Zaczyna się od Słońca
Wykład otworzył celowo kontrowersyjny obraz: wybuch na Słońcu. To, co naukowcy nazywają pogodą kosmiczną albo burzami magnetycznymi, nie jest ciekawostką astronomiczną, lecz zagrożeniem dla całej infrastruktury krążącej nad naszymi głowami. Pojedynczy koronalny wyrzut masy potrafi zaburzyć delikatne sygnały docierające z satelitów na Ziemię. Prof. Figurski przypomniał zdarzenie z końca XX wieku, gdy burza magnetyczna pozbawiła prądu mieszkańców kanadyjskiej prowincji Quebec - realną skalę skutków zjawiska, które wciąż zbyt rzadko bierzemy pod uwagę.
Nie pozycja, lecz czas
O systemie GPS wszyscy myślą przez pryzmat pozycji. Tymczasem, jak podkreślił profesor Figurski, z punktu widzenia bezpieczeństwa państwa i gospodarki pozycja jest mniej istotna. Kluczowy jest… czas. Sygnały nawigacji satelitarnej synchronizują sieci telekomunikacyjne, transakcje bankowe czy sieci komórkowe, i to na poziomie nanosekund. Zaburzenie tej synchronizacji oznacza, że przelewy nie przechodzą, a sieci przestają działać. Czas jest, jak ujął to prof. Figurski, pulsem współczesnej gospodarki - a odpowiada za niego infrastruktura kosmiczna. Skalę zależności oddaje jedna liczba: około 6% PKB Unii Europejskiej jest powiązane z systemami nawigacji satelitarnej.
Mgła i fałszywe drogowskazy
Zakłócenia naturalne to jednak tylko mniejsza część problemu. Druga, większa i gorsza część to złośliwa działalność człowieka, która dzieli się na dwie kategorie. Jamming to brutalny atak: zagłuszenie częstotliwości, na których nadają satelity. Jest jak mgła, która nagle opada na drogę i uniemożliwia dalszą jazdę. Spoofing jest jeszcze groźniejszy, bo inteligentny: to fałszowanie informacji. Odbiornik przyjmuje sygnał jako poprawny, choć zawarte w nim czas i pozycja pochodzą z zupełnie innego punktu czasoprzestrzeni. A decyzje podejmowane na podstawie sfałszowanych danych - w administracji, gospodarce i biznesie - bywają po prostu błędne.
To nie teoria. Zakłócenia występują nad Morzem Bałtyckim i w północnej Europie, obejmując także Polskę. Zidentyfikowano dwa główne źródła - rejon obwodu królewieckiego oraz okolice Sankt Petersburga, gdzie działają rosyjskie jednostki walki radioelektronicznej. Od 2020 roku zjawisko wyraźnie się nasila: o ile w grudniu 2024 roku odnotowano około 1900 incydentów, o tyle w styczniu 2025 roku było ich już blisko 2900. To nie pojedyncze zdarzenia, lecz działanie ciągłe - najczęściej odczuwane przez kierowców w rejonie Trójmiasta i Zatoki Gdańskiej. Profesor Figurski przywołał własne doświadczenie: nawigacja w Trójmieście pokazała mu, że znajduje się na środku Zatoki Gdańskiej - mimo że jechał zwykłym samochodem, a nie amfibią.
Co ciekawe, nawigacja satelitarna nie jest jedyną istniejącą technologicznie opcją. Instytut Łączności zaangażowany jest też w budowanie systemu R-Mode, rozwiązania rozwijanego wspólnie z partnerami z Niemiec i Danii, które, jak ujął to Profesor Figurski, „przenosi satelity na powierzchnię Ziemi". W tym systemie naziemne stacje bazowe symulują sygnały zbliżone do satelitarnych. Dokładność jest przyzwoita jak na system awaryjny: ok. 100 m w nawigacji przybrzeżnej i ok. 10 m przy wejściach do portów. Na południowym Bałtyku działa duży poligon testowy R‑Mode z ośmioma radiolatarniami MF nadającymi sygnały pozycjonowania. System znany pod nazwą unijnego projektu ORMOBASS (11/2023–10/2026) ma ulepszyć, przetestować i rozszerzyć bałtycki R‑Mode, od Kanału Kilońskiego po Zatokę Fińską. Częściowa gotowość systemu przewidywana jest na przyszły rok.
Ziemia i kosmos jako naczynia połączone
Nawigować da się też w oparciu o maszty na Ziemi, ale telekomunikacja nie jest już domeną wyłącznie naziemną - obejmuje także domenę kosmiczną, a oba komponenty muszą być traktowane jako jeden ekosystem wymiany informacji.
Mówimy dziś nie o sieciach naziemnych, lecz o sieciach nienaziemnych (Non-Terrestrial Networks), budowanych na satelitach na różnych orbitach i spiętych z infrastrukturą na Ziemi
- zwracał uwagę profesor Figurski.
Największą słabością obecnych systemów jest jednak niska moc sygnału. Satelity wiszą 20 000 km nad Ziemią, a odebranie ich sygnału przypomina wypatrywanie światła latarki na końcu kilkukilometrowego, zadymionego tunelu. Odpowiedzią jest przeniesienie nadajników bliżej - systemy nawigacyjne na satelitach niskoorbitalnych (LEO), krążących na wysokości od 400 do 1000 km. Ich sygnał ma być nawet tysiąckrotnie silniejszy niż z orbit średnich i na tyle mocny, by przenikać przez ściany budynków, gdzie klasyczna nawigacja dziś zawodzi. To jedno z zadań, które w najbliższych latach zrealizuje m.in. Unia Europejska.
Galileo: uwierzytelnianie, „pancerny tunel" i dokładność 20 centymetrów
Europejski system Galileo, powstający od kilkunastu lat, oferuje dziś funkcje istotnie zwiększające odporność na zakłócenia. OSNMA to mechanizm uwierzytelniania informacji nawigacyjnej - potwierdza, że sygnał nie został sfałszowany; wprowadzono go do użytku w 2025 roku i jest dostępny dla wszystkich. Jeszcze dalej idzie PRS, kodowana usługa, którą profesor Figurski porównał do pancernego tunelu, chroniącego użytkownika przed atakami. W odróżnieniu od zamkniętych systemów wojskowych GPS, PRS jest jednak dostępny również dla zastosowań cywilnych. Trzecia usługa, HAS (High Accuracy Service), zapewnia dokładność pozycjonowania rzędu 20 centymetrów w czasie rzeczywistym, bez dodatkowego wspomagania. Nie przypadkiem największymi jej użytkownikami są rolnicy. Precyzyjne rolnictwo korzysta z nawigacji satelitarnej na co dzień. A dla Polski zadaniem jest wykorzystanie systemu Galileo w większym stopniu, tym bardziej, że współfinansowaliśmy jego budowę.
Kosmos, jako przestrzeń suwerenności cyfrowej
Kosmos to ważny obszar telekomunikacji – pozostającej w centrum zainteresowań Instytutu Łączności. Prof. Figurski przypomniał niedawne problemy ze Starlinkiem, gdy Polskę zakwalifikowano do niższej kategorii dostępu i pozytywnie ocenił decyzję UE o uruchomieniu konstelacji IRIS² - trzeciego wielkiego programu europejskiego po Galileo i Copernicus. System złożony z ponad 300 satelitów niskoorbitalnych ma z założenia zapewniać łączność z uwierzytelnianiem, a więc oparty jest na zupełnie innej architekturze niż komercyjne konstelacje.
6G: szklany sufit fizyki, który Instytut Łączności chce rozbić
Bez łączności satelitarnej nie będzie realizacji wielkiej nadziei rozwojowej telekomunikacji, jaką jest technologia 6G. Według profesora Mariusza Figurskiego to będzie „skok w nadprzestrzeń danych". Autostrada o tysiącach pasów, pracująca na częstotliwościach od kilkudziesięciu gigaherców do teraherców. Znakomitych do przesyłu danych bez strat, gdyby fizyka nie stawiała nad nimi szklanego sufitu. Tym sufitem jest ziemska atmosfera. Cząsteczki wody i tlenu, opadająca mgła, potrafią skutecznie tłumić transmisję na tak bardzo wysokich częstotliwościach przez co dotychczasowe modele rozsiewu fal radiowych przestają wystarczać. Rozwiązaniem, nad którym pracuje Instytut jest połączenie fizyki atmosfery - opisywanej numerycznymi modelami pogody - z modelowaniem propagacji fal radiowych. Da to zdolność przewidywania zakłóceń i budowy „optyki aktywnej", dynamicznie dostosowującej częstotliwości do warunków. Pierwsze badania Instytutu Łączności pokazują, że zakłócenia pojawiają się już przy częstotliwościach rzędu 6 GHz, wykorzystywanych w komunikacji między stacjami bazowymi, a nasilają je coraz częstsze zjawiska ekstremalne związane ze zmianami klimatu. Za to 6G może pełnić, niejako przy okazji, funkcję darmowego radaru, stając się sensorem badającym przestrzeń, w której rozchodzą się fale.
Ilość i różnorodność danych generowanych przez te systemy powoduje, że człowiek nie jest w stanie już ich przetworzyć, dlatego fundamentem 6G będzie sztuczna inteligencja – zapowiada dyrektor naukowy Instytutu Łączności. SI będzie zarządzała przełączaniem częstotliwości, reagując na zakłócenia. Prof. Figurski, sam zwolennik AI, postawił tu wyraźną granicę: na początku człowiek i na końcu człowiek, a pośrodku narzędzie. To dzięki integracji tych elementów odporność na zakłócenia - naturalne i celowe - może stać się usługą świadczoną przez zintegrowane systemy łączności i nawigacji.
Polska Tarcza PNT i rola Instytutu Łączności
Wiele z tych wątków Instytut Łączności przekłada już na działanie. Sztandarowym przedsięwzięciem jest Polska Tarcza PNT - bariera wobec aktywnych zakłóceń. Fundament systemu już działa: zbudowany przez Instytut Łączności system RTGMS monitoruje sygnały wzdłuż wschodniej i północnej granicy Polski, a jego „czerwone lampki" regularnie sygnalizują zakłócenia. Na stronie rtgms.pl można zobaczyć, co się aktualnie dzieje i zapisać się na newsletter z bieżącymi ostrzeżeniami, co prof. Figurski szczególnie polecił osobom podróżującym w rejony przygraniczne.
Równolegle Instytut buduje poligon doświadczalny i laboratoria do badania oraz certyfikacji rozwiązań dla infrastruktury krytycznej - w tym usług uwierzytelniania opartych na kluczach post-kwantowych. To kompetencje, których Polsce dziś brakuje, a które są głęboko interdyscyplinarne: od modelowania orbit, przez systemy sterowania, po centra zarządzania. Profesor podkreślał, że muszą one powstawać jako rozwiązania narodowe - takie, nad których architekturą i rozwojem państwo zachowa realną kontrolę.
Wykład zamknęła metafora: nawigatorzy cyfrowego chaosu. W domenie elektromagnetycznej przesyłu danych i zakłóceń przesyłu, panuje dziś chaos, więc potrzebni są ludzie posiadający kompas, ludzie, którzy potrafią poprowadzić rozwój we właściwym kierunku. Taką rolę wyznacza sobie Instytut Łączności: łączyć fizykę z cyfryzacją i służyć pomocą we wdrażaniu nowych rozwiązań zarówno w administracji, jak i w biznesie.
Instytut Łączności - Państwowy Instytut Badawczy rozwija kompetencje na styku nawigacji, telekomunikacji i bezpieczeństwa - od systemów GNSS i PNT, przez sieci 5G-Advanced i 6G oraz komunikację satelitarną, po cyberbezpieczeństwo i technologie kwantowe - tworząc zaplecze badawcze dla odporności krajowej infrastruktury krytycznej.