Co na to Galileo

Navigační a lokalizační služby se neobejdou bez složitého družicového systému. Evropa si vytkla ambiciózní cíl spustit nejmodernější systém svého druhu do konce dekády. Co všechno jeho budování obnáší a na jaké služby se můžeme těšit?

Několikrát jsme v souvislosti s metodami lokalizace v protikladu ke známějšímu americkému armádnímu systému GPS zmínili budovaný evropský systém Galileo. Možná je nejvhodnější chvíle říci si o něm trochu více. Celá idea se začala rodit někdy v 90. letech a do přípravy celého projektu výrazně vstoupily události 11. září 2001. USA totiž chtělo udržet armádní dohled nad satelitními systémy tohoto typu (včetně ovlivňování jejich dostupnosti a přesnosti v době vojenských operací), takže bylo důrazně proti evropskému nápadu na civilní systém stejného druhu. Evropa ale tlak ustála, nechtěla být donekonečna závislá na zámořském vojenském systému a nachystala včas všechny zbraně na zbudování velice moderního systému, který by měl být plně funkční (a doufejme též finančně soběstačný) do konce této dekády.

Finance zpočátku celkem nebyly problém (do konce loňského roku celá akce stála přes miliardu eur), ale postupně finanční náročnost vypouštění družic, budování a dokončování systému stojí víc a víc. Zatím se odhady nákladů zastavily na celkových 4 miliardách eur. Za celý program společně zodpovídá Evropská komise a ESA (European Space Agency), kdy ESA má uhradit zhruba pětinu nákladů, kolem 1,5 miliardy eur má celkem vložit soukromý sektor a zbytek nákladů půjde z rozpočtu Evropské unie.

ESA je z pochopitelných důvodů zodpovědná za část technickou a na Evropské komisi logicky leží nepříliš záviděníhodná úloha řešení politických otázek (např. podíl jednotlivých evropských států). Galileo ale už není jen evropskou záležitostí, protože se k jeho partnerům přidala také Čína (CENC) s nemalými investicemi, následována dalšími asijskými i africkými zeměmi.

Plán budování konstelace družic

Galileo není jen o tom, jak vypustit potřebné družice, ale závisí na výsledků řady výzkumných úkolů potřebných pro splnění technických požadavků celého systému (např. přijímačů nebo přesných hodin, se stabilní odchylkou pod 1 ns za den). Komplexní program budování celého systému skládajícího se z celkem 30 družic se řeší v několika fázích postupného testování. K nejdůležitějšímu dosavadnímu mezníku došlo na konci loňského roku, kdy byla vypuštěna první experimentální družice GIOVE-A (Galileo In-Orbit Validation Element). Koncem letošního roku má být vypuštěna druhá zkušební družice, ovšem se zcela jinou konstrukcí.

Teprve po pečlivém ověření jejich funkčnosti se přistoupí k vyslání základu celého systému, který budou tvořit čtyři provozní družice. Tato chvíle nastane nejdříve za dva roky. Životnost provozních družic by měla být dvanáct let. Všech 30 satelitů se bude pohybovat na třech drahách se sklonem 56° od rovníku. V rámci deseti družic na jedné dráze bude vždy jedna fungovat jako záložní. Družice nikoho nemají překvapit velikostí (2,7x1,2x1,2m) ani hmotností (700 kg), ale spíše energetickou soběstačností – 13 m široká křídla solárních panelů mají generovat 1600 W.

Plánované služby

Na rozdíl od svého staršího konkurenta GPS bude Galileo civilní a bude garantovat dostupnost služby, což je pro jakýkoli bezdrátový systém, a satelitní tím spíše, poměrně slušný technický oříšek. Nejen že má Galileo poskytovat přesnější údaje, ale má také pokrývat oblasti zatím nepříliš kvalitně pokryté právě GPS (vyšší zeměpisné šířky, např. Skandinávie). Poskytovaná přesnost ale bude záviset na typu využívané služby. Celkově bude využívat Galileo 10 různých signálů.

Mezi plánované služby systému Galileo patří:

• Open Service (OS) – zdarma se signály pracujícími ve dvou pásmech 1164–1214 MHz a 1559–1610 MHz. Přijímače budou mít horizontální přesnost lepší než 4 m a vertikální lepší než 8 m (nebo horizontálně pod 15 m a vertikálně pod 35 m při použití jednoho pásma, což je srovnatelné se stávajícím GPS). Budoucí přijímače navíc budou zároveň moci využívat i GPS.
• Commercial Service (CS) – zpoplatněná šifrovaná služba poskytující přesnost lepší než 1 m. S využitím pozemních stanic bude možné dosáhnout přesnosti až na 10 cm. Bude využívat tři pásma - dvě shodná s OS plus 1260–1300 MHz.
• Public Regulated Service (PRS) – služba poskytující signál s vysokou přesností pro použití vládou autorizovanými uživateli (policie, armáda, tajné služby); používající signály vysoce odolné vůči rušení.
• Safety of Life Service (SoL) – služba vylepšující přesnost CS tím, že do 10 s varuje uživatele o problému s přesností lokalizace; používající signály vysoce odolné vůči rušení; určená pro záchranáře či řízení letového provozu. 
• Search and Rescue (SAR) – podporující mezinárodní záchranný systém KOSPAS/SARSAT fungující již od roku 1982 příjmem nouzových signálů z lodí, letadel a dalších objektů.

Business plán pro Galileo je velice propracovaný, takže pokud vše půjde podle plánu, měl by být celý systém veskrze přínosný. A to nejen díky komerčním službám, které bude poskytovat, ale také prostřednictvím minimálně stovky tisíc nových pracovních příležitostí, které díky němu v Evropě vzniknou.

Galileo má již přes rok svůj národní kontaktní bod při České kosmické kanceláři, kde je možné získat podrobné informace o zapojení naší země do celého programu.

GPS a Galileo ale nejsou jedinými navigačními satelitními systémy. Vedle nich je tu ještě ruský navigační systém GLONASS (ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система), který ale má zatím dost zásadní nedostatky jak v pokrytí (způsobené nedostatkem funkčních družic) tak v přesnosti lokalizace. Nicméně pokud ruské plány vyjdou, bude tento systém plně funkční v roce 2008.

27. 11. 2006

Autor: Ing. Rita Pužmanová, CSc., MBA