Az alacsony Föld körüli pályán keringő műholdak több mint 95%-a fel van szerelve navigációs vevőberendezéssel.
2023-ra a műholdas navigációs vevőkészülékek már mindenhol megtalálhatóak, a telefonjainkban, autónkban, drónokban, hajókon, vonatokon, repülőkön és természetesen az űrben is. Az alacsony Föld körüli pályán keringő műholdak több mint 95%-a rendelkezik vevőkészülékkel pontos pozíciója meghatározásához. Az európai Galileo műholdas navigációs rendszer nagy hozzáadott értéket képvisel e tekintetben is, hiszen nagyobb lefedettséget, pontosságot és elérhetőséget biztosít.
A navigációs vevővel felszerelt első műholdak még csak az amerikai GPS műholdas navigációs rendszer jeleinek vételére voltak képesek, később néhány már az orosz GLONASSZ jeleit is vette, de manapság a Galileo nagy pontosságágú jeleinek vétele egyre gyakrabban alkalmazott eljárás.
Az alacsony pályán keringő műholdak nagy többsége nem igényel a tíz méteres pontosságnál precízebb helymeghatározást. Azonban vannak olyan műholdak is, mint például a földmegfigyelő radarműholdas küldetések, ahol a minél pontosabb meghatározás az eredmények szempontjából kulcsfontosságú, hiszen pontosabb eredményeket kaphatunk ezáltal. Ezen kívül a közeljövőben is tervben vannak olyan küldetések, ahol a lehető legnagyobb pontosságra lesz szükség a projekt sikerességéhez.
A precíz pályameghatározásra támaszkodva (POD, Precise Orbit Determination), ami mára már rutinszerűvé vált és néhány centiméteres pontosságot érhetnek el vele, már nem probléma a küldetések teljesítése, vagy az azok sikerességéhez való hozzájárulás. Például a Copernicus Sentinel-6 a radarjelek segítségével 1–2 cm-es pontosságal méri a tengerszint magasságát, ehhez azonban nélkülözhetetlen a radarműhold helyzetének pontos ismerete. A Copernicus Sentinel-6 volt azon küldetések egyike, ahol elsőként alkalmaztak Galileo–GPS jelek együttes vételére alkalmas vevőkészülékeket, elősegítve ezzel a minél pontosabb helymeghatározást. A tapasztalatok azt mutatták, hogy nagyon előnyös a két rendszer, ezen belül is különösen két frekvenciasáv, az E1 és L5a kombinálása, amivel nagyszerű lefedettséget és hozzáférhetőséget sikerült elérni.
2024-ben indul útjára a Proba-3 küldetés, amelyet két műhold fog alkotni. Ezek egymástól 140 méteres távolságra fognak manőverezni, így az egyik kitakarja a Napot a másik kamerája elől, ezzel lehetővé téve a korona vagy a Nap külső légkörének tanulmányozását. Ehhez viszont milliméter pontos helymeghatározásra lesz szükség, hiszen a műholdaknak úgy kell elhelyezkedniük és keringeniük, mintha a két független műhold egy merev test lenne. A küldetés során számos helymeghatározási módszert alkalmaznak majd, beleértve az optikai, rádiós és lézeres kapcsolatokat is, de a GNSS is fontos eleme lesz a kísérletnek.
A koronagráf elvén működő Proba-3. (Fantáziakép: ESA / P. Carril)
Egy másik fontos érv a Galileo jelek használata mellett, hogy jobb lefedettség érhető el velük. Magasabban, a GPS és Galileo konstellációinak pályái felett lévő műholdaknak a lehető legtöbb elérhető jelre van szükségük, mivel a Föld a jelek nagy részét blokkolja. A jelek sugárzása a Földre összpontosul, a magasabb pályán haladó űreszközöknek ezért olyan jeleket kell használniuk, amelyek a messzebbről érkeznek és az antenna oldalnyalábjába esnek. Ezek további feldolgozást igényelnek, mivel a távolság növekedésével a jelek egyre gyengülnek.
A következő évben az ESA által is támogatott Lunar Pathfinder szondát tervezik felbocsátnai, amegy egy kommunikációs űrszonda lesz a jövőbeli Hold-küldetésekhez. Rendelkezni fog egy GPS/Galileo jelek vételére alkalmas vevőkészülékkel, amellyel először fog ilyen módon megvalósulni a pozíció meghatározása, megközelítóleg 400 ezer km-es távolságból, kiegészülve egy NASA által fejlesztett lézeres retroreflektorral az ellenőrzés céljából.
Magas pályákon, a Föld átellenes oldalán keringő műholdak elsősorban nem a Galileo antennák fő nyalábjába (main lobe), hanem az oldalnyalábba kisugárzott jeleket képesek venni. (Kép: ESA)
A holdi referencia-kerethálózat meghatározásában a 2006 óta működő Navigation Support Office (Navigációt Támogató Iroda) fog közreműködni. Ez a szervezet képviseli az ESA-t nemzetközi geodéziai fórumokon is, illetve segít fenntartani a nemzetközi földi referencia-keretetrendszert (International Terrestial Reference Frame, ITRF) is.
A következő fontos kihívás pedig a jövőbeli GENESIS projekt lesz, amelynek célja egy frissített, még pontosabb ITRF meghatározása. Ehhez kulcsfontosságú lesz a centiméter alatti precíz pályameghatározás és a pontos óramérések.
(Együttműködő partnerünk: Galileo blog, Lechner Tudásközpont, Kozmikus Geodéziai Obszervatórium) Kapcsolódó cikkek: Kapcsolódó linkek:
A Galileo növekedése
Mesterséges napfogyatkozás
Újabb holdi relészonda
Hold körüli műholdflotta
Hogyan segít a Galileo más űrküldetéseknek? (ESA)
Az ESA infografikáján a Föld körül keringő Galileo navigációs műholdak fő külső részegységei láthatók.
