الملاحة عبر الأقمار الصناعية – المملكة المتحدة الخاسر الأكبر
في أعقاب خروج بريطانيا من الاتحاد الأوروبي، تعهدت الحكومة البريطانية بتطوير نظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية الخاص بها بعد فقدان الوصول إلى الأجزاء الآمنة من مجموعة «غاليليو» Gallileo التابعة للاتحاد الأوروبي. هل كانت خطط لندن هروباً من الواقع؟
في أيلول/سبتمبر 2020، بينما كان اهتمام العالم منصباً بشكل متزايد على وباء كوفيد-19، أوقفت الحكومة البريطانية خططها لتطوير مجموعة GNSS (النظام العالمي للملاحة عبر الأقمار الصناعية). إن فقدان الوصول إلى الإشارة الآمنة من شبكة «غاليليو» GNSS التابعة للاتحاد الأوروبي، التي كانت المملكة المتحدة ستستفيد منها بحكم كونها عضواً في الاتحاد الأوروبي وانتهى فعلياً بمجرد قيام رئيسة الوزراء آنذاك تيريزا ماي بتفعيل المادة 50، كان بمثابة العملية الرسمية لخروج المملكة المتحدة من الاتحاد الأوروبي في 29 آذار/مارس 2017.
يعد جاليليو مشروعاً رائداً في الاتحاد الأوروبي تبلغ كلفته نحو 12 مليار دولار أميركي. وهو يضم عشرات الشركات الأوروبية على غرار «إيرباص» Airbus، وOHB، و«تاليس ألينيا سبيس» ThalesAleniaSpace، وآلاف الموظفين. بعد إطلاق قمرين صناعيين للاختبار، GIOVE-A/B، باستخدام صواريخ TSSKB-Progress SOYUZ-FG من قاعدة «بايكونور كوسمودروم» في جنوب كازاخستان في 28 كانون الأول/ديسمبر 2005 و26 نيسان/أبريل 2008، تم إطلاق 24 قمراً صناعياً إضافياً في الفترة ما بين 21 تشرين الأول/أكتوبر 2011 و25 كانون ثاني/ يناير 2018. أجريت جميع عمليات الإطلاق هذه إما باستخدام صواريخ SOYUZ STB أو Airbus ARIANE-5ES من الميناء الفضائي لوكالة الفضاء الأوروبية في غيانا الفرنسية بأميركا الجنوبية.
بدأت مجموعة غاليليو في إرسال إشارات GNSS في 15 كانون الأول/ ديسمبر 2016، ووصلت إلى القدرة العملانية الكاملة بمهلة ثلاث سنوات. يرسل غاليليو نوعين من الإشارات، إشارة متاحة للعامة توفر دقة او استبانة تصل إلى متر واحد (ثلاثة أقدام) وإشارة مشفرة توفر دقة تبلغ 10 ملم. وهذه الأخيرة، والمعروفة تحت مسمى «الخدمة العامة المنظمة» (PRS)، تقع في قلب اتصالات غاليليو المشفرة. تعد الدقة المذكورة لـ PRS مثالية للمستخدمين العسكريين الذين يحتاجون إلى «ملاحة وتوقيت دقيقين» (PNT) لأغراض الملاحة والتهديف. ويساعد التشفير الذي تستخدمه عمليات إرسال PRS في الحماية من الهجمات الإلكترونية.
يمكن أن تتضمن طرق الهجوم الإلكتروني على إشارات PNT تشويشاً مباشراً يتم من خلاله إرسال إشارة أكثر قوة عبر الترددات نفسها التي يرسلها نظام GNSS خاص في منطقة محدّدة على أمل أن يؤدي ذلك إلى انسحاب عمليات الإرسال الأخيرة. وبدلاً من ذلك، سوف يقوم التشويش/ المشوّش بأخذ عينات من إشارات GNSS المماثلة ومعالجتها وإرسالها إلى تلك التي يتم تلقيها في منطقة معينة. قد يؤدي هذا إلى تغيير الشكل الموجي للإشارة بطريقة تنتج معلومات خاطئة في متلقيات GNSS في منطقة معينة. ويمكن تحقيق التشويش عن طريق التلاعب بالتوقيت الزمني للإرسال أو تردده لإقناع متلقي GNSS بأن المنصة أو الشخص الذي يجهزها يتحرك بسرعة معينة أو في اتجاه معين، وإن كان ذلك كاذباً.
تساعد عمليات إرسال GNSS المشفرة على تجنب ذلك نظراً لأن متلقي GNSS لن يقبل سوى عمليات الإرسال التي تلبي متطلبات تشفير معينة وسيرفض جميع المتطلبات الأخرى. وبالتالي، ما لم يتم التعرف على البث بإرسال GNSS نظراً لأنه يحتوي على تشفير معين، يرفضه جهاز التلقي، وبالتالي لن ينجح التشويش أو الانتحال. لا يزال بإمكان المستخدمين في المملكة المتحدة الوصول إلى عمليات إرسال غاليليو غير المشفرة، لكن خروج بريطانيا من الاتحاد الأوروبي يمنع المملكة المتحدة من الوصول إلى إشارات PRS الآمنة.
مع الوقت، فرضت نتيجة الاستفتاء الذي أجرته المملكة المتحدة، خروجها من عناصر جاليليو الآمنة، التي كانت قد ساهمت بالفعل بنحو 1.5 مليار دولار أميركي لهذه المبادرة. في آب/أغسطس 2018، تعهدت حكومة السيدة ماي بنحو 122 مليون دولار أميركي لدراسة تطوير نظام GNSS السيادي في المملكة المتحدة لتوفير إشارة مشفرة آمنة. ظاهرياً، كانت مجموعة GNSS الخاصة بالمملكة المتحدة، التي أُطلق عليها اسم «نيوتن» تخليداً للعالم الإنجليزي «السير إسحاق نيوتن»، تتمتع باهتمام كبير. ولا تستطيع الولايات المتحدة ولا الاتحاد الأوروبي إيقاف الإشارة التي تحرم الجيش البريطاني من إشارات PNT الآمنة إذا انخرطت البلاد في حرب مثيرة للجدل. ثانياً، إن تطوير قدرة نظام GNSS من شأنه أن ينشط قطاع الفضاء البريطاني مما لا شك فيه أن له فوائد عرضية في مجالات أخرى من استكشاف الفضاء وقطاعات التكنولوجيا العالية غير الفضائية.
يمكن للصين والولايات المتحدة الأميركية تطوير وتشغيل مجموعات Beidou وGPS الخاصة بهما لأنهما غنيتان. قامت روسيا بتطوير نظام GLONASS للحفاظ على سيادتها من خلال نظام GNSS، ولكن باعتبارها دولة «ديمقراطية غير ليبرالية»، فمن غير المرجح أن تتعرض للانتقاد العام العلني والواسع النطاق للكلفة الباهظة للمشروع البالغة قيمته 13 مليار دولار أميركي، وفقاً لمنظمة «بيوند» Beyond الإعلامية الروسية. وكبقية العديد من المشاريع في مجالات الفضاء والدفاع والطيران، ذات الكلفة العالية، أدرك الأوروبيون أن الطريقة الوحيدة التي يمكن بها معالجة الكلفة وتعقيدات تطوير كوكبة GNSS وهي بتجميع الموارد. مع خروج المملكة المتحدة من النادي، هناك تساؤلات جدية حول ما إذا كان تطوير القدرة السيادية للنظم العالمية لسواتل الملاحة أمر ممكن من الناحية المالية؟
إن تطوير نظام GNSS في المملكة المتحدة لن يكون زهيد الثمن. بحسب مقالة بعنوان «صف جاليليو» Galileo Row! سيمنع خروج بريطانيا من برنامج الملاحة الساتلي الخاص بالاتحاد الأوروبي، لكن يمكن لبريطانيا بناء نظام خاص بها بقيمة 6.5 مليارات دولار أميركي. هناك احتمال كبير أن تزداد هذه الأكلاف في اللحظة التي ستواجه فيها المملكة المتحدة انكماشاً اقتصادياً «ضربة مزدوجة» نتيجة للأضرار التي أحدثها وباء كوفيد-19 وخروج بريطانيا من الاتحاد الأوروبي Brexit.
ولوضع الأمور في نصابها الصحيح، توقع تقييم أجرته منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية، وهي منظمة حكومية دولية، في أوائل كانون الأول/ديسمبر، أن ينكمش اقتصاد المملكة المتحدة بنسبة %6.4 بحلول الربع الثالث من العام 2020. وحتى السيناريو الأكثر تفاؤلاً نشره مكتب الميزانية، وهو هيئة رقابية مالية رسمية تراقب الإنفاق العام في المملكة المتحدة، ولا يتوقع أن يتعافى الناتج المحلي الإجمالي في المملكة المتحدة إلى مستويات 2020 حتى أواخر 2022/أوائل 2023 على أقرب تقدير.
وفي الوقت نفسه، يبدو أن خروج بريطانيا من الاتحاد الأوروبي هو أشبه ما يكون بِـ «الهدية التي تستمر في العطاء» ما يجعل وجودها ملموساً على الصحة المالية المستقبلية للمملكة المتحدة. توقعت شركة التحاليل IHS Markit أنه من دون التداعيات الاقتصادية الناجمة عن Covid-19 وافتراض التوصل إلى اتفاق بين المملكة المتحدة والاتحاد الأوروبي بشأن علاقتهما التجارية المستقبلية، فإن الناتج المحلي الإجمالي في المملكة المتحدة سيتزايد بنسبة عشرة بالمائة عن المستويات التي سجلت في شباط/فبراير 2020 بحلول الربع الأخير من العام 2025. ومع الأخذ في الاعتبار كوفيد-19 وافتراض التوصل إلى اتفاق بين الاتحاد الأوروبي والمملكة المتحدة، فإن الأخبار لا تزال سيئة. أفضل ما يمكن أن تأمله المملكة المتحدة هو الوصول إلى مستوى من الناتج المحلي الإجمالي مماثل لذلك الذي شهدته في شباط/فبراير 2020 بحلول الربع الأخير من العام 2025. وبافتراض عدم التوصل إلى اتفاق بين الاتحاد الأوروبي والمملكة المتحدة، فإن السيناريو يبدو مرجحاً بشكل متزايد في الآونة الأخيرة. وفي كانون الأول/ديسمبر 2020، أفضل ما يمكن أن تأمله المملكة المتحدة هو أن يكون مستوى الناتج المحلي الإجمالي أقل بنسبة %10 عما شهدته في شباط/فبراير 2020. وهذا يطرح السؤال ليس فقط حول ما إذا كان وجود كوكبة سيادية للنظم العالمية لسواتل الملاحة للمملكة المتحدة أمر مرغوب فيه، ولكن الأهم من ذلك ما إذا كان الأمر بمتناول الجميع؟ إن التخلي عن قدرة قمر صناعي باهظ الثمن يمكن أن يُنظر إليه على أنه مشروع متهور بالكاد مقنع وضرورة مشكوك فيها من قبل قطاعات من الناخبين البريطانيين.
في تمور/يونيو 2020، استحوذت الحكومة البريطانية، بالتعاون مع Bharti Global، على حصة بقيمة 500 مليون دولار أميركي في OneWeb، وهي شركة اتصالات متعثرة. كان لدى OneWeb خطط لتطوير وإطلاق كوكبة من الأقمار الصناعية الصغيرة زنة 150 كلغ والتي ستوفر الوصول إلى الإنترنت في أي مكان على الكوكب باستخدام حيّز الترددات Ku-band (13.4 جيغاهيرتز GHz إلى 14 جيجا هيرتز/ ومن 15.7 جيغاهيرتز إلى 17.7 جيغاهيرتز). في البداية، خططت شركة OneWeb لمجموعة مكونة من 650 قمراً صناعياً، كانت قد أطلقت 74 منها حين إفلاسها. وكانت الخطط جارية على قدم وساق لزيادة المجموعة، في نهاية المطاف، إلى 48 ألف مركبة فضائية.
وذكرت هيئة الإذاعة البريطانية أن الحكومة اشترت حصة في شركة OneWeb بهدف استخدام تكنولوجيا هذه الشركة كأساس لقدرة سيادية على نظام GNSS. يوفر استخدام OneWeb للأقمار الصناعية الصغيرة فوائد مالية في خفض أكلاف الإطلاق مقارنة بالأقمار الصناعية التقليدية نظراً لأن الأول يستخدم مساحة وحجم أقل في الصاروخ مقارنة بالأخير. ولوضع الأمور في نصابها الصحيح، تشير الأرقام التقريبية إلى أن القمر الصناعي يمكن أن يكلف نحو 2500 دولار أميركي للكلغ الواحد لإرساله إلى مداره. وبالتالي، يمكن إرسال قمر OneWeb الصناعي عالياً مقابل نحو 375 ألف دولار أميركي. ويقارن هذا بشكل إيجابي للغاية بمبلغ 1.8 مليون دولار أميركي المطلوب لقمر صناعي Galileo-FOC يبلغ وزنه 732.8 كلغ. ونظراً لأن بناء الأقمار الصناعية الصغيرة وإطلاقها وتشغيلها أقل تكلفة من نظيراتها التقليدية، فإن المنطق وراء ذلك هو إمكانية وضع المزيد منها في المدار، ما يوفر تغطية عالمية بتكلفة تنافسية. وعلى المدى الطويل، طرحت المملكة المتحدة إمكانية استخدام تقنية OneWeb لإطلاق العديد من الأقمار الصناعية الصغيرة في مدار أرضي منخفض، الذي عادةً ما يكون على ارتفاعات تصل إلى 1080 ميلاً بحرياً (2000 كلم) والتي يمكن أن تحمل شكلاً من أشكال حمولة PNT. يمكن أن تكون هذه أقماراً صناعية مصممة فقط لحمل حمولة PNT أو الحصول على حمولة PNT «حمولة على الظهر» على طيور OneWeb المستقبلية التي سيتم إطلاقها لنقل خدمات الإنترنت العالمية.
فهل مثل هذه القدرة السيادية ضرورية للمملكة المتحدة؟ على الأغلب لا. يعتمد المستخدمون المدنيون والتجاريون في المملكة المتحدة وأماكن أخرى حول العالم على توفير GNSS مجموعة من الخدمات. هذه الخدمات ليست ضرورية لإعطائك الاتجاهات في سيارتك فحسب، ولكنها تساعد أيضاً على إجراء عمليات التسليم بأمان وفي الوقت المحدد، بل إنها تُستخدم خارج نطاق وسائل النقل لتوفير توقيت دقيق لعدد لا يحصى من المستخدمين.
إن العودة إلى دروس الرياضيات في المدرسة الثانوية هي مسألة حساب المسافة بمرور الوقت. للقيام بذلك، عليك أن تعرف أين أنت، وإلى أين أنت ذاهب، والمدة التي تستغرقها للوصول إلى هناك. وهنا يأتي دور التوقيت. يحمل كل قمر صناعي من أقمار GNSS عدة ساعات ذرية. يتم تثبيت إشارات الوقت على إشارات GNSS المرسلة إلى الأرض. وبحسب موقع www.gps.gpv، فإن إشارة الوقت التي ترسلها مجموعة نظام تحديد الموقع العالمي (GPS) دقيقة بما يكفي لأي شخص يستخدم جهاز استقبال GNSS لتحديد الوقت خلال 100 جزء من مليار من الثانية.
لا تُستخدم إشارات الوقت التي يوفرها نظام GNSS للملاحة فقط. تستخدم البنوك والشركات إشارات الوقت GNSS لتحديد المعاملات وتتبعها. في كل مرة تقوم فيها بإجراء عملية شراء ببطاقة الائتمان، يتم الإشارة إلى وقت المعاملة في إيصالك. قد يكون هذا مستمداً من إشارة مرسلة من الفضاء. أحد التطبيقات البارزة هو التداول بالترددات العالية (HFT). وهذا ليس له علاقة بحيزات موجات الراديو، ولكن كل ما يتعلق بكسب المال. يستخدم HFT خوارزميات متطورة لتتبع أسهم معينة في عمليات الشراء والبيع في اللحظة المناسبة تماماً قبل أن يرتفع سعر السهم كثيراً أو ينخفض. على سبيل المثال، قد يكون لديك مستثمر مؤسسي كبير مثل صندوق التقاعد الذي يقرر بيع ملايين الأسهم في سهم معين عندما يعتقد المتداولون الذين يديرون الصندوق أن السهم يفقد قيمته. سيؤدي ذلك إلى انخفاض قيمة السهم. نظراً لانخفاض برنامج HFT، فقد يشتري برنامج HFT الأسهم لأنها تفقد قيمتها. يتم ذلك على أمل أن يتمكن المتداول من بيع سعر السهم بسعر ذات قيمة أعلى لاحقاً عندما يتعافى سعرها. وفي جوهر الأمر، تعمل تقنية HFT على تسريع الديناميكيات المعتادة للتداول في الأسهم بشكل كبير، ولكنها تفعل ذلك بسرعات أعلى بكثير من وتيرة الأعمال التي شوهدت في قاعات التداول المحمومة، ومن هنا تأتي ضرورة وجود آليات توقيت يتم التحكم فيها بدقة.
لا يحتاج التجار والمستخدمون التجاريون والمدنيون الآخرون في المملكة المتحدة بالضرورة إلى نظام GNSS سيادي لاستغلال إشارات التوقيت التي يوفرها نظام Galileo وغيره من أنظمة GNSS. نظراً لأن المملكة المتحدة لن تفقد إمكانية الوصول إلى عمليات الإرسال غير المشفرة للمجموعة، فيمكن لسكانها الاستمرار في استخدام غاليليو جنباً إلى جنب مع نظام تحديد الموقع العالمي (GPS) أو Beidou أو GLONASS للحصول على توقيت دقيق. وفي هذه الأثناء، يحصل الجيش البريطاني على إمكانية الوصول إلى بث M-Code PNT المشفرة البالغة الأهمية من كوكبة نظام تحديد الموقع العالمي (GPS) في الولايات المتحدة. سيكون الوصول إلى غاليليو أمراً رائعاً كدعم احتياطي للمملكة المتحدة في حالة فقدان الوصول إلى M-Code، على الرغم من أن هذا غير مرجح إلى حد كبير نظراً للعلاقة الدفاعية الوثيقة بين المملكة المتحدة وأميركا. وبالمثل، قد يكون خيار النسخ الاحتياطي مفيداً إذا أصبح رمز M-Code غير متاح لأي سبب من الأسباب من خلال هجوم إلكتروني متعمد. ومع ذلك، فقد أظهرت إشارة نظام تحديد الموقع العالمي (GPS) العسكرية أنها مرنة للغاية للتدخل المتعمد خلال السنوات القليلة الماضية. ومن المرجح أن تتعمق هذه المرونة في المستقبل مع استمرار وزارة الدفاع الأميركية في الاستثمار في سلامة M-Code.
بالنظر إلى أن المملكة المتحدة يمكنها الوصول إلى M-Code وستستمر في الوصول إلى إشارات GNSS المدنية غير المشفرة من خلال عدد كبير من المجموعات، فلماذا كان هناك مثل هذا الحماس في المملكة المتحدة حول تركها مبادرة غاليليو؟ يقول الدكتور بليدين بوين؛ المحاضر في العلاقات الدولية بجامعة ليستر والخبير في سياسة الفضاء؛ إن الكثير من الجدل كان نتيجة لمخاوف صناعة الفضاء في المملكة المتحدة. وكما ذكر أعلاه، فقد ساهمت الحكومة البريطانية بالفعل بمبلغ 1.5 مليار دولار أميركي في مشروع جاليليو قبل أن تترك المشروع. وبالمثل، شارك الموردون في المملكة المتحدة في تطوير الأجهزة والبرمجيات للمشروع. على سبيل المثال، ساعدت شركة Surrey Satellite Technolog في بناء حمولات ملاحية للأقمار الصناعية.
ويقول الدكتور بوين إن الحكومة البريطانية تشعر بالقلق من أن مشاركتها في غاليليو في النهاية قد تفقد المملكة المتحدة مهاراتها في التقنيات المتخصصة. وفي الوقت نفسه، تشعر الصناعة بالقلق من أنها لن تكون قادرة على المنافسة للحصول على عقود جاليليو المستقبلية من الاتحاد الأوروبي: «تم تنفيذ اثني عشر بالمائة من العمل على جاليليو من قبل شركات بريطانية، وكان معظم ذلك في أعمال ذات درجة أمنية حساسة»، كما لاحظ الدكتور بوين.
ليس هناك ما يشير إلى أن المملكة المتحدة لن تطور نوعاً ما من خدمة PNT في مرحلة ما في المستقبل، حيث إنها تستكشف بدائل لمجموعة GNSS السيادية الفضائية. ومع ذلك، مع وجود وسط اقتصادي خطير في الأفق بسبب خروج بريطانيا من الاتحاد الأوروبي وفيروس كورونا، فمن غير المرجح أن يحدث هذا قريباً. وبالتالي، هناك فرصة كبيرة لأن تنضم أقسام من صناعة الفضاء في المملكة المتحدة إلى العديد من قطاعات التصنيع البريطانية الأخرى التي ستشعر بقوة بالتداعيات الاقتصادية الناجمة عن خروج بريطانيا من الاتحاد الأوروبي لسنوات عديدة مقبلة.^
