Navigace podle Galilea Galilei

03.04.2008
DigiWeb.cz

EU kuje přes 14 let plány na vybudování jedničky ve světové navigaci. Start projektu má datum 2013.

Praha patří k nejvážnějším kandidátům na sídlo agentury GSA, která má v budoucnu řídit evropský systém satelitní navigace Galileo. Ve hře jsou také Británie, Nizozemsko, Německo a Slovinsko.

Evropský parlament je naopak pro variantu, aby byla GSA zrušena a její pravomoci převzala Evropská komise. V každém případě panuje shoda, že je třeba uzavřít do konce letošního roku všechny potřebné smlouvy. Jedině tak může systém začít fungovat.

Přijde vám to poněkud zmatené? Pokud ano, docela po právu. Chaos a nejistota provázejí ambiciózní a zároveň kontroverzní projekt, jehož uvedení do provozu má vyjít na 3,6 miliardy eur, od počátku.

Tři složky v jednom

Galileo je družicový systém, který bude plně vyvinut a provozován v Evropě. Jde o vůbec první společný projekt EU, který připravily Evropská komise a Evropská kosmická agentura (ESA).

Hlavní službou Galilea by měly být navigační pokyny pro řidiče, přičemž systém se má skládat z globální, regionální a z několika lokálních složek. Globální složka bude stát v centru dění a má ji tvořit 30 satelitů a pozemní vybavení. Každá z družic by měla vysílat navigační časové signály spolu s navigačními daty, která budou zahrnovat nejen efemeridy (součást navigační zprávy obsahující velmi přesná data o poloze dané družice, pozn. red.) a korekce hodin, ale i signály vylepšující vlastnosti celého systému.

Satelity mají obíhat zemi ve třech oběžných rovinách se sklonem 56 stupňů k rovině rovníku. Každá rovina bude obsahovat devět aktivních družic a jednu neaktivní náhradní, která v případě selhání nahradí výpadek. Po oběžné dráze, která se nachází ve výšce 23 222 km, oběhne každá družice během deseti dnů planetu sedmnáctkrát. Pozemní „díl“ mají tvořit kontrolní střediska a globální síť vysílajících a přijímajících stanic.

Regionální složka by se měla skládat z četných externích regionálních integrovaných systémů vybudovaných a provozovaných soukromými společnostmi, státy nebo skupinami států mimo území EU.

Lokální složky budou sloužit k vylepšení místního signálu, například při zajištění navigačního signálu v oblastech, kde není možné přijímat signály ze satelitů.

Spolupráce ve hvězdách

Systém Galileo, který by se rád stal světovou jedničkou v civilní navigaci, je navržen podobně jako americký navigační družicový GPS (vývoj začal v roce 1973, provoz v lednu 1994) a ruský Glonass (vývoj začal v roce 1976, dokončeno v roce 1995). S nimi by se měl podle uzavřených smluv vzájemně doplňovat. Obě soustavy jsou totiž vojenské a obsahují riziko, že je provozovatelé v případě ohrožení své bezpečnosti vypnou.

Zámořský GPS pod velením ministerstva obrany, který dokáže s několikametrovou přesností určit pozici kdekoli na Zemi, se dělí na kosmický, řídící a uživatelský segment. První sestává z 24 družic, z nichž každá přeletí nad stejným místem na Zemi jednou za den. Řídící článek tvoří pozemní monitorovací stanice ke sledování družic, zatímco uživatelský part představují GPS přijímače. Roční provoz stojí 400 milionů dolarů.

Ruský GLONASS provozuje Úřad ruských vojenských a vesmírných sil. Je založen na identickém opakování rozmístění čtrnácti aktivních satelitů kolem Země každých osm dní a vysílá dva typy signálů: o standardní přesnosti a vysoké přesnosti.

Z pole do nebe

Rozjezd Galilea už začal. První navigační družici GIOVE-A vynesla na oběžnou dráhu 28. prosince 2005 raketa Sojuz z kosmodromu Bajkonur. Signály začala vysílat 12. ledna 2006 na frekvencích, které přidělila Galileu Mezinárodní telekomunikační unie. Jde o trojosou stabilizovanou družici se dvěma křídly solárních panelů. Má anténu vysílající v L-pásmu, dvě sady jednotek schopných generovat jednoduchý Galileo signál a dvoje záložní malé rubidiové hodiny s denní odchylkou deseti nanosekud.

Její následovnice Giove-B, schopná unést větší zátěž, měla „vycestovat“ do vesmíru ve druhé polovině roku 2006. Kvůli technickým problémům byl její start odložen na druhou polovinu loňského roku a posléze na duben 2008. Má navíc vodíkové hodiny s odchylkou jedné nanosekundy.

Třetí pokusný satelit, GIOVE-A2, se má objevit v kosmu také ještě letos. Jeho úkolem je obsadit a nepustit přidělenou frekvenci. Celý proces vstoupí poté do další fáze, již zahájí vypuštěním dalších čtyř satelitů. Postupně se počítá se zprovozněním všech 30 družic.

Každá provozní družice bude vysílat přesné časové signály, efemeridy a ostatní data. L-pásmová anténa odešle navigační signály, vyhledávací a záchranná anténa zachytí nouzové signály ze Země a předá je pozemním stanicím. Ty je pošlou do lokálních záchranných center. C-pásmová anténa bude přijímat data k synchronizování palubních hodin a informace o tom, jak který satelit funguje.

Součástí vybavení jsou S-pásmové antény, infračervené senzory zemského záření, laserový odrážeč, vodíkové a rubidiové (atomové) hodiny, generátory navigačního signálu či gyroskopy ke sledování a záznamu rotace družic.

Až na pět metrů
Systém Galileo umožní každému držiteli přijímače signálu určit jeho aktuální polohu. Nejjednodušší přijímač to dokáže s přesností na pět metrů. Služby mají být natolik spolehlivé, aby bylo s jejich pomocí možné řídit vlaky a navést letadla na přistávací dráhu.

Užitečný má být i mimo oblast dopravy, třeba v přesném měření času či v lokalizaci nehod u produktovodů, v inteligentním zemědělství, anebo při ochraně osob. Předpokládá se vytvoření 100 až 140 tisíc nových pracovních míst. Roční provozní náklady na Galileo spočítala Unie na 220 milionů eur.

Kolik už Galileo stál a kolik bude stát

– Na budování systému Galileo padlo dosud 2,5 miliardy eur. Na konci loňského roku se EU rozhodla uvolnit dalších 3,4 miliardy eur.

– Původně se počítalo, že zhruba 30 % nákladů na výrobu součástí systému uhradí EU a zbytek soukromý sektor. Loni se členské státy dohodly, že projekt zaplatí samy.

– Každé vložené euro se má vrátit 4,6x. Do roku 2020 by prý ekonomické výnosy mohly dosáhnout 62 mld. eur a sociální dalších 12 mld.

– Na projekt Galileo přispěje Čína (280 milionů eur), nejistá je finanční spoluúčast Indie. Účast si smluvně zajistily Maroko, Saúdská Arábie, Švýcarsko, Norsko, Jižní Korea a Ukrajina. Námluvy se mezitím rozběhly s Argentinou, Austrálií, Brazílií, Chile, Kanadou, Malajsií, Mexikem a Ruskem.

Evropa chce vlastní navigaci, aby nebyla závislá na poskytování strategických služeb.

5,9 miliardy eur
mají zaplatit za Galileo daňoví poplatníci v EU.

II. část

Autor: Igor Záruba, s použitím publikace Globální družicový systém Galileo

Sdílet tento příspěvek