Dependemos demasiado del GPS para saber la hora

El 17 de octubre, los controladores aéreos del Aeropuerto de Dallas-Fort Worth, en Texas, recibieron un aviso preocupante. Se les advirtió de que las interferencias en el GPS hacían que la navegación no fuera fiable en un radio de 40 millas náuticas del aeropuerto. El incidente, que provocó el cierre de una pista, se hizo eco de un fallo similar del GPS en el Aeropuerto Internacional de Denver en enero. Según un informe, se evitó una colisión en los cielos de Colorado sólo en el último momento.

La aviación es sólo uno de los sectores que dependen del GPS o, más exactamente, del GNSS — sistema global de navegación por satélite, término que engloba todas las constelaciones de navegación por satélite, entre las que se encuentran el GPS y Galileo — para saber la hora y la posición. Otros sectores, como el de la energía, las telecomunicaciones y la radiodifusión, también dependen del GNSS para la sincronización, y pueden verse sumidos en el caos si se interrumpen las señales del espacio. Por ello, el Laboratorio Nacional de Física (NPL, por sus siglas en inglés), el cronometrador oficial del Reino Unido, está diseñando un sistema de señalización horaria que no hará uso de los satélites, lo cual lo hará más robusto contra las interferencias accidentales o deliberadas.

Aunque la mayoría de nosotros rara vez piensa en el papel que desempeña la precisión horaria en la vida cotidiana — excepto, quizás, cuando los relojes cambian una hora para marcar el cambio de estación, como ocurrirá en gran parte de Europa y de América de Norte los próximos fines de semana — los esfuerzos del NPL por proteger la integridad de las señales horarias afirman lo importante que es esta utilidad invisible.

El estándar mundial para el cronometraje de la hora civil es el tiempo universal coordinado, o UTC, por sus siglas en inglés. Se deriva de los datos recogidos de los relojes atómicos que se mantienen en más de 70 laboratorios de cronometraje de todo el mundo. Los datos se promedian mensualmente y se publican en un boletín. De vez en cuando se añaden segundos intercalares para garantizar que el tiempo medido por los relojes atómicos no se desvíe de la rotación de la Tierra. Los satélites GNSS, que llevan relojes atómicos a bordo, están sincronizados con el UTC.

"Prácticamente toda la infraestructura digital depende de alguna manera del GPS o del GNSS para la hora", dice Leon Lobo, que dirige el Centro Nacional de Cronometraje del NPL y dirige su proyecto Resilient Enhanced Time Scale Infrastructure (Infraestructura Resiliente de Escala de Tiempo Mejorada). Pero esa dependencia expone la infraestructura a una vulnerabilidad conocida: las señales del espacio son relativamente débiles y pueden ser interferidas o bloqueadas mediante interferencia electrónica.

Las interferencias benignas pueden provenir de una gran cantidad de fuentes: ejercicios militares planificados con equipos electrónicos, tormentas solares e incluso algunas zonas urbanas edificadas. Los problemas también pueden ser de origen maligno. Se sospecha que Rusia ha interferido las señales de GPS en Ucrania, obstaculizando la navegación y la cartografía. El "spoofing" es otro riesgo, sobre todo en el transporte marítimo. Esto sucede cuando se transmiten señales falsas para anular las señales GNSS auténticas, atrayendo potencialmente a las embarcaciones a lugares donde pueden ser secuestradas.

Ya sea de forma intencional o no, las señales poco fiables son una mala noticia en general. Pueden provocar la suspensión de vuelos, como en Denver y Texas, interrumpir los servicios de emergencia y afectar las redes eléctricas. Equilibrar las cargas eléctricas para evitar interrupciones requiere conocer las corrientes en los distintos nodos de la red con una sincronización precisa. "Las diferentes partes de la red tienen que estar sincronizadas, y eso se hace a través de un sistema de monitorización que obtiene sus señales horarias del GPS", explica Lobo. "Es verdaderamente importante poder proteger este tipo de infraestructuras proporcionando señales horarias independientes de los satélites".

Uno de los planes es construir múltiples emplazamientos seguros en todo el Reino Unido conectados por una red de fibra óptica, que luego distribuye las señales horarias terrestres por todo el país. El NPL, que emite una señal horaria nacional desde un transmisor de radio en Cumbria, ya proporciona un enlace de fibra óptica dedicado a la City de Londres, lo cual permite marcar el tiempo de las transacciones del mercado con una precisión de microsegundos (la precisión permite el análisis forense de operaciones inusuales). Otra opción es utilizar los satélites de comunicaciones en lugar del GNSS. La clave, dice Lobo, es construir una red de cronometraje terrestre con diferentes modos de operación — y, por lo tanto, diferentes modos de fallo — para que siempre haya un respaldo.

La Administración Federal de Aviación de EEUU, que aún no ha informado sobre las causas de los incidentes de Denver y Texas, quiere abandonar el GNSS para 2025, un plazo que Lobo califica de "increíblemente agresivo". La revisión Blackett de 2018 del gobierno del Reino Unido reveló que una pérdida de los servicios GNSS le costaría a la economía nacional unos £1 mil millones al día, y aconsejó que se añadiera al Registro Nacional de Riesgos.

Eso fue, por supuesto, antes de la pandemia. Desde entonces, nuestra infraestructura digital es aún más crítica. Los tiempos han cambiado, y la forma de certificar el tiempo debe cambiar también.