لماذا يتعرض نظام تحديد المواقع العالمي للهجوم؟

إشارات زائفة هددت آلاف الرحلات الجوية حول العالم

لماذا يتعرض نظام تحديد المواقع العالمي للهجوم؟
TT

لماذا يتعرض نظام تحديد المواقع العالمي للهجوم؟

لماذا يتعرض نظام تحديد المواقع العالمي للهجوم؟

إن نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) يدير العالم الحديث؛ لكنه يتعرض لهجومات يومية. ويقول الباحثون إن أكثر من 60 ألف رحلة جوية تجارية تعرضت هذا العام وحده لإشارات نظام تحديد المواقع العالمي الزائفة، الأمر الذي يمكن أن يربك الطيارين.

وكتب سلام جبريكيدان، ك.ك. ريبيكا لاي، وبابلو روبلز، وجيريمي وايت (*) إن شبكة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الأميركية التي كانت ذات يوم المعيار الذهبي، معرضة لخطر أن تصبح أثراً، مع تحديث الأنظمة الصينية والروسية والأوروبية.

ارتباك مناحي الحياة

ومن دون نظام تحديد المواقع العالمي، فإن كثيراً من مناحي الحياة الحديثة سوف ترتبك وتتعثر: تأخر سيارات الإسعاف، وانقطاعات ممتدة للتيار الكهربائي، وتقطُّع إشارات الهاتف الجوال.

ومع ذلك، ليس لدى الولايات المتحدة نظام احتياطي مدني آخر.

إن نظام تحديد المواقع العالمي بسيط وجدير بالثقة، ويعمل دائماً؛ إذ تغطي الأقمار الاصطناعية له العالم بمعلومتين: مكان وجودها في المدار، والوقت.

خدمة الهواتف الجوالة والكومبيوترات

والوقت الذي تستغرقه الإشارة للوصول إلى هاتفك الجوال يتيح للنظام معرفة مدى بعد الهاتف عن القمر الاصطناعي. ومن خلال تسلُّم الإشارات من 4 أقمار اصطناعية في وقت واحد، يمكن لجهازك تحديد موقعك على الأرض. وتساعد ساعات الأقمار الاصطناعية فائقة الدقة هذه أيضاً في مزامنة أنظمة الكومبيوتر، مثل تلك التي تخبر أسواق الأسهم بالتداولات التي وصلت أولاً.

هجمات التشويش

إلا أن هجمات التشويش تطغى على إشارات الأقمار الاصطناعية. ويتم التشويش على نظام تحديد المواقع العالمي في جميع أنحاء العالم، ولكن بشكل خاص بالقرب من مناطق النزاع. وتتهم دول البلطيق روسيا بالتشويش على مجالها الجوي.

وترسل هجمات الانتحال بيانات مضللة، تجعل أجهزة استقبال نظام تحديد المواقع العالمي تعتقد أنها في مكان آخر. وهذا يمكن أن يجعل الطيارين يعتقدون أنهم في المسار الصحيح أو على ارتفاع آمن، عندما لا يكونون كذلك. وتظهر هذه البيانات الأماكن التي تم فيها انتحال الطائرات في الأشهر الخمسة الأولى من هذا العام.

الشرق الأوسط منطقة ساخنة

لقد أصبح الشرق الأوسط نقطة ساخنة، إذ وجد باحثون من جامعة تكساس أن أحد المصادر الرئيسية للانتحال هي القواعد الجوية الإسرائيلية. ويؤدي الخداع إلى تعطيل الصواريخ المعادية، ولكنه يؤثر على الرحلات الجوية التجارية أيضاً.

وفي حين أن الطائرات لديها أنظمة أمان احتياطية، فإن الغش كاد أن يرسل طائرة رجال أعمال إلى المجال الجوي الذي تسيطر عليه إيران في العام الماضي.

ضربات للأقمار الاصطناعية

والأقمار الاصطناعية معرضة أيضاً للهجمات الصاروخية. وقد يبدو الأمر أشبه بالخيال العلمي؛ لكن الصين والولايات المتحدة تمتلكان تكنولوجيا يمكنها استخدام قمر اصطناعي لسحق أو «اختطاف» قمر آخر. والولايات المتحدة متخلفة في هذه المنافسة الجديدة في الفضاء.

أصبحت الأقمار الاصطناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) قديمة الطراز؛ حيث يتجاوز كثير منها العمر الافتراضي المصمم لها، وهو من 8 إلى 15 عاماً، وكانت الولايات المتحدة بطيئة في استبدالها.

بدائل أوروبية وصينية حديثة

وقد طورت دول أخرى بدائل أحدث؛ إذ يقوم نظام «غاليليو» الأوروبي بتوثيق إشاراته، ما يضمن أن الإشارات حقيقية. ويمتلك نظام «بيدو» الصيني أكبر عدد من الأقمار الاصطناعية، وقد قامت البلاد ببناء بنية تحتية على الأرض لتوسيع تغطيتها. والأهم من ذلك أن الصين لديها خطة احتياطية، وتبني محطات توقيت تبث إشارات تغطي كامل البلاد، كما تقوم بتمديد 12 ألف ميل من كابلات الألياف الضوئية التي يمكنها توفير الوقت والملاحة من دون أقمار اصطناعية.

لقد تم اقتراح خطة احتياطية للولايات المتحدة قبل عقد من الزمن؛ لكنها لم تنفذ قط.

إن التقنيات الأميركية الجديدة قيد التطوير، ولكن قد يستغرق الأمر سنوات قبل أن يتم اعتمادها على نطاق واسع. وفي سباق مع الزمن نفسه، فإن الولايات المتحدة تخسر.

(*) خدمة «نيويورك تايمز»

حقائق

أكثر من 60 ألف

رحلة جوية تجارية تعرضت هذا العام وحده لإشارات نظام تحديد المواقع العالمي الزائفة


مقالات ذات صلة

علوم برامج للتحكّم بأسراب الطائرات من دون طيار الضخمة

برامج للتحكّم بأسراب الطائرات من دون طيار الضخمة

تقنيات «لمنع الحرب العالمية الثالثة»

باتريك تاكر (واشنطن)
تكنولوجيا «غوغل» تطلق النسخة الأولية من آندرويد 16 للمطورين مع ميزات جديدة لتعزيز الخصوصية ومشاركة البيانات الصحية (غوغل)

«غوغل» تطلق النسخة الأولية من آندرويد 16 للمطورين مع ميزات جديدة

أطلقت «غوغل» النسخة التجريبية الأولية من آندرويد 16 للمطورين، وهي خطوة تمهد الطريق للتحديثات الكبيرة المقبلة في هذا النظام.

عبد العزيز الرشيد (الرياض)
الاقتصاد مهندس يعمل في إحدى المنشآت التابعة لـ«معادن» (الشركة) play-circle 02:41

رئيس «معادن»: حفر 820 ألف متر من آبار الاستكشاف بالسعودية خلال عامين

تتعاون شركة التعدين العربية السعودية (معادن) مع رواد العالم وتستفيد من أحدث التقنيات لتقديم أكبر برنامج تنقيب في منطقة واحدة على مستوى العالم.

آيات نور (الرياض)
الاقتصاد عرض تقديمي في إحدى الفعاليات التقنية التي أقيمت بالعاصمة السعودية الرياض (واس)

رئيس «سكاي»: الذكاء الاصطناعي يعزز مستقبل الاقتصاد السعودي

تتصدر الشركة السعودية للذكاء الاصطناعي (سكاي) مسيرة بناء منظومة تقنية عالمية المستوى ما يمهد الطريق لتحقيق نمو اقتصادي مدفوع بالذكاء الاصطناعي

آيات نور (الرياض)

ألياف طبيعية تعزز كفاءة تقنيات تحلية المياه بتكلفة منخفضة

الألياف الطبيعية المستخلصة من مصادر نباتية وحيوانية تُعتبر بديلاً منخفض التكلفة وقابلًا للتحلل الحيوي (الدكتور محمد عجيزة)
الألياف الطبيعية المستخلصة من مصادر نباتية وحيوانية تُعتبر بديلاً منخفض التكلفة وقابلًا للتحلل الحيوي (الدكتور محمد عجيزة)
TT

ألياف طبيعية تعزز كفاءة تقنيات تحلية المياه بتكلفة منخفضة

الألياف الطبيعية المستخلصة من مصادر نباتية وحيوانية تُعتبر بديلاً منخفض التكلفة وقابلًا للتحلل الحيوي (الدكتور محمد عجيزة)
الألياف الطبيعية المستخلصة من مصادر نباتية وحيوانية تُعتبر بديلاً منخفض التكلفة وقابلًا للتحلل الحيوي (الدكتور محمد عجيزة)

تُشكل ندرة المياه العذبة تحدياً عالمياً زائداً، خصوصاً في المناطق الجافة التي تشهد استنزافاً سريعاً لمواردها المحدودة. كما يزيد النمو السكاني والتطور الاقتصادي من حدة المشكلة، حيث يرفعان الطلب على المياه لأغراض الشرب والزراعة والصناعة؛ مما يهدد الصحة العامة والأمن الغذائي.

وتعتمد الطرق التقليدية لتحلية المياه على الطاقة بشكل مكثف ولها آثار بيئية سلبية، بينما تعد تقنيات تحلية المياه بالطاقة الشمسية حلاً واعداً لمعالجة ندرة المياه والعمل المناخي، حيث تستفيد من الطاقة الشمسية المتجددة. وعلى الرغم من أن أنظمة «المقطرات» الشمسية لتحلية المياه تعد طريقة مستدامة، فإنها تواجه تحديات مثل الكفاءة المنخفضة التي تتراوح بين 30 و40 في المائة، ومعدلات إنتاج منخفضة للمياه العذبة، بالإضافة إلى التلوث البيئي الناجم عن استخدام مواد تقليدية، مثل المواد ذات التغير الطوري.

ألياف طبيعية

واستعرضت دراسة مرجعية أجراها باحثون مصريون، إمكانية استخدام الألياف الطبيعية بوصفها وسيلة مستدامة لتعزيز أداء الأنظمة الشمسية لتحلية المياه. وتتميز الألياف الطبيعية، المستخلصة من مصادر نباتية وحيوانية متاحة في المناطق النائية، بكونها بديلاً منخفض التكلفة، وقابلة للتحلل الحيوي، ومتعددة الاستخدامات.

ووفق النتائج المنشورة بعدد نوفمبر (تشرين الثاني) بدورية (Solar Energy)، يمكن للألياف الطبيعية مثل القطن، وقش الأرز، وألياف شجرة الموز، ونبات السيزال، وقش الخيزران، تحسين الأداء من خلال توفير الهيكل المسامي من أجل ترشيح المياه، وإزالة الشوائب، وتعزيز نقل الحرارة.

يقول الدكتور محمد عجيزة، الباحث الرئيسي للدراسة بقسم الهندسة الميكانيكية في جامعة كفر الشيخ، إن الألياف الطبيعية توفر حلاً مستداماً لتحسين كفاءة تحلية المياه بالطاقة الشمسية مع تقليل الأثر البيئي، لأنها تتميز بالتحلل البيولوجي، ما يجعلها خياراً جذاباً لتعزيز كفاءة الأنظمة الشمسية في المناطق التي تفتقر إلى الموارد.

وأضاف لـ«الشرق الأوسط» أن الألياف الطبيعية توفر امتصاصاً عالياً للإشعاع الشمسي؛ مما يُحسّن الاحتفاظ بالحرارة ويزيد معدلات التبخر، كما تعزز الكفاءة الحرارية والعزل وتقلل الفاقد الحراري؛ مما يزيد من كفاءة التكثيف بفضل مساحتها السطحية الكبيرة، فيما تُسهّل خصائصها نقل المقطر الشمسي، وتوزيعه في المناطق النائية، حيث تقلل من الوزن الإجمالي له.

تقنيات تحلية المياه بالطاقة الشمسية تعد حلا ًواعداً لمعالجة ندرة المياه والعمل المناخي (جامعة واترلو)

تقييم الأداء

أثبتت الدراسة أن الألياف الطبيعية تتمتع بقدرة استثنائية على امتصاص المياه تصل إلى 234 في المائة، بالإضافة إلى خصائصها الحرارية المميزة؛ مما يتيح استخدامها بوصفها مواد عازلة أو ممتصة أو موصلة للحرارة في الأنظمة الشمسية. ويسهم ذلك في تحسين عمليات التبخير والتكثيف. وتعمل هذه الألياف على تعزيز نقل الحرارة وتقليل فقد الطاقة؛ مما يؤدي إلى تحسين الكفاءة بنسبة 15 في المائة. كما وجد الباحثون أن هذه الألياف أثبتت قدرتها على زيادة إنتاجية المياه العذبة بشكل ملحوظ، حيث حققت زيادة تصل إلى 123.5 في المائة مع قشور الجوز الأسود، و126.67 في المائة مع مزيج من ألياف النباتات التي تنمو في البرك والمستنقعات وألياف السيزال.

وبالمقارنة مع المقطرات التقليدية، حققت بعض الألياف زيادة ملحوظة في إنتاج المياه العذبة، مثل نشارة الخشب وقش الأرز (62 في المائة)، واللوف الأسود (77.62 في المائة)، وألياف السيزال (102.7 في المائة)، والقماش القطني (53.12 في المائة)، وألياف النخيل (44.50 في المائة)، وألياف الكتان (39.6 في المائة).

وحددت الدراسة أبرز مميزات التوسع في استخدام الألياف الطبيعية في تقنيات تحلية المياه بالطاقة الشمسية، مثل وفرة الموارد الشمسية والمساحات الواسعة لتركيب الأنظمة، بالإضافة لكون الألياف خياراً مستداماً. كما تدعم زيادة استنزاف الموارد المائية العالمية، ونمو السكان، وزيادة الوعي بتغير المناخ الحاجة الملحة لهذه التكنولوجيا.

في المقابل، أشار الباحثون إلى تحديات تواجه هذه التقنيات، منها قلة الاستثمارات في الطاقة المتجددة، والوعي المحدود بفوائد أنظمة التحلية الشمسية، بالإضافة إلى قلة الانتشار والعوائق التجارية مقارنة بالتقنيات التقليدية، والاختلافات في سياسات الطاقة بين الدول، ما يؤثر على إمكانية توسيع نطاق استخدامها.

وأوصى الباحثون بإجراء مزيد من الأبحاث لتحسين تركيبات الألياف الطبيعية، واستكشاف بدائل قابلة للتحلل الحيوي لتقليل الأثر البيئي. وأكدوا أهمية إجراء تقييمات شاملة لتقنيات التحلية الشمسية لتحقيق أقصى تأثير ممكن وتلبية الاحتياجات الزائدة للمياه بشكل مستدام؛ مما يسهم في دعم الأمن المائي، وتعزيز القدرة على التكيف مع التغيرات المناخية.