Il Gps è una presenza costante nella vita quotidiana e nel funzionamento di molte infrastrutture, dagli smartphone alle navi, dagli aerei ai sistemi di posizionamento automatico. Una dipendenza che diventa evidente quando perdiamo il segnale, motivo per cui negli ultimi anni è stata accelerata la ricerca di sistemi alternativi.

Il Gps statunitense è solo uno dei sistemi globali di navigazione satellitare oggi disponibili. L’Europa ha sviluppato Galileo, la Russia utilizza Glonass e la Cina BeiDou. Costellazioni diverse che svolgono sostanzialmente la stessa funzione: permettere a un ricevitore di determinare la propria posizione attraverso i segnali inviati dai satelliti. Ma questi segnali, essendo relativamente deboli, sono soggetti a interferenze una volta raggiunta la superficie terrestre.

Una ricerca guidata da Todd Humphreys, dell’Università del Texas ad Austin, suggerisce che se l’interferenza arriva dallo spazio, può interessare aree molto più vaste di quanto si pensasse. È da questa vulnerabilità che parte la ricerca di alternative raccontata dall’Economist. Nessuna, almeno per ora, sembra destinata a mandare in pensione il Gps. L’obiettivo è piuttosto trovare sistemi capaci di continuare a indicare una posizione quando il suo segnale non è disponibile.

Orientarsi con il campo magnetico terrestre

Una prima risposta potrebbe trovarsi nella crosta terrestre. La composizione delle rocce presenti nella crosta modifica leggermente il campo magnetico del pianeta, creando variazioni che cambiano da una zona all’altra. Se un sensore riesce a rilevarle e un software a confrontarle con una mappa, un aereo può ricostruire la propria posizione senza utilizzare il Gps.

L’australiana Q-Ctrl utilizza magnetometri che sfruttano atomi di rubidio per misurare variazioni molto piccole del campo magnetico. Nel 2025 l’azienda ha sperimentato il sistema durante voli in Australia, ottenendo, secondo i risultati diffusi dalla società, prestazioni migliori rispetto al classico sistema di navigazione Gps. La canadese SBQuantum punta invece su sensori basati sui diamanti, capaci di misurare sia l’intensità sia la direzione del campo magnetico.

Ma rimane un problema: per orientarsi non basta leggere queste variazioni, servono mappe abbastanza precise con cui confrontarle. Quelle disponibili non sempre lo sono e diverse aziende stanno lavorando anche alla costruzione di una cartografia magnetica più accurata.

Usare i satelliti già presenti nello spazio

C’è però un’altra possibilità: sfruttare segnali che esistono già. Migliaia di satelliti per telecomunicazioni, come quelli delle costellazioni Starlink e OneWeb, trasmettono continuamente onde radio. Non sono stati progettati per guidare navi o aerei, ma alcuni ricercatori stanno provando a utilizzarli anche per questo. Uno dei metodi sfrutta l’effetto Doppler: quando un satellite si avvicina, la frequenza del segnale ricevuto aumenta leggermente; quando si allontana diminuisce. Conoscendo la sua traiettoria e misurando queste variazioni è possibile ricavare informazioni sulla posizione del ricevitore. Il 24 agosto 2024, durante un test a bordo di una nave al largo della Groenlandia occidentale, il sistema Matrix sviluppato dall’Aspin Lab della Ohio State University ha elaborato i segnali provenienti da 21 satelliti Starlink e OneWeb. Conoscendo posizione e velocità iniziali dell’imbarcazione, è riuscito a localizzarla con un errore di 27 metri. Per avvicinarsi alla precisione del Gps bisogna però conoscere con grande accuratezza la posizione dei satelliti utilizzati come riferimento. Le loro orbite possono cambiare, per esempio per evitare collisioni, introducendo errori nel calcolo. Un limite che potrebbe ridursi grazie a previsioni orbitali più precise: SpaceX pubblica quelle dei suoi oltre 11mila satelliti Starlink tenendo conto anche delle manovre programmate.

Da 27 metri ai due metri

Mark Psiaki, della Virginia Tech, sta cercando di fare un passo ulteriore. Il suo sistema utilizza un ricevitore collocato in una posizione nota per individuare eventuali differenze tra la traiettoria prevista del satellite e quella osservata e inviare poi le correzioni agli altri ricevitori. Con il sostegno del Dipartimento dei Trasporti statunitense, Psiaki punta inizialmente a una precisione nell’ordine dei dieci metri. Ma combinando l’effetto Doppler con il tempo impiegato dai segnali di quattro satelliti Starlink per raggiungere il ricevitore, secondo il ricercatore l’errore potrebbe scendere fino a circa due metri. Ma i satelliti non sono l’unica possibilità. L’Aspin Lab ha già sperimentato Matrix anche con i segnali delle antenne della telefonia mobile, utilizzandoli durante test condotti a bordo di un aereo con l’aeronautica statunitense. Secondo il direttore del laboratorio, Zak Kassas, la tecnologia è stata concessa in licenza ad aziende e utenti militari e potrebbe essere pronta per il mercato entro due anni. Considerando queste sperimentazioni, nessuna delle tecnologie è oggi pronta, da sola, a sostituire il Gps. Un aereo potrebbe affidarsi al campo magnetico quando il Gps viene disturbato, una nave utilizzare i satelliti per telecomunicazioni, altri mezzi integrare i segnali delle reti cellulari. Più sistemi, capaci di lavorare insieme o di subentrare l’uno all’altro. Il Gps difficilmente scomparirà, ma potrebbe smettere di essere l’unico grande riferimento della navigazione moderna.

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