Tecnología punta que inspira

: © EADS Astrium

El sistema europeo de navegación Galileo estará integrado por un total de treinta satélites y la correspondiente infraestructura de tierra. Para el servicio serán necesarios 27 satélites, mientras que tres quedan en reserva dispuestos para funcionar. Los satélites, que circunvuelan la Tierra en tres planos de órbita diferentes, a una altura aproximada de 23.300 Km, transmiten las señales de tiempo y la posición en órbita a los receptores. En función del tiempo que tardan las señales en el recorrido, los receptores calculan la distancia que los separa del satélite y, con ello, su propia posición en la Tierra. Un receptor necesita como mínimo las señales de cuatro satélites para determinar exactamente su posición. Y para calcular la posición, a escala mundial, con precisión de un metro se exige una clase de tecnología como hasta la fecha jamás ha existido en el espacio. La fase IOV (In Orbit Validation) constituye un hito decisivo a la hora de establecer el sistema, son los cimientos de Galileo. Giove-B es el nexo de unión con la IOV, por lo que, como satélite de pruebas, desempeñará un trabajo de pionero en el espacio.

: Giove-B lleva tecnología de muchos kilates a bordo. Por ejemplo, además de los habituales relojes de rubidio, se utiliza, por primera vez, el llamado máser de hidrógeno (S-PHM Space Passive Hydrogen Maser). Estos relojes atómicos serán los más precisos de los empleados en el espacio hasta la fecha. Además, son la clave de la mayor precisión que el sistema europeo de navegación ofrecerá, en comparación con el GPS estadounidense. “La tecnología punta utilizada a bordo es la misma que se empleará en el sistema de satélites propiamente dicho”, comenta el Dr.Oliver Juckenhöfel, jefe de Programas del Futuro. “Así, Galileo toma forma concreta, con lo que los equipos, aplicaciones y servicios basados en él se pueden planear ya en una fase temprana”.

El máser de hidrógeno: © EADS Astrium / Raoul Kieffer

Explicar de forma comprensible para todo el mundo en qué consiste un reloj atómico es, como poco, tan difícil como entender de verdad cuál es su funcionalidad. Hace milenios que el ser humano se sirve de las constantes de la naturaleza para dar una estructura temporal a su vida. Al principio, lo importante era buscar los días más convenientes para sembrar y para recoger la cosecha; más tarde, lo fue la curiosidad por saber cómo es el mundo. Muy pronto, las constantes de la naturaleza por las que el ser humano determinaba el tiempo se hicieron más pequeñas. Al desarrollar un reloj para fines marítimos, John Harrison sentó, ya en el año 1736, las bases del principio de navegación que aún rigen hoy día. Mediciones con su “H1”, y más tarde con modelos sucesivos, le ayudaron enseguida (aparte de la posición Norte-Sur determinada con las cartas astronómicas) a calcular la posición Oeste-Este de barcos en ruta. Desde entonces, la precisión de los relojes sirve también de medida para determinar la posición, y no sólo en los barcos. Luego se descubrieron el átomo y sus características en diferentes estados como constante apropiada para medir secuencias temporales. En este contexto, a mediados del siglo XX, se desarrolló un relój atómico de hidrógeno que mide el tiempo con una precisión mil veces mayor que el reloj atómico más exacto del mundo. También en Galileo se utilizará un máser de hidrógeno. En teoría, el margen de error de este máser es sólo de un segundo en un millón de años.

Tales relojes atómicos son acompañantes ideales de los satélites de navegación cuando se trata de garantizar la mayor precisión posible para determinar la posición. Los automovilistas que hasta la fecha se dejaban guiar por GPS se alegrarán de comprobar la mayor fiabilidad de sus sistemas de navegación. Cuanto más exacta sea la coordinación del tiempo entre los satélites y las estaciones de tierra, tanto más precisos serán los mapas y las instrucciones de circulación. Una diferencia de sólo un ms (es decir, una milésima de segundo) en el cielo provoca un error de 300 metros en tierra.

Asegurar las señales de Galileo: © ESA / Image P. Carril

Los satélites Galileo serán los primeros que Europa lance a una órbita media de la Tierra, la llamada MEO (Medium Earth Orbit). Si bien dicha órbita es especialmente estable, tiene el inconveniente de estar expuesta a mayor radiación que las órbitas geoestacionarias tradicionales. Para saber cuál es tal radiación, Giove-B lleva a bordo también equipos de medición de radiación. La pieza clave de la carga útil de navegación de Giove B y de los satélites Galileo posteriores es la unidad generadora de la señal de navegación (NSGU, siglas en inglés), que sirve para producir las señales de navegación destinadas a ocupar y aprovechar las frecuencias de transmisión reservadas, que es la tarea principal del satélite. De esta forma, al acabar la vida útil del satélite Giove-A, lanzado en 2005 exclusivamente como mantenedor de frecuencia, se dispondrá de una señal sin lagunas, incluso, hasta la fase de validación en órbita. Galileo se servirá de las bandas de frecuencia L1, E5 y E6. Por su parte, Giove-B procesará ya en todo su alcance las señales vigentes realmente para el sistema completo. El satélite procesa ya hoy, en especial, la codificación MBOC acordada el año pasado entre Estados Unidos y la Unión Europea. Dicha codificación MBOC se considera, en general, como la base de la interoperabilidad y la compatibilidad del sistema Galileo con la próxima generación de satélites GPS.

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