Foto: Galileo
Foto: Galileo
Sorodna novica V vesolje poletela prva Galileova satelita

Evropska komisija in Evropska vesoljska agencija sta se na prelomu tisočletja odločili za razvoj svetovnega satelitskega navigacijskega sistema. Nista se namreč želeli zanašati samo na ameriški GPS ali ruski GLONASS, ki izhajata iz 70. let prejšnjega stoletja. Projekt se je večkrat opotekel in skoraj propadel, a naposled zajel sapo in začel zmagoviti pohod. Leta 2011 sta bila izstreljena prva polno funkcionalna satelita, prve storitve so bile na voljo leta 2016, danes pa je najnatančnejši svetovni satelitski navigacijski sistem na svetu in edini pod civilno upravo.

Sorodna novica Delovati je začel evropski satelitski sistem Galileo

Evropa se trenutno spopada z dvema izzivoma. Konstelacija še ni popolnjena, večje število satelitov čaka na tleh zaradi pomanjkanja raket. Sistem Galileo sicer deluje, a ga bo treba dopolnjevati. Drugi izziv: Evropa že snuje novo, drugo generacijo satelitov Galileo, ki bodo zmogljivejši, odpornejši, a tudi precej masivnejši. Kako jih zasnovati, da bodo kos izzivom za naslednja desetletja?

Domača navigacijska konstelacija je temelj strateške avtonomije, je pred časom poudaril sam predsednik Evropskega sveta Charles Michel. Sporočil je, da če želi biti Evropska unija močnejša na svetu, mora biti močnejša tudi v vesolju. Evropska vladajoča elita se je zato odločila zagnati novo generacijo Galilea prej, že leta 2025. Bo šlo?

Stanje sistema in načrti skozi oči človeka, ki načrtuje

Doslej je bilo izstreljenih 28 satelitov Galileo prve generacije, od tega jih je aktivnih 24. Cilj je najmanj 30 satelitov, od tega 24 glavnih in šest rezervnih. Še deset Galileov prve generacije čaka na tleh, je na predavanju na ljubljanski strojni fakulteti povedal José Ángel Ávila Rodríguez, vodja varnostnih služb sistema druge generacije Galileo pri Evropski vesoljski agenciji in človek, ki je sodeloval pri samem snovanju sistema pred desetletji. Čakanje je neugodno. Sateliti so namreč zasnovani za delovanje v mikrotežnosti, ne pa za dolgotrajno ležanje v skladišču, je poudaril. Nekatere bo morda treba preveriti, ali še ustrezajo specifikacijam. In zakaj so nasedli na Zemlji?

Evropa je zašla v raketno krizo. Raketo Ariane 5 je upokojila še pred prvim poletom naslednice, Ariane 6. Ruski Sojuzi, ki so nekoč leteli iz evropskega izstrelišča Kourou v Francoski Gvajani, so po veliki invaziji Rusije na Ukrajino pobrali šila in kopita. Sateliti Galileo so ostali brez domačega prevoza v orbito. Evropa je stisnila zobe in nekaj časa čakala, saj ni želela izstrelitve iz tretjih držav. Tako občutljivega tovora, visoke tehnologije s stopnjo tajnosti, ni bila pripravljena poslati zunaj evropskega ozemlja. Zakaj? Izstrelitve iz neevropskih držav so nekoliko neugodne, je poudaril Ávila-Rodríguez. Sateliti bi bili v rokah nekoga drugega. Evropski predstavniki bi sicer opravljali nadzor satelitov, ampak popolnega nadzora pač ni. Vprašanje je tudi, kdo bi pobiral ostanke, če bi raketa zatajila.

Ariane 6 bo sicer prvič izstreljena predvidoma to poletje, torej čez borih nekaj mesecev. A krstne izstrelitve nosilnih raket so tvegan posel. Uvodno poglavje predhodnice, Ariane 5, se je končalo eksplozivno. Možnost, da bo tako tudi tega julija, je dovolj velika.

Sorodna novica Za ponesrečena Galilea naj bi bilo krivo rusko programje
Foto: Esa
Foto: Esa

A čas mineva, okoliščine se spreminjajo. Evropo so prisilile v doslej nezamisljivo. Stara celina se je sredi marca le odločila, da bo dragocene satelite – prvič v zgodovini – izstrelila iz neevropske države. Evropska unija in ZDA so namreč sredi marca sklenile dogovor, ki omogoča izstrelitev satelitov Galileo na ameriških raketah Falcon 9 (poglavje 2). Cena obeh izstrelitev je po poročanju portala Politico 180 milijonov evrov in vključuje tudi poostrene varnostne ukrepe v skladu z dogovorom. Ávila-Rodríguez je poudaril, da so varnostni ukrepi zelo strogi in da bo imela Evropska unija v skladu z dogovorom nenehen nadzor nad sateliti.

Izstrelitev na raketi Falcon 9 je potekala to nedeljo in je bila uspešna. Več tukaj, posnetek je na voljo na tej povezavi. (EUSPA v svojem sporočilu ne zmore omeniti imena rakete.)

In zakaj se je Evropa odločila za ta korak? Ker zdajšnje zmogljivosti zadoščajo za delovanje sistema, nimajo pa dovolj redundance oziroma rezerv, če kakšen izmed satelitov odpove. Doseči je treba ciljnih 30 satelitov, je poudaril Ávila-Rodríguez in dodal, da so sateliti – tako kot ljudje – zmotljivi in lahko odpovedo.

Poleg tega je treba zapolniti luknjo v zmogljivostih. Leta 2014 je namreč ruska raketa Sojuz dva satelita postavila v napačno, prenizko tirnico, zato sta neuporabna, danes pa je en ključen, nezaseden položaj nezapolnjen, in nadaljnje čakanje ni več sprejemljivo.

Drugačna pot v nebo

Galilei so še do nedavnega leteli na Sojuzih in Ariane 5. Sojuz je zmogel dva satelita, Ariana pa štiri satelite v srednjo zemeljsko orbito na višini 23.222 kilometrov. Sateliti so se nato morali enakomerno razporediti.

Naslednja generacija bo ubrala drugačno pot v vesolje. Opremljena bo namreč z električnimi ionskimi motorji, ki bodo omogočali obsežne manevre. Raketa bo Galilee druge generacije odložila v nizki zemeljski orbiti, potem pa se bodo sami s predvidoma trimesečnim potovanjem dvignili na 23 tisoč kilometrov. Tako se bodo precej znižali stroški lansiranj. Ena izstrelitev bo lahko predvidoma pokrila več orbitalnih ravnin, sateliti sami pa bodo lahko precej masivnejši. Namesto 730 kilogramov bodo imeli do 2,4 tone, je navedel Ávila-Rodríguez.

Zmogljivejša druga generacija

Galileo 2 v različici, ki jo bo izdelal konzorcij pod vodstvom družbe Thales Alenia Space. Foto: Thales Alenia Space/Master Image Programmes
Galileo 2 v različici, ki jo bo izdelal konzorcij pod vodstvom družbe Thales Alenia Space. Foto: Thales Alenia Space/Master Image Programmes
V številkah (ki so okvirne, saj sta dizajna dva, poleg tega nista zakoličena):

Velikost: okoli tri metre
Masa: do 2,4 tone
Instrumenti: okoli 610 kilogramov
Pogonsko sredstvo: 300 kilogramov ksenona
Načrtovana doba delovanja: 15 let
Atomskih ur na satelit: 6
Razvoj in izdelava druge generacije: 1,47 milijarde evrov za 12 satelitov
Število uporabnikov Galilea: 4 milijarde (april 2024)

Novi Galilei bodo medsebojno neposredno komunicirali, od začetka v mikrovalovih, nekoč v prihodnosti z laserji. Razlogov za to je več. Nadzorno središče bo lahko pošiljalo ukaze tudi satelitom, ki niso v dosegu kopnih komunikacijskih postaj. Ukaz bo poslalo dosegljivemu satelitu, ta pa ga bo predal naprej. Omrežje bo s tem tudi odpornejše. Zanaša se na zemeljskih 16 postaj, pa še dodatne postaje za navzgornjo povezavo (ULS) in postaje za telemetrijo, sledenje in nadzor (TCC), razpredenih po različnih koncih sveta. Kaj, če nastopi vojna, sovražnik pa začne uničevati talno infrastrukturo? Postaje na oddaljenih otokih je težko braniti ali okoli njih postavljati protizračno obrambo. Medsatelitska komunikacija bi bila lahko v takšnih skrajnih okoliščinah nepogrešljiva, je poudaril Ávila-Rodríguez v odgovoru na vprašanje.

Talne postaje imajo še eno pomembno funkcijo: merijo orbito satelitov. Orbita se ves čas spreminja, med drugim zaradi različnega težnostnega privlaka Zemlje; saj masa planeta ni razporejena enako. Merjenje orbite je nujno za ohranitev natančnosti sistema. "Sateliti sledijo orbiti, podobno kot avtomobili sledijo cestišču. Včasih naletimo na grbine," je ponazoril Ávila-Rodríguez.

Natančnost

Galileo: 22 centimetrov
GPS: 93 centimetrov
GPS III: 82 centimetrov
Beidou: 2,16 metra
Glonass: 3,91 metra
Vir: EC/ESA prezentacija na ION 2023 (www.ion.org)

Prva generacija je optimizirana za današnje potrebe, nima pa veliko prostora za spremembe ali dodatne kapacitete. Druga generacija bo prilagodljivejša. Številne komponente, med drugim oddajniki, bodo povsem digitalni in se bodo lahko urno preuredile za nove potrebe, morda takšne, kot si jih dandanes ne moremo niti zamisliti. Prav to je ključen razlog za projekt druge generacije, je navedel Rodriguez. Občutno hočejo pohitriti odzivanje na potrebe trga, cilj je odziv v zgolj enem letu, in to brez dodatnih izstrelitev. S tem bodo Galilei pripravljeni tudi na dolgotrajno delovanje; predvidenih je kar 15 let (prva generacija je bila načrtovana za deset let). Rodriguez je spomnil na številne spremembe v telekomunikacijah, ki smo jim bili priča v zadnjih 15 letih: od 3G smo prišli že na 5G. "Nihče nima kristalne krogle, ki lahko napove prihodnost. Na neznano se lahko pripravimo samo tako, da postavimo sistem, ki se lahko odzove na vse prihodnje scenarije," je navedel.

Podpis pogodbe za razvoj druge generacije maja 2023. Prve izstrelitve naj bi sledile samo dve leti zatem, torej 2025, kar je za naprednejše vesoljske misije precej hitro. Foto: ESA-SJM Photography
Podpis pogodbe za razvoj druge generacije maja 2023. Prve izstrelitve naj bi sledile samo dve leti zatem, torej 2025, kar je za naprednejše vesoljske misije precej hitro. Foto: ESA-SJM Photography

Posebno pozornost bodo namenili kibervarnosti. Govorec tu podrobnosti ni želel razkrivati, navedel je le, da se intenzivno pripravljajo na prihod zmogljivih kvantnih računalnikov in groženj, ki pridejo z njimi. Kvantni računalniki bodo namreč lahko razbili marsikatero šifrirno rešitev, ki je danes v široki uporabi.

Z dodatno maso – namesto dobrih 700 kilogramov bodo novinci našteli kar 2,4 tone – pridejo dodatne zmogljivosti. Komunikacijska antena bo zmogljivejša in potemtakem nekoliko odpornejša proti kibernetskim napadom slepljenja (t. i. spoofing) in motenja signala. Generator signala bo fleksibilen. Namesto štirih atomskih ur jih bo na krovu šest še natančnejših in obenem lažjih. Zanimivost: čas na nebu teče drugače kot na površju Zemlje, na kar so atomske ure vnaprej prilagojene – da kažejo enak čas kot ure na tleh. Geniju Albertu Einsteinu in njegovima teorijama o splošni ter posebni relativnosti se lahko zahvalimo, da satelitska navigacija sploh deluje, je poudaril Ávila-Rodríguez.

Pogodbo za razvoj in izdelavo druge generacije sta dobila konzorcija pod vodstvom družb Airbus Defence and Space in Thales Alenia Space. Prvo generacijo je izdelal OHB.

Od 13,2 milijarde evrov, kolikor jih je v prihodnjem sedemletnem finančnem okviru Evropske komisije predvidenih za področje vesolja, naj bi za Galileo namenili osem milijard, 4,8 milijarde pa za program Copernicus za opazovanje Zemlje. Foto: Reuters
Od 13,2 milijarde evrov, kolikor jih je v prihodnjem sedemletnem finančnem okviru Evropske komisije predvidenih za področje vesolja, naj bi za Galileo namenili osem milijard, 4,8 milijarde pa za program Copernicus za opazovanje Zemlje. Foto: Reuters

Civilni projekt

Galileo je last Evropske unije. Za program je odgovorna Evropska komisija, za razvoj in postavitev Evropska vesoljska agencija, za aktivno upravljanje pa agencija EUSPA, kar je Agencija Evropske unije za vesoljski program. Končni cilj programa je najmanj 30 delujočih satelitov v orbiti, polna opravilnost postaj na Zemlji in delujoč navigacijski sistem EGNOS, ki Galilea dopolnjuje. EU želi z Galileom doseči neodvisnost od drugih ponudnikov navigacije, če bi se iz kakršnega koli razloga odločili zapreti ali omejiti uporabo lastnih sistemov. Skoraj deset milijard evrov vredni Galileo je tudi natančnejši od vse konkurence, obenem pa prosto dostopen – HAS (High Accuracy Service, Visoko natančna storitev) je na voljo od lanskega januarja.

Evropska komisija skupaj z Eso pripravlja še eno zanimivo satelitsko konstelacijo: IRIS2. Namenjena bo namenjena varnim komunikacijam, predvsem državnim in vojaškim. Zaščitena naj bi bila s kvantnim šifriranjem. Pokrila naj bi Evropo in Afriko. Sistem naj bi stal šest milijard evrov, sestavljen naj bi bil iz 170 nizkozemeljskih satelitov, izstreljenih med letoma 2025 in 2027. A v zadnjem času se porajajo številni pomisleki, predvsem zaradi naraščajočih načrtovanih stroškov. Foto: Evropska komisija
Evropska komisija skupaj z Eso pripravlja še eno zanimivo satelitsko konstelacijo: IRIS2. Namenjena bo namenjena varnim komunikacijam, predvsem državnim in vojaškim. Zaščitena naj bi bila s kvantnim šifriranjem. Pokrila naj bi Evropo in Afriko. Sistem naj bi stal šest milijard evrov, sestavljen naj bi bil iz 170 nizkozemeljskih satelitov, izstreljenih med letoma 2025 in 2027. A v zadnjem času se porajajo številni pomisleki, predvsem zaradi naraščajočih načrtovanih stroškov. Foto: Evropska komisija

V polni natančnosti je dostopen vsem uporabnikom, s čimer si je EU od začetka nakopal nezadovoljstvo ZDA. Američane je namreč skrbelo, da bi lahko sovražne oborožene sile Galileo uporabljale v spopadih proti njim. Nazadnje so dosegli kompromisne rešitve in danes je Galileo tudi interoperabilen z ameriškim GPS-om.

Začetki projekta Galileo segajo v december 1999, ko ga je Evropska komisija odobrila s predvidenim proračunom med 2,2 in 2,95 milijarde evrov. Projekt naj bi bil po tedanjih predvidevanjih dokončan leta 2008. Vendar se javno-zasebno partnerstvo ni izšlo. Zagon je bil zato prestavljen v leto 2013, končni stroški pa so bili ocenjeni na 3,4 milijarde evrov, a tudi to ni obstalo. Za obdobje 2014–2020 so nato v Bruslju predvideli še dodatnih sedem milijard evrov. Projekt je v celoti financiran iz evropskega proračuna, medtem ko so sprva delovali v javno-zasebnem partnerstvu.

Več tekmecev

Za glavno vlogo visoko v orbiti poleg Galilea tekmujejo tri entitete. Že med hladno vojno so jo z GPS-om, ki je zagotovil satelitski navigacijski sistem za celotno Zemljo tako vojaštvu kot civilni družbi, prevzele ZDA. Sovjetska zveza, danes Rusija, je sledila z GLONASS-om, ki pa danes še pokašljuje zaradi šibkega financiranja v 90. letih, ko je največjo državo na svetu zadela kriza, in nič kaj zavidljivih današnjih razmer. Z lastnim se lahko pohvalijo tudi Kitajci (Compass oziroma BeiDou). Ti so sicer sprva vlagali v Galilea, a se nato zaradi nesoglasij umaknili in razvili svoj sistem.

Še nekaj več si lahko preberete v intervjuju:


Ávila Rodríguez je leta 2017 kot vodja ekipe, ki je zasnovala signal sistema Galileo, prejel nagrado evropski izumitelj leta, ki jo podeljuje Evropski patentni urad. Foto: José Ángel Ávila Rodríguez
Ávila Rodríguez je leta 2017 kot vodja ekipe, ki je zasnovala signal sistema Galileo, prejel nagrado evropski izumitelj leta, ki jo podeljuje Evropski patentni urad. Foto: José Ángel Ávila Rodríguez
Foto: Esa
Foto: Esa

Kako Galileo deluje? Predstavite mi na primeru telefona, ki ga držim v roki.
Satelitska navigacija je primerljiva s svetilniki. Pluješ po morju in gledaš svetlobo, ki jo ti svetilniki oddajajo. Če vidiš tri svetilnike, potem lahko s postopkom trilateracije izračunaš svoj položaj.

Nekoliko podrobneje. Recimo, da želiš najti svoj položaj na karti, torej v dveh razsežnostih, in imaš na voljo dva vira, v tem primeru torej svetilnika. Svetilnika bosta, glede na čas potovanja svetlobe od njih do tebe, ustvarila dva kroga, ki se bosta stikala na dveh točkah. Eno od teh dveh točk bomo prej ali slej zavrgli.

V treh razsežnostih je princip enak, le da dodamo še en vir, ki je potreben za trilateracijo. V praksi pa potrebujemo še četrtega, zaradi časa potovanja signala od vira do sprejemnika. Kakovost atomskih ur je namreč precej večja od ur, ki jih imamo, denimo, na mobilnih telefonih, kar ustvari dodatno negotovost, ki jo pokrijemo s četrtim satelitom. Satelitska navigacija je torej v zadnji fazi natančna ocena časa potovanja svetlobe od vesoljskih svetilnikov (satelitov Galileo) do uporabnikov. Satelitom Galileo zato nekateri pravijo kar leteče atomske ure.

Galileo ima lastni referenčni čas GST, ki ga vzdržujejo štiri atomske ure v Fucinu (Italija) in Oberpfaffenhofnu (Nemčija). Atomske ure v satelitih se vsakih sto minut sinhronizirajo z GST-jem. Na fotografiji je atomska ura s pasivnim vodikovim mazerjem. Foto: ESA
Galileo ima lastni referenčni čas GST, ki ga vzdržujejo štiri atomske ure v Fucinu (Italija) in Oberpfaffenhofnu (Nemčija). Atomske ure v satelitih se vsakih sto minut sinhronizirajo z GST-jem. Na fotografiji je atomska ura s pasivnim vodikovim mazerjem. Foto: ESA

Mimogrede, Evropa je na tem področju lahko ponosna. Eden izmed tipov atomskih ur, ki jih uporabljamo na satelitih Galileo, temelji na tehnologiji PMH (ang. Passive Hydrogen Maser, pasivni vodikov máser), ki je najboljša na svetu in kjer je Evropa dejansko vodilna. Če bi sinhronizirali dve Galileovi uri in se vrnili čez tri milijone let, bi bili še vedno znotraj sekunde razlike. Kot lahko vidite, je čas bistven za satelitsko navigacijo. Napaka samo nekaj mikrosekund lahko pri hitrosti svetlobe pomeni nekaj sto metrov, kar se sčasoma nabere in imamo že kilometre in kilometre napake. Zato se Galileova natančnost meri v nano- in pikosekundah. Za to, da lahko Galileo sploh deluje, se lahko zahvalimo Albertu Einsteinu in njegovi teoriji relativnosti. Še en evropski prispevek človeštvu, na katerega smo lahko ponosni. Čeprav se zdita oddaljena od naše realnosti, sta teorija relativnosti in kvantna mehanika ključni za obstoj naše tehnološke družbe.

Pa čeprav tisto, kar počne Galileo, v principu ni tako zelo različno od tega, kar so nekoč počeli pradavni pomorščaki, ki so med plutjem zrli v zvezde. Sateliti Galileo so zvezde, so svetilniki, ki letijo po nebu, ki jih vidimo tudi podnevi.

Na tej povezavi lahko preverite, ali vaša naprava podpira sistem Galileo.

Kolikšen delež prenosnih telefonov dandanes podpira Galileo in kako ga lahko ljudje začnejo uporabljati?
Galileova prosta storitev je od leta 2016 dostopna za vse. Od leta 2018 pa 95 odstotkov vseh proizvajalcev čipov podpira Galileo. Kdor je v zadnjih petih ali šestih letih nabavil mobilni telefon, ima že Galilea v njem, pa če se tega zaveda ali ne. Žal tega ne vemo za iPhone, ki ni tako transparenten. iPhoni so visoko natančni pri določanju lokacije, ni pa razvidno, ali pri tem uporabljajo GPS, Galileo, BeiDou ali ruski Glonass. Pri odprtih sistemih, kot je denimo Android, kjer lahko dostopaš do surovega podatkovja, lahko namestiš aplikacijo in sam izbereš storitve. Lahko se precej poigravaš in preizkušaš različne opcije, kar ti marsikaj pove. Kaj se zgodi, če uporabljam samo Galilea? Kaj pa, če ga kombiniram z drugimi sistemi? Kako se obnese Galileo – ali kak drugi sistem, nemara kombinacija teh – na področjih z motnjami signala? Na Samsungu, ki je odprta platforma, imamo na voljo cel kup aplikacij in se lahko po mili volji igramo in s tem ukvarjamo. Slišal sem sicer, da naj bi tudi za iPhone počasi pripravljali aplikacije.

Zakonodajne usmeritve uporabe Galilea:

- Od aprila 2018 morajo biti vsi novi modeli avtomobilov, ki se prodajajo v Evropski uniji, opremljeni z zmogljivostmi programa Galileo.
- Od junija 2019 morajo biti pametni tahografi združljivi s programom Galileo.
- Od oktobra 2021 mora biti oprema v vozilih, ki uporabljajo satelitsko navigacijo, povezano z elektronskimi sistemi cestninjenja, združljiva z Galileom.
- Od marca 2022 morajo imeti vsi pametni telefoni, ki se prodajajo v EU-ju, vgrajene zmogljivosti geolokacije s pomočjo s svetovnega satelitskega navigacijskega sistema, najmanj zmogljivost Galileo, tako da lahko informacije o satelitski navigaciji reševalnim službam v nujnih primerih zagotovijo informacije o lokaciji klicatelja.

Bili ste zraven na samih začetkih programa, ko je ta šel skozi številne križe in težave, bil nekajkrat celo na robu prepada, k čemur so nemalo prispevali Američani. Posledično ste program označili kot "neželeni uspeh".
Začel sem kot elektrotehnik na madridski tehnični univerzi in se v zadnjem letu preselil na dunajsko tehnično univerzo, kjer sem napisal diplomo na temo združljivosti in medobratovalnosti Galilea in GPS-a. Takrat, leta 2003 ni bilo niti približno zagotovljeno, da bo Evropi dovoljeno postaviti svoj navigacijski sistem. Mednarodna zveza za telekomunikacije, ki je telo Združenih narodov, resda določa, da lahko vsak oddaja signale, mora pa dokazati, da ne moti drugih, ki že uporabljajo določen frekvenčni pas. Poleg tega je primer imel politično dimenzijo. ZDA so namreč zelo hitro spoznale, da je satelitska navigacija – oziroma njihov GPS – izjemno zmogljiva in koristna ne zgolj za nacionalne in varnostne interese, temveč omogoča še številne druge aplikacije. To lahko prikažem na primeru Evrope. 10 odstotkov evropskega gospodarstva je odvisnih od svetovnega satelitskega navigacijskega sistema. Mislim, da BDP Evrope znaša vsaj nekje 15 trilijov evrov. To pomeni, da je 1,5 trilijona evrov letno odvisnega od satelitske navigacije. To tudi pomeni, da če ta navigacija odpove, Evropa izgubi ne le avtonomije na tem področju, izgubi tudi podlago za 10 odstotkov svojega letnega BDP-ja, posredno pa tudi mednarodni ugled in vpliv. Ljudje pogosto na dan privlečejo stroške Galilea, pa koliko časa je potrebnega, da se razvijajo tako zapletene tehnologije. Zato rad poudarim: Galileo nas bo na koncu stal okoli 10 milijard evrov. Če primerjamo z 1,5 trilijona evrov, takoj vidimo, da je donosnost naložbe jasna. Pa še zavedati se je treba, da govorimo o letnem BDP-ju, 10-milijardni stroški Galilea pa se raztegnejo čez 10, 15 let, kar še okrepi vidik donosnosti. Če potegnemo črto: ja, drži, drago je in časovno se vleče, a obenem gre za enega najučinkovitejših vlaganj Evrope v zadnjem času. In res, kot ste me povprašali, v tistih uvodnih letih, ko sem se začel ukvarjati s satelitsko navigacijo, to je bilo leta 2003, so se ZDA zelo zavedale vrednosti svetovnega satelitskega navigacijskega sistema. Sklicevale so se na legitimne razloge, kot so tehnična združljivost, motnje in tako naprej, v resnici pa so si zgolj želele kolač samo zase. Zato je posebej dobro, da je Evropa opravila izjemno delo in da smo danes na vrhu sveta, kar se tiče zmogljivosti. To so vsi spoznali. Ampak – to ni dovolj. To je kot deskanje, če mi dovolite primerjavo. Nenehno moraš slediti največjemu valu, če hočeš še naprej deskati. V nasprotnem primeru prej ali slej razjahaš. Torej, ne smemo se zgolj hvaliti z doseženim, temveč nadaljevati, vlagati v razvoj in v prihodnost. Zato sem se v zadnjem času aktiviral in se veliko ukvarjam s prihodnostjo satelitske navigacije, vključno s konceptom PNT (Positioning, Navigation and Timing, pozicioniranje, navigacija in merjenje časa). Še pred naslednjim ministrskim svetom Ese se veliko ukvarjamo s prepričevanjem držav članic, pa z razvojem projektov, s katerimi želimo zagotoviti, da bo Evropa imela močan razvojni program, s katerim ne bomo samo najboljši, ampak bomo ostali najboljši. Jasno, vse to počnemo v sodelovanju s kolegi iz Evropske komisije. In če bodo aktualna pogajanja med Eso in Slovenije obrodila sadove, potem bo tudi Slovenija pri mizi, ko bomo oblikovali prihodnost satelitske navigacije.

Sorodna novica "Vesoljske zmogljivosti Slovenije so se okrepile"

In vse to se je začelo na slavni večerji s popisanim prtičkom po ne tako slavnem sestanku z ameriškimi kolegi.
To je bilo po enem izmed tistih sestankov z Američani v Washingtonu, kjer res ni bilo nobenega napredka. To so bile razvlečene tehnične koordinacije, ki preprosto niso prinesle rešitve, ki bi upoštevala tako ameriške kot evropske interese. Kaj smo želeli doseči? Da bi katera koli stran, če bi okoliščine to zahtevale, lahko omejila dostop tako do svojega civilnega signala kot civilnega signala druge strani, vladni signal pa bi ostal uporaben. Obenem so tudi evropski interesi zahtevali avtonomijo in možnost oblikovanja domačih politik, za vsak primer, če ZDA in Evropa ne bile več popolnoma ... poravnane. Res, včasih se nismo mogli premakniti z mrtve točke. Naposled se nam je utrnila rešitev. Modulacija, valovna oblika signala oziroma način oblikovanja informacije v elektromagnetnem spektru na način, da obdržiš avtonomijo, suverenost, ostaneš samostojen, in ki je zelo natančna, obenem pa ni moteča za ZDA oziroma natančneje, za njihov vladni GPS-signal. Še več. Naša zamisel, poimenovana MBOC (ang. multiplex binary offset carrier) je danes del GPS-a. Evropska implementacija MBOC-a se imenuje CBOC (ang. composite binary offset carrier), ameriška pa TMBOC (ang. time multiplexed binary offset carrier). Obe implementaciji uporabljata isti del spektra, a sta nekoliko drugačni. MBOC naj bi nekoč postal standard za civilni signal in naj bi nekoč zamenjal kodo C/A GPS-a (ang. coarse acquisition code). Tako smo prilezli od točke, kjer so se naši interesi razhajali, do visoke medobratovalnosti, s tem, da smo ustvarili standard, ki so ga – mimogrede – prevzeli tudi Rusi in Kitajci. In ja, vse to se je zgodilo v Washingtonu v ZDA na enem izmed sestankov. S steklenice vina smo pobrali prtiček. Nanj smo napisali enačbe te modulacije, šli do Američanov in jim rekli; glejte, signal, ki ga opisuje ta enačba, je dober in za nas in za vas, še več, lahko ga uporabite tudi za prihodnje različice GPS-a, če vas seveda zanima uporaba za civilne namene. Signal se imenuje L1C. 'C' pomeni civilno, L1 označuje frekvenco. In zdaj uporabljajo različico LC1 MBOC.

Eden izmed pomislekov ameriške strani se je glasil takole: sistem Galileo bi lahko uporabljale sovražne tretje države ali teroristične skupine za napade na ZDA; blokiranje Galilea pa bi onemogočilo tudi GPS. Kako je s tem danes? Oziroma natančneje: ali lahko preprečite Rusiji, da svojo raketo pripelje zelo natančno na tarčo s pomočjo Galilea, ali pa Kitajski, da raketo pripelje do glav svojih sovražnikov?
Galileo ponuja več različnih signalov in storitev. Prosto dostopna storitev (Galileo OS), o kateri smo pravkar govorili, MBOC, je namenjena množicam, dostopna je vsakomur, vsakdo jo lahko po mili volji uporablja zastonj in za vse, kar želi, vključno s tragičnim scenarijem, kot ste ga opisali. Temu se ne moremo izogniti. Ampak, storitev OS ima iste ranljivosti kot GPS-ov C/A ali civilni signal L1C. Vlade lahko to storitev zavrnejo. Poudarjam, da gre za odprti signal, ki ga ima slehernik v svojem prenosnem telefonu, in večina se tega sploh ne zaveda. Potem imamo še Javno regulirano storitev (Galileo PRS), ki pa je namenjena vladam in entitetam, ki jim vlade zaupajo. Gre za šifriran in robusten signal, in še enkrat poudarjam, na voljo samo zaupanja vrednim. Signal je odporen proti ruskim motilcem. Naš signal PRS je primerljiv z ameriškim signalom GPS M-code, ki je prav tako namenjen zgolj izbranim entitetam, dostop pa je strogo reguliran na nacionalni ravni. Med njimi so zagotovo vojska, ampak tudi ključna infrastruktura, nacionalna varnost, zagotavljanje javnega reda in miru. Zlorabe niso mogoče. Torej, če bi Rusija poskušala zlorabiti proste signale Galilea, bi jih blokirali, obenem pa bi signal PRS nemoteno oddajal. To lahko dandanes vidimo na nekaterih področjih Ukrajine ali Izraela. Za Javno regulirano storitev pa potrebuješ šifre, in Kitajska ali Rusija jih ne bo nikoli dobila. Ta storitev je natančnejša in odpornejša.

Še natančnejša od GPS-a, Glonassa, BeiDoua in katerega koli drugega svetovnega satelitskega navigacijskega sistema?
Vodoravna natančnost Galilea doseže 20 centimetrov, navpična okoli 40 centimetrov. GPS se še vedno giblje med pol metra in metrom, kar pomeni, da je Galileo še vedno občutno boljši. Ruski Glonass zmore nekaj metrov, njihovi sateliti so zastareli, poleg tega se v Rusiji spopadajo z gospodarsko stisko. BeiDou je v zadnjih letih zavidljivo napredoval, a se z vidika natančnosti še vedno giblje na nekaj metrih. Še vedno smo za red velikosti boljši od BeiDoua in Glonassa ter vsaj dva- do trikrat boljši od GPS-a. A obenem moramo biti ponižni. Najboljši smo zato, ker smo se nekoč učili od najboljših: GPS-a. Prav tako se naši partnerji dandanes učijo od nas. In če hočemo ostati najboljši, moramo vlagati v prihodnost.

Zanimivo, v zadnjem času sem bral novice v kitajskih državnih medijih, da nova generacija satelitov BeiDou prekaša vso konkurenco.
Marsikaj lahko prebereš, mi pa imamo podatke, ki jih je zbrala mednarodna skupnost, natančneje, IGS (International GNSS Service) prek Mednarodnih postaj, omrežja sprejemnikov po vsem svetu, ki opravljajo meritve, kar se še najbolj približa neodvisnemu, poštenemu spremljanju zmogljivosti. Seveda lahko na podlagi teh podatkov opraviš smiselne primerjave. Bom podkrepil še z enim primerom. Nasa je v zadnjem času pokazala precejšnje zanimanje in občudovanje natančnosti Galilea in razmišlja o možnosti, da bi na svoje prihodnje vesoljske sprejemnike dodala še zmogljivosti za Galilea – poleg GPS-a, ker vedo, da bodo s tem resnično izboljšali zmogljivosti. V dobrem in slabem sem znanstvenik in se lahko kritično soočim s takšnimi navedbami.

Ves ta čas razpravljamo samo o prvi generaciji satelitov Galileo. Prav zdaj razvijate drugo generacijo. Lahko razkrijete izboljšave oziroma razlike, tehnične rešitve?
Drži, razvijamo drugo generacijo, prve izstrelitve naj bi bile leta 2025. Dve pogodbi sta bili podpisani z družbama Thales Alenia Space in Airbus Defence and Space, vsaka bo zagotovila po šest satelitov. Pri obeh smo že opravili kritični pregled načrta (ang. critical design review), podjetja so visoko motivirana in lepo napredujejo. Signali bodo še odpornejši proti motenju, ne samo pri vladnih signalih, temveč tudi pri odprti storitvi. Zapovrh smo podpisali pogodbe za drugo generacijo talne infrastrukture, kar bosta zagotovila španski GMV in Thales Alenia Space, pa še cel kup manjših pogodb. Talna infrastruktura bo združljiva s prvo in drugo generacijo satelitov.

Novi Galileo bo bolj fleksibilen. Pravzaprav je bil eden izmed poglavitnih razlogov za razvoj nove generacije to, da želimo hitrejše odzivanje na trg. Torej, pojavi se neka potreba, ti pa hočeš čim prej oddajati signal, ki zadosti potrebi. To je mogoče samo s sateliti, ki so prilagodljivi in obenem dolgoživi z delovno dobo vsaj 15 let. Nadalje bodo ti sateliti opremljeni z električnim pogonom. Zato jih bomo lahko izstrelili kar v nizko zemeljsko tirnico, od koder se bodo sami pognali do delovne višine, kar je zelo učinkovito in nam omogoča več mase, več zmogljivosti. Varnost teh satelitov je na višji stopnji; v skladu z grožnjami sodobnega sveta. In seveda, navrgli bomo še vse novosti, ki jih je prinesel napredek.

Bodo novi sateliti odpornejši proti kibernetskim napadom, ki so postali vsakdan?
Novi Galilei bodo skladni z najnovejšimi standardi kibernetske varnosti, prav tako talna infrastruktura. Nove zmogljivosti na tem področju dodajamo, ker so resnično potrebne. Pri tem se ne zgolj odzivamo na današnje grožnje, pripravljamo se tudi na prihodnje nevarnosti. Grožnje so spremenljive, ključna bo prilagodljivost. Tudi zato je nova generacija satelitov modularna in bolj fleksibilna.

Katere so največje grožnje sistemu Galileo kot celoti?
Vedeti moramo, da govorimo o neverjetno zapletenem sistemu z ogromno količino podatkov. Priprava takšnih sistemov, ki obdelujejo ogromne količine podatkov, med njimi zaupnih podatkov, na vse mogoče prihodnje grožnje je zahtevna. Ampak, preprosto si ne moremo privoščiti, da ne bi bili kar se da pripravljeni na grožnje prihodnosti. Med njimi je tudi tehnologija kvantnih računalnikov, ki jo postavljam na prvo mesto. Galileo snujemo na način, da se bo lahko spopadel s to grožnjo. Nadalje; dogodki v Ukrajini in v baltskih državah kažejo, da ima dejstvo, da je satelitska navigacija postala vsakdanja, dve plati. Po eni strani je ljudem omogočila številne koristi in mnogotere načine uporabe. Po drugi strani pa je ustvarila ranljivosti za ljudi, ki se ne zavedajo omejitev tehnologije. Torej, GNSS je dandanes nepogrešljiv za pozicioniranje, navigacijo in merjenje časa. Ampak uporabniki se morajo zavedati, da določeni načini uporabe terjajo dodatne varnostne ukrepe. Samo en primer z ameriške strani. Videli smo primere vojakov na bojišču, ki se pogovarjajo z navadnim prenosnim telefonom. Očitno se ne zavedajo nevarnosti, ki jih to početje prinaša. Obstajajo varnejše alternative, šifrirane komunikacije, ki pa so najbrž manj pripravne za uporabo. Kibervarnostne grožnje se ne skrivajo samo v tehnologiji, temveč tudi v uporabnikih, ki tehnologije ne poznajo dovolj. Naj ob tem pripomnim, da signal, ki ga naš telefon prejme, prihaja z razdalje več kot 23 tisoč kilometrov in da ga oddaja naprava z močjo stare žarnice, torej okoli 30 vatov.