Seminarium: "Galileo Second Generation" w CBK PAN

W dniu 21 grudnia br. w Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk doktor Roberto Prieto-Cerdeira z Europejskiej Agencji Technicznej przestawił, podczas seminarium na temat systemu Galileo wykład pod tytułem:” Galileo Second Generation - science and innovative technology activities under GNSS Evolutions Programme”, który był okazją do zapoznania się z nowościami w tym niezwykle ważnym europejskim programie koordynowanym przez Europejski Organ Nadzoru Globalnego Systemu Nawigacji Satelitarnej i Europejską Agencję Kosmiczną. 

Możliwości tego europejskiego konkurenta GPS znacznie wzrosły w 2015 roku, po tym jak na orbitę trafiło aż sześć nowych satelitów: po dwa w marcu, wrześniu i grudniu. Zwiększyło to liczbę satelitów tego systemu w kosmosie o połowę i pozwala z optymizmem patrzyć na przyszłość programu. Docelowo, do 2020 roku w kosmosie ma znaleźć się 30 satelitów, które mają zapewnić większą dokładność pomiaru niż GPS. 

EGNOS v.3 - nowości w systemie wspomagającym Galileo 

Swój wykład dr. Prieto-Cerdeira rozpoczął od prezentacji satelitarnego systemu wspomagającego Galileo EGNOS (ang. European Geostationary Navigation Overlay Service), który znacznie zwiększa dokładność i wiarygodność systemu nawigacji satelitarnej, co jest wykorzystywane przede wszystkim w lotnictwie. Składa się on z 3 aktywnych satelitów i ponad 40 stacji naziemnych. 

Aktualnie rozpoczyna się kolejna faza tego programu EGNOS v.3 C/D, a większość przygotowań do niej ma zakończyć się w tym roku. Nowa wersja systemu współpracująca z nowymi częstotliwościami GPS (GPS LS) oraz Galileo (GLA OS E1, ESa) ma zapewnić większą dokładność, dostępność oraz umożliwić pokrycie zasięgiem nowych regionów Ziemi, docelowo większej części planety z wyłączeniem obszarów polarnych. Zwiększana jest także liczba lotnisk, na których samoloty mogą korzystać ze stacji LPV (Localizer performance with vertical guidance) wchodzących w skład systemu EGNOS. Docelowo ma ich liczba ma wzrosnąć ze 184 (w Polsce w Katowicach i Gdańsku) do 320 na koniec 2016 roku. System jest też fabrycznie montowany w certyfikowanej przez Europejską Agencję Bezpieczeństwa Lotniczego awionice nowych samolotów, zarówno cywilnych takich jak Airbus A350 lub ATR 72-600, jak i wojskowych takich jak Airbus A400M. 

Druga generacja Galileo

Właściwa część prezentacji przedstawiciela ESA w CBK PAN była poświęcona systemowi Galileo. Głównym zagadnieniem była oczekiwana druga generacja systemu, która po 2020 roku będzie mogła zacząć zastępować najstarsze satelity Galileo, których czas funkcjonowania w kosmosie przewidziany był na 10 lat. Do tego czasu na orbicie okołoziemskiej ma się też znaleźć docelowa konstelacja trzydziestu satelitów Galileo, co zapewni oczekiwaną jakość pomiarów, a także umożliwi działanie wszystkich oczekiwanych serwisów, w tym Serwisów regulowanych publicznie (Public Regulated Service – PRS) szyfrowanych i o bardzo wysokiej dokładności, przeznaczonych dla służb państwowych. 

W celu opracowania założeń Drugiej Generacji Galileo w 2013 roku powstał G2G System Engineering Office, który zajmuję się tworzeniem założeń dla modernizacji systemu i kontaktami z przemysłem. W ramach opracowywania technologii dla tego projektu powstaje Galileo Mission Evolution Roadmap, która będzie kluczem do opracowania nowych możliwości systemu zarówno w odniesieniu do segmentu kosmicznego, jak i naziemnego systemu. Usprawnienia mają dotyczyć takich tematów jak mierzenie czasu przy użyciu zegarów atomowych, które jest kluczowe dla dokładności pomiaru pozycji, zegary dla stacji naziemnych, algorytmy ODTS, zwiększenie dokładności i stabilności sygnału, czy napęd pozwalający manewrować satelitami na orbicie. Badania prowadzone są też w celu optymalizacji ładunków misji Galileo tak by zwiększyć masę ładunku wynoszonego przez rakiety nośne przy równoczesnym utrzymaniu lub nawet zmniejszeniu kosztów. Szereg kontraktów związanych z tymi programami trafiło już do firm brytyjskich, niemieckich, hiszpańskich, szwajcarskich, francuskich i włoskich takich jak Airbus Defence & Space, Snecma, Selex, OHB, Deimos Space, RUAG Space, Spectratime i innych. 

Druga generacja Galileo ma także zapewnić efektywniejsze działanie serwisów PRS. Nad zwiększeniem bezpieczeństwa przesyłanych danych oraz zwiększeniem siły sygnału i zapewnienia działania serwisu w niesprzyjających warunkach pracują obecnie Airbus Defence & Space oraz brytyjska firma Qinetiq. 

Nowe satelity systemu Galileo Second Generation mają według aktualnych planów trafić na orbitę w 3 fazach po 5 startów rakiet nośnych zaplanowanych w latach 2022 - 2030 tworząc dojrzałą konstelację europejskiego systemu nawigacji satelitarnej stanowiąc bardzo poważną alternatywę dla amerykańskiego GPS i rosyjskiego GLONASS, ale - w odróżnieniu od nich - kontrolowanego przez instytucje cywilne: Europejski Organ Nadzoru Globalnego Systemu Nawigacji Satelitarnej i Europejską Agencję Kosmiczną. 

Z cała pewnością tworzenie kolejnej generacji Galileo jest bardzo ważne z punktu widzenia Polski, której jednak dotychczasowy udział w tym programie jest bardzo mały. Wraz z nowymi projektami pojawiają się jednak szanse dla polskiego przemysłu oraz polskich instytucji badawczych takich jak Centrum Badań Kosmicznych PAN do bardziej aktywnego zaangażowania się w to obecnie najważniejsze europejskie przedsięwzięcie kosmiczne.