När den stora Sojuz-raketens övre steg Fregat släppte loss de båda satelliterna Galileo IOV 1 och 2 på 23 222 kilometers höjd över jordytan klockan 14 gmt den 21 oktober i år, var det en svensk mekanism som kopplade loss den, en mekanism konstruerad och byggd vid RUAG Space anläggning i Linköping. Därefter började olika svenskbyggda antenner lyssna på styrkanalerna.
Svenska datorer
Det är också svenskbyggda datorer från RUAG Space i Göteborg som behandlar inkommande data.
Under det första året i rymden sker inorbit validation, iov, och när det slutligen är dags att köra igång nyttolasten, någon gång sent 2012, kommer tidsdata från atomklockan, som tyvärr inte är svensk, att kodas av en svenskbyggd omborddator. Allt roligt kommer inte från Kalifornien!
Det är inte många som insett hur viktigt gps är för mänskligheten i dag. Satellitnavigering handlar inte bara om att bilister och piloter ska kunna hitta rätt väg. Bankerna tidsstämplar sina transaktioner med gps-tid och många telekom- och datornätverk synkroniseras efter satelliternas atomklockor.
Ingen backup för gps
I dag finns ingen backup om gps-systemet skulle fallera. Det är viktigt att Sverige är med i arbetet och utvecklar sitt rymd- know-how. Vi tar ett snack med Lars Nordfeldt, informations- chef på RUAG Space AB, tidigare Saab Space, i Göteborg. – Gps är ett amerikanskt militärt system som tidigare varit avsiktligt reducerat i noggrann- het för civila användare. Som ett sista försök att motverka ett oberoende europeiskt system började amerikanerna bjuda på full noggrannhet gratis i maj 2000.
EU gick inte på det. Nu är gps och Galileo koordinerade så att framtida mottagare kan utnyttja båda systemen parallellt. EU överlät till Esa, European Space Agency, att utveckla systemet. Även markdelen av projektet är omfattande. Det måste finnas markstationer utspridda över hela jorden. Dels finns en central kontrollstation i Tyskland, dels finns det stationer som mäter signalen hela tiden för att kunna skicka upp korrigeringar av bandata och ta reda på om signalen eventuellt blivit felaktig och i så fall meddela användarna detta. En av stationerna kommer att bli Esrange i Kiruna, säger Lars Nordfeldt.
Projektet är indelat i flera faser. Den första försökssatelliten som sköts upp kallades Giove A och byggdes på väldigt kort tid av Surrey Satellite Technology, för att man var tvungen att markera frekvensbehovet inför frekvensmyndigheterna. Det är som bekant ont om utrymme i radiospektrum.
23 000 km upp
Nästa försökssatellit hette Gio- ve B och den användes för att prova ut atomklockorna och mäta signalkvaliteten och strålningsmiljön i satellitbanan på 23 000 kilometers höjd. I den satelliten hamnade RUAG Space första signalgenerator, Navigation Signal Generator Unit, NSGU.
– Efter dessa två beställde Esa ytterligare fyra satelliter med namnet IOV. De ska användas för att verifiera hela systemet, inklusive markstationerna, och de kommer fortsätta att användas i det slutliga Galileo-systemet, säger Lars Nordfeldt.
RUAG Space vann upphand- lingen av ett antal datorer, processorkort till krypterings- enheterna, digitala delar till en mottagare och antenner till de första fyra IOV-satelliterna. Dessutom fick RUAG Space i Linköping tillverka dispensern, alltså den enhet som håller fast satelliterna vid bärraketen och släpper loss dem på kommando.
– En krypterare behövs efter- som det numera är för farligt att ha styrkanalen till en satellit oskyddad. Det förekommer att olika länders telekomsatelliter tas över av utomstående krafter, till exempel politiska motstån- dare. Man kan inte riskera att en terrorgrupp ska kunna även- tyra en så viktig samhällsresurs som satellitnavigering, säger Lars Nordfeldt.
Efter IOV 1 –4 kommer satel- literna FOC 1–14. Branschen förvånades över att uppsticka- ren OHB Systems i Bremen i samverkan med Surrey Satellite kunde knipa åt sig den ordern, mitt framför näsan på de två franska jättarna Thales Alenia Space och Astrium.
RUAG Space kommer dock fortsätta leverera sina datorer och antenner. Upphandlingen av de sista satelliterna, för att nå totalt 30 stycken, är ännu bara påbörjad.
38 mikrosekunder fel
Einstein menade att tiden går fortare om gravitationen är lägre, och det påverkar faktiskt Galileo-satelliterna. Effekterna av den allmänna relativitetsteo- rin (tidsdilatation) och särskilda relativitetsteorin (tiden blåskiftas på sin väg ned genom jordens gravitation) tillsammans innebär att klockorna i satelliterna kommer att gå 38 mikrosekunder före på ett dygn. Det är mycket för en klocka som är noggrann ned på en nanosekund på ett dygn. Positionsgivelsen skulle bli fel efter bara två minuter och efter 24 timmar skulle felet vara 10 kilometer, vilket dessutom skulle adderas varje dag. Därför skickar man upp kompenseringsinformation till satelliten, men även navigeringsmottagarna känner till effekten och kompenserar för den.
Det skiner igenom att det är signalgeneratorn som är RUAG Spaces stolthet. Förstudierna till Galileo började redan i slutet av 1990-talet, på dåvarande Saab Space. Uppenbarligen var utvecklingsarbetet inte helt lätt, eftersom beställaren inte har velat låsa fast sig vid en design. När enheten är monterad i sa- telliten ska den kunna förändra signalens utseende via ett telekommando från jorden. Över huvud taget är de signaler och modulationer som matas ut ovanligt komplicerade för att vara på den här tekniknivån.
Höga prestandakrav
– Kärnan i signalgenereringen sköts i asic-kretsar. Resten är relativt ordinär digitalteknik, men med höga prestandakrav, hög stabilitet, låg temperaturdrift och god åldringsbeständighet, berättar Lars Nordfeldt. – Men det rör sig om väldigt tåliga kretsar. Miljön i rymden är tuff. Det är stora temperatur- variationer och hög strålnivå. Esa valde oss som leverantörer på grund av vår långa erfarenhet av att handskas med just sådana krav.
Varför Galileo när det finns gps?
Precision: Kombinationen av Galileo och gps ger bättre precision än bara gps. Enkelt uttryckt: ju fler satelliter man har tillgång till, desto högre noggrannhet. Med sändarfrekvenser som ligger längre ifrån varandra än vad de gör i gps kan man kompensera bättre för störningar och fasförskjutningar i jono- sfären.
Tillgänglighet: Fler satelliter ger också bättre tillgänglighet i städer där höga byggnader ”skuggar” signalerna från gps-satelliter som står lågt över horisonten. Täckning: Galileo ger mycket bättre täckning på höga latituder än gps på grund av att dess banplan är valda för täckning i norra Europa. Sverige har ställt det ett som villkor för att vara med och sponsra projektet.
Säkerhet: I dag är många samhällsfunktioner i Europa beroende av gps. Den dag gps inte är tillgäng- ligt kan det få stora konsekvenser. I och med integritetslarmet i Galileo anses säkerheten nu vara så hög att man tillåts instrumentlanda trafikflygplan, alltså landa med en slags autopilot, vilket man inte kan göra med gps.
