Galileo (navegação por satélite)

Galileo é um sistema global de navegação por satélite (GNSS) que entrou em operação em 2016, criado pela União Europeia por meio da Agência Espacial Europeia (ESA), operado pela Agência da União Europeia para o Programa Espacial (EUSPA), com sede em Praga, República Tcheca, com dois centros de operações terrestres em Fucino, Itália, e Oberpfaffenhofen, Alemanha. O projeto de 10 bilhões de euros leva o nome do astrônomo italiano Galileo Galilei. Um dos objetivos do Galileo é fornecer um sistema independente de posicionamento de alta precisão para que as autoridades políticas e militares europeias não precisem depender do GPS dos EUA ou dos sistemas russos GLONASS, que podem ser desativados ou degradados por seus operadores a qualquer momento.. O uso dos serviços Galileo básicos (de baixa precisão) é gratuito e aberto a todos. Um serviço de alta precisão totalmente criptografado está disponível gratuitamente para usuários autorizados pelo governo. O Galileo destina-se a fornecer medições de posição horizontal e vertical com precisão de 1 m. O Galileo também fornecerá uma nova função global de busca e salvamento (SAR) como parte do sistema MEOSAR.

O primeiro satélite de teste Galileo, o GIOVE-A, foi lançado em 28 de dezembro de 2005, enquanto o primeiro satélite a fazer parte do sistema operacional foi lançado em 21 de outubro de 2011. Até julho de 2018, 26 dos 30 satélites ativos planejados (incluindo peças sobressalentes) estavam em órbita. Galileo começou a oferecer Early Operational Capability (EOC) em 15 de dezembro de 2016, fornecendo serviços iniciais com um sinal fraco, e espera-se que alcance Full Operational Capability (FOC) em 2022. A constelação Galileo completa consistirá em 24 satélites ativos, o que é esperado até 2021. Espera-se que a próxima geração de satélites comece a operar após 2025 para substituir equipamentos mais antigos, que podem então ser usados para recursos de backup.

Em fevereiro de 2023, havia 24 satélites lançados que operam na constelação. Os 2 protótipos de satélites GIOVE foram retirados em 2012, 1 satélite não está disponível e 3 satélites não podem ser usados atualmente. Dos 24 satélites ativos, 3 eram do tipo IOV (In-Orbit Validation) e 21 do tipo FOC. O primeiro par de satélites FOC está orbitando a Terra em órbitas excêntricas incorretas cuja orientação muda em relação a outros planos orbitais do Galileo. O sistema Galileo tem uma precisão maior que o GPS, tendo uma precisão de menos de 1 m ao usar efemérides de transmissão (GPS: 3 m) e um erro de variação de sinal no espaço (SISRE) de 1,6 cm (GPS: 2,3 cm, GLONASS e BeiDou: 4–6 cm) ao usar correções em tempo real para órbitas e relógios de satélite.

História

A sede da EUSPA, que opera o sistema Galileo, em Praga

Principais objetivos

Em 1999, os diferentes conceitos dos três principais contribuintes da ESA (Alemanha, França e Itália) para o Galileo foram comparados e reduzidos a um por uma equipe conjunta de engenheiros dos três países. A primeira fase do programa Galileo foi acordada oficialmente em 26 de maio de 2003 pela União Européia e a Agência Espacial Européia. O sistema é destinado principalmente para uso civil, ao contrário dos sistemas mais militares dos Estados Unidos (GPS), Rússia (GLONASS) e China (BeiDou). O sistema europeu só estará sujeito a desligamento para fins militares em circunstâncias extremas (como um conflito armado). Os países que mais contribuem para o Projeto Galileo são Itália e Alemanha.

Financiamento

A Comissão Europeia teve alguma dificuldade em financiar a próxima fase do projeto, depois de várias alegações "por ano" gráficos de projeção de vendas para o projeto foram expostos em novembro de 2001 como "cumulativos" projeções que para cada ano projetado incluíam todos os anos anteriores de vendas. A atenção que foi trazida para esse erro crescente de bilhões de euros nas previsões de vendas resultou em uma conscientização geral na comissão e em outros lugares de que era improvável que o programa rendesse o retorno sobre o investimento que havia sido sugerido anteriormente aos investidores e tomadores de decisão. Em 17 de janeiro de 2002, um porta-voz do projeto afirmou que, como resultado da pressão dos EUA e das dificuldades econômicas, "Galileo está quase morto".

Alguns meses depois, porém, a situação mudou drasticamente. Os estados membros da União Européia decidiram que era importante ter uma infraestrutura de posicionamento e cronometragem baseada em satélite que os EUA não pudessem desligar facilmente em tempos de conflito político.

A União Européia e a Agência Espacial Européia concordaram em março de 2002 em financiar o projeto, aguardando uma revisão em 2003 (que foi concluída em 26 de maio de 2003). O custo inicial para o período que termina em 2005 é estimado em € 1,1 bilhão. Os satélites necessários (o número previsto é de 30) deveriam ser lançados entre 2011 e 2014, com o sistema funcionando e sob controle civil a partir de 2019. O custo final é estimado em € 3 bilhões, incluindo a infraestrutura na Terra, construída em 2006 e 2007. O plano era que empresas privadas e investidores investissem pelo menos dois terços do custo de implementação, com a UE e a ESA dividindo o custo restante. O Serviço Aberto básico deve estar disponível gratuitamente para qualquer pessoa com um receptor compatível com Galileo, com um Serviço Comercial criptografado de maior largura de banda e precisão aprimorada originalmente planejado para estar disponível em um custo, mas em fevereiro de 2018 o serviço de alta precisão (HAS) (fornecendo dados de posicionamento de ponto preciso na frequência E6) foi acordado para ser disponibilizado gratuitamente, com o serviço de autenticação permanecendo comercial. No início de 2011, os custos do projeto estavam 50% acima das estimativas iniciais.

Tensão com os Estados Unidos

Uma carta de dezembro de 2001 do secretário de Defesa Adjunto dos EUA Paul Wolfowitz aos ministros dos Estados da UE, apontando possíveis problemas de compatibilidade.

O Galileo pretende ser um GNSS civil da UE que permita o acesso de todos os usuários. Inicialmente, o GPS reservou o sinal da mais alta qualidade para uso militar, e o sinal disponível para uso civil foi intencionalmente degradado (disponibilidade seletiva). Isso mudou com o presidente Bill Clinton assinando uma diretriz política em 1996 para desativar a Disponibilidade Seletiva. Desde maio de 2000, o mesmo sinal de precisão foi fornecido a civis e militares.

Como o Galileo foi projetado para fornecer a maior precisão possível (maior que o GPS) a qualquer um, os EUA temiam que um inimigo pudesse usar os sinais do Galileo em ataques militares contra os EUA e seus aliados (algumas armas como mísseis usam GNSSs para orientação). A frequência inicialmente escolhida para o Galileo tornaria impossível para os EUA bloquear os sinais do Galileo sem interferir também com seus próprios sinais de GPS. Os EUA não queriam perder sua capacidade GNSS com GPS enquanto negavam aos inimigos o uso de GNSS. Algumas autoridades americanas ficaram especialmente preocupadas quando o interesse chinês na Galileo foi relatado.

Um funcionário anônimo da UE afirmou que os funcionários dos EUA insinuaram que poderiam considerar derrubar os satélites Galileo no caso de um grande conflito no qual o Galileo fosse usado em ataques contra as forças americanas. A posição da UE é que o Galileo é uma tecnologia neutra, disponível para todos os países e para todos. A princípio, os funcionários da UE não queriam mudar seus planos originais para o Galileo, mas desde então chegaram a um acordo de que o Galileo deve usar frequências diferentes. Isso permite o bloqueio ou bloqueio de qualquer um dos GNSS sem afetar o outro.

GPS e Galileu

Comparação de tamanho de órbita de GPS, GLONASS, Galileu, BeiDou-2 e constelações de Iridium, a Estação Espacial Internacional, o Telescópio Espacial Hubble e órbita geoestacionária (e sua órbita cemitério), com as correias de radiação Van Allen e a Terra para escalar.

A órbita da Lua é cerca de 9 vezes maior que a órbita geoestacionária. (No arquivo SVG, passe uma órbita ou sua etiqueta para realizá-la; clique para carregar seu artigo.)

Uma das razões apresentadas para o desenvolvimento do Galileo como um sistema independente foi que as informações de posição do GPS podem se tornar significativamente imprecisas pela aplicação deliberada de disponibilidade seletiva universal (SA) pelos militares dos EUA. O GPS é amplamente utilizado em todo o mundo para aplicações civis; Os proponentes do Galileo argumentaram que a infraestrutura civil, incluindo navegação e pouso de aeronaves, não deveria depender apenas de um sistema com essa vulnerabilidade.

Em 2 de maio de 2000, a disponibilidade seletiva foi desativada pelo Presidente dos Estados Unidos, Bill Clinton; no final de 2001, a entidade gestora do GPS confirmou que não pretendia nunca mais permitir a disponibilização selectiva. Embora a capacidade de Disponibilidade Seletiva ainda exista, em 19 de setembro de 2007, o Departamento de Defesa dos EUA anunciou que os satélites GPS mais novos não seriam capazes de implementar a Disponibilidade Seletiva; a onda de satélites Block IIF lançada em 2009, e todos os satélites GPS subseqüentes, não suportam disponibilidade seletiva. À medida que os satélites antigos são substituídos no programa GPS Bloco III, a disponibilidade seletiva deixará de ser uma opção. O programa de modernização também contém recursos padronizados que permitem que os sistemas GPS III e Galileo interoperem, permitindo que os receptores sejam desenvolvidos para utilizar GPS e Galileo juntos para criar um GNSS ainda mais preciso.

Cooperação com os Estados Unidos

Em junho de 2004, em um acordo assinado com os Estados Unidos, a União Européia concordou em mudar para uma modulação de portadora offset binária 1.1, ou BOC(1,1), permitindo a coexistência de GPS e Galileo, e o futuro uso combinado de ambos os sistemas. A União Europeia também concordou em abordar as "preocupações mútuas relacionadas à proteção das capacidades de segurança nacional aliadas e dos EUA".

Primeiros satélites experimentais: GIOVE-A e GIOVE-B

O primeiro satélite experimental, GIOVE-A, foi lançado em dezembro de 2005 e foi seguido por um segundo satélite de teste, GIOVE-B, lançado em abril de 2008. Após a conclusão bem-sucedida da fase de validação em órbita (IOV), satélites foram lançados. Em 30 de novembro de 2007, os 27 ministros dos transportes da UE envolvidos chegaram a um acordo de que o Galileo deveria estar operacional em 2013, mas comunicados de imprensa posteriores sugerem que foi adiado para 2014.

Financiamento novamente, questões de governança

Em meados de 2006, a parceria público-privada desfez-se e a Comissão Europeia decidiu nacionalizar o programa Galileo.

No início de 2007, a UE ainda não tinha decidido como pagar pelo sistema e dizia-se que o projeto estava "em profunda crise" por falta de mais dinheiro público. O ministro dos Transportes alemão, Wolfgang Tiefensee, estava particularmente em dúvida sobre a capacidade do consórcio de encerrar as lutas internas em um momento em que apenas um satélite de teste havia sido lançado com sucesso.

Embora uma decisão ainda não tenha sido tomada, em 13 de julho de 2007, os países da UE discutiram cortar € 548 milhões (US$ 755 milhões, £ 370 milhões) do orçamento de competitividade da união para o ano seguinte e mudar alguns desses fundos para outras partes do pote de financiamento, um movimento que poderia cobrir parte do custo do sistema de navegação por satélite Galileo da união. Projetos de pesquisa e desenvolvimento da União Européia podem ser descartados para superar um déficit de financiamento.

Em novembro de 2007, foi acordado realocar fundos dos orçamentos agrícolas e administrativos da UE e suavizar o processo de licitação para convidar mais empresas da UE.

Em abril de 2008, os ministros dos Transportes da UE aprovaram o Regulamento de Implementação do Galileo. Isso permitiu que os € 3,4 bilhões fossem liberados dos orçamentos de agricultura e administração da UE para permitir a emissão de contratos para iniciar a construção da estação terrestre e dos satélites.

Em junho de 2009, o Tribunal de Contas Europeu publicou um relatório, apontando problemas de governança, atrasos substanciais e derrapagens orçamentárias que levaram à paralisação do projeto em 2007, levando a mais atrasos e fracassos.

Em Outubro de 2009, a Comissão Europeia reduziu de 28 para 22 o número de satélites definitivamente planeados, prevendo-se encomendar posteriormente os restantes seis. Também anunciou que o primeiro sinal OS, PRS e SoL estaria disponível em 2013, e o CS e SOL algum tempo depois. O orçamento de € 3,4 bilhões para o período 2006-2013 foi considerado insuficiente. Em 2010, o think-tank Open Europe estimou o custo total do Galileo desde o início até 20 anos após a conclusão em € 22,2 bilhões, inteiramente suportado pelos contribuintes. Pelas estimativas iniciais feitas em 2000, este custo teria sido de 7,7 mil milhões de euros, sendo 2,6 mil milhões de euros suportados pelos contribuintes e o restante por investidores privados.

Em novembro de 2009, foi inaugurada uma estação terrestre do Galileo perto de Kourou (Guiana Francesa). O lançamento dos primeiros quatro satélites de validação em órbita (IOV) foi planejado para o segundo semestre de 2011, e o lançamento de satélites de capacidade operacional total (FOC) foi planejado para começar no final de 2012.

Em março de 2010, verificou-se que o orçamento do Galileo só estaria disponível para fornecer os 4 satélites IOV e 14 FOC até 2014, não havendo fundos então comprometidos para trazer a constelação acima desta capacidade de 60%. Paul Verhoef, gerente do programa de navegação por satélite da Comissão Européia, indicou que esse financiamento limitado teria sérias consequências, comentando a certa altura: "Para se ter uma ideia, isso significaria que durante três semanas no ano você não teria navegação por satélite" em referência à constelação de 18 veículos proposta.

Em julho de 2010, a Comissão Europeia estimou que mais atrasos e custos adicionais do projeto aumentariam para € 1,5–1,7 bilhão e mudou a data estimada de conclusão para 2018. Após a conclusão, o sistema precisará ser subsidiado pelos governos € 750 milhões por ano. Um adicional de € 1,9 bilhão foi planejado para ser gasto trazendo o sistema até o complemento total de 30 satélites (27 operacionais + 3 sobressalentes ativos).

Em dezembro de 2010, os ministros da UE em Bruxelas elegeram Praga, na República Tcheca, como sede do projeto Galileo.

Em janeiro de 2011, os custos de infraestrutura até 2020 foram estimados em € 5,3 bilhões. No mesmo mês, o Wikileaks revelou que Berry Smutny, CEO da empresa alemã de satélites OHB-System, disse que o Galileo "é uma ideia estúpida que serve principalmente aos interesses franceses". A BBC soube em 2011 que € 500 milhões (£ 440 milhões) estariam disponíveis para fazer a compra extra, levando o Galileo em poucos anos de 18 satélites operacionais para 24.

Galileu lança em um foguete Soyuz em 21 de outubro de 2011.

Os dois primeiros satélites Galileo In-Orbit Validation foram lançados pela Soyuz ST-B voando do Centre Spatial Guyanais em 21 de outubro de 2011, e os dois restantes em 12 de outubro de 2012. A partir de 2017, os satélites são totalmente úteis para posicionamento preciso e geodésia com uma usabilidade limitada na navegação.

Vinte e dois outros satélites com capacidade operacional total (FOC) foram encomendados em 1º de janeiro de 2018. Os primeiros quatro pares de satélites foram lançados em 22 de agosto de 2014, 27 de março de 2015, 11 de setembro de 2015 e 17 de dezembro de 2015.

Falhas do relógio

Em janeiro de 2017, agências de notícias informaram que seis dos masers passivos de hidrogênio (PHM) e três dos relógios atômicos de rubídio (RAFS) falharam. Quatro dos satélites operacionais completos perderam, cada um, pelo menos um relógio; mas nenhum satélite perdeu mais de dois. A operação não foi afetada, pois cada satélite é lançado com quatro relógios (2 PHM e 2 RAFS). A possibilidade de uma falha sistêmica está sendo considerada. A SpectraTime, produtora suíça de ambos os tipos de relógio integrado, se recusou a comentar. Segundo a ESA, eles concluíram com seus parceiros industriais para os relógios atômicos de rubídio que alguns testes implementados e medidas operacionais eram necessários. Além disso, algumas reformas são necessárias para os relógios atômicos de rubídio que ainda precisam ser lançados. Para os masers de hidrogênio passivos estão sendo estudadas medidas operacionais para reduzir o risco de falha. A China e a Índia usam os mesmos relógios atômicos construídos pelo SpectraTime em seus sistemas de navegação por satélite. A ESA entrou em contato com a Organização Indiana de Pesquisa Espacial (ISRO), que inicialmente relatou não ter experimentado falhas semelhantes. No entanto, no final de janeiro de 2017, os meios de comunicação indianos informaram que todos os três relógios a bordo do satélite IRNSS-1A (lançado em julho de 2013 com uma expectativa de vida de 10 anos) falharam e que um satélite substituto seria lançado no segundo semestre. de 2017: esses relógios atômicos teriam sido fornecidos por um acordo de quatro milhões de euros.

Em julho de 2017, a Comissão Europeia informou que as principais causas das avarias foram identificadas e foram tomadas medidas para reduzir a possibilidade de novas avarias dos satélites já no espaço. De acordo com fontes europeias, a ESA tomou medidas para corrigir os dois conjuntos de problemas identificados, substituindo um componente defeituoso que pode causar um curto-circuito nos relógios de rubídio e melhorar os relógios maser passivos de hidrogênio, bem como em satélites ainda a serem lançados.

Interrupções

2019

De 11 de julho a 18 de julho de 2019, toda a constelação experimentou um fenômeno "inexplicável" falha de sinal com todos os satélites ativos mostrando "NÃO USÁVEL" status na página de status do Galileo. A causa do incidente foi um mau funcionamento do equipamento na infraestrutura terrestre do Galileo que afetou o cálculo das previsões de tempo e órbita.

2020

Em 14 de dezembro de 2020, começando às 0:00 UTC, o Galileo experimentou uma degradação de desempenho em todo o sistema com duração de 6 horas. Receptores GNSS ignorando um 'marginal' O sinalizador de status nos dados do Galileo pode ter experimentado um erro de pseudoalcance de até quase 80 km. O problema estava relacionado a um comportamento anormal de um relógio atômico de segmento terrestre na função de determinação de tempo do sistema. Nos centros de controle de Fucino e Oberpfaffenhofen Galileo nas instalações de temporização precisas em funcionamento paralelo, ocorreu um problema em Fucino enquanto a manutenção era realizada no sistema paralelo em Oberpfaffenhofen.

Envolvimento internacional

Em setembro de 2003, a China aderiu ao projeto Galileo. A China deveria investir € 230 milhões (US $ 302 milhões, £ 155 milhões, CNY 2,34 bilhões) no projeto nos anos seguintes.

Em julho de 2004, Israel assinou um acordo com a UE para se tornar um parceiro no projeto Galileo.

Em 3 de junho de 2005, a União Européia e a Ucrânia assinaram um acordo para que a Ucrânia se juntasse ao projeto, conforme observado em um comunicado à imprensa. A partir de novembro de 2005, o Marrocos também aderiu ao programa.

Em setembro de 2005, a Índia assinou um acordo com a UE para aderir ao projeto.

Em meados de 2006, a parceria público-privada se desfez e a Comissão Européia decidiu nacionalizar o Galileo como um programa da UE. Em novembro de 2006, a China optou por atualizar o sistema de navegação BeiDou, seu então sistema regional de navegação por satélite. A decisão foi devido a preocupações de segurança e problemas com o financiamento do Galileo.

Em 30 de novembro de 2007, os 27 estados membros da União Européia concordaram por unanimidade em levar adiante o projeto, com planos para bases na Alemanha e Itália. A Espanha não aprovou durante a votação inicial, mas aprovou mais tarde naquele dia. Isso melhorou muito a viabilidade do projeto Galileo: "O executivo da UE havia dito anteriormente que, se um acordo não fosse alcançado até janeiro de 2008, o projeto há muito problemático estaria essencialmente morto".

Em 3 de abril de 2009, a Noruega também aderiu ao programa comprometendo-se com € 68,9 milhões para custos de desenvolvimento e permitindo que suas empresas concorressem aos contratos de construção. A Noruega, embora não seja membro da UE, é membro da ESA.

Em 18 de dezembro de 2013, a Suíça assinou um acordo de cooperação para participar plenamente do programa e contribuiu retroativamente com € 80 milhões para o período 2008–2013. Como membro da ESA, já colaborou no desenvolvimento dos satélites Galileo, contribuindo com os relógios maser de hidrogénio. O compromisso financeiro da Suíça para o período 2014-2020 será calculado de acordo com a fórmula padrão aplicada para a participação da Suíça no Programa-Quadro de pesquisa da UE.

Em março de 2018, a Comissão Europeia anunciou que o Reino Unido pode ser excluído de partes do projeto (especialmente relacionadas ao serviço seguro PRS) após sua saída da União Europeia (UE). Como resultado, a Airbus deveria realocar o trabalho no Segmento de Controle Terrestre (GCS) de suas instalações em Portsmouth para um estado da UE. Autoridades britânicas estão buscando aconselhamento jurídico sobre se podem recuperar os € 1,4 bilhão investidos pelo Reino Unido, dos € 10 bilhões gastos até o momento. Em um discurso na conferência do Instituto de Estudos de Segurança da UE, o negociador-chefe da UE responsável pelas negociações do Brexit, Michel Barnier, enfatizou a posição da UE de que o Reino Unido decidiu deixar a UE e, portanto, todos os programas da UE, incluindo o Galileo. Em agosto de 2018, o Reino Unido declarou que estudaria a criação de um sistema de navegação por satélite concorrente ao Galileo pós-Brexit. Em dezembro de 2018, a primeira-ministra britânica, Theresa May, anunciou que o Reino Unido não buscaria mais recuperar o investimento, e o ministro da Ciência, Sam Gyimah, renunciou devido ao assunto.

Descrição do sistema

Segmento espacial

Constelação visibilidade de um local na superfície da Terra

A partir de 2012, o sistema estava programado para ter 15 satélites operacionais em 2015 e atingir a plena operação em 2020 com as seguintes especificações:

• 30 naves espaciais em órbita (24 em serviço completo e 6 peças de reposição)
• Altitude orbital: 23.222 km (14.429 mi) (MEO)
• 3 planos orbitais, inclinação de 56,0°, nós ascendentes separados por 120,0° longitude (8 satélites operacionais e 2 sobressalentes ativos por plano orbital)
• Vida de satélite: >12 anos
• Massa de satélite: 675 kg (1,488 lb)
• Dimensões do corpo de satélite: 2,7 m × 1,2 m × 1,1 m (8 ft 10 em × 3 ft 11 em × 3 ft 7 em)
• Escala de matrizes solares: 18,7 m (61 ft)
• Poder de matrizes solares: 1,5 kW (fim de vida)
• Poder das antenas de navegação: 155-265 W

Segmento de solo

Centro de Controle Galileo no local DLR Oberpfaffenhofen

Teste de Galileo In-Orbit (IOT) L-band (1.000 – 2.000 MHz) antena na estação ESTRACK Redu

A órbita do sistema e a precisão do sinal são controladas por um segmento de solo que consiste em:

• Dois centros de controle de terra, localizados em Oberpfaffenhofen e Fucino para controle de satélite e missão
• Seis estações de telemetria, rastreamento e controle (TT&C), localizadas em Kiruna, Kourou, Nouméa, Sainte-Marie, Réunion, Redu e Papeete
• Dez estações de ligação de dados de missão (ULS), duas por local, localizadas em Svalbard, Kourou, Papeete, Sainte-Marie, Reunião e Nouméa
• Várias estações de sensores de referência distribuídas mundialmente (GSS), incluindo uma nas Ilhas Kerguelen
• Uma rede de divulgação de dados entre todas as localizações geograficamente distribuídas
• Um centro de serviços, localizado em Madrid, para ajudar os utilizadores da Galileu.

Sinais

O sistema transmite três sinais: E1 (1575,42 MHz), E5 (1191,795 MHz) que consiste em E5a (1176,45 MHz) e E5b (1207,14 MHz) e E6 (1278,75 MHz):

Serviços

O sistema Galileo terá quatro serviços principais:

Serviço aberto (OS)

Isso estará disponível sem custo para uso por qualquer pessoa com equipamento de mercado de massa apropriado; tempo simples e posicionamento até 1 m – para um receptor de frequência dupla, melhor caso.

Serviço de alta precisão (HAS; resultante do re-scópio do antigo Serviço Comercial Galileo)

Precisão a 20 cm gratuitamente.

Serviço regulamentado público (PRS; criptografado)

Projetado para ser mais robusto, com mecanismos anti-aquecimento e detecção de problemas confiável. Limitado a órgãos governamentais autorizados.

Serviço de Busca e Resgate (SAR)

O Serviço SAR Galileo é um serviço de busca e resgate orbitando a Terra Média (MEOSAR) e parte do Programa Internacional de Cospas-Sarsat.

Relatórios trimestrais de desempenho de serviço

O European GNSS Service Centre fornece relatórios de desempenho trimestrais públicos sobre o serviço aberto e o serviço de busca e resgate desde 2017. Geralmente, as medições dos parâmetros de desempenho relatados superam os valores-alvo. O relatório de desempenho de serviço aberto trimestral Galileo de abril, maio e junho de 2021 do European GNSS Service Center informou que a precisão do serviço de disseminação de tempo UTC foi ≤ 4,3 nanossegundos, calculada pelo acúmulo de amostras nos 12 meses anteriores e excedeu o valor alvo ≤ 30 ns. O erro de sinal no espaço (SISE) também estava bem dentro do valor alvo ≤ 2 m (6 pés 7 polegadas) para receptores de frequência simples e (mais precisos) de frequência dupla. A mensagem de navegação Galileo inclui as diferenças entre Galileo System Time (GST), UTC e GPS Time (GPST) (para promover a interoperabilidade). O Relatório Trimestral de Desempenho do Serviço de Busca e Resgate Galileo de abril, maio e junho de 2021, do Centro de Serviços GNSS Europeu, relatou que as várias medições de parâmetros de desempenho ultrapassaram seus valores-alvo.

Conceito

Hidrogénio Passivo do Espaço Maser usado em satélites Galileo como um relógio mestre para um sistema de tempo a bordo

Cada satélite Galileo tem dois relógios atômicos master passivos de maser de hidrogênio e dois relógios atômicos secundários de rubídio que são independentes um do outro. Como relógios atômicos qualificados para o espaço precisos e estáveis são componentes críticos para qualquer sistema de navegação por satélite, a redundância quádrupla empregada mantém o Galileo funcionando quando os relógios atômicos a bordo falham no espaço. Os relógios de maser de hidrogênio passivo a bordo' a precisão é quatro vezes melhor do que os relógios atômicos de rubídio a bordo e é estimada em 1 segundo a cada 3 milhões de anos (um erro de cronometragem de um nanossegundo ou 1 bilionésimo de segundo (10⁻⁹ ou 1⁄1.000.000.000 segundo) se traduz em um erro posicional de 30 cm na Terra& #39;s superfície), e fornecerá um sinal de tempo preciso para permitir que um receptor calcule o tempo que o sinal leva para alcançá-lo. Os satélites Galileo são configurados para executar um relógio maser de hidrogênio no modo primário e um relógio de rubídio como backup quente. Em condições normais, o relógio maser de hidrogênio operacional produz a frequência de referência a partir da qual o sinal de navegação é gerado. Se o maser de hidrogênio encontrar algum problema, uma mudança instantânea para o relógio de rubídio seria realizada. Em caso de falha do maser de hidrogênio primário, o maser de hidrogênio secundário pode ser ativado pelo segmento de solo para assumir dentro de um período de dias como parte do sistema redundante. Uma unidade de monitoramento e controle do relógio fornece a interface entre os quatro relógios e a unidade geradora de sinal de navegação (NSU). Ele passa o sinal do relógio mestre de hidrogênio ativo para o NSU e também garante que as frequências produzidas pelo relógio mestre e pelo sobressalente ativo estejam em fase, de modo que o sobressalente possa assumir instantaneamente caso o relógio mestre falhe. As informações do NSU são usadas para calcular a posição do receptor trilaterando a diferença nos sinais recebidos de vários satélites.

O maser passivo de hidrogênio e os relógios de rubídio a bordo são muito estáveis por algumas horas. Se eles fossem deixados para funcionar indefinidamente, porém, sua cronometragem iria flutuar, então eles precisam ser sincronizados regularmente com uma rede de relógios de referência terrestres ainda mais estáveis. Estes incluem relógios maser de hidrogênio ativo e relógios baseados no padrão de frequência de césio, que mostram uma estabilidade de médio e longo prazo muito melhor do que os relógios maser de rubídio ou hidrogênio passivo. Esses relógios no solo estão reunidos dentro das instalações de temporização precisas em funcionamento paralelo nos Centros de Controle Fucino e Oberpfaffenhofen Galileo. Os relógios terrestres também geram uma referência de tempo mundial chamada Galileo System Time (GST), o padrão para o sistema Galileo e são rotineiramente comparados com as realizações locais de UTC, o UTC(k) dos laboratórios europeus de frequência e tempo.

Para mais informações sobre o conceito de sistemas globais de navegação por satélite, consulte GNSS e cálculo de posicionamento GNSS.

Centro Europeu de Serviços GNSS

O Centro Europeu de Serviço GNSS é o ponto de contacto para a assistência dos utilizadores da Galileo.

O European GNSS Service Centre (GSC), localizado em Madrid, é parte integrante do Galileo e fornece a interface única entre o sistema Galileo e os usuários do Galileo. O GSC publica a documentação oficial do Galileo, promove os serviços atuais e futuros do Galileo em todo o mundo, apoia a padronização e distribui almanaques, efemérides e metadados do Galileo.

O GSC User Helpdesk é o ponto de contato para assistência ao usuário do Galileo. O GSC responde a perguntas e coleta notificações de incidentes de usuários no Galileo. O helpdesk está continuamente disponível para todos os usuários do Galileo em todo o mundo através do portal web GSC.

O GSC fornece o status atualizado da constelação do Galileo e informa sobre eventos planejados e não planejados por meio do Aviso de Aviso aos Usuários do Galileo (NAGU). A GSC publica a documentação de referência do Galileo e informações gerais sobre os serviços do Galileo e descrições de sinais e relatórios de desempenho do Galileo.

Busca e resgate

O Galileo fornece uma função global de busca e salvamento (SAR) como parte do sistema MEOSAR. Como o Glonass da Rússia, o dos Estados Unidos; Satélites do Sistema de Posicionamento Global (GPS) e alguns satélites BeiDou chineses, satélites Galileo são equipados com um transponder que retransmite sinais de frequência de socorro de 406 MHz de balizas de emergência por um Forward Link Service (FLS) para o centro de coordenação de resgate, que iniciará um operação de resgate. Depois de receber um sinal de farol de emergência, o sistema Galileo SAR fornece um sinal, a Return Link Message (RLM), para o farol de emergência, informando à(s) pessoa(s) em perigo que o farol ativado foi detectado e a ajuda está a caminho. Esse recurso de mensagem de retorno é novo em uma constelação de satélites e é considerado uma grande atualização em comparação com o sistema Cospas-Sarsat existente, que até então não fornecia feedback ao usuário. Testes em fevereiro de 2014 descobriram que, para a função de busca e salvamento do Galileo, operando como parte do Programa Internacional Cospas-Sarsat existente, 77% dos locais de socorro simulados podem ser identificados dentro de 2 quilômetros (1,2 mi) e 95% dentro 5 quilômetros (3,1 milhas). O Galileo Return Link Service (RLS) entrou em operação em janeiro de 2020 para todos os beacons de emergência com capacidade para RLS.

Constelação

Bastas de teste do satélite Galileo: GIOVE

GIOVE-A foi lançado com sucesso em 28 de dezembro de 2005.

Em 2004, o projeto Galileo System Test Bed Versão 1 (GSTB-V1) validou os algoritmos terrestres para Determinação de Órbita e Sincronização de Tempo (OD&TS). Este projeto, liderado pela ESA e European Satellite Navigation Industries, forneceu à indústria conhecimentos fundamentais para desenvolver o segmento de missão do sistema de posicionamento Galileo.

• GIOVE-A é o primeiro satélite de teste GIOVE (Galileo In-Orbit Validation Element). Foi construído pela Surrey Satellite Technology Ltd (SSTL), e lançado com sucesso em 28 de dezembro de 2005 pela Agência Espacial Europeia e pela empresa conjunta Galileo (GJU). A operação da GIOVE-A garantiu que a Galileo atende aos requisitos de alocação e reserva de filtragem de frequência para a União Internacional de Telecomunicações (ITU), um processo que foi necessário para ser concluído até junho de 2006.
• GIOVE-B, construído por Astrium e Thales Alenia Space, tem uma carga útil mais avançada do que GIOVE-A. Foi lançado com sucesso em 27 de abril de 2008 em 22:16 UTC a bordo de um foguete Soyuz-FG/Fregat fornecido por Starsem.

Um terceiro satélite, GIOVE-A2, foi originalmente planejado para ser construído pela SSTL para lançamento no segundo semestre de 2008. A construção do GIOVE-A2 foi encerrada devido ao lançamento bem-sucedido e operação em órbita do GIOVE-B.

O segmento GIOVE Mission operado pela European Satellite Navigation Industries usou os satélites GIOVE-A/B para fornecer resultados experimentais baseados em dados reais a serem usados para mitigação de risco para os satélites IOV que seguiram dos testbeds. A ESA organizou a rede global de estações terrestres para coletar as medições de GIOVE-A/B com o uso dos receptores GETR para estudo sistemático posterior. Os receptores GETR são fornecidos pela Septentrio, bem como os primeiros receptores de navegação Galileo a serem usados para testar o funcionamento do sistema em estágios posteriores de sua implantação. A análise de sinal dos dados GIOVE-A/B confirmou a operação bem-sucedida de todos os sinais Galileo com o desempenho de rastreamento conforme o esperado.

Satélites de validação em órbita (IOV)

Esses satélites de teste foram seguidos por quatro satélites IOV Galileo que estão muito mais próximos do projeto final do satélite Galileo. O recurso de busca e resgate (SAR) também está instalado. Os dois primeiros satélites foram lançados em 21 de outubro de 2011 do Centre Spatial Guyanais usando um lançador Soyuz, os outros dois em 12 de outubro de 2012. Isso permite testes de validação de chave, uma vez que receptores terrestres, como os de carros e telefones, precisam "ver" um mínimo de quatro satélites para calcular sua posição em três dimensões. Esses 4 satélites IOV Galileo foram construídos pela Astrium GmbH e pela Thales Alenia Space. Em 12 de março de 2013, uma primeira correção foi realizada usando esses quatro satélites IOV. Uma vez concluída esta fase de validação em órbita (IOV), os satélites restantes serão instalados para atingir a capacidade operacional total.

Satélites de capacidade operacional total (FOC)

Modelo de um satélite Galileo FOC, exibido no ILA 2018

FOC Lote 1

Em 7 de janeiro de 2010, foi anunciado que o contrato para construir os primeiros 14 satélites FOC foi concedido à OHB System e para a carga útil de navegação à Surrey Satellite Technology Limited (SSTL). O primeiro lote de satélites Galileo First Generation, conhecido como "Batch-1" consiste nos satélites Galileo-FOC FM1 a Galileo-FOC FM14. Quatorze satélites foram construídos a um custo de € 566 milhões (£ 510 milhões; US $ 811 milhões). A Arianespace lançará os satélites por um custo de € 397 milhões (£ 358 milhões; US$ 569 milhões). A Comissão Europeia também anunciou que o contrato de 85 milhões de euros para suporte de sistema cobrindo serviços industriais exigidos pela ESA para integração e validação do sistema Galileo foi concedido à Thales Alenia Space. A Thales Alenia Space subcontrata as performances da Astrium GmbH e a segurança da Thales Communications.

FOC Lote 2

Em fevereiro de 2012, um pedido adicional de 8 satélites FOC foi concedido à OHB Systems por € 250 milhões (US$ 327 milhões), depois de superar a oferta de licitação da EADS Astrium. O segundo lote de satélites Galileo First Generation, conhecido como "Batch-2" consiste nos satélites Galileo-FOC FM15 a Galileo-FOC FM22. Assim, elevando o total para 22 satélites FOC. Os satélites foram construídos pela OHB, com a contribuição da Surrey Satellite Technology (SSTL).

FOC Lote 3

Em junho e outubro de 2017, dois pedidos adicionais de 8 e 4 satélites FOC foram concedidos à OHB Systems por € 324 milhões e € 157,75 milhões. Este terceiro e último lote de satélites Galileo First Generation, conhecido como "Batch-3" consiste nos satélites Galileo-FOC FM23 a Galileo-FOC FM34. Os satélites estão sendo construídos pela OHB em Bremen, Alemanha, com a contribuição da Surrey Satellite Technology (SSTL) em Guildford, Reino Unido. Quando concluído, o Lote 3 eleva o total para 34 satélites FOC.

FOC lança

Em 7 de maio de 2014, os dois primeiros satélites FOC pousaram na Guiana para seu lançamento conjunto planejado para o verão Originalmente planejado para ser lançado em 2013, problemas com ferramentas e estabelecimento da linha de produção para montagem levaram a um atraso de um ano na produção em série de Satélites Galileu. Esses dois satélites (satélites Galileo GSAT-201 e GSAT-202) foram lançados em 22 de agosto de 2014. Os nomes desses satélites são Doresa e Milena, nomes de crianças europeias que já haviam vencido um concurso de desenho. Em 23 de agosto de 2014, o provedor de serviços de lançamento Arianespace anunciou que o voo VS09 sofreu uma anomalia e os satélites foram injetados em uma órbita incorreta. Eles acabaram em órbitas elípticas e, portanto, não puderam ser usados para navegação. No entanto, mais tarde foi possível usá-los para realizar um experimento de física, então eles não foram uma perda completa.

Os satélites GSAT-203 (Adam) e GSAT-204 (Anastasia) foram lançados com sucesso em 27 de março de 2015 do Centro Espacial da Guiana usando um lançador Soyuz de quatro estágios.

Os satélites GSAT-205 (Alba) e GSAT-206 (Oriana) foram lançados com sucesso em 11 de setembro de 2015 do Centro Espacial da Guiana usando um lançador Soyuz de quatro estágios.

Os satélites GSAT-208 (Liene) e GSAT-209 (Andriana) foram lançados com sucesso de Kourou, Guiana Francesa, usando o lançador de quatro estágios Soyuz em 17 de dezembro de 2015.

Os satélites GSAT-210 (Daniele) e GSAT-211 (Alizée) foram lançados em 24 de maio de 2016.

A partir de novembro de 2016, a implantação dos últimos doze satélites usará um lançador Ariane 5 modificado, chamado Ariane 5 ES, capaz de colocar quatro satélites Galileo em órbita por lançamento.

Os satélites GSAT-207 (Antonianna), GSAT-212 (Lisa), GSAT-213 (Kimberley), GSAT-214 (Tijmen) foram lançados com sucesso de Kourou, Guiana Francesa, em 17 de novembro de 2016 em um Ariane 5 ES.

Em 15 de dezembro de 2016, o Galileo passou a oferecer Capacidade Operacional Inicial (IOC). Os serviços oferecidos atualmente são Serviço Aberto, Serviço Público Regulado e Serviço de Busca e Salvamento.

Os primeiros satélites Batch-2 GSAT-215 (Nicole), GSAT-216 (Zofia), GSAT-217 (Alexandre), GSAT-218 (Irina) foram lançados com sucesso de Kourou, Guiana Francesa, em 12 de dezembro de 2017 em um Ariane 5 ES.

Os satélites GSAT-219 (Tara), GSAT-220 (Samuel), GSAT-221 (Anna), GSAT-222 (Ellen) foram lançados com sucesso de Kourou, Guiana Francesa, em 25 de julho de 2018 em um Ariane 5 ES.

Os primeiros satélites Batch-3 GSAT-223 (Nikolina) e GSAT-224 (Shriya) foram lançados com sucesso de Kourou, Guiana Francesa, em 5 de dezembro de 2021 em um lançador Soyuz de quatro estágios.

Shriya ingressou com sucesso na constelação em 29 de agosto de 2022.

Satélites de segunda geração (G2G)

A partir de 2014, a ESA e os seus parceiros da indústria iniciaram estudos sobre os satélites Galileo de Segunda Geração (G2G), que serão apresentados à CE para o período de lançamento no final de 2020. Uma ideia é empregar propulsão elétrica, o que eliminaria a necessidade de um estágio superior durante o lançamento e permitiria que satélites de um único lote fossem inseridos em mais de um plano orbital. Espera-se que os satélites de nova geração estejam disponíveis até 2025 e sirvam para aumentar a rede existente. Em 20 de janeiro de 2021, a Comissão Europeia anunciou que havia concedido um contrato de € 1,47 bilhão à Thales Alenia Space (TAS) e à Airbus Defence and Space para 6 espaçonaves de cada fabricante. A celebração dos contratos com a Thales Alenia Space e a Airbus Defence and Space, prevista para 29 de janeiro de 2021, foi suspensa pelo Tribunal de Justiça Europeu na sequência de um protesto apresentado pela OHB SE, a licitante vencida. O protesto do OHB no Tribunal Geral do ECJ é baseado em “alegações de roubo de segredos comerciais” e busca tanto a suspensão das assinaturas do contrato quanto o cancelamento da adjudicação do contrato. Em maio de 2021, a ESA informou que assinou os contratos para projetar e construir o primeiro lote de satélites Galileo de segunda geração (G2G) com a Thales Alenia Space e a Airbus Defence and Space. Os 12 satélites G2G contarão com propulsão elétrica, sinais e recursos de navegação aprimorados, links entre satélites e reconfigurabilidade no espaço.

Aplicações e impacto

Projetos científicos usando o Galileo

Em julho de 2006, um consórcio internacional de universidades e instituições de pesquisa embarcou em um estudo de potenciais aplicações científicas da constelação Galileo. Este projeto, denominado GEO6, é um amplo estudo voltado para a comunidade científica em geral, visando definir e implementar novas aplicações do Galileo.

Entre os vários utilizadores de GNSS identificados pela Galileo Joint Undertaking, o projecto GEO6, dirige-se à Comunidade de Utilizadores Científicos (UC). O projeto GEO6 visa promover possíveis novas aplicações dentro da UC científica de sinais GNSS, e particularmente do Galileo.

O projeto AGILE é um projeto financiado pela UE dedicado ao estudo dos aspectos técnicos e comerciais dos serviços baseados em localização (LBS). Inclui a análise técnica dos benefícios trazidos pelo Galileo (e EGNOS) e estuda a hibridização do Galileo com outras tecnologias de posicionamento (baseadas em rede, WLAN, etc.). Dentro desses projetos, alguns protótipos-piloto foram implementados e demonstrados.

Com base no número potencial de usuários, receitas potenciais para Galileo Operating Company ou Concessionário (GOC), relevância internacional e nível de inovação, um conjunto de Aplicativos Prioritários (PA) será selecionado pelo consórcio e desenvolvido dentro o prazo do mesmo projeto.

Estas aplicações vão ajudar a aumentar e otimizar a utilização dos serviços EGNOS e as oportunidades oferecidas pelo Galileo Signal Test-Bed (GSTB-V2) e pela fase Galileo (IOV).

Todos os satélites Galileo são equipados com matrizes de retrorrefletores de laser que permitem que sejam rastreados pelas estações do Serviço Internacional de Laser Ranging. O alcance do laser de satélite para satélites Galileo é usado para a validação de órbitas de satélite, determinação de parâmetros de rotação da Terra e para soluções combinadas que incorporam observações de laser e micro-ondas.

Receptores

Samsung Galaxy S8+ smartphones que recebem Galileo e outros sinais GNSS

Todos os principais chips receptores GNSS suportam o Galileo e centenas de dispositivos de usuário final são compatíveis com o Galileo. Os primeiros dispositivos Android com capacidade GNSS de dupla frequência, que rastreiam mais de um sinal de rádio de cada satélite, frequências E1 e E5a para Galileo, foram a linha Huawei Mate 20, Xiaomi Mi 8, Xiaomi Mi 9 e Xiaomi Mi MIX 3 Em julho de 2019, havia mais de 140 smartphones habilitados para Galileo no mercado, dos quais 9 eram habilitados para dupla frequência. Uma extensa lista de dispositivos habilitados, para vários usos, em terra, mar e ar é frequentemente atualizada no site da UE. Em 24 de dezembro de 2018, a Comissão Europeia aprovou um mandato para todos os novos smartphones para implementar o suporte Galileo para E112.

A partir de 1º de abril de 2018, todos os veículos novos vendidos na Europa devem oferecer suporte ao eCall, um sistema automático de resposta a emergências que liga para 112 e transmite dados de localização do Galileo em caso de acidente.

Até o final de 2018, o Galileo não estava autorizado para uso nos Estados Unidos e, como consequência, funcionava apenas de forma variável em dispositivos que pudessem receber sinais do Galileo, dentro do território dos Estados Unidos. A posição da Comissão Federal de Comunicações (FCC) sobre o assunto era (e continua sendo) que os receptores de sistemas de satélite de navegação por rádio (RNSS) não GPS devem receber uma licença para receber os referidos sinais. A isenção deste requisito para o Galileo foi solicitada pela UE e apresentada em 2015 e, em 6 de janeiro de 2017, foi solicitado comentário público sobre o assunto. Em 15 de novembro de 2018, a FCC concedeu a renúncia solicitada, permitindo explicitamente que dispositivos de consumo não federais acessem as frequências Galileo E1 e E5. No entanto, a maioria dos dispositivos, incluindo smartphones, ainda requer atualizações do sistema operacional ou atualizações semelhantes para permitir o uso de sinais Galileo dentro dos Estados Unidos (a maioria dos telefones, desde iPhone 6s e Samsung Galaxy S7, possui capacidade de hardware e requer apenas uma modificação de software).

Moedas

Austrian €25 European Satellite Navigation moeda comemorativa, de volta

O projeto europeu de navegação por satélite foi selecionado como o principal motivo de uma coleção de colecionadores de alto valor. moeda: a moeda comemorativa da Austrian European Satellite Navigation, cunhada em 1º de março de 2006. A moeda tem um anel de prata e uma "pílula" de nióbio marrom-dourado. No reverso, a porção de nióbio representa satélites de navegação orbitando a Terra. O anel mostra diferentes modos de transporte, para os quais a navegação por satélite foi desenvolvida: um avião, um carro, um caminhão, um trem e um navio porta-contêineres.