Student World

Dne 28. prosince 2005 v 6 hodin 19 minut středoevropského času odstartovala z kosmodromu Bajkonur ruská raketa Sojuz, která na oběžnou dráhu vynesla první zkušební družici GIOVE-A (Galileo In-Orbit Validation Element, Ověřovací součást systému Galileo) evropského navigačního systému Galileo.
Otevírá se tak úvodní kapitola projektu, který by měl mimo jiné odstranit dosavadní závislost Evropy na systému GPS, jejž provozují Spojené státy. Oproti GPS slibují tvůrci Galilea kromě vyšší přesnosti zaměření objektu i výrazně lepší pokrytí v městské zástavbě (95 %; GPS údajně jen okolo 50 %).
Cílem nově vypuštěné družice (počátkem tohoto roku by ji měl následovat i sesterský satelit GIOVE-B) zatím není zajistit reálný provoz systému Galileo, ale provést přímo ve vesmíru nezbytné technologické testy ještě předtím, než se začne s vypouštěním tří desítek již plně operačních družic. Testy se budou skládat z několika dílčích experimentů, které zahrnují ověření nové technologie vyvinuté v Evropě právě pro systém Galileo, prokázání schopnosti určovat přesně oběžnou dráhu (s odchylkou 50 cm) a přesně synchronizovat čas, což bude klíčové pro funkčnost celého systému, dále zajištění komunikační frekvence pro operační systém (v případě jejich nevyužití by hrozilo, že propadnou – Mezinárodní telekomunikační unie, ITU, totiž přiděluje frekvence jen na určitou dobu a v případě jejich nevyužití jedná o přidělení kmitočtů znovu) a konečně stanovení charakteristiky radiačního prostředí na středních oběžných drahách (výška 23 222 km nad zemským povrchem), kde se budou budoucí satelity Galilea pohybovat.

Dvě zkušební družice

Družice GIOVE-A na oběžnou dráhu vynesla mimo jiné přesné atomové hodiny či dvě jednotky schopné generovat signál Galilea pro pozemní uživatelské stanice ve dvou podobách – základní a rozšířené. Satelit GIOVE-A byl přitom vyroben britskou společností Surrey Space Technology Limited a podle některých informací stál okolo 28 milionů eur.
Družici GIOVE-B naopak sestrojuje konsorcium Galileo Industries (tvoří jej Alcatel Space Industries, Alenia Spazio, Astrium, Astrium a Galileo Sistemas y Servicios). Na rozdíl od varianty A bude mít na palubě ještě vodíkové hodiny Passive Hydrogen Maser (PHM, viz níže).
Zakázku na vývoj zařízení, které bude řídit polohu satelitů systému Galileo, zase získala firma LogicaCMG. Tento systém bude umístěn v pozemním navigačním centru, v první fázi bude řídit čtyři satelity a s tím, jak budou vypouštěny další družice, poroste i on. Vývojový projekt Galilea přitom bude realizován jako subdodávka pro britskou firmu EADS Astrium, jež je hlavním dodavatelem vybavení pozemní stanice. Systémy LogicaCMG podle jejích představitelů řídí plnou třetinu satelitů, které v současné době obíhají Zemi.

Kdy to bude

Kompletní systém Galileo by měl být zprovozněn po roce 2010, přičemž se bude skládat ze třiceti družic (27 operačních plus tři záložní přímo na oběžné dráze – přitom u záložní budou aktivní, takže dále zvýší přesnost systému) na třech oběžných drahách. Vynesou jej evropské rakety Ariane-5 a ruské nosiče Sojuz. Konečná smlouva s konsorciem budovatelů by měla být podepsána nejpozději v polovině roku 2006.
Kromě zemí EU se na programu Galileo podílejí také Čína, Izrael a Ukrajina. Jednání s dalšími partnery (například Argentina, Austrálie, Brazílie, Chile, Indie, Jižní Korea, Kanada, Maroko či Mexiko) zatím probíhají.

Základem jsou hodiny

Kritickou komponentou pro celý systém navigace budou superpřesné hodiny. Ty, co jsou umístěny na satelitech Galilea, byly pro tyto účely speciálně vyvinuty a zahrnují dva modely – jde o rubidiové atomové hodiny (Rubidium Atomic Frequency Clock) a o hodiny založené na bázi pasivního vodíkového kvantového generátoru mikrovln (Passive Hydrogen Maser Clock), jejichž denní odchylka je odhadována maximálně na jednu nanosekundu. Ačkoliv oba typy hodin využívají jinou technologii, pracují na podobném principu – pokud atom přechází z jednoho energetického stavu do jiného, vyzáří odpovídající rádiový signál s extrémně stabilní frekvencí. Tato frekvence se pohybuje okolo 6 GHz v případě rubidiových hodin a 1,4 GHz u vodíkových. Podle těchto frekvencí se pak určuje chod hodin.
Hodiny umístěné na satelitu mají přitom za úkol udržovat přesný čas po dobu jen několika hodin, než budou dalším průletem nad pozemní stanicí synchronizovány z daleko přesnějších časových systémů umístěných na zemi, postavených zpravidla na bázi cézia.
Hodiny umístěné na Galileu budou navíc určovat čas i u méně přesných uživatelských přístrojů. Experti uvádějí, že pokud bude odchylka hodin menší než 1 miliardtina sekundy za hodinu, pak je Galileo schopen určit polohu objektu na Zemi s přesností do 45 cm.

Kolik to stojí?

Cena systému do okamžiku zahájení jeho provozu bude činit podle současných plánů 3,4 miliardy eur. Agentura ESA se má podílet částkou 15 až 20 % a podíl soukromého sektoru bude představovat 1,5 miliardy eur. Zbytek zajistí Evropská komise ze společného rozpočtu EU. Na financování systému se tedy bude podílet i Česká republika – o přesném příspěvku jednotlivých států ale zatím nebylo rozhodnuto.
Galileo je také prvním společným projektem Evropské unie reprezentované Evropskou komisí (EK) a Evropskou kosmickou agenturou (ESA). V říjnu loňského roku založilo Ministerstvo dopravy ČR ve spolupráci s Českou kosmickou kanceláří také národní kontaktní bod systému Galileo.

autor Pavel Louda