AIR-MoPSy – hinter diesem putzig klingenden Namen verbirgt sich kein Spielzeug oder Maskottchen, sondern ein vor kurzem gestartetes Gemeinschaftsprojekt deutscher Forscher. Wissenschaftler von fünf renommierten Forschungsinstituten arbeiten in Mecklenburg-Vorpommern daran, den Schiffs- und Flugverkehr rund um die Ostsee sicherer zu machen.
Statt auf störungsanfällige Satellitendaten setzen sie auf ein System, das unter dem Namen R-Mode terrestrische Mittelwellensender nutzt. Dass dies prinzipiell funktioniert, ist bekannt. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR betreibt schon seit einer Weile ein entsprechendes Testfeld in der Ostsee.
Das System hat aber noch Schwächen, ist zum Beispiel anfällig für Veränderungen in der oberen Atmosphäre, der unteren Ionosphäre und für Einflüsse natürlicher Magnetfelder. Das Forschungsprojekt soll diese Einflüsse und ihr Zusammenspiel erforschen, um eine sichere und zuverlässige Navigation ohne Satellitendaten zu ermöglichen.
Luftfahrt ist nicht wehrlos – Alternativen zu GPS
Auch wenn Positionsdaten von Satelliten – wie beim System GPS – für die Luftfahrt wichtig sind, sind sie nur ein Teil der Navigationstechnologien, die sich in Flugzeugen bewährt haben und sich gegenseitig ergänzen. Schon in der Ausbildung lernen Pilotinnen und Piloten, sich nicht ausschließlich auf ein einziges System zu verlassen. Im Extremfall reicht dies wie in den Anfangstagen der Fliegerei bis hin zum Flug auf Sicht und den Blick auf gedrucktes Kartenmaterial.
Daneben gibt es auch noch bewährte Systeme wie Radar und die klassische Funk-Navigation, die sich zum Beispiel auf sogenannte „Funkfeuer“ stützt. Das sind – sehr vereinfacht – Bodenstationen, die ein UKW-Signal senden. Daraus wird die Entfernung des Flugzeuges zu den jeweiligen Bodenstationen und damit die Position der Maschine berechnet. Im Prinzip dienen sie als eine moderne Variante der klassischen Leuchttürme.
Dazu kommen weitere Technologien wie die sogenannte Trägheitsnavigation, die komplett ohne externe Informationen wie Funk- oder Satellitendaten auskommen, aber auch gewisse Schwächen haben.
Mehrfach-Lösungen sorgen für mehr Sicherheit
Grundsätzlich sagen Experten wie Florian David, dass es nicht die eine technische Lösung gibt. Der Leiter des DLR-Instituts für Kommunikation und Navigation plädiert für eine Mischung aus verschiedenen Technologien, die sich gegenseitig ergänzen und redundant sind, also dann einspringen, wenn zum Beispiel GPS ausfällt: „Wir müssen die Navigation ganzheitlich betrachten und eine Vielzahl verfügbarer Sensoren so kombinieren, dass eine jederzeit verfügbare und verlässliche Positionierung möglich wird.“
Dies sei umso wichtiger, als dass auch im Straßenverkehr der Trend zu immer mehr Automatisierung geht. Wenn aber Computer die Steuerung von Autos, Schiffen oder Flugzeugen übernehmen, dann müssen die Navigationsdaten umso zuverlässiger sein.
Daten-Manipulationen erkennen und ignorieren
Inzwischen gibt es für die Luftfahrt technische Möglichkeiten, Besatzungen und die Passagiere an Bord zumindest teilweise gegen Attacken zu schützen. So hat der Bremer Luft- und Raumfahrtkonzern OBH unter dem Namen GIDAS ein System entwickelt, das erkennt, ob GPS-Signale gestört oder verfälscht werden. Nach Firmenangaben wird es bereits an zahlreichen Flughäfen eingesetzt, um die Korridore für Starts und Landeanflüge zu überwachen.
Auch der Lufthansa-Konzern hat zuletzt eine eigene Lösung präsentiert. Die Tochter Lufthansa Systems integriert seit diesem Frühjahr einen KI-gestützten Detektor für sogenanntes Jamming und Spoofing in die Navigationssysteme von Flugzeugen. Die Technologie wurde vom Startup SkAI Data Services in Zusammenarbeit mit der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Zürich entwickelt.
Das DLR wiederum arbeitet an „robusten“ GPS-Empfängern, die Störungen und Manipulationen nicht nur erkennen, sondern auch unterdrücken sollen. Nach Angaben des Institutes steht ein entsprechendes Gerät, mit dem auch heutige Empfänger aufgerüstet werden können, kurz vor der Marktreife.
