Die Vereinigten Staaten und China befinden sich im Weltraum und auf der Erde in einem neuen Wettlauf um eine grundlegende Ressource: die Zeit selbst.
Und die Vereinigten Staaten verlieren.
Globale Positionierungssatelliten dienen als Uhren am Himmel, und ihre Signale sind für die Weltwirtschaft von grundlegender Bedeutung – für Telekommunikation, Notrufdienste und Finanzbörsen ebenso wichtig wie für Autofahrer und verlorene Fußgänger.
Diese Dienste werden jedoch zunehmend anfällig, da der Weltraum rasch militarisiert wird und Satellitensignale auf der Erde angegriffen werden.
Doch im Gegensatz zu China haben die Vereinigten Staaten keinen Plan B für Zivilisten, falls diese Signale im Weltraum oder an Land ausfallen sollten.
Die Risiken scheinen so fern wie Science-Fiction zu sein. Aber erst letzten Monat sagten die Vereinigten Staaten, dass Russland möglicherweise eine Atomwaffe im Weltraum stationieren würde, und lenkten damit die Aufmerksamkeit wieder auf die Verwundbarkeit von Satelliten. Und John E. Hyten, ein Luftwaffengeneral, der auch stellvertretender Vorsitzender der Joint Chiefs of Staff war und jetzt im Ruhestand ist, nannte einige Satelliten einmal „große, fette, saftige Ziele“.
Die konkreten Bedrohungen nehmen seit Jahren zu.
Russland, China, Indien und die Vereinigten Staaten haben Antisatellitenraketen getestet und mehrere große Weltmächte haben Technologien entwickelt, die Signale im Weltraum stören sollen. Ein chinesischer Satellit verfügt über einen Roboterarm, der andere Satelliten zerstören oder bewegen könnte.
Weitere Angriffe finden auf der Erde statt. Russische Hacker haben die Bodeninfrastruktur eines Satellitensystems in der Ukraine ins Visier genommen und zu Beginn des dortigen Krieges das Internet unterbrochen. Angriffe wie Jamming, bei dem Satellitensignale übertönt werden, und Spoofing, bei dem irreführende Daten gesendet werden, nehmen zu, lenken Flüge ab und verwirren Piloten fernab der Schlachtfelder.
Würde die Welt ihre Verbindung zu diesen Satelliten verlieren, würden sich die wirtschaftlichen Verluste auf Milliarden von Dollar pro Tag belaufen.
Obwohl die Risiken erkannt werden, sind die Vereinigten Staaten noch Jahre davon entfernt, über eine zuverlässige alternative Zeit- und Navigationsquelle für zivile Zwecke zu verfügen, wenn GPS-Signale ausfallen oder unterbrochen werden, wie Dokumente zeigen und Experten sagen. Das Transportministerium, das zivile Projekte für Zeitmessung und Navigation leitet, bestritt dies, gab jedoch keine Antworten auf Folgefragen.
Ein Plan der Obama-Regierung aus dem Jahr 2010, von dem Experten gehofft hatten, er würde ein Backup für Satelliten schaffen, wurde nie umgesetzt. Ein Jahrzehnt später erließ Präsident Donald J. Trump eine Durchführungsverordnung, in der es hieß, dass die Störung oder Manipulation von Satellitensignalen eine Bedrohung für die nationale Sicherheit darstelle. Er schlug jedoch keine Alternative vor und schlug auch keine Finanzierung zum Schutz der Infrastruktur vor.
Die Biden-Regierung bittet private Unternehmen um Angebote, in der Hoffnung, dass diese technische Lösungen anbieten. Es könnte jedoch Jahre dauern, bis diese Technologien weit verbreitet sind.
Während die Vereinigten Staaten hinterherhinken, schreitet China voran und errichtet das angeblich größte, fortschrittlichste und präziseste Zeitmesssystem der Welt.
Laut Planungsdokumenten, staatlichen Medien und wissenschaftlichen Arbeiten baut das Unternehmen Hunderte von Zeitmessstationen an Land und verlegt 12.000 Meilen Glasfaserkabel unter der Erde. Diese Infrastruktur kann Zeit- und Navigationsdienste bereitstellen, ohne auf Signale von Beidou, Chinas Alternative zu GPS, angewiesen zu sein. Außerdem ist geplant, weitere Satelliten als Backup-Signalquellen zu starten.
„Wir sollten diese strategische Chance nutzen und alle unsere Anstrengungen darauf verwenden, so schnell wie möglich Fähigkeiten aufzubauen, die alle Bereiche abdecken – unter Wasser, am Boden, in der Luft, im Weltraum und im Weltraum“, so Forscher von China Aerospace Science and Industry Corporation, ein staatseigenes Konglomerat, schrieb letztes Jahr in einer Zeitung.
China hat ein System aus der Zeit des Zweiten Weltkriegs, bekannt als Loran, beibehalten und modernisiert, das Funktürme nutzt, um Zeitsignale über große Entfernungen zu senden. Eine erweiterte Version liefert Signale in die östlichen und zentralen Teile des Landes und erstreckt sich vor der Küste bis nach Taiwan und Teilen Japans. Derzeit wird an der Erweiterung des Systems nach Westen gebaut.
Auch Russland verfügt über ein weitreichendes Loran-System, das weiterhin genutzt wird. Südkorea hat sein System modernisiert, um Funkstörungen durch Nordkorea entgegenzuwirken.
Die Vereinigten Staaten haben jedoch ihr Loran-System im Jahr 2010 außer Betrieb genommen, wobei Präsident Barack Obama es als „veraltete Technologie“ bezeichnete. Es gab keinen Plan, es zu ersetzen.
Im Januar testeten die Regierung und private Unternehmen eine verbesserte Version von Loran auf Türmen der US-Küstenwache. Da die Unternehmen jedoch kein Interesse daran zeigten, das System ohne staatliche Hilfe zu betreiben, plant die Küstenwache, alle acht Übertragungsstandorte zu veräußern.
„Die Chinesen haben getan, was wir in Amerika versprochen hatten“, sagte Dana Goward, Präsidentin der Resilient Navigation and Timing Foundation in Virginia. „Sie sind entschlossen auf dem Weg zur Unabhängigkeit vom Weltraum.“
Was machen die Vereinigten Staaten?
Seit der Anordnung von Herrn Trump haben etwa ein Dutzend Unternehmen Optionen vorgeschlagen, darunter den Start neuer Satelliten, die Einrichtung von Glasfaser-Zeitmesssystemen oder den Neustart einer erweiterten Version von Loran. Es sind jedoch nur wenige Produkte auf den Markt gekommen.
Ein privates Unternehmen, Satelles, hat in Zusammenarbeit mit dem US-amerikanischen National Institute of Standards and Technology in Colorado eine alternative Zeitquelle mithilfe von Satelliten entwickelt, die bereits etwa 485 Meilen über der Erde kreisten.
NIST-Wissenschaftler sagen, dass die Signale tausendmal stärker sind als die von GPS-Satelliten, die mehr als 12.000 Meilen über der Erde kreisen. Das macht es schwieriger, sie zu stören oder zu fälschen. Und weil erdnahe Satelliten kleiner und weiter verstreut sind, sind sie weniger anfällig für einen Angriff im Weltraum als GPS-Satelliten.
Laut Satelles-Chef Michael O’Connor beziehen die Satelliten Zeit von Stationen auf der ganzen Welt, darunter der NIST-Einrichtung in Colorado und einem italienischen Forschungszentrum außerhalb von Mailand.
China hat ähnliche Pläne, sein Raum-Zeit-System bis 2035 zu verbessern. Es wird Satelliten starten, um das Beidou-System zu erweitern, und das Land plant, fast 13.000 Satelliten in eine erdnahe Umlaufbahn zu bringen.
China sagt, seine Investitionen seien zum Teil auf die Sorge vor einem amerikanischen Angriff im Weltraum zurückzuführen. Forscher der Chinesischen Akademie der Militärwissenschaften sagten, dass die Vereinigten Staaten „mit allen Kräften daran arbeiten“, ihre Fähigkeiten zur Weltraum-Cyberkriegsführung auszubauen, insbesondere nachdem der Krieg in der Ukraine „ein tieferes Verständnis für die entscheidende Natur der Weltraum-Cybersicherheit“ gebracht habe.
Die Vereinigten Staaten haben ihre Ausgaben für die Weltraumverteidigung erhöht, aber die Space Force, ein Zweig des Militärs, beantwortete keine spezifischen Fragen zu den Antisatellitenfähigkeiten des Landes. Es hieß, es baue Systeme zur Wahrung der Interessen der Nation auf, da „der Weltraum zu einem zunehmend überlasteten und umkämpften Bereich wird“.
Unabhängig von der zivilen Nutzung entwickelt das Militär GPS-Backup-Optionen für den eigenen Gebrauch, auch für Waffen wie präzisionsgelenkte Raketen. Die meisten Technologien sind klassifiziert, aber eine Lösung ist ein Signal namens M-Code, das laut Space Force störsicher ist und im Krieg eine bessere Leistung erbringt als ziviles GPS. Allerdings kam es immer wieder zu Verzögerungen.
Das Militär entwickelt außerdem einen Ortungs-, Zeit- und Navigationsdienst, der über Satelliten in erdnahen Umlaufbahnen verbreitet werden soll.
Andere Gegenmaßnahmen blicken in die Vergangenheit. Die US-Marineakademie hat wieder begonnen, Matrosen das Navigieren nach den Sternen beizubringen.
Was passiert, wenn die USA keine Lösung finden?
Satellitensysteme – Amerikas GPS, Chinas Beidou, Europas Galileo und Russlands Glonass – sind die wichtigen Zeitquellen, und Zeit ist der Eckpfeiler der meisten Navigationsmethoden.
Im amerikanischen GPS-System beispielsweise trägt jeder Satellit Atomuhren und sendet Funksignale mit Informationen über seinen Standort und die genaue Uhrzeit. Wenn ein Mobiltelefonempfänger Signale von vier Satelliten empfängt, berechnet er seinen eigenen Standort basierend auf der Zeit, die es gedauert hat, bis diese Signale eintrafen.
Autos, Schiffe und Navigationssysteme an Bord von Flugzeugen funktionieren alle auf die gleiche Weise.
Auch andere Infrastrukturen sind auf Satelliten angewiesen. Telekommunikationsunternehmen nutzen die genaue Zeit, um ihre Netzwerke zu synchronisieren. Energieversorger benötigen Zeit von Satelliten, um den Zustand des Netzes zu überwachen und Fehler schnell zu erkennen und zu untersuchen. Finanzbörsen nutzen es, um Aufträge zu verfolgen. Rettungsdienste nutzen es, um Menschen in Not zu lokalisieren. Landwirte nutzen es, um Pflanzen präzise anzupflanzen.
Eine Welt ohne Satellitensignale ist eine Welt, die nahezu blind ist. Krankenwagen werden auf ständig verstopften Straßen verspätet sein. Mobiltelefonanrufe werden eingestellt. Schiffe können verloren gehen. Stromausfälle können länger dauern. Lebensmittel können mehr kosten. Es wird viel schwieriger sein, sich fortzubewegen.
Laut der US-amerikanischen Cybersecurity and Infrastructure Security Agency wurden einige kritische zivile Systeme jedoch mit der falschen Annahme entwickelt, dass Satellitensignale immer verfügbar sein würden.
Dieses Vertrauen kann schlimme Folgen haben. Ein aktueller Bericht aus Großbritannien zeigte, dass ein einwöchiger Ausfall aller Satellitensignale die britische Wirtschaft fast 9,7 Milliarden US-Dollar kosten würde. In einem früheren Bericht wurde der Schaden für die US-Wirtschaft auf 1 Milliarde US-Dollar pro Tag geschätzt, doch diese Schätzung ist fünf Jahre alt.
„Es ist wie Sauerstoff, man weiß erst, dass man ihn hat, wenn er weg ist“, sagte Admiral Thad W. Allen, ehemaliger Kommandant der US-Küstenwache und Leiter eines nationalen Beratungsgremiums für weltraumgestützte Positionierung, Navigation und Zeitmessung. sagte letztes Jahr.
Vorerst verhindern gegenseitig zugesicherte Verluste größere Angriffe. Satellitensignale werden auf einem schmalen Funkband übertragen, was es für ein Land schwierig macht, die Satellitensignale eines anderen Landes zu stören, ohne seine eigenen Dienste abzuschalten.
Laut Herrn Goward von der Resilient Navigation and Timing Foundation hat der 50-jährige kostenlose GPS-Zugang „jeden süchtig gemacht“. Die Regierung habe nicht genug getan, um der Öffentlichkeit Alternativen zur Verfügung zu stellen, sagte er.
„Es geht nur darum, das Problem zu bewundern“, sagte er, „nicht darum, das Problem zu lösen.“
