59/2009

Drodzy Paneliści!

Kilka dni temu świat zelektryzowała wieść o kłopotach amerykańskiego Global Positioning System - GPS. Tym kłopotom poświęcamy dziś dział "Taki jest świat", w którym próbujemy odpowiedzieć na pytanie, czy GPS rzeczywiście przestanie działać, a jeśli tak, to jaka jest alternatywa.

Jak co dwa tygodnie w dziale "Listy od Was" zamieszczamy fragmenty korespondencji, którą otrzymujemy na adres pomoc@opinie.pl. Na zakończenie proponujemy Wam zabawę w "Prawdę czy fałsz" i krótką, ale prawdziwą historię o wpadce japońskiego instytutu sejsmologicznego w dziale "Ci szaleni naukowcy". Życzymy miłej lektury.  

Taki jest świat - Problemy z GPS

Czarne chmury zawisły nad amerykańskim Global Positioning System. To on właśnie wskazuje nam drogę, kiedy w samochodzie przemierzamy nasz kraj, Europę i cały świat. Ale GPS ma też poważniejsze zastosowania, choćby militarne. Z GPS jest jak z Internetem - ludzkość przyzwyczaiła się do niego i tak naprawdę nie wyobrażamy sobie sytuacji, w której nagle przestaje działać lub funkcjonuje gorzej niż zwykle. A tak może się stać już w przyszłym roku.

Afera rozpętała się kilka dni temu, kiedy w amerykańskim Kongresie przedstawiono raport federalnej instytucji kontrolnej Government Accountability Office. Nie jest tajemnicą, że satelity należące do systemu po prostu się starzeją i co pewien czas trzeba je wymieniać. To nie jest jednak proste ani tanie. Na razie krąży nad nami 31 satelitów, choć do poprawnego działania systemu wystarczą 24. Ale zdaniem autorów raportu istnieje poważne zagrożenie, że najstarszych elementów infrastruktury obsługującej system GPS nie uda się wymienić, zanim przestaną prawidłowo działać. I wtedy zacznie się poważny problem.

Pierwsze satelity systemu GPS na orbitę trafiły w lutym 1978 roku. Były to tak zwane satelity I bloku, po których pozostały już tylko wspomnienia. Kolejna generacja satelitów - tzw. II bloku - została umieszczona na orbicie między 1985 a 1990 rokiem i te także już nie funkcjonują. Wciąż jednak używanych jest 13 satelitów tzw. bloku IIA, które wyniesiono w kosmos między 1990 a 1997 rokiem i 12 satelitów bloku IIR z lat 1997-2004. Biorąc pod uwagę, że żywotność każdego z satelitów oblicza się na ok. 10 lat, urządzenia te domagają się natychmiastowej wymiany. Zaledwie 6 satelitów bloku IIR-M, wystrzelonych w latach 2005-2009 jest "w kwiecie wieku".

Szkopuł w tym, kto zapłaci za nowy sprzęt i jego umieszczenie na orbicie. Systemem zarządza amerykańskie lotnictwo, na którym eksperci z GAO nie zostawili w raporcie suchej nitki. Pierwotne plany zakładały roczne wydatki na poziomie 729 mln dolarów, a obecnie roczny koszt utrzymania systemu przekracza 2 mld dolarów. Posypały się zatem zarzuty o niegospodarność i marnowanie pieniędzy podatników. Gorzej - pojawiło się realne niebezpieczeństwo, że system zacznie szwankować. Rzeczywiście, start nowych satelitów tzw. bloku IIF, mających zastąpić stare, przeciąga się już od kilku lat i - jak twierdzi GAO - prawdopodobieństwo, że w latach 2010-2014 uda się utrzymać na orbicie 24 sprawne satelity wynosi ok. 80 procent. To dość mało jak na jedyny działający w pełni system geolokalizacyjny.

Wojsko broni się trudnościami organizacyjnymi oraz zmianami na rynku dostawców specjalistycznego sprzętu i stara się uspokajać. Z jednej strony zapewnia, że "nie dopuści" do tego, by satelitów pozostało mniej, niż owe 24. "GPS nie przestanie działać”" - zapewnił przedstawiciel wojska, ale za chwilę dodał, że "niewielkie ryzyko spadku wydajności" jednak istnieje i że problem będzie dotyczył głównie użytkowników wojskowych. Wojsko korzysta bowiem z wersji odbiorników, które pozbawione są pewnych ograniczeń dla zastosowań cywilnych, ale wymagają one jednak widoczności większej liczby satelitów.

Czy zatem powinniśmy - my, użytkownicy systemu GPS na całym świecie - czuć się zagrożeni? I tak, i nie. Z jednej strony bowiem zwykli, cywilni użytkownicy, którzy najczęściej używają systemu GPS w systemach nawigacji, zwykle nie zawierzają systemowi życia. Zresztą Europa ma zwykle w zasięgu więcej niż niezbędne do wyznaczenia pozycji cztery satelity, więc możemy nawet nie zauważyć pogorszenia się wydajności systemu. W profesjonalnych zastosowaniach natomiast - na morzu czy w ruchu lotniczym - istnieją inne metody wyznaczania pozycji. Jest to związane m.in. właśnie z tym, że systemem GPS włada amerykańska armia, która nie musiałaby się tłumaczyć nikomu z wyłączenia systemu czy też wprowadzenia zakłóceń. Z drugiej jednak strony przyzwyczailiśmy się już do nawigacji satelitarnej na tyle, że jej wyłączenie, choćby na kilka godzin, spowodowałoby spory chaos. Na razie nie ma alternatywy dla amerykańskiego systemu, choć swoje projekty rozwijają Rosja, Indie, Chiny i Europa. 

Taką rolę - alternatywy wobec GPS - mógłby pełnić rosyjski system o nazwie GLONASS, tworzony od 1982 roku właśnie jako sposób na uniezależnienie ówczesnego Związku Radzieckiego od osiągnięć Amerykanów. W 1991 roku łączna liczba wystrzelonych przez ZSRR satelitów wyniosła 48, w tym 12 stale działało. To dawało już możliwość ograniczonego korzystania z systemu. Po rozpadzie Związku Radzieckiego system przejęła Rosja, a kłopoty finansowe sprawiły, że liczba działających satelitów spadła, czyniąc system praktycznie bezużytecznym. Prace wznowiono i pod koniec ubiegłego roku wystrzelono kolejne trzy satelity (na orbicie jest ich 22, w tym 17 sprawnych), ale rosyjscy eksperci z powątpiewaniem odnoszą się do możliwości zastąpienia systemu GPS przez GLONASS.

W trakcie budowy jest również europejski system nawigacji satelitarnej o nazwie Galileo. W odróżnieniu od pozostałych ma być zarządzany przez instytucje cywilne. Pierwszy satelita wchodzący w skład nowego systemu został wystrzelony w grudniu 2005 roku, a budowa i oddanie do użytku miało się zakończyć w 2008 r. Dziś mówi się, że dzięki ubiegłorocznemu dofinansowaniu z Komisji Europejskiej, prace nad uruchomieniem całej infrastruktury składającej się z 30 satelitów mają potrwać do 2012 roku. Na razie na orbicie są dwa satelity tego systemu.

Również Chiny - choć w 2003 r. przystąpiły do programu Galileo - kontynuują swój projekt o nazwie Compass (nazywany dawniej Beidou, czyli Wielką Niedźwiedzicą). Dotąd na orbicie znalazło się 5 satelitów systemu, ale do roku 2015 w przestrzeni kosmicznej powinno zostać umieszczonych łącznie 30 chińskich satelitów nawigacyjnych. Ma to zapewnić Compassowi zasięg globalny.

Najmniej wiadomo o projekcie indyjskim. Miał być pierwszym systemem opartym o satelity na orbicie geostacjonarnej - czyli każdy z satelitów krążyłby w kosmosie z zachowaniem stałej pozycji nad punktem na Ziemi. Takie rozwiązanie pozwoliłoby już przy 7 satelitach objąć zasięgiem cały glob. Wedle planów wystrzelenie pierwszego z satelitów systemu miałoby się odbyć w 2010 r., a pełną gotowość indyjski system miałby osiągnąć w 2012 roku.

Jak widać żaden z systemów nie będzie w stanie choć częściowo zastąpić ani uzupełnić najpopularniejszego w tej chwili GPS, w praktyce zresztą wymagałoby to użycia innych odbiorników. Pozostaje więc trzymać kciuki za system amerykański.

Listy od Was na adres: pomoc@opinie.pl

Jak zwykle otrzymaliśmy od Was sporo listów. Panelistce, która napisała:

Robicie kawał dobrej roboty. Tylko proszę, nie przestawajcie. Dzięki wielkie.

serdecznie dziękujemy za komplementy. Staramy się, ale chcielibyśmy być jeszcze lepsi. Dlatego też bardzo cenimy takie listy, jak poniżej:

Wiem, że można się wypowiadać na temat Waszego Instytutu Badań i dziękuję za zaproszenie uczestniczenia. Z miłą chęcią je przyjęłam... ale zastanawiam się nad tym, czy nie można by było rozwinąć niektórych tematów do tych bardziej życiowych...???? [...] Rozumiem, że może i się mylę, ale wyrażam tylko SWÓJ PUNKT WIDZENIA. [...] Lubię poczytać artykuły dotychczas przesyłane przez Was, a ten list to tylko mały pomysł który nie musi być w żaden sposób zrealizowany...

Wasz punkt widzenia jest dla nas ogromnie ważny i każdy pomysł przyjmujemy z wdzięcznością. Ten Biuletyn redagujemy dla Was - chcemy, byście znajdowali w nim interesujące artykuły.  Chcielibyśmy zapytać, czego Wam brakuje, jak jeszcze moglibyśmy uatrakcyjnić zawartość i na jakie tematy zwrócić szczególną uwagę - piszcie więc, a my czekamy na Wasze opinie! 

Na zakończenie prezentujemy list - komentarz do artykułu sprzed dwóch tygodni, który traktował o locie ptaków:

To, że człowiek wzbił się w powietrze najpierw balonem, a dopiero potem samolotem, jest dość łatwe do zrozumienia. Oczywiście loty szybowcowe, czy to Lilienthala czy Tańskiego, nie spełniają warunku "wzbicia się". Przyczyną tego był brak źródła siły, która mogłaby w tych czasach, podnieść człowieka i niezbędny aparat latający. W balonie źródłem "napędu", czyli siły powodującej wznoszenie, jest siła wyporu aerostatycznego. Choć nie jest ona darmowa, bo wymagała np. w balonie braci Montgolfier, podobnie jak w dzisiejszych balonach na ogrzane powietrze, wydatkowania pewnej ilości energii cieplnej, to jednak jest względnie łatwa do uzyskania. Gorzej jest z aparatem cięższym od powietrza. W wieku XIX nie było jeszcze silników o wystarczająco wysokim stosunku mocy do masy. Samolot jest unoszony dzięki sile wyporu aerodynamicznego, a ta powstaje tylko wtedy, gdy posiada on odpowiednio dużą prędkość względem powietrza. Śmigło nadaje pewnej masie powietrza odpowiednio dużą prędkość i z zasady zachowania pędu wynika, że samolot rusza do przodu. Jeśli moc na śmigle jest zbyt mała, samolot nie ruszy z miejsca. Otóż niektórzy uczeni, nawet wybitni, np. T.M. Huber, nie widzieli realnych możliwości stworzenia silnika o wystarczająco korzystnym stosunku mocy do masy całego aparatu i dość kategorycznie wypowiadali się na temat perspektyw lotów silnikowych, ściślej rzecz biorąc, uważali je za niemożliwe. Jak się okazało, byli w błędzie. Kiedy tylko pojawiły się odpowiednie silniki, lot aparatu cięższego od powietrza, początkowo niezgrabny i niebezpieczny, stał się możliwy. Oczywiście, do sukcesu przyczyniły się też badania aerodynamiki ptaków, których rezultatem było zrozumienie konstrukcji skrzydeł i całej reszty. Czy lot ptasi jest niedościgły? To kwestia kryterium, jakie przyjmiemy.

Dziękujemy wszystkim autorom za listy i serdecznie pozdrawiamy!

W Newsletterze:

	Taki jest świat - Problemy z GPS
	Listy od Was na adres: pomoc@opinie.pl
	Ci szaleni naukowcy - Trzęsienia nie było

Prawda czy fałsz - pytania

1. Przeglądarka Firefox będzie miała nowe logo.

2. Organizacja OECD twierdzi, że w Polsce internet jest wolny, ale dość tani.

3. Jeden z programów antywirusowych można pobrać w klingońskiej wersji językowej.

Ci szaleni naukowcy - Trzęsienia nie było

Japończycy dysponują obecnie jedynym na świecie systemem wczesnego ostrzegania przed trzęsieniami ziemi. Wciąż prowadzą jednak testy i unowocześniają system, co spowodowało kilka dni temu poważne zamieszanie. Instytut sejsmologiczny wysłał do milionów użytkowników automatyczne komunikaty o potężnym trzęsieniu ziemi, jakie miało nawiedzić południową część kraju. Wstrząsy - informowano - miały mieć siłę 7,6 stopni w skali Richtera. Tak silne trzęsienia zdarzają się na całym świecie kilka razy do roku i są odczuwalne w promieniu wielu kilometrów. Zwykle towarzyszą im duże zniszczenia. Informacja instytutu wywołała zaniepokojenie mieszkańców Japonii, którzy z jednej strony bali się o swoich bliskich, z drugiej - nie odczuli żadnych wstrząsów. Kilka minut po nadaniu komunikatu przedstawiciel instytutu przeprosił za nieporozumienie, wyjaśniając, że omyłkowo wysłane zostało wewnętrzne, ćwiczebne ostrzeżenie.

Wspominając o tej pomyłce nie sposób jednak nie docenić zalet japońskiego systemu. Sukces po raz pierwszy odnotowano w marcu 2007 roku. Wówczas ostrzeżenie zostało wysłane na minutę przed wstrząsami. System pozwolił nie tylko przewidzieć trzęsienie, ale także ostrzec przed możliwością wyzwolenia fal tsunami. Jak się później okazało, dwie niewielkie fale dotarły do wybrzeża po 36 minutach, co oznacza, że ludność miałaby w tym przypadku aż 33 minuty na ewakuację.

Dzięki systemowi można w ciągu kilku sekund wysłać ostrzeżenie przed wstrząsem do elektrowni jądrowych, biur kolejowych, szpitali, firm i szkół, czyli tam, gdzie potencjalne trzęsienie może spowodować wiele ofiar.

Prawda czy fałsz - odpowiedzi

1. Prawda. Wedle najnowszych doniesień, wersja 3.5 przeglądarki Firefox pojawi się w czerwcu i będzie miała zmienione logo. Miłośników sympatycznego ognistego liska oplecionego wokół ziemskiego globu pragniemy uspokoić - zmiany będą kosmetyczne, niejeden zupełnie by ich nie zauważył. Lisek będzie mniej "włochaty", a jego ogon stanie się bardziej "płomienisty".

2. Fałsz. Niestety, według Organizacji Współpracy Gospodarczej i Rozwoju, za wolny internet musimy dużo płacić. OECD przedstawiła raport dotyczący dostępu do internetu we wszystkich państwach członkowskich. Pod względem szybkości Polska znalazła się na 28 z 30 miejsc. Jeszcze gorzej wypadamy pod względem ceny - jesteśmy na 29 miejscu, a za nami tylko Meksyk.

3. Prawda. Język klingoński to sztuczny język wymyślony przez językoznawcę, dr Marca Okranda, dla rasy Klingonów -jednej z ras występujących w serialu Star Trek. Język ten ma własne słownictwo, gramatykę i składnię. Program antywirusowy został wydany przy okazji premiery nowego filmu. Do 2006 roku również Wikipedię można było czytać w tym języku, działa też Instytut Języka Klingońskiego.