El Sistema de Posicionamiento Global / Global Positioning System (GPS) es un sistema de navegación por satélite que proporciona información de posicionamiento, navegación y tiempo (PNT) a usuarios con equipo GPS en todo el mundo. El programa GPS es propiedad del gobierno de los Estados Unidos (EE.UU.) y está operado por la Fuerza Aérea de los Estados Unidos. El programa GPS se financia a través del presupuesto de defensa de los EE.UU. El presupuesto para el programa GPS en el año fiscal 2023 fue de $1.4 mil millones. El presupuesto del programa se utiliza para mantener y modernizar la constelación de satélites GPS, así como para desarrollar nuevas capacidades tecnológicas para el sistema GPS.
El GPS se ha convertido en una infraestructura crítica que toca casi todos los aspectos de la vida moderna y las operaciones militares. Si bien el GPS es ampliamente visto como una columna vertebral indispensable de la economía mundial, se considera simultáneamente un frágil sistema tecnológico vulnerable a sofisticadas técnicas de guerra electrónica y a la interrupción de las señales. Las preocupaciones sobre las vulnerabilidades del GPS se intensificaron en 2022, alimentadas por los crecientes informes de incidentes de interferencias y falseamiento, amplificando las preocupaciones sobre la fragilidad del sistema. En respuesta, el Pentágono ha puesto en marcha iniciativas para mitigar estas vulnerabilidades, un enfoque clave es reducir la dependencia del GPS mediante la integración de tecnologías alternativas de posicionamiento, navegación y sincronización estadounidense / positioning, navigation, and timing test solutions (PNT), que están siendo desarrolladas por la industria comercial.
El programa GPS es un componente de la infraestructura crítica de los EE.UU., técnicamente el sistema GPS se utiliza para una amplia variedad de aplicaciones, incluyendo navegación, sincronización y seguimiento. El sistema GPS también es utilizado por una diversidad de industrias, incluyendo el transporte, la agricultura y la construcción. El programa GPS es un activo valioso para los EE.UU. El sistema GPS proporciona una serie de beneficios a los usuarios, incluyendo una mayor precisión, una mayor eficiencia y una mayor seguridad; además el programa GPS también contribuye de manera significativa a la economía de los EE.UU.
De acuerdo con el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología / National Institute of Standards and Technology (NIST), del Departamento de Comercio de los EE.UU., que impulsa la innovación y la competitividad industrial de EE.UU. promoviendo la ciencia, los estándares y la tecnología de medición de forma que mejoren la economía, el GPS ha proporcionado más de 1,4 billones de dólares en beneficios económicos a los EE.UU., a través de los ámbitos militar -Departamento de Defensa (DoD)-, civil, comercial y científico del sistema satelital. El GPS y otros sistemas mundiales de navegación por satélite (GNSS) han transformado a la industria del petróleo y el gas, que alimentan operaciones militares en todo el mundo. De acuerdo con la Oficina de Rendición de Cuentas del Gobierno / Government Accountability Office (GAO), el DoD es el mayor comprador del gobierno y consumidor de combustible, que compró 10,300 millones de dólares (mdd) en 2022. Además, las aerolíneas comerciales, que transportan a los miembros del servicio del DoD, los civiles y los contratistas de servicio temporal a más de 4.800 emplazamientos en 160 países, utilizando 1,4 mdd de combustible para aviones por día durante 2023. Además de la seguridad nacional, los satélites civiles y comerciales, confiados por el DoD, se lanzan al espacio utilizando una combinación de productos especializados del petróleo de cohetes y oxígeno líquido.
Algunos detalles a destacar sobre el presupuesto del programa GPS son los siguientes. El presupuesto del programa GPS se divide en tres categorías principales: Adquisición, esta categoría incluye fondos para la compra de nuevos satélites GPS; Operaciones y mantenimiento, esta categoría incluye fondos para el funcionamiento y mantenimiento de la constelación de satélites GPS existente, Investigación y desarrollo, esta categoría incluye fondos para el desarrollo de nuevas capacidades para el sistema GPS. En los últimos años el presupuesto del programa GPS ha aumentado significativamente, lo que se debe esencialmente a la creciente demanda de servicios GPS, así como a la necesidad de modernizar el sistema GPS por cuestiones de seguridad nacional. Debido a que las señales civiles y militares GPS son vitales para la seguridad nacional de EE.UU. se espera que el presupuesto del programa GPS continue incrementando considerablemente en los próximos años, debido a la creciente importancia del sistema GPS para el gobierno de los EE.UU. y el mundo.A nivel táctico y estratégico, los comandos estadounidenses dependen de señales militares encriptadas de GPS para ejecutar múltiples operaciones, incluidas las cinéticas. La precisión y la seguridad son vitales para estas operaciones, y el GPS/GNSS proporciona precisión a nivel de centímetro durante las misiones que también utilizan sistemas satelitales para determinar la ubicación de sus objetivos. No obstante, la naturaleza crítica de las señales civiles GPS para las operaciones militares, particularmente en mantener a las fuerzas armadas apoyadas, suministradas y transportadas a las zonas en conflicto de todo el mundo, el presupuesto frecuentemente pasa por alto la reposición y mantenimiento de las constelaciones satelitales. En Ucrania y Medio Oriente, las armas inteligentes se degradan o neutralizan, los drones y misiles se desvían o se devuelven a los adversarios. En el mar Báltico, el mar de China meridional, entre otros lugares, la negación y manipulación de las señales de navegación por satélite se han convertido en una actividad recurrente. Por lo que, estas evidentes vulnerabilidades ponen de relieve preocupaciones añejas sobre la capacidad del GPS y otras capacidades PNT, para mantener el poderío militar y económico estadounidense sustentado.
Algunas iniciativas del DoD desvían fondos para construir satélites GPS militares, que operan en la órbita terrestre media / Medium Earth Orbit (MEO), se concentran solo en ejecutar misiones cinéticas debido a las amenazas existentes, generando desafíos para la seguridad nacional. La resiliencia en la arquitectura basada en el espacio, posicionamiento, navegación y sincronización (PNT), sólo se puede lograr financiando programas que hagan posibles operaciones cinéticas, entre otras operaciones militares.
El GPS es uno de los programas actuales del DoD, producido por asociaciones militar-civiles-comerciales excepcionalmente exitosas, porque los satélites que transmiten el tiempo, las señales militares y civiles son fiscalmente responsables, sirven a diversos propósitos, y son técnica y operacionalmente sólidos. Por ello, el Congreso debe invertir en la próxima generación de satélites GPS que incluyan las tres señales y financiar programas que incorporen satélites PNT que operen en la órbita baja terrestre / Low Earth Orbit (LEO) que ofrecen diversificación orbital, de señal y espectro, aumentando aún más la resiliencia de la arquitectura nacional de PNT.
Aunque menos destacadas que las señales militares encriptadas por GPS, las señales civiles GPS son igual de vitales para las operaciones militares. Las mejoras futuras, incluyendo nuevos satélites y sistemas PNT basados en la LEO, fortalecerán aún más la resiliencia y las capacidades de los EE.UU. y la arquitectura PNT para todos los usuarios. Este enfoque no sólo garantiza un posicionamiento y navegación precisos para los usuarios militares y civiles, sino que también apoya infraestructuras críticas como redes de comunicación y redes eléctricas. Con una tasa de disponibilidad de más del 99% y un promedio de precisión a nivel de un metro, el GPS ofrece economías significativas de escala y valor para los contribuyentes estadounidenses. La inversión creciente del gobierno federal en GPS y LEO PNT proporcionará una ventaja clave en la nueva carrera espacial. La combinación de señales GPS civiles y militares permite todos los aspectos de las operaciones militares, al tiempo de convertirse en un importante motor de apoyo para la seguridad nacional; por lo que el GPS representa un gran éxito actual para el DoD. Se ha advertido a líderes de EE.UU. que se centren en el GPS y el PNT para proteger la seguridad nacional.
En el 2024, expertos en seguridad y navegación publicaron dos documentos que ofrecen fuertes críticas a la baja prioridad y la atención que los altos mandos han dado a los problemas del PNT en los últimos 20 años. El primero, es un memorándum enviado el 19 de julio de 2024 a los secretarios adjuntos de Defensa y Transporte del presidente de la Junta Asesora del PNT de la Presidencia. En el memo se advierte que la permanencia de los EE.UU. sobre la dependencia del GPS para PNT hace que la infraestructura crítica y las aplicaciones sean vulnerables a una variedad de amenazas accidentales, naturales y maliciosas bien documentadas. En suma, el PNT en general y el GPS en particular no han recibido la atención que les corresponde en la agenda de seguridad nacional, en el marco de 20 años para la gobernanza del GPS y las actuales declaraciones políticas no establecen la prioridad que el sistema merece ni una rendición de cuentas suficientemente clara por su desempeño.
El otro documento, publicado el 18 de julio de 2024 por la National Security Space Association (NSSA), "America vulnerabilidad asimétrica a la navegación Guerra: Liderazgo y dirección estratégica necesitada para mitigar las amenazas significativas", destaca que los EE.UU. enfrentan una falta de progreso en temas importantes para la seguridad nacional y que el liderazgo dotado de recursos, es esencial para el éxito de la estrategia nacional de PNT. Según la NSSA, esto debería preocupar a los EE.UU., tan dependiente del GPS, ya que la amenaza de trastornar los servicios GPS es suficiente para impactar la seguridad nacional y la política exterior de EE.UU.
En este escenario, el verdadero problema no es sólo el GPS, sino la capacidad nacional PNT de EE.UU., rebasada por China que ha desplegado un sistema PNT mucho más completo y resistente en comparación con la continua dependencia excesiva de los EE.UU. del GPS (el GPS chino es el BeiDou y el ruso Glonass), según el Consejo Consultivo Nacional de PNT basado en el espacio / National Space-Based Positioning, Navigation, and Timing (PNT) Advisory Board. El argumento central es que la estructura de liderazgo y gobernanza establecida por la directiva presidencial en 2004 y reafirmada en 2021 no ha estado funcionando como se esperaba. De acuerdo con el Memorándum de Seguridad Nacional sobre Seguridad Crítica de Infraestructura y Resiliencia -de abril 2024-, la vulnerabilidad del GPS y la importancia del PNT para la seguridad nacional han llevado al fracaso del gobierno de los EE.UU. para robustecer su infraestructura crítica, considerando que todos los sectores de esa infraestructura utilizan tecnología satelital y dependen del GPS.
Partiendo de estas disparidades, es momento de revisar el actual enfoque de gobernanza del PNT y establecer una estrategia clara para restablecer la posición de liderazgo de los EE.UU., estrategia que requiere una estructura de gobernanza soportada por una autoridad y rendición de cuentas más claras, lo que incluye impulsar en el Congreso una legislación que apoye este objetivo con un mandato claro (autorización) y recursos (apropiaciones) suficientes para enfrentar este desafío que resguarde la seguridad nacional y espacial de los EE.UU. Algunos de los 31 satélites GPS en órbita están operando a un paso del colapso, lo que pone en riesgo significativo a usuarios militares, civiles, comerciales y científicos globales.
Los operadores de la Fuerza Espacial (USSF) merecen el agradecimiento de toda la nación por maximizar la vida útil de los satélites GPS, por lo que es urgente reemplazarlos. Diseñar un sistema LEO PNT presenta una importante oportunidad para disponer del servicio PNT. Una constelación de LEO dedicada a operar podría arreglar el sistema complementario del GNSS, en cualquier caso, el desarrollo de un LEO PNT asegurará herramientas, aplicaciones y soluciones innovadoras. Según la NSSA, tanto la administración Trump como el Congreso deben participar en este esfuerzo, para asegurar que el liderazgo estadounidense esté equipado y centrado en este desafío que incluye pérdida de prestigio internacional, reducción considerable del flujo de información y comunicaciones del espacio, así como impactos socioeconómicos adversos, entre otros, por lo que el DoD debe tomar medidas ahora para modernizar y desplegar la arquitectura PNT de próxima generación.
La importancia global del GPS para las operaciones militares y la vida civil cotidiana está ampliamente documentada, igual que la significativa vulnerabilidad que plantea esta dependencia, incluso en testimonios del Congreso. La avanzada y generalizada interferencia de radiofrecuencia en Ucrania pone de relieve el impacto que se espera en futuros conflictos. Aunque se ha trabajado activamente para encontrar soluciones alternativas de posición, navegación y temporización (altPNT) para las operaciones terrestres, incluida la cuestionable inversión en algunos nuevos satélites GPS (R-GPS), existe poco interés en proteger los activos en órbita. Sin embargo, una PNT denegada o interrumpida puede afectar significativamente a las operaciones de programas clave como MilSatCom o Missile Warning.
El grupo asesor de la Casa Blanca sobre GPS / independent White House advisory group on GPS lanzó recientemente una dura advertencia al gobierno de los EE.UU., destacando una carencia crítica a la hora de abordar los crecientes riesgos de interferencia con los satélites propiedad del Pentágono y destacaron la alarmante falta de avances en el desarrollo de sistemas altPNT; la USSF debe redoblar sus esfuerzos en este ámbito. Los socios europeos (el GPS europeo es Galileo) del Comité Asesor del Programa de Innovación y Apoyo a la Navegación de la Agencia Espacial Europea (ESA) lanzaron una advertencia similar sobre la excesiva dependencia mundial de los sistemas PNT existentes en su libro blanco PNT Vision 2035.
La integración de soluciones altPNT es imprescindible para garantizar la resiliencia de los EE.UU. Los sistemas complementarios pueden proporcionar redundancia, asegurando que, si un sistema se ve comprometido, otros sistemas pueden mantener las capacidades PNT. Algunas soluciones altPNT que pueden aumentar la resiliencia son las Constelaciones de satélites de órbita baja terrestre proliferada (pLEO): las constelaciones pLEO ofrecen servicios PNT robustos y de baja latencia que mejoran significativamente los sistemas GNSS tradicionales. Al ofrecer una mayor diversidad de señales y una cobertura ampliada, las constelaciones pLEO aumentan la resiliencia frente a interferencias o interrupciones. La amplia redundancia del gran número de satélites garantiza que, si uno de ellos falla o se ve comprometido, los demás tomen el relevo sin problemas, manteniendo un servicio ininterrumpido, por lo que invertir en soluciones altPNT presenta importantes ventajas económicas y estratégicas.
No obstante, ninguna de estas tecnologías ofrece por sí sola un reemplazo completo para el GPS u otros GNSS existentes. Es importante no confundir la comercialización para deshacerse de los satélites con la realidad de lo complejo que es establecer un verdadero sistema AltPNT que pueda mantener una alta precisión y fiabilidad en ausencia de GPS u otros GNSS. La realidad es que se requiere un enfoque en capas del PNT que interconecte múltiples tecnologías para permitir la degradación en condiciones adversas. Actualmente, según el Grupo de Trabajo de Infraestructura Crítica / Critical Infrastructure Task Force (CITF), del Department of Homeland Security (DHS), que administra el Critical Infrastructure Security & Resilience Research (CISRR) Program, y del Consejo Asesor de Seguridad Nacional, existen desarrollos de nuevas tecnologías AltPNT, y un reemplazo para GPS/GNSS es probablemente el futuro. Pero mientras tanto, se debe seguir invirtiendo en un sistema GPS más resistente y robusto, especialmente desarrollando una diversidad de tecnologías AugPNT (sistema que ayuda al GPS proporcionando precisión, integridad, disponibilidad o cualquier otra mejora en el posicionamiento, la navegación y la sincronización), que serán la clave para asegurar la navegación años más adelante.
En este contexto, únicamente Lockheed Martin, contratista de defensa del Pentágono, desafía la creencia predominante de que los usuarios militares del GPS son peligrosamente vulnerables a las interrupciones del servicio, enfatizando las características de seguridad avanzadas establecidas para debutar con los próximos satélites GPS IIIF; narrativa que pasa por alto las actualizaciones de seguridad y las innovaciones tecnológicas que se están desarrollando para mejorar el GPS. Lockheed Martin, produce satélites GPS, pero no los sistemas terrestres o el equipo para los usuarios militares.
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