Recreación de una flota de satélites. Imagen: NASA
La fascinante historia del GPS y su empeño por orientarnos
Formado actualmente por una red de 31 satélites, sus señales resultan hoy imprescindibles tanto en aplicaciones civiles como militares
El GPS (Global Positioning System; Sistema de Posicionamiento Global) es uno de los sistemas de alta tecnología más utilizados y conocidos: los llevamos en nuestros coches y teléfonos inteligentes, y es fundamental para muchos requerimientos civiles y militares (cartografía, salvamento, agricultura, gestión de flotas, guiado de misiles etc.).
Constituido actualmente por una red de 31 satélites operativos que orbitan en torno a la Tierra, el GPS es un elaborado sistema de emisión y recepción de señales y de triangulación que permite determinar la posición de cualquier objeto situado sobre la superficie terrestre. Para que este sistema funcione con la precisión adecuada, para que no se produzcan desviaciones que distorsionen la localización que ofrece, es indispensable que los relojes atómicos situados en los satélites y en la superficie de la Tierra estén perfectamente sincronizados.
Y en este punto aparecen dos teorías que creó Albert Einstein: la teoría especial de la relatividad (1905) y la teoría general de la relatividad (1915). La primera refina la física del movimiento formulada por Isaac Newton en 1687, con el resultado de que las medidas de intervalos de tiempo y de espacio dependen del estado de movimiento de quienes hacen las medidas; mientras que de la teoría general, que se ocupa de la fuerza gravitacional, se deduce que nuestras medidas de tiempo se ven afectadas por el valor del campo gravitatorio.
Según la relatividad de Einstein el tiempo pasa de manera diferente en el reloj del satélite que en el de la Tierra
Tales efectos toman protagonismo cuando intervienen satélites que se mueven con respecto a la Tierra a gran velocidad y en lugares donde la fuerza gravitacional no es la misma que en la superficie terrestre. Por consiguiente, según la relatividad einsteiniana el tiempo pasa de manera diferente en el reloj del satélite que en el de la Tierra. Es preciso, por tanto, realizar las correcciones oportunas para la sincronización. Si no se utilizasen las dos teorías relativistas, los GPS dejarían de ser útiles pasados unos dos minutos, y al cabo de un día darían posiciones con errores del orden de 10 kilómetros.
El papel, imprescindible, que desempeña en un sistema tecnológico una ciencia tan básica como la que representa las teorías de la relatividad, se utiliza frecuentemente para defender el valor de este tipo de ciencia. Y está bien y es justo que así se haga, pero hay más. Y en ese “más” figura el papel que, en este y otros casos, ha desempeñado el mundo militar.
El origen del GPS hay que situarlo en las investigaciones que ARPA (Advanced Research Project Agency; Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados), una organización dependiente del Departamento de Defensa de Estados Unidos, creada en 1958 – en 1972 cambió su nombre a DARPA, la “D” por “Defense”– llevó a cabo, en el contexto de la guerra fría y de la guerra de Vietnam (que se mantuvo, recuérdese, hasta 1975), para dirigir con precisión los proyectiles (misiles submarinos Polaris) que se lanzaban a objetivos seleccionados.
El proyecto, secreto, se llamó inicialmente TRANSIT y comenzó en 1957, pero fue en 1959 cuando ARPA contrató al Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins para que creara el primer sistema de posicionamiento utilizando seis satélites, tres activos y tres de repuesto.
Además de responder a necesidades surgidas de la guerra de Vietnam, TRANSIT se debe entender como reacción ante el lanzamiento por parte de la Unión Soviética del primer satélite, el “Sputnik I”, que generó una profunda crisis en Estados Unidos. James Killian, que llegó a ser asesor del presidente Eisenhower para ciencia y tecnología, se refirió en los siguientes términos a la alarma que se produjo en Estados Unidos tras el anuncio del logro soviético: “Al lanzar sus señales al espacio, el ‘Sputnik I’ creó una crisis de confianza que barrió el país como el viento huracanado del incendio de un bosque. De la noche a la mañana, se desarrolló un amplio temor a que el país se encontrase a merced de la maquinaria militar soviética y que nuestro gobierno y su brazo militar hubiesen perdido repentinamente el poder de defender a la propia patria”.
Tras varios lanzamientos fallidos, TRANSIT comenzó a operar en junio de 1963. Y lo hizo para ser utilizado exclusivamente por los servicios oficiales estadounidenses: llevaba un sistema para que en caso de que un operador privado consiguiese acceder a él, la información que obtendría le daría una ubicación alejada más de cien metros de la real.
Durante la década siguiente, la Armada y la Fuerza Aérea estadounidenses desarrollaron sus propios sistemas de navegación basados en satélites, pero en 1973 el Pentágono ordenó a DARPA que creara un único sistema que pudiese ser utilizado por todos los servicios militares. El resultado se denominó NAVSTAR Global Positioning System. Por último, en 1989 entró en funcionamiento un conjunto de 24 satélites que permitían a los militares estadounidenses cubrir toda la Tierra, fuesen cuales fuesen las condiciones atmosféricas, y en tiempo real.
Ya en la década de 1990, con el desarrollo de la tecnología correspondiente, varias compañías europeas comenzaron a desarrollar sistemas GPS para uso civil, por lo que, para mantener a su nación en la frontera de esa nueva industria floreciente, en mayo de 2000 el presidente Clinton decidió abrir el GPS desarrollado por DARPA a cualquier usuario, aunque hasta la actualidad la propiedad continúa siendo de la Fuerza Espacial de Estados Unidos.
Otro ejemplo destacado en el que intervino DARPA tiene que ver con Internet. Tradicionalmente, se ha asignado su creación al CERN y a Tim Berners-Lee, quien en 1989 creó la WWW. Sin embargo, se han dejado de lado las aportaciones anteriores de DARPA donde se desarrolló ARPANET, un sistema de comunicación entre computadoras cuyos primeros nodos se establecieron a finales de la década de 1960 en centros de las universidades de Stanford, California en Santa Bárbara, y Utah.
En 1972, funcionaban 24 nodos, uno de ellos en el Pentágono; en 1973, 36 conectados vía telefónica, más uno en Hawái que utilizaba conexión vía satélite. Protocolos como TCP (Transmission Control Protocol) e IP (Internet Protocol), creados entonces, continúan utilizándose en la actualidad en Internet. Es agradable pensar que han sido sobre todo la ciencia y la tecnología “civiles” las que han moldeado apartados fundamentales del mundo actual, pero la realidad es que el papel del mundo militar en absoluto ha sido menor.
