Was passiert, wenn das GPS ausfällt?
Es brauchte nur dreizehn Millionstel Sekunden, um eine ganze Menge Probleme zu verursachen.
Als die US-Luftwaffe im vergangenen Januar einen Satelliten der GPS-Konstellation des Landes vom Netz nahm, wurde versehentlich eine falsche Zeit auf mehrere andere hochgeladen, so dass diese weniger Zeit brauchten, als ein Schuss aus der Kammer dringt, um zu synchronisieren.
Durch den winzigen Fehler wurden GPS-abhängige Zeitmessgeräte auf der ganzen Welt für mehr als 12 Stunden gestört. Während das Problem dank kurzfristiger Sicherungssysteme von vielen Menschen unbemerkt blieb, riefen in Panik geratene Ingenieure in Europa Gerätehersteller an, um die Probleme zu beheben, bevor die globalen Telekommunikationsnetze ausfielen. In Teilen der USA und Kanadas funktionierten die Funkgeräte von Polizei, Feuerwehr und Rettungsdiensten nicht mehr. Das Digitalradio der BBC war in vielen Gebieten zwei Tage lang ausgefallen, und die Anomalie wurde sogar in den Stromnetzen festgestellt.
Trotz seines Namens geht es beim Global Positioning System nicht um Karten, sondern um die Zeit. Jeder Satellit in der Konstellation (24 werden benötigt, und die USA haben mehrere Ersatzsatelliten) hat mehrere Atomuhren an Bord, die untereinander und mit der Koordinierten Weltzeit (UTC) – dem weltweit verwendeten Zeitstandard – auf die Nanosekunde genau synchronisiert sind. Die Satelliten senden kontinuierlich ihre Zeit- und Positionsdaten zur Erde, wo GPS-Empfänger in Geräten vom iPhone bis zum automatischen Traktor die Signale erfassen und anhand der winzigen Unterschiede in der Ankunftszeit eine genaue Position bestimmen.
Was wäre, wenn all diese fliegenden Funkuhren ausgelöscht würden und alles auf dem Boden anfinge, 12:00 Uhr zu blinken?
Während GPS ursprünglich zur Unterstützung der Navigation entwickelt wurde, ist die globale Zeitsynchronisation heute eine viel wichtigere Funktion des Systems. Telekommunikationsnetze verlassen sich auf GPS-Uhren, um die Mobilfunkmasten zu synchronisieren, damit Anrufe zwischen ihnen weitergeleitet werden können. Viele Stromnetze verwenden die Uhren in Geräten, die den Stromfluss in überlasteten Netzen feinabstimmen. Im Finanzsektor werden von GPS abgeleitete Zeitmessungssysteme eingesetzt, um Geldautomaten-, Kreditkarten- und Hochgeschwindigkeitsmarkttransaktionen mit einem Zeitstempel zu versehen. Synchronisierung von Computernetzwerken, digitales Fernsehen und Radio, Doppler-Radar-Wetterberichte, seismische Überwachung, sogar die Sequenzierung von mehreren Kameras bei der Filmproduktion – überall sind GPS-Uhren im Spiel.
Doch der Systemausfall im Januar dieses Jahres wirft eine oft ignorierte Frage auf: Was wäre, wenn all diese fliegenden Funkuhren ausfielen und alles auf dem Boden anfinge, 12 Uhr zu blinken? Laut Mike Lombardi, Metrologieexperte am National Institute for Standards and Technology, “weiß niemand genau, was dann passieren würde”. Da so viele dieser Technologien speziell für GPS entwickelt wurden, ist die beunruhigende Wahrheit, dass es kein Backup gibt”, sagt er.
Das ist kein Geheimnis. Die Besorgnis über die Folgen der Abhängigkeit des Landes von diesem unsichtbaren Hilfsmittel wächst in der Industrie und in Regierungskreisen seit mehr als 15 Jahren, nachdem das Verkehrsministerium im Jahr 2001 einen Bericht über die Notwendigkeit eines Ersatznavigationssystems veröffentlicht hatte. Seitdem gibt es zwar die Möglichkeit, ein solches System zu schaffen, aber ein verschlungener bürokratischer Weg hat seine tatsächliche Umsetzung verhindert. Und das macht viele der alltäglichen Hilfsmittel, auf die die Gesellschaft angewiesen ist, verwundbar, bis es soweit ist.
Es gibt viele Gründe, warum GPS ausfallen könnte.
Ein vorsätzlicher Angriff ist einer davon, wie eine freigegebene Risikoeinschätzung des Ministeriums für Heimatschutz aus dem Jahr 2012 zeigt. Eines der grundlegendsten Probleme des Systems ist, dass seine Signale so schwach sind, dass sie leicht gestört werden können. Lkw-Fahrer mit billigen Störsendern, die sich der Verfolgung durch den Arbeitgeber entziehen sollen, haben unbeabsichtigt Flughafensysteme gestört; Kriminelle, die GPS-Etiketten an gestohlenen Waren in Schiffscontainern vereiteln, haben versehentlich den Hafenbetrieb lahmgelegt. In noch größerem Ausmaß hat Nordkorea Südkorea mit Störungswellen geplagt. (Störsender sind in den USA inzwischen illegal, aber es ist nicht schwer, sie illegal zu beschaffen.)
Spoofers sind sowohl in Bezug auf die Komplexität als auch den Schaden ein paar Stufen höher als Störsender: Systeme, die GPS-Empfänger dazu bringen, sich auf ein nachgeahmtes Signal einzustellen. Spoofers lösen keinen Gerätealarm aus und liefern dem ahnungslosen Nutzer veränderte Zeit- und Positionsdaten. Es wird vermutet, dass der Iran diese Taktik eingesetzt hat, um zwei Patrouillenboote der US-Marine, die im vergangenen Januar im Golf gekapert wurden, in die Irre zu führen.