnéticos da SandboxAQ podem levar anos para chegar à aviação comercial, mas podem entrar em uso militar em cerca de 18 meses, diz Ferrara.

Guerras, como sempre, acabam sendo laboratórios para o desenvolvimento e a adoção rápida de novas tecnologias.

Traduzido do inglês por InvestNews