Program Galileo zakłada umieszczenie na orbicie okołoziemskiej 30 satelitów pokrywających całkowicie kulę ziemską. Będą one interoperacyjne z 24 satelitami amerykańskiego systemu GPS. Galileo będzie istotnym narzędziem w polityce rozwoju transportu Unii Europejskiej. Może zrewolucjonizować transport podobnie jak liberalizacja sektora lotniczego.
Radionawigacja satelitarna jest bardzo zaawansowaną technologią opartą na emisji sygnałów pochodzących z satelity. Umożliwia precyzyjne określenie pozycji wszelkich przemieszczanych przedmiotów poprzez długość geograficzną, szerokość geograficzną oraz wysokość nad poziomem morza. Dzięki niej można z dokładnością do jednego metra ustalić położenie np. tramwaju, żaglówki, czy stada bydła. Jest to możliwe dzięki wykorzystaniu odpowiedniego pomiaru, który mogą zapewnić jedynie zegary atomowe.
Technologia ta jest wykorzystywana obecnie w dwóch systemach przez dwa państwa: amerykański GPS (ang. Global Positioning System - Globalny System Pozycjonowania) oraz rosyjski system GLONASS (ang. Global Navigation Satellite System - Globalny System Nawigacji Satelitarnej). Natomiast w Europie od 1996 funkcjonuje wciąż Europejski Geostacjonarny System Nawigacji Satelitarnej (ang. Global Navigation Satellite System - EGNOS), który opiera się na korekcji sygnału GPS.
Unia Europejska w tak strategicznej dziedzinie nie może sobie pozwolić na całkowite uzależnienie od któregokolwiek z powyższych systemów. Dlatego Komisja Europejska w 1999 wystąpiła z inicjatywą powołania niezależnego programu nawigacji satelitarnej, zwanego Galileo. Nazwa wzięła się od imienia wielkiego włoskiego uczonego, astronoma i fizyka, Galileo Galilei (Galileusza). Rada Europejska na szczycie w Kolonii w czerwcu 1999 zaaprobowała tą koncepcję. Podkreślono wówczas jej strategiczny charakter. Konieczność realizacji tego programu zawarto w Białej Księdze Transportu z 2001.
ISTOTA I REALIZACJA PROGRAMU GALILEO
Galileo jest wyzwaniem o niebagatelnym znaczeniu dla Unii Europejskiej, a przede wszystkim dla jej przemysłu kosmicznego i telekomunikacyjnego. Rozwój przemysłu kosmicznego w ostatnich latach opierał się głównie na działalności komercyjnej związanej z telekomunikacją satelitarną.
W porównaniu z amerykańskim GPS, Galileo wyróżnia się istotną cechą. Jest mianowicie programem cywilnym. Ten ważny projekt infrastrukturalny ma decydujące znaczenie dla Europy i jej niezależności. Wpisuje się on doskonale w ramy strategii lizbońskiej. Znaczenie programu o tak dużym zasięgu w budowie integracji europejskiej zasługuje na szczególne podkreślenie.
Realizacja programu Galileo przewidziana jest na cztery etapy: faza badań - lata 1999 - 2001, faza rozwoju i zatwierdzenia - lata 2002 - 2005, faza rozmieszczenia - lata 2006 - 2007 i faza operacyjna - od 2008.
W trakcie pierwszej fazy zaprojektowano architekturę systemu i określono pięć usług, jakie Galileo będzie dostarczać: usługę otwartą, usługę bezpieczeństwa życia, usługę komercyjną, usługę poszukiwawczo-ratowniczą, oraz usługę publiczną o regulowanym dostępie.
Druga faza obejmowała rozwój satelitów i naziemnych części składowych systemu, a także badania na orbicie. W finansowaniu tego etapu uczestniczyła Europejska Agencja Kosmiczna (ang. European Space Agency - ESA). Całkowity koszt tej fazy wyniósł ponad 1,3 miliardów euro.
Trzecia faza, która znajduje się obecnie na etapie realizowania, polega na wyniesieniu satelitów na orbitę oraz pełnej instalacji naziemnego segmentu infrastruktury. Całość kosztów szacowana jest na poziomie 2,1 mld euro, z czego jedna trzecia (700 mln euro) pochodzić ma ze środków UE. Pozostała kwota wyasygnowana zostanie przez innych udziałowców.
Ostatnia faza, która rozpocznie się z dniem 1 stycznia 2008 ma charakter operacyjny. Roczne koszty zarządzania i utrzymania szacowane są na około 220 mln euro, które w całości poniesie sektor prywatny. UE wniesie swój nadzwyczajny wkład finansowy w kwocie 500 mln euro do wykorzystania przez okres pierwszych kilku lat.
TECHNOLOGIA
Galileo w pełni operacyjny stanie się w momencie rozlokowania 30 satelitów na orbicie okołoziemskiej, na wysokości 23 tys. km. Na trzech płaszczyznach orbitalnych będzie umieszczonych równomiernie po 10 satelitów nachylonych pod kątem 56° do równika. Nachylenie takie umożliwi lepsze w porównaniu do amerykańskiego systemu GPS objęcie szerokości biegunowych. Satelity będą okrążać Ziemię co około 14 godzin. Położenie ich daje ponad 90-procentowe prawdopodobieństwo, że każdy w jakimkolwiek miejscu na Ziemi będzie w polu widzenia przez co najmniej cztery satelity. Dzięki temu będzie można precyzyjnie określić pozycję danego obiektu.
Pierwszym satelitą wyniesionym na orbitę był GIOVE-A, jedna z dwóch satelitów misji GIOVE (Galileo In-Orbit Validation Element). Misja GIOVE ma za zadanie: zabezpieczenie częstotliwości Galileo przyznanych przez Międzynarodową Unię Telekomunikacyjną (ITU), określenie środowiska promieniowania na średnich orbitach okołoziemskich (Medium Earth Orbits - MEO), badanie najbardziej krytycznych technologii (m.in.: umieszczonych na pokładzie zegarów atomowych, generatorów sygnałów) oraz scharakteryzowanie nowatorskich właściwości transmitowanego sygnału.
GIOVE reprezentuje najnowsze osiągnięcia całej Europy. Prawidłowość instalowanego systemu sprawdzana jest poprzez umieszczenie na całym świecie sieci stacji czujników odbierających dane z satelity o wysokiej jakości. Badania przeprowadzane są w dwóch ośrodkach technicznych: Eksperymentalnej Stacji Precyzyjnego Określania Czasu (EPTS) we Włoszech oraz Ośrodku Przetwarzania Danych ESA (PC ESA) w Holandii.
Umieszczenie satelity GIOVE-A miało miejsce 28 grudnia 2005, a więc w przededniu rozpoczęcia trzeciego etapu rozmieszczania systemu. Ten ważący ponad 600 kg satelita został wyprodukowany przez brytyjskie przedsiębiorstwo Surrey Satellite Technology Ltd. Umieszczony został na orbicie za pomocą rakiety Sojuz startujący z kosmodromu Bajkonur w Kazachstanie. Satelita GIOVE-A rozpoczął nadawanie sygnału 12 stycznia 2006. Obecnie trwają prace sprawdzające jakość transmitowanych sygnałów. Po zakończeniu jej 2,5 letniego okresu na orbicie, zostanie ona ściągnięta na Ziemię. W bieżącym roku ma zostać wysłany w kosmos kolejny satelita GIOVE-B. Jest on konstruowany przez następujące konsorcja: Alcatel Space Industries (Francja), Alenia Spazio (Włochy), Astrium GmbH (Niemcy), Astrium Ltd (Wielka Brytania) oraz Galileo Sistemas y Servicios (Hiszpania). Po pomyślnym przejściu wszelkich testów zostaną wyniesione na orbitę pozostałe satelity.
Każdy satelita Galileo jest wyposażony w dwa rodzaje precyzyjnych zegarów atomowych: standardowy zegar o rubidowej częstotliwości atomowej (Rubidium Atomic Frequency) oraz zegar z pasywnym maserem wodorowym (PHM - Passive Hydrogen Maser). Zegar rubidowy pokazuje czas z dokładnością do 10 ns przez 24 godziny, a zegar z maserem wodorowym do 1 ns przez 24 godziny. Składają się one z atomowego rezonatora oraz najnowszej elektroniki kontrolnej. Zegary tego typu są pierwszymi, które zostały całkowicie opracowane i wykonane w Europie. Zegar rubidowy jest obecnie wykorzystywany w nawigacji satelitarnej przez GPS oraz GLONASS, jednakże zegar wodorowy jest pierwszym wyniesionym w przestrzeń kosmiczną.
RAMY PRAWNE
Komisja Europejska regularnie nadzoruje stan zaawansowania realizacji Programu Galileo. Obecny system EGNOS zostanie zastąpiony wraz z rozpoczęciem fazy operacyjnej Galileo. Ramy prawne wyznaczające jego funkcjonowanie określono w Rozporządzeniu Rady nr 876/2002 z 2002 r. w sprawie ustanowienia Wspólnego Przedsiębiorstwa dla programu Galileo, Rozporządzeniu Rady nr 1321/2004 z 2004 r. w sprawie ustanowienia i struktury zarządzania europejskimi programami radionawigacji satelitarnej oraz w dokumencie Wspólnie działanie Rady 2004/522/WPZiB z 2004 r. w sprawie aspektów działania europejskiego systemu radionawigacji satelitarnej mających wpływ na bezpieczeństwo Unii Europejskiej.
Powyższe akty wyznaczają struktury ramowe systemu Galileo. Na mocy Rozporządzenia nr 876/2002 ustanowiono Wspólne Przedsiębiorstwo, którego głównym celem jest finansowanie realizacji programu Galileo. Z kolei Rozporządzenie nr 1321/2004 powołało do życia agencję wspólnotową, zwaną Europejskim Organem Nadzoru. Posiada on osobowość prawną. Wreszcie dokument nr 2004/552/WPZiB określa obowiązki Rady w przypadkach, gdy działanie europejskiego systemu radionawigacji satelitarnej może mieć wpływ na bezpieczeństwo UE lub jej Państw Członkowskich. Gdyby było ono zagrożone, np. w wyniku kryzysu międzynarodowego, Rada podejmuje odpowiednie decyzje co do koniecznych instrukcji dla Europejskiego Organu Nadzoru i dla posiadacza koncesji związanej z systemem.
OFEROWANE USŁUGI
Jak wspomnieliśmy wcześniej, system Galileo w momencie osiągnięcia pełnej gotowości oferować będzie pięć usług, udostępnianych w wyniku ogłaszanych przetargów, w szczególności w zakresie dotyczącym koncesji.
- Usługa otwarta będzie przeznaczona dla masowych użytkowników oraz wszelkich zastosowań na rynku usług użyteczności publicznej. Jest ona porównywalna z usługą amerykańskiego systemu GPS.
- Usługa bezpieczeństwa życia przeznaczona jest głównie dla zastosowań w transporcie lotniczym, kolejowym i morskim. Wykorzystywana będzie w przypadkach zagrożenia ludzkiego życia.
- Usługa handlowa będzie przeznaczona dla profesjonalnych użytkowników wymagających wyjątkowej niezawodności i gwarancji działania. Zapewni ona zwiększone możliwości nawigacyjne oraz będzie wyposażona w bardziej precyzyjne dane.
- Usługa poszukiwawczo-ratownicza będzie umożliwiać lokalizowanie niebezpiecznych zdarzeń oraz ułatwi inicjowanie działań ratowniczych.
- Usługa publiczna o regulowanym dostępie, tzw. rządowa (PRS) jest ważnym elementem programu. Wykorzystywana będzie przede wszystkim przez organy kontroli granicznej do zwalczania przestępczości, przemytu, terroryzmu, czy nielegalnej imigracji, a także przez służby obrony cywilnej. Użytkowanie jej będzie także pomocne dla policji i wojska. Koszty kożystania usługi PRS będą ponoszone przez samych użytkowników.
FINANSOWANIE
Koszty realizacji fazy rozwoju i rozmieszczenia Galileo zostały oszacowane na około 3,4 mld euro. Tylko z pozoru wydaje się to kosztowną inwestycją. Tyle samo środków potrzeba na wybudowanie odcinka 150 km autostrady, czy około 200 km infrastruktury kolejowej dla szybkobieżnych pociągów.
Finansowaniem projektu zajmie się sektor publiczny oraz prywatni inwestorzy. Ze strony publicznej, będą to Komisja Europejska oraz Europejska Agencja Kosmiczna (ESA). Ponadto, również Państwa Członkowskie UE będą miały możliwość wnoszenia indywidualnych wkładów. Ze strony prywatnej będzie to głównie przemysł.
W celu skoordynowanego finansowania programu Galileo, w maju 2002 zostało ustanowione Wspólne Przedsiębiorstwo. Celem tej instytucji jest zapewnienie jednolitości administracji i kontroli finansowej projektu dla faz badawczej, rozwojowej i pokazowej programu Galileo, oraz w tym celu - zmobilizowanie środków finansowych przekazanych na ten program. Siedziba Przedsiębiorstwa znajduje się w Brukseli.
Wybór partnerstwa publiczno-prywatnego jest związany z rozwojem rynku nawigacji satelitarnej. Światowy rynek produktów i usług radionawigacji satelitarnej jest ogromnie dynamiczny. W ciągu zaledwie jednego roku uległ on podwojeniu, z 10 mld euro w 2002 do 20 mld euro w 2003. Według danych szacunkowych, w 2020 sięgnie 300 mld euro, przy ponad 3 miliardów odbiorników.
Udział Wspólnoty w projekcie jest niezbędny dla zapewnienia równowagi finansowej oraz właściwego przebiegu poszczególnych faz: rozwojowej, rozmieszczenia i operacyjnej. Koszt tej pierwszej wyniósł 1,3 mld euro. Koszt fazy rozmieszczenia szacowany jest na około 2,1 mld euro, z czego dwie trzecie poniesie sektor prywatny, a pozostała część obciąży budżet unijny. Z kolei finansowaniem ostatniej fazy zajmie się sektor prywatny. Niemniej jednak, konieczne jest wniesienie publicznych środków przez pierwsze lata fazy operacyjnej z dwóch przyczyn. Po pierwsze, chodzi tu o ograniczenia wynikające z zobowiązań usług o charakterze publicznym nałożonych na działanie systemu Galileo. Po drugie, jest to kwestia czasu, która jest wymagana do pełnego rozwinięcia przez sektor prywatny rynku radionawigacji satelitarnej i wprowadzenia do obrotu swoich usług. Biorąc powyższe pod uwagę, Unia Europejska zamierza przekazać 500 mln euro na pierwsze lata fazy operacyjnej. Kwota ta ma charakter orientacyjny i w razie potrzeby będzie odpowiednio zmodyfikowana.
Według różnych analiz, dzięki wdrożeniu programu Galileo zostanie stworzonych ponad 100 tys. nowych miejsc pracy. Z kolei roczny dochód z kontraktów na dostawy sprzętu czy usług szacuje się na około 9 mld euro.
WSPóŁPRACA MIĘDZYNARODOWA
Program Galileo nie jest ograniczony swoim zasięgiem tylko do Unii Europejskiej. Niezwykle istotne znaczenie ma przystąpienie do niego także państw trzecich tak, aby umiędzynarodowić jego zastosowanie. Dotychczasowy rozwój współpracy międzynarodowej układa się pomyślnie. Każde państwo będzie mogło korzystać z dobrodziejstw tego europejskiego systemu poprzez podpisanie odpowiednich umów w tym zakresie. Dotychczas podpisano z trzema państwami umowy o współpracy przy programie Galileo, tj. z: Chinami (30.10.2003), Izraelem (13.07.2004) i Ukrainą (1.12.2005). Negocjacje w tej sprawie toczone są z Argentyną, Australią, Brazylią, Chile, Indiami, Kanadą, Koreą Południową, Malezją, Marokiem, Meksykiem, Norwegią i Rosją.
Poprzez wprowadzenie programu Galileo zostanie zwiększona konkurencja dla amerykańskiego GPS. Jednak obydwa te programy muszą współdziałać. Po czteroletnich negocjacjach, w czerwcu 2004 Unia Europejska i USA podpisały w tej sprawie umowę. Przewiduje ona interoperacyjność systemu europejskiego i amerykańskiego, co oznacza, że oba systemy będą działać równolegle, bez zakłóceń sygnału. Pozwoli to systemowi Galileo stać się światowym standardem sygnału otwartego w zakresie stosowania globalnych systemów nawigacji satelitarnej dla celów cywilnych i komercyjnych.
Zaawansowane rozmowy toczone są także z Rosją. Dotyczą one podobnego jak w przypadku negocjacji z USA celu, jakim jest osiągnięcie interoperacyjności z rosyjskim systemem GLONASS. W końcowej fazie dyskusji omawiana jest kwestia nabycia częstotliwości oraz wykorzystania rosyjskich rakiet nośnych.
Dzięki zaangażowaniu państw trzecich w realizację projektu możliwe jest szerokie rozpowszechnianie oferowanych usług i poszerzanie rynku. Każde z tych państw posiada przedsiębiorstwa o sporych możliwościach technicznych i handlowych w zakresie radionawigacji satelitarnej. Dostrzegany i doceniany jest specyficzny charakter Galileo w porównaniu z amerykańskim GPS. Projekt ten umożliwia zainteresowanym państwom uczestniczenie w tworzeniu, rozwoju i zarządzaniu strategiczną infrastrukturą. Dlatego stanowi on istotny wkład w rozwój wspólnej polityki lotniczej UE w wymiarze zewnętrznym.
Współpraca z państwami trzecimi pozwala również zapewnić ich wsparcie w organach międzynarodowych instytucji odpowiedzialnych za przyznawanie częstotliwości i określanie norm. Jest także gwarancją, że usługi oferowane przez działanie systemu będą bez żadnych przeszkód wprowadzone do obrotu w danym państwie.
KORZYŚCI
Najważniejszą zaletą systemu Galileo jest zarządzanie nim przez podmiot cywilny, a nie jak w przypadku amerykańskiego GPS czy rosyjskiego GLONASS przez wojsko. Dzięki temu, że będzie wykorzystywany głównie dla celów komercyjnych. Szacuje się, że do 2010 potencjalny rynek na te usługi osiągnie 3 mld użytkowników, przy rocznym zwrocie z inwestycji sięgającym nawet 250 mld euro. Według analiz, liczba utworzonych przedsiębiorstw i związanych z nimi nowych miejsc pracy dla osób wysoko wykwalifikowanych będzie wyrażać się w setkach tysięcy, gdzie w samej Europie będzie to ok. 150 tys.
Perspektywy handlowe są według wszelkich prognoz ogromne. Radionawigacja satelitarna dociera do wszystkich dziedzin życia społecznego, co nadaje programowi Galileo wymiar obywatelski.
System Galileo umożliwi usprawnienie kontroli ruchu powietrznego. Według prognoz do 2025 nastąpi silny wzrost sektora transportu lotniczego, który spowoduje zapotrzebowanie na ponad 17 300 nowych samolotów pasażerskich i towarowych. W związku z tym faktem, nowoczesna technologia przyczyni się do rozwiązania problemu zatłoczenia.
Ponadto w niektórych rejonach świata brak jest odpowiedniej infrastruktury naziemnej z wtórnymi połączeniami radarowymi i komunikacyjnymi. Dla przykładu, na Wyspach Kanaryjskich połączenia są dostępne jedynie okresowo, a usługi radarowe są ograniczone. Dlatego system Galileo umożliwi ustandaryzowaną transmisję danych nawigacyjnych z samolotu, co przyczyni się do zwiększenia bezpieczeństwa kontroli ruchu lotniczego. Poza tym, dzięki Galileo możliwe będzie zastąpienie lub uzupełnienie infrastruktury nawigacyjnej portów lotniczych, które nie są wyposażone w odpowiednie systemy lądowania (ILS - Instrument Landing Systems). Zostanie zwiększona przepustowość pasa startowego poprzez skrócenie czasu jego zajmowania. Dostrzegalne będą oszczędności zarówno w czasie i paliwie lotniczym, jak i redukcji hałasu. Program Galileo dostępny będzie także do wykorzystania przez ultra-lekkie samoloty, balony, czy w lotach rekreacyjnych. Może być użytkowany również do naprowadzania śmigłowców ratowniczych przy bardzo złych warunkach pogodowych, takich jak ograniczona widzialność i mgła. Usprawni to dostępność usług śmigłowcowych do poważnych wypadków drogowych, które zazwyczaj zdarzają się w czasie występowania złych warunków atmosferycznych.
Europejski system radionawigacji satelitarnej oznacza liczne korzyści dla Unii Europejskiej, w tym dla realizacji wspólnej polityki lotniczej. Galileo ułatwi zarządzanie ruchem lotniczym poprzez wykorzystanie bardziej nowoczesnych systemów nawigacyjnych. Zaliczany jest do serii sukcesów przemysłu europejskiego, takich jak projekt SESAR, Ariane, czy Airbus.
Grzegorz Zając
Zdjęcia: ESA
