GPS
Mucho antes de la invención de los ordenadores, los primeros marineros (vikingos y polinesios) exploraron el mundo y descubrieron muchas cosas. ¿Cómo encontraban el camino en medio del océano?
Determinar la posición en mar abierto no es tarea fácil y sin los equipamientos modernos resulta extremadamente difícil. Se sabe que ha habido sistemas de abordo que han dejado de funcionar durante varios días por culpa de algún virus y, en algunos casos, los navíos han ido a la deriva durante semanas porque no contaban con profesionales de ciberseguridad abordo para resolver los problemas.
Antiguamente, ¿cómo se abrían paso los marineros en los mares?
Los polinesios eran grandes navegadores. Cientos de años antes de que Cristóbal Colón emprendiera su viaje a lo largo del Atlántico, los polinesios ya habían atravesado el Pacífico con sus canoas de madera, surcando distancias de miles de kilómetros entre las islas y el Triángulo Polinésico. Para orientarse, se ayudaban del sol, las estrellas, la luna, el viento y las corrientes. También hacían mapas especiales con palos y conchas de mar.
This is a rebbelib stick chart by the Marshallese to navigate the Pacific Ocean by canoe. https://t.co/6sQVUbYjBi pic.twitter.com/JSrWn0LIV8
— Future Mapping Co. (@Futuremaps) May 20, 2016
Los vikingos también viajaban miles de kilómetros entre el norte de Europa, las Islas Británicas, Islandia, Groenlandia e, incluso, Norteamérica. Se ayudaban de cálculos y de observaciones cuidadosas: iban a la deriva, seguían ballenas y tenían cuervos abordo a los que enseñaban a buscar las tierras más cercanas.
Según varios informes, los viajeros vikingos localizaban su posición en medio del océano ayudados de las sombras que proyectaba el sol, contando los días en el mar, mediante el cálculo aproximado de la velocidad del navío y orientaban el rumbo según el sol y las estrellas. Algunos creen que incluso utilizaban piedras de sol que polarizaban la luz para determinar el acimut del sol en el caso de que hubiera mal tiempo y no pudieran ver ni a este ni a las estrellas.
Los vikingos a menudo llegaban a conclusiones intuitivas, pero inexactas. Las historias hablan de viajes en los que había niebla o mal tiempo. En dichas condiciones, los antiguos marineros perdían el sentido de la orientación por completo.
La batalla por descubrir cómo calcular la longitud
Por lo que sabemos, el concepto de coordenadas se remonta a la antigua Grecia, al año 200 a.C. Claudio Ptolomeo fue el primero en proponer el concepto exacto de latitud y longitud.
Los marineros utilizaban mapas de la Tierra y de los cielos, además de cuadrículas para posicionarse. Aun así, no era fácil hallar las coordenadas necesarias porque aunque el sol, la luna y las estrellas ayudaran a determinar la latitud, la longitud era un hueso duro de roer.
La longitud se puede calcular con la diferencia entre la hora local y la hora de algún punto de referencia tomadas en el mismo momento. La precisión es crucial ya que, en el ecuador, un grado de desviación se traduce en 109 km. La hora abordo puede determinarse mediante el sol y las estrellas, pero los relojes no eran lo bastante exactos en aquellos tiempos y algunas personas no podían determinar la hora en un puerto de origen ni dentro del meridiano principal de Greenwich.
Aprender a determinar a longitud fue una prioridad durante muchos años. Luis XVI afirmó que sus astrónomos le habían hecho perder más tierras que sus ejércitos.
Entre los siglos XVI y XVIII, España, Holanda, Portugal, Venecia e Inglaterra (todos poderes navales importantes) ofrecían grandes recompensas para cualquiera que inventara métodos simples y prácticos de precisar la longitud de los navíos en el mar. El gobierno británico ofreció la pequeña cifra de 20.000 libras que, en 2015, equivalían a 2.6 millones de las misma moneda o a 3.8 millones de dólares. John Harrison ganó el dinero por la invención del cronómetro marino que empezó a usarse de forma generalizada en 1760.
Anteriormente, en 1757, se inventó el sextante de la mano del trabajo simultáneo de Isaac Newton, John Hadley, and Thomas Godfrey. Ambas herramientas juntas solucionan por fin el rompecabezas de la longitud.
¿Cómo funcionaban? A mediodía, un navegdador medía el ángulo entre el horizonte y el sol con la ayuda del sextante y lo comparaba con la hora de Greenwich, marcada en un cronometro. A partir de entonces, los barcos ya podían determinar la longitud (la distancia a la que estaban al este o al oeste del primer meridiano).
¿Qué se utiliza hoy en día?
En la actualidad, la mayoría de los barcos dependen de gráficas electrónicas y de sistemas de información (ECDIS) y del sistema de posicionamiento global (GPS).
El GPS utiliza una red de 30 satélites para determinar nuestra posición exacta. En principio, este sistema se desarrolló con fines militares, pero hoy en día casi todo el mundo, desde turistas a marineros o pilotos, lo utilizan con facilidad.
Además del GPS, los navíos han pasado a utilizar cartas electrónicas, un cambio que permite a los navegantes realizar operaciones esenciales como trazar un camino y hacer una corrección en solo unos minutos y no en horas. Como resultado, el oficial de guardia empleaba el tiempo a observar y a analizar su alrededor: tiempo, velocidad del barco y otras variables importantes. El barco es más seguro, un punto esencial para los dueños, los clientes que cargan en ellos sus mercancías y las compañías aseguradoras que establecen las tarifas de los seguros.
Ships black boxes are vulnerable to hackers – https://t.co/H5gXrF4zO7 #security #nautical pic.twitter.com/6nVHPhNv9R
— Kaspersky (@kaspersky) January 12, 2016
Como en la aviación, los sistemas marítimos ECDIS deben estar por duplicado. Si un navío prefiere no utilizar gráficas en papel, ha de tener dos dispositivos ECDIS con pantallas y bases de datos separadas.
En el caso de la Ley de Murphy…
Se puede dar el caso de que ambos sistemas ECDIS fallen como resultado de un error de programación o de un ataque dirigido. Los sistemas informáticos también dejan de funcionar para instalar parches y actualizaciones. Además, los investigadores encuentran con frecuencia vulnerabilidades en tecnologías clave como lo es ECDIS, el GPS y el Sistema de Identificación Automática marina (SIA). Se parchean, pero siempre aparecen errores nuevos.
Los fallos de navegación no son muy peligrosos al lado de la costa: la ayuda está cerca, las señales de orientación son visibles e Internet y las conexiones móviles suelen funcionar. Si los marineros observan problemas en un lugar inseguro, pueden ponerse en contacto con la personas designada en tierra y pedirle un mapa naval en formato PDF en el que están marcados bancos de peces, rutas y lugares peligrosos.
Maritime industry is easy meat for cyber criminals – http://t.co/arylkFBOTc pic.twitter.com/v6QKzcjJXM
— Kaspersky (@kaspersky) May 22, 2015
El GPS también es imperfecto. La radiación electromagnética del sol puede causar serios efectos en el funcionamiento del satélite. Aparte de ello, los delincuentes (como piratas o terroristas) pueden bloquear la señal con un simple y barato dispositivo de interferencias.
Un sistema de GPS comprometido puede sacar a un barco de su ruta mientras le hace creer que va por el camino adecuado. En la mejor de estas situaciones se producen retrasos y en las peores colisiones desastrosas o hundimientos. Para evitar dichas situaciones, la armada de los EE.UU. también instruye a sus oficiales a navegar con la ayuda del sol y las estrellas.
La interrupción de la conexión o el bloqueo del GPS en mar abierto es probablemente la amenaza más obvia que puede forzar a los oficiales de cubierta actuales a refrescar sus conocimientos en astronavegación. Por supuesto, los marineros también tienen métodos no oficiales para situarse: por ejemplo, en caso de problemas pueden descargar las coordenadas GPS en sus smartphones. De hecho, lo hacen cuando quieren saber la posición del barco sin salir de su cabina. Un navío moderno con un motor y un generador eléctrico es poco probable que se pierda en el mar si se mantiene en buen estado.
Pero sin el equipo electrónico de navegación continúa siendo difícil. Un incidente que ocurrió hace dos años nos muestra muy bien todo lo que hemos conseguido los últimos dos siglos en lo que a transporte y a navegación se refiere. En 2014, un corredor de maratón intentó realizar corriendo el trayecto entre Florida y las Bermudas en un “hydropod” (un barco inflable con forma de rueda de hámster que se mueve alrededor de la persona que corre). Estaba en forma, su navío no podía hundirse, pero se olvidó de la navegación. Reza Baluchi no consiguió llegar muy lejos de la costa de Florida sin antes perderse y detuvo un barco que pasaba para pedir indicaciones hacia las Bermudas.
