Sorozatunk utolsó előtti részében két olyan dologról lesz szó, amelyek a közelmúltban gyökeresen változtatták meg a mindennapokat. Manapság alapdolognak számít, hogy anyukád, apukád telefonja pontosan meg tudja mondani, hol kell a forgalomban jobbra vagy balra kanyarodni, hogy a legrövidebb úton eljussatok az állatkertbe, vagy hogy a megrendelt csomagokat szállító futár simán odatalál egy olyan utcába, ahol még életében nem járt.
Ugyanilyen természetes, hogy az éppen kedvenc online játékod villámgyorsan, kábelek nélkül betölthető a telefonodra. Az első csoda a GPS, a második pedig a Wi-Fi. A kifejezéseket biztosan ismered, most pedig megtudhatod, hogy ez a két világmegváltó találmány hogyan is született.
A GPS – ami megtalálja az utat
A régi korok emberei a természet kínálta lehetőségeket használták a tájékozódáshoz. A tenger, a folyó partját, a hegycsúcsokat, éjszaka pedig a csillagokat. Majd megszületett a térkép, a kínaiak pedig megalkották az iránytűt, és sok évszázadon keresztül ez a két dolog volt a tájékozódás legfontosabb kelléke. A 20. század aztán óriási változásokat hozott. Az emberiség képessé vált arra, hogy rakéták segítségével eszközöket juttasson az űrbe.
Az első ilyen eszköz, az orosz Szputnyik-1 nevű műhold volt. Túl sokat ugyan nem tudott, mindössze egyetlen típusú jelet küldött a Föld felé. Ám az amerikaiak az oroszokkal való szembenállásuk miatt nagy kíváncsisággal követték az útját. Rájöttek arra, hogy ha figyelik a műhold által küldött jel változását, akkor pontosan meg tudják mondani, hogy hol repül. Aztán gondoltak egy merészet: Ha tudjuk, hol a műhold, akkor a műhold is meg tudja mondani, hogy mi hol vagyunk a Földön.
Az amerikai hadsereg az ötlet alapján el is kezdte fejleszteni az új típusú helymeghatározó eszközt. A dolog eleinte persze elsősorban katonai célokat szolgált. Az első GPS (angolul Global Positioning System) műholdat végül 1978-ban állították Föld körüli pályára. A sikerhez azonban nemcsak rakéták és műholdak, hanem nagyon pontos számítások is kellettek. Ezeknek az úttörője Gladys West matematikus volt, aki hosszú évek munkájával alkotta meg azokat a matematikai modelleket, amelyek alapján ma a GPS-rendszer működik. Ez azért volt roppant fontos, mert a Föld alakja nem tökéletes gömb, és ha Gladys nem számolja ki pontosan a görbületeit, akkor bizony a GPS kilométereket tévedne.
A polgári lakosság számára a GPS az 1980-as években vált elérhetővé, nem sokkal utána pedig az első kereskedelmi forgalomban kapható kézi GPS, a Magellan NAV 1000 is megjelent. A rendszer az egész bolygóra érvényes lefedettséget 1994-ben érte el. Ekkor már 24 GPS-műhold teljesített szolgálatot a Föld körül. Ma 31 műhold kering a fejünk felett. A rendkívüli pontossága pedig annak köszönhető, hogy a GPS-vevők, így a telefonok helymeghatározáskor egyszerre legalább négy műholddal vannak kapcsolatban, és a rendszer a másodperc törtrésze alatt kitalálja, hogy éppen a játszótéren vagy-e, vagy a suliban ülsz.
A Wi-Fi – a láthatatlan pókháló
Meglepő lehet, de az alapötlet egy híres, egyébként osztrák–magyar származású amerikai színésznőtől, Hedy Lamarrtól és zongorista barátjától származik. Történt ugyanis, hogy a második világháború idején a németek ellen harcoló angol–amerikai szövetség nagyon sok tengeralattjárót veszített az Atlanti-óceánon. A torpedóik vezérlése ugyanis egy adott hullámú rádiófrekvencián történt, és a németek ezeket a jeleket könnyen meg tudták zavarni. A mérnöki képességekkel megáldott színésznő és zongorista barátja ezért egy olyan megoldást javasolt, hogy a torpedókat gyors egymásutánban váltogatott frekvenciákkal vezéreljék, hogy a németek ne tudják feltörni és eltéríteni a jeleket. A háború alatt az ötletből ugyan nem lett semmi, de az amerikai haditengerészet nem felejtette el, és az 1950-es évek végén fejleszteni kezdte.
A frekvenciák közötti „ugrálás” ötlete lett az alapja a Wi-Fi-nek is! Hedy Lamarr ötletét és az addigi katonai alkalmazás tapasztalatait felhasználva aztán az USA-hoz tartozó Hawaii-szigeteken egy egyetemi projekt keretében megalkották az ALOHAnet-et. A rendszer rádióhullámok segítségével volt képes adatokat továbbítani a szigetek között. Működése az úgynevezett „küldd el, és reméld a legjobbakat” elvre épült. Ez azt jelentette, hogy ha az egyik szigeten lévő állomás továbbított valamilyen adatot a központ felé, a központi számítógép amint megkapta, nyugtát küldött róla a kibocsátónak. Ha viszont véletlenül egyszerre két állomás is küldött adatot, akkor azok nagy valószínűséggel összegabalyodtak, ütköztek, és a kibocsátó állomás nem kapott nyugtát az adat beérkezéséről. Ezért beépítettek a rendszerbe egy olyan biztonsági megoldást, amit „véletlen várakozásnak” neveztek el. Ha a kibocsátó nem kapott nyugtát, várt egy darabig, és addig küldte újra az adatot, míg nem kapott visszajelzést a megérkezéséről.
Ausztrál csillagászok ezeket az ötleteket továbbgondolva próbáltak a világűrből érkező, sokszor zavaros és elmosódott rádiójeleket felélesíteni és értelmezni. Ekkor jöttek rá véletlenül, hogy a módszerük a zárt térben, például egy szobában a falak között „pattogó” adatjelek kibogozására is alkalmas. Így született meg a router, az a villogó doboz a számítógép vagy a tévé mellett, ami végül is nem más, mint egy szupergyors postás: kiválogatja és pontosan oda továbbítja a bejövő és kimenő rádiójeleket, ahová szánták őket. Mivel a rádióhullámok beltérben visszaverődtek a falakról és a bútorokról, ezért a vevőhöz, például egy telefonhoz a jel több irányból és késéssel érkezett, emiatt viszont az adatok teljesen összekuszálódtak. Az ausztrál kutatók ezt a problémát oldották meg. A rádiócsillagászatban használt módszert alkalmazva, egy speciális chip segítségével tiszta jelekké alakították az addig összekuszálódott hullámokat. Így vált lehetővé, hogy a beltéri zavarok ellenére is nagy sebességgel lehessen stabilan adatokat továbbítani a levegőben.
Kijelenthetjük, hogy manapság a Wi-Fi és a GPS jelei mindenhol ott vannak, és bár nem olyan fontosak számunkra, mint maga a levegő, azért nehezen tudnánk nélkülük létezni. Így mindkettő joggal tekinthető világmegváltó találmánynak.