Tegenwoordig is Galileo het meest nauwkeurige satellietnavigatiesysteem ter wereld, met een nauwkeurigheid van één meter, en als u een moderne smartphone bezit, behoort u, net als bijna vier miljard anderen over de hele wereld, tot de gebruikers ervan. Deze week vieren we dat bijna precies tien jaar geleden, op 12 maart 2013, Europa voor het eerst een positie op de grond kon bepalen met alleen zijn eigen onafhankelijke navigatiesysteem, Galileo.
Historische vaststelling bij ESTEC
De plaats waar die historische eerste vaststelling plaatsvond, was het navigatielaboratorium van ESA in het Europees Centrum voor Ruimtevaarttechnologie en Onderzoek (ESTEC) van het Agentschap, naast de duinen van de Nederlandse Noordzeekust. Mensen die al jaren naar dit moment hadden toegewerkt, werden voorbereid in een met apparatuur uitgeruste ruimte waarvan het dak was bezaaid met antennes. Daarna konden ze alleen nog maar wachten en hopen dat de sterren - en de satellieten - op één lijn stonden. "Deze fixatie berustte op een geheel nieuwe Europese infrastructuur die binnen het GalileoSat-programma van ESA was opgezet, van de eerste vier operationele satellieten in de ruimte tot de twee controlecentra in Italië en Duitsland die verbonden zijn met een wereldwijd netwerk van grondstations in afgelegen Europese gebieden over de hele wereld", herinnert Javier Benedicto, directeur navigatie van ESA, die die dag in de zaal aanwezig was.
"Natuurlijk was de werking van het systeem uitvoerig gemodelleerd en gesimuleerd. Maar de essentiële stap om aan te tonen dat het Galileo-systeem echt werkt zoals gepland, was het in het echt uit te proberen - en dit was de eerste keer dat we dat konden doen."
Europees partnerschap maakt Galileo werkelijkheid
Het heeft jaren van gestage inspanning gekost om dit punt te bereiken. Reeds in 1993 is het ESA begonnen met zijn eerste programma voor het opzetten van een Europese infrastructuur voor satellietnavigatie, bestaande uit twee fasen, GNSS-1, dat later EGNOS is geworden, en GNSS-2, dat later Galileo is geworden. Deze vroege werkzaamheden vonden reeds plaats in nauwe samenwerking met Eurocontrol, de Europese Organisatie voor de veiligheid van de luchtvaart, de Europese Commissie en de Europese verleners van luchtverkeersdiensten.
Javier Benedicto voegt hieraan toe: "Er was echt een combinatie van technische en politieke impulsen van respectievelijk het ESA en de Europese Unie nodig om Galileo te realiseren, inclusief de oprichting van wat later EUSPA zou worden, het Agentschap van de Europese Unie voor het ruimtevaartprogramma, dat belast is met de exploitatie van het systeem en het smeden van de zo belangrijke verbinding met de gebruikers en de markt."
Van lancering tot eerste fix
De eerste twee paar Galileo "In-Orbit Validation"-satellieten werden gelanceerd in 2011 en 2012 - aangezien er minimaal vier satellieten nodig zijn om een navigatiebepaling uit te voeren, één voor de breedtegraad, lengtegraad en hoogte, plus één voor de tijdsynchronisatie. Na de lancering moesten de satellieten strenge tests in een baan om de aarde ondergaan. "In de voorgaande dagen is in de Galileo-controlecentra in Fucino, Italië, en Oberpfaffenhofen, Duitsland, hard gewerkt om de satellieten naar behoren te configureren en voor te bereiden op het genereren van de navigatieboodschap die zij zouden uitzenden", aldus Marco Falcone, hoofd van het Galileo-programma van de eerste generatie van ESA.
Ready, set, fix
"Timing was belangrijk, want met slechts vier satellieten was er slechts tussen twee en drie uur per dag voldoende dekking voor een navigatie fix. En tegelijkertijd wilden we de eerste zijn die de positiebepaling deed, na al het harde werk dat we hadden verricht! Daarom werden de navigatieberichten van de satellieten eerder die ochtend aangezet, vlak voordat ze over Europa gingen. In feite gebruikten we onze Galileo Experimental Sensor Stations die waren aangesloten op het laboratorium van ESTEC om te controleren of de signalen er gezond uitzagen, terwijl wij ons bij ESTEC voorbereidden met een prototype van een gebruikersontvanger om de positiebepaling te berekenen."
Toen het kwartet satellieten aan de westelijke horizon verscheen, pikten de dakantennes hun signalen op en werd een prototype van een commerciële ontvanger gebruikt om de positiebepaling uit te voeren. De resultaten werden weergegeven als terugkerende puntjes op een scherm om de positie van de gebruiker te berekenen, binnen een reeks concentrische cirkels.
"We bereikten een horizontale en verticale nauwkeurigheid tussen 10 en 15 meter", voegt Javier Benedicto toe. "Dit lag binnen de verwachtingen, gezien het beperkte aantal satellieten en de ingezette grondinfrastructuur. En op dat moment waren we dolblij: het werkte! Het was ons gelukt! Dit was de allereerste plaatsbepaling die uitsluitend met Europese infrastructuur werd uitgevoerd. En met nog veel meer satellieten, grondsystemen en prestatieverbeteringen in het verschiet, zou het alleen maar beter worden."
Van één fix naar een miljard fixen
Er volgden snel meer satellieten met volledige operationele capaciteit, die bij ESTEC werden getest voordat ze door Sojoez en Ariane 5 vanuit Frans Guyana werden gelanceerd. Een enorme mijlpaal was de verklaring van beschikbaarheid van Galileo Initial Services eind 2016, toen gegarandeerde diensten aan gebruikers begonnen te worden geleverd via EUSPA, toen nog GSA genoemd.
Dit was het punt waarop fabrikanten op de massamarkt zich begonnen te richten op de mogelijkheden van Galileo, aangetrokken door de verbeterde positiebepaling die het systeem biedt, en steeds meer smartphones en andere apparaten begonnen te produceren die geschikt zijn voor Galileo - kijk op de webpagina Use Galileo voor de huidige aantallen.
Naarmate het systeem werd uitgebreid met meer lanceringen, begon het ook dienst te doen als onderdeel van een internationaal systeem voor opsporing en redding, waarbij satellieten noodoproepen oppikken en doorgeven aan noodcentra. Sindsdien heeft Galileo bijgedragen tot het redden van duizenden levens. Galileo doet ook dienst als onderdeel van het Europese E-Call-systeem, waarbij in alle nieuwe Europese auto's automatisch hulpdiensten worden opgeroepen bij een ernstig verkeersongeval.
Ondertussen blijft het navigatielaboratorium van ESTEC, in samenwerking met EUSPA, een fundamentele rol spelen bij het testen van nieuwe Galileo-diensten, zoals de Open Service Navigation Message Authentication en de 20-cm-niveau High Accuracy Service.
De toekomst
Galileo zelf zal, onder leiding van het programma en met financiering van de Europese Commissie, blijven groeien, met tien extra Galileo-satellieten van de eerste generatie die in de komende jaren zullen worden gelanceerd, gevolgd door Galileo-satellieten van de tweede generatie met verbeterde capaciteit die momenteel bij ESTEC worden gebouwd om te worden getest en gekwalificeerd, teneinde de burgers van Europa en de wereld in het algemeen te blijven bedienen met nauwkeurige, betrouwbare en vrij beschikbare navigatiediensten.
Javier Benedicto besluit: "Galileo heeft gezorgd voor toegevoegde waarde voor wereldwijde gebruikers en soevereiniteit voor Europa in de cruciale sector van satellietnavigatie, die is uitgegroeid tot de grootste downstreammarkt voor ruimtevaart, die vele elementen van de Europese economie ondersteunt. Het is een voorrecht geweest om eraan te werken, samen met de Europese Commissie, EUSPA en onze vele industriële en academische partners op ons continent - en het beste moet nog komen."
Over Galileo
Galileo is momenteel het meest nauwkeurige satellietnavigatiesysteem ter wereld en bedient bijna vier miljard gebruikers over de hele wereld sinds de invoering van de initiële diensten. Alle smartphones die op de Europese interne markt worden verkocht, zijn nu gegarandeerd geschikt voor Galileo. Daarnaast maakt Galileo een verschil op het gebied van spoorwegen, zeevaart, landbouw, financiële tijdsbepaling en reddingsoperaties. Galileo is een vlaggenschipprogramma van het EU-ruimtevaartprogramma, dat door de Europese Unie wordt beheerd en gefinancierd. Sinds het begin leidt het ESA het ontwerp en de ontwikkeling van de ruimte- en grondsystemen, alsook de aanbesteding van de lanceringen. EUSPA (het EU-agentschap voor het ruimtevaartprogramma) treedt op als dienstverlener van Galileo, houdt toezicht op de markt en de toepassingsbehoeften en sluit de lus met de gebruikers.
Bron: ESA
