Нині технологія GPS настільки тісно переплетена з нашим повсякденним життям, що важко уявити світ без неї. Одним з головних винахідників, що зробив значний внесок у відкриття GPS став випускник Bronx High School — Іван Геттінг. Як це було та чим був відомий цей американський вчений із зовсім не американським іменем — далі на bronx-future.com
Велике відкриття
Після того, як було запущено перший супутник, дослідники усього світу ретельно вивчали його роботу. Радіосигнали, які змінювали частоту залежно від руху супутника, привернули увагу вчених з Лабораторії прикладної фізики Університету Джона Гопкінса. Вони помітили ефект Доплера — явище, при якому сигнал змінюється, коли джерело рухається відносно спостерігача. Це спостереження стало основою ідеї, що місцеперебування супутника можна визначати з Землі, й навпаки — місцеперебування наземного об’єкта — за допомогою супутників.
У 1958 році Агентство перспективних дослідницьких проєктів (ARPA) почало розробку системи Transit — першої у світі супутникової навігаційної системи, яка з 1960 року забезпечувала точне позиціювання для військових, зокрема підводних човнів. До 1968 року система складалася з 36 супутників та забезпечувала точність у межах десятків метрів. Вона працювала до 1996 року, поки не була замінена GPS.
Ідея більш досконалої навігаційної системи з’явилася у президента-засновника Aerospace Corporation Івана Геттінга, про якого розкажемо трохи пізніше. У 1963 році у межах дослідження 621-B було запропоновано модель супутникової навігації, яка базувалася на сигналах із чотирьох супутників. Це дозволяло уникати дорогих високоточних годинників у приймачах. Рішення розмістити точні годинники у самих супутниках відкрило шлях до мініатюризації приймачів, що згодом дозволило вбудовувати GPS у телефони.
Успішному розвитку GPS сприяли й інші інноваційні технології, зокрема появи мікропроцесорів, нових комп’ютерів та атомних годинників. Програма Timation, започаткована у Військово-морській лабораторії, протестувала перші супутники з точним хронометруванням. Кульмінацією став запуск супутника з атомним годинником у 1974 році.
У 1972 році під керівництвом полковника Бредфорда Паркінсона було розпочато об’єднання Transit, Timation та 621-B в одну систему. У 1973 році новий проєкт отримав «зелене світло» від Міноборони США. Відтоді розпочалася розробка супутників Navstar.
Перші з них були запущені у 1978 році, вже у 1980-х роках система активно тестувалася.
У 1983 році президент Рейган дозволив використання GPS для цивільної авіації. З того часу почалося розширення комерційного доступу до GPS. У 1989 році з’явився перший портативний GPS-пристрій для масового ринку. Водночас через побоювання, що система може бути використана противниками США, Міністерство оборони обмежило точність сигналу для цивільного користування за допомогою механізму «вибіркової доступності».
Впровадження GPS у повсякденне життя
Технологія дедалі більше входила в повсякденне життя. У 1999 році з’явився перший мобільний телефон із вбудованим GPS — Benefon Esc!, що стало початком масового впровадження навігації в мобільні пристрої та автомобілі.
У 2000 році уряд США скасував обмеження точності для цивільних користувачів (так звану «вибіркову доступність»), завдяки чому точність GPS для звичайних громадян зросла вдесятеро буквально за одну ніч. Завдяки стрімкому здешевленню GPS-приймачів (з $3000 до $1,50) та зростанню точності, GPS почав стрімко проникати у транспорт, логістику, побутові пристрої, мореплавство та інші галузі.
З огляду на зростання потреб як цивільного, так і військового секторів, розпочалась модернізація системи. У 2005 році вже функціонували кілька поколінь супутників (II, IIA, IIR), а нові модернізовані супутники IIR-M та IIF поступово запускалися до 2017 року. Паралельно розгорталась програма GPS III — покоління супутників із розширеними можливостями. Перші супутники GPS III були запущені між 2018 та 2020 роками. Дослідження та розробки у цій галузі постійно тривають, технології удосконалюються та розвиваються.
GPS вплинув не лише на навігацію — його дані інтегруються з картографією, метеорологією, синхронізацією даних, а також використовуються у фінансових системах, телекомунікаціях, науці, будівництві та сільському господарстві. Від початку 1980-х років GPS сприяв зростанню економіки США на близько $1,4 трильйона. Наприклад, у 2007-2017 роках навігаційні застосунки допомогли американцям заощадити 52 мільярди галонів пального та уникнути понад трильйона миль марних поїздок.
Іван Геттінг з Бронкса — одна з ключових фігур
Президент-засновник корпорації Aerospace, Іван Геттінг, відіграв ключову роль у створенні супутникової навігаційної системи Navstar.
Початок цієї історії сягає 1940-х років, коли Геттінг, працюючи в Радіаційній лабораторії MIT, займався розробкою радіолокаційного управління зброєю. Паралельно у сусідній лабораторії створювали наземну навігаційну систему Loran, ідеї якої згодом надихнули Геттінга. У 1950-х роках, вже очолюючи науково-технічний напрямок у Raytheon, він працював над проєктом Mosaic — системою наведення ракет, що мала працювати подібно до Loran, але з використанням супутників замість наземних передавачів. Геттінг зрозумів: якщо вивести в космос достатню кількість супутників, то можна забезпечити точне тривимірне визначення місцеперебування будь-де на планеті. Так зародилася концепція Navstar.
У 1960 році, коли ВПС США доручили йому створити нову некомерційну дослідницьку організацію — Aerospace Corp., — він одразу ж ініціював вивчення ідеї глобальної супутникової навігації. Попри зайнятість іншими важливими проєктами, супутникова навігація залишалася головною пристрастю Івана. Проте реалізація вимагала величезних коштів — щонайменше 18 супутників та мільярди доларів. Геттінг активно просував свій проєкт, звертаючись до високопосадовців, радників та військових.
«Я пропонував це скрізь, рекламував, рекламував», — згадував Геттінг.
Спочатку йому мало хто вірив, але згодом Пентагон погодився фінансувати демонстраційні випробування, а потім — й повномасштабну розробку системи.
Перший супутник Navstar запустили в 1978 році, а до 1985 року система вже могла працювати у двох координатах у більшості регіонів.
Інженерне покликання
Попри те, що батьки Івана Геттінга були зовсім далекі від науки (батько займався словацькою політикою та видавництвом, мама була домогосподаркою), інтерес до технологій у хлопця проявився змалку. Військова інженерія не була для нього очевидним вибором: у дитинстві він не марив про танки чи літаки. Проте після знайомства з конструктором Meccano Іван захопився технікою, навчився розуміти механіку й згодом вступив до MIT, де отримав стипендію як переможець конкурсу Едісона. Після випуску у 1933 році, не маючи змоги знайти роботу за фахом, Геттінг здобув ступінь у галузі астрофізики в Оксфорді, а потім вивчав ядерну фізику в Гарварді, де створив перший швидкодійний тригер.
Іван Геттінг не планував військової кар’єри, але, як сам сказав, «війна втягнула його». Під час Другої світової він приєднався до радіолокаційної лабораторії в MIT. Після початку Корейської війни ВПС США запросили Геттінга на посаду радника. За свою працю Геттінг отримав медаль «За заслуги» від президента Трумена у 1948 році — одну з найвищих нагород для вчених того часу.
Попри виняткові досягнення, Іван не приховував своїх помилок. В одному випадку, намагаючись відтворити експеримент з ядерного поділу, він використовував старий ковпак із борного скла, який поглинав нейтрони — через це експеримент провалився. В іншому — експеримент з повітряною кулею закінчився вибухом та опіками. А під час роботи в Raytheon виробництво зупинилось через невідповідність кабелю, що обійшлася компанії в $300 000 — Геттінг зберіг цей кабель як нагадування про важливість уваги до дрібниць.
З часом Геттінг перейшов від інженерії до управління. У Raytheon він ініціював будівництво сучасних офісів з озелененням та особистими кабінетами, переймаючи досвід Bell Labs, на відміну від практики тісних промислових приміщень того часу.
«Я сам був інженером», — казав Геттінг. «Я не хотів бути одним із тисячі. Я хотів індивідуальності. Вчені та інженери, якщо вони взагалі хороші, хочуть індивідуальності; вони хочуть мати можливість зустрічатися з іншими інженерами, але вони не хочуть, щоб їх заганяли, як овець. А вартість належного офісного простору — це найменша частина загальних витрат на функціонування високотехнологічної компанії».
Геттінг вважав, що інженерам потрібно давати не лише комфорт, а й визнання. Хоча у військовій сфері публічна слава була обмежена, він все ж намагався мотивувати людей особисто, підтримував молодих спеціалістів та заохочував їхню ініціативу. Колеги згадували, що його стиль керівництва — щирий й натхнений — надавав людям упевненості та допомагав розкрити потенціал.
