

(Kredit: leolintang/Shutterstock)
ALBUQUERQUE, NM — Di era di mana GPS memandu segala hal mulai dari perjalanan akhir pekan hingga rute penerbangan komersial, tim peneliti bersiap menghadapi skenario yang mengkhawatirkan: Apa yang terjadi jika GPS gagal? Solusi mereka melibatkan kombinasi kreatif balon cuaca, pendingin styrofoam, dan gelombang radio dari sumber yang tidak terduga: menara ponsel.
Bayangkan ini: Pendingin styrofoam yang khas tergantung pada balon cuaca, mengambang di udara tipis tempat birunya atmosfer kita bertemu dengan kegelapan ruang angkasa. Meskipun terlihat seperti proyek pameran sains, kontainer sederhana ini bisa menjadi kunci untuk membuat perjalanan udara lebih aman ketika sistem GPS tidak berfungsi.
Mempresentasikan karya mereka di konferensi Institute of Navigation GNSS+, para peneliti dari Sandia National Laboratories dan The Ohio State University sedang mengembangkan sistem navigasi cadangan yang inovatif untuk pesawat dengan memanfaatkan sesuatu yang jarang kita pikirkan: jaringan sinyal radio tak kasat mata yang terus-menerus mengelilingi kita. Teknologi eksperimental mereka dapat berfungsi sebagai jaring pengaman ketika GPS – sistem yang selama ini kita andalkan untuk segala hal mulai dari pendaratan pesawat hingga menemukan kedai kopi terdekat – menjadi tidak dapat diandalkan.
“Kami tidak mencoba menggantikan GPS,” jelas Jennifer Sanderson, peneliti utama di Sandia, dalam rilis media. “Kami hanya berusaha membantunya dalam situasi di mana ia terdegradasi atau dikompromikan,” situasi yang dapat membahayakan pilot dan penumpang.


Kebutuhan akan sistem cadangan lebih mendesak dari yang Anda kira. Meskipun GPS telah menjadi standar emas untuk navigasi, GPS bukannya kebal. Pilot yang terbang di dekat zona konflik semakin menyadari bahwa sistem GPS mereka terganggu atau tidak dapat diandalkan. Bahkan di dekat rumah, “jammers” ilegal – perangkat yang membanjiri frekuensi GPS dengan sinyal yang tidak berarti – dapat dibeli secara online meskipun melanggar hukum.
Mungkin yang lebih mengkhawatirkan adalah teknik yang disebut “spoofing,” di mana sinyal GPS palsu menipu penerima agar menunjukkan lokasi yang salah. Jika ini terdengar tidak masuk akal, pertimbangkan ini: teknologi yang sama sudah digunakan oleh pemain yang mencoba melakukan kecurangan di Pokémon Go.
“Ada aplikasi sebenarnya yang dapat Anda unduh yang memungkinkan Anda memalsukan lokasi Anda, dan seluruh subreddit yang didedikasikan untuk menunjukkan kepada Anda cara menggunakannya untuk berbagai permainan,” kata Sanderson.
Meskipun tidak berbahaya dalam game seluler, teknologi ini dapat menimbulkan konsekuensi serius jika digunakan terhadap pesawat terbang.


Menatap Langit untuk Mencari Solusi
Pendekatan yang dilakukan tim peneliti sangat cerdik dan sederhana: daripada hanya mengandalkan satelit GPS, mengapa tidak menggunakan sinyal radio lain yang tak terhitung jumlahnya yang sudah melayang di langit kita? Menara telepon seluler dan satelit komunikasi non-GPS secara konstan memancarkan gelombang frekuensi radio yang dapat berfungsi sebagai sinyal navigasi.
Untuk menguji ide ini, tim mengirimkan peralatan eksperimental mereka ke angkasa melalui balon cuaca, mencapai ketinggian hingga 80.000 kaki — sekitar 15 mil di atas. Angka tersebut kira-kira tiga kali lebih tinggi dari pesawat komersial yang biasanya terbang dan jauh lebih tinggi dari penelitian sebelumnya yang hanya mencapai ketinggian 5.000 hingga 7.000 kaki.
Peralatan mereka, ditempatkan di pendingin styrofoam yang tampak biasa, termasuk antena khusus yang dirancang untuk mendeteksi dan mengukur berbagai sinyal radio. Dengan menganalisis bagaimana gelombang radio ini dikompresi atau diregangkan saat bergerak (dikenal sebagai efek Doppler – fenomena yang sama yang membuat sirene ambulans yang lewat berubah nada), para peneliti berpotensi menghitung posisi dan kecepatan pesawat. Hasil awalnya cukup menjanjikan.
“Sementara kami masih memproses data penerbangan, kami yakin temuan awal kami menunjukkan bahwa kami mendeteksi sinyal menara seluler di ketinggian puncak sekitar 82.000 kaki,” kata Sanderson. “Jika sinyal-sinyal ini cukup bersih untuk navigasi, maka secara signifikan akan mengubah apa yang kami pikir mungkin untuk navigasi alternatif.”


Jalan ke Depan
Penelitian ini masih dalam tahap awal. Saat ini, tim harus secara manual mencocokkan sinyal yang diterima dengan sumbernya menggunakan data referensi – sebuah proses membosankan yang perlu diotomatisasi sebelum sistem dapat digunakan dalam situasi dunia nyata.
“Sisi navigasi yang tidak seksi namun sangat penting adalah memahami semua sumber kesalahan Anda,” jelas Sanderson.
Namun, potensi dampak dari pekerjaan ini tidak hanya terbatas pada bidang penerbangan. Masyarakat modern kita sudah sangat bergantung pada GPS untuk segala hal mulai dari pertanian hingga pasar keuangan. Memiliki sistem cadangan yang andal dapat membantu mencegah gangguan yang meluas jika layanan GPS gagal.
Meskipun penerbangan Anda berikutnya mungkin belum menggunakan menara telepon seluler, penelitian inovatif ini menunjukkan bahwa solusi terhadap masalah kompleks mungkin tersembunyi di depan mata — atau dalam hal ini, mengambang di sinyal di sekitar kita.