Um transponder sem GPS
Os aviões mais antigos, parte dos militares e os aparelhos que atravessam zonas onde alguém interfere com o GPS não emitem a posição, ou emitem disparates. Mas o transponder continua a responder. Os radares de terra estão sempre a perguntar a cada avião a sua identidade e altitude, o transponder responde de cada vez, e essa resposta ouvem-na todas as estações à volta, não só o radar que perguntou.
Isso basta para calcular onde o avião está. O método chama-se multilateração, MLAT para abreviar, e o controlo de tráfego aéreo usa-o há décadas: nos grandes aeroportos vigia os aviões que circulam entre edifícios onde o radar vê mal, e nos vales de montanha substitui os radares que não conseguem ver para lá das cumeadas.
Da diferença de tempo à posição
Um sinal de rádio viaja à velocidade da luz e percorre cerca de 300 metros numa milionésima de segundo. Se uma resposta chega à estação A três milionésimas de segundo antes de chegar à estação B, o avião está uns 900 metros mais perto de A do que de B.
Isso, por si só, não diz onde ele está. Todos os pontos com exatamente essa diferença formam uma curva no mapa. Um segundo par de estações dá uma segunda curva, e o avião está onde as duas se cruzam. A altitude não precisa de ser calculada: o avião anuncia-a na própria resposta. Uma quarta estação continua a ser a melhor forma de perceber que um cruzamento não bate certo.
O mais difícil são os relógios. Uma estação numa varanda não tem relógio atómico, e os relógios de duas estações a quilómetros de distância estão sempre a afastar-se um do outro. A solução passa-nos por cima da cabeça. Cada avião que anuncia a sua posição é uma régua em movimento: sabemos onde estava e quando cada estação o ouviu, por isso sabemos quanto diferem os relógios delas naquele instante. Os aviões calados medem-se depois pelos faladores.
Porque é que a rede conta mais do que a matemática
Uma milionésima de segundo são 300 metros, por isso os relógios das estações têm de concordar ao nível das milionésimas de segundo. Caso contrário, o erro no tempo transforma-se diretamente num erro na posição. A posição das antenas também tem de ser exata.
A geometria conta tanto quanto isso. Quando as estações estão em fila, as curvas cruzam-se num ângulo rasante e um erro mínimo desloca o cruzamento quilómetros. Estações à volta do avião dão um cruzamento nítido. Por isso, quando o MLAT não funciona nalgum sítio, a razão costuma ser simples: há poucos recetores por perto. Na manhã de 1 de outubro, 59 das 158 estações participantes ainda não tinham um vizinho que ouvisse os mesmos aviões.
A página da rede de estações mostra, por isso, onde as estações atuais já bastariam e dá dois tipos de conselho: ou faltam estações, ou há suficientes e falta uma do lado oposto.
Também pensámos nas gralhas dos donos. Uma estação cuja posição da antena não corresponde à realidade desviaria cada cruzamento em que participa. Tiramo-la do cálculo, o dono recebe um e-mail se tiver conta connosco, e a estação continua ligada, para percebermos logo que a posição foi corrigida e a voltarmos a incluir.
Uma linha limpa no meio da interferência
O piloto arrancou a 7 de setembro e o serviço regular a 14 de setembro. Na trajetória de um voo, as posições calculadas aparecem como contas ocas, para que se veja sempre o que o avião anunciou sozinho e o que fomos nós a calcular.
A 13 de setembro, um Airbus sobre a Hungria anunciou uma posição que, em cinco minutos, saltou quase quatrocentos quilómetros para a Roménia e voltou. Nesses mesmos minutos, mais de noventa posições das nossas estações formavam uma linha contínua a uma velocidade de cruzeiro normal. No mapa, num momento destes, ganha a linha. O próprio avião ajuda: indica quando não confia na sua própria posição, e se nesse momento as nossas estações tiverem um cálculo fresco, o mapa acredita nas estações.
Com a velocidade temos o mesmo cuidado: durante um bocado depois de um avião calculado reaparecer, a velocidade fica em branco. É melhor do que o contrário: um Cessna que voa a cerca de 150 km/h voltaria, depois de uma pequena falha nos dados, com a velocidade de um jato.
A primeira estação de uma região não tem o relógio avariado. Só ainda não tem vizinho.