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Galileo

Galileo ist der Name des europaeischen Satellitennavigationssytems, das Ende 2010 betriebsbereit sein soll. Es basiert auf 30 Satelliten (27 plus drei Ersatz), die in einer Hoehe von etwa 23.260 km die Erde umkreisen, und einem Netz von Bodenstationen, die die Satelliten kontrollieren. Taschenempfaenger in der Groeße eines Handys können aus den Funksignalen der Satelliten die eigene Position mit einer Genauigkeit von wenigen Zentimetern bestimmen. Galileo ist für zivile Zwecke konzipiert und unterliegt nicht, wie das US-amerikanische GPS und das russische GLONASS, einer nationalen militaerischen Kontrolle.

Der erste Testsatellit „Giove-A“ wurde am 28. Dezember 2005 um 6:19 Uhr MEZ auf dem Raumfahrtzentrum in Baikonur (Kasachstan) gestartet und hat um 13:51 Uhr in 23.222 km Hoehe seinen planmaeßigen Betrieb aufgenommen. Der Probebetrieb mit vier Satelliten ist für 2008 vorgesehen. Die Gesamtkosten für die Bereitstellung werden mit mindestens 3,6 Mrd Euro veranschlagt.

Geschichte

Galileo ist das erste von der Europaeischen Union (EU) und der Europaeischen Weltraumorganisation (ESA) gemeinsam durchgefuehrte Projekt und Teil des TEN-Verkehrsprojektes. Die Finanzierung der Entwicklungsphase wird von beiden Organisationen zu gleichen Teilen übernommen. Am 27. Mai 2003 einigten sich die Mitgliedsstaaten der ESA nach langen Differenzen über die Finanzierung.

Folgende Staaten außerhalb der Europaeischen Union beteiligen sich ebenfalls:

• China mit 280 Mio. Euro
• Indien mit 200 Mio. Euro
• Israel
• Ukraine
• Marokko
• Schweiz (Mitglied der ESA) (liefert das 'Herz' von Galileo: extrem genaue Rb- u. H-Maser-Atomuhren)
• Suedkorea

Folgende Staaten verhandeln über eine Teilnahme (nach Alphabet):

• Argentinien
• Brasilien
• Chile
• Kanada
• Malaysia
• Mexiko
• Norwegen

Die erste Projektphase zur Definition der Aufgaben finanziert die ESA mit ca. 100 Mio EUR. Die Planungs- und Definitionsphase schloss mit dem Start und der Inbetriebnahme zweier Testsatelliten und der zugehoerigen Bodenstationen im Januar 2006 ab. Der Test der Sendefrequenzen musste vor dem 10. Juni 2006 erfolgen, weil sonst die Reservierung für die Galileo-Frequenzbaender bei der ITU verfallen waere. Mit der Entwicklung, Start und Test von vier Galileo-Satelliten (In Orbit Validation IOV) endet die zweite Phase. Anfang 2003 vereinbarten die Raumfahrtagenturen Europas und Russlands, die GLONASS-Satelliten zum Test ausgewaehlter Teile des Galileo-Systems zu nutzen. Hierbei soll auch die Kompatibilitaet beider Systeme geprüft werden.

Technische Daten der Satelliten:

Testsatellit 1

Bezeichnung: Giove-A (ital. Jupiter, bzw. Galileo In-Orbit Validation Element), bisherige Bezeichnung: GSTB-v2 A (Galileo System Test Bed)
Nutzlast: Signalgenerator, Rubidium-Atomuhren
Hersteller: Surrey Satellite Technology
Startmasse: 600 kg
Leistung: 700 W
Groeße: 1,3 m × 1,8 m × 1,65 m
Gestartet: 28. Dezember 2005 6:19 Uhr MEZ
Traeger: Sojus-FG/Fregat

Testsatellit 2

Bezeichnung: Giove-B, bisherige Bezeichnung GSTB-v2 B
Nutzlast: Signalgenerator, Rubidium- und Wasserstoffmaser-Atomuhren
Hersteller: Galileo Industries
Startmasse: 523 kg
Leistung: 943 W
Groeße: 0,955 m × 0,955 m × 2,4 m
Starttermin: Fruehjahr
Traeger: Sojus-Fregat

Galileo-Satellit (zum Vergleich)

Hersteller: Galileo Industries
Startmasse: 680 kg
Leistung: 1500 W (nach 12 Jahren)
Groeße: 2,7 m × 1,2 m × 1,1 m
Starttermin: 2008
Traeger: Ariane 5, Sojus-Fregat
Lebensdauer: über 12 Jahre
Spannweite
Solarpannels: 14,8 m

Technische Daten der Test-Bodenstationen

Bezeichnung: GSTB-V1 Sensor Stations Network

Die Kosten der zweiten Phase (Entwicklungsphase) von voraussichtlich 1,5 Mrd Euro tragen die Europaeische Union und ESA gemeinsam.

Innerhalb der ESA uebernehmen Deutschland, Italien, Frankreich und Großbritannien jeweils 17,5 Prozent. Spanien traegt zehn Prozent der Kosten. Belgien zahlt 26,5 Mio. Euro, der Rest wird unter den uebrigen 15 ESA-Mitgliedsstaaten aufgeteilt. Die uebrigen 750 Mio. Euro kommen aus dem Haushalt für transeuropaeische Netze der Europaeischen Union (TEN). An TEN ist Deutschland über seine EU-Beitragszahlungen mit zirka 25 Prozent beteiligt und ist damit der groeßte Geldgeber für das Projekt.

Die Phase C/D umfasst den Betrieb von drei bis vier funktionstuechtigen Satelliten, dem Raumsegment, und der Boden-Betriebseinrichtungen, dem Bodensegment. Das Bodensegment besteht aus untereinander vernetzten Empfangs- und Sendestationen (siehe dritte Phase).

Fertigstellung (Dritte Phase)

In der dritten Phase, der Errichtungsphase, wird das System fertig gestellt. Alle 30 Satelliten sind dann betriebsbereit und kommunizieren mit dem Bodensegment. Die Kosten werden auf mind. 2,5 Mrd. Euro veranschlagt, die der private Konzessionaer (siehe unten) zu 70 Prozent, die oeffentlichen Haushalte zu 30 Prozent uebernehmen sollen (Public Private Partnership).

Das komplette Bodensegment umfasst:

• zwei gleichberechtigte Kontrollzentren (GCC) in Oberpfaffenhofen (Deutschland) und eines in Fucino (Italien)
• zwei Performance-Center, die die Signalqualitaet evaluieren. Voraussichtlich werden sie an den Standorten der GCC eingerichtet.
• ein Kontrollzentrum in Spanien, das das Safety-of-Life-Signal kontrolliert und zusaetzlich als Reserve-GCC dient.
• fuenf Satelliten-Kontrollstationen (TTC) für die Satellitenkommunikation mit 13-Meter-Antennen im S-Band (2-GHz).
• 30 Signalkontroll-Empfangsstationen (GSS) zur Erfassung der Galileo-Signale im L-Band. Verrechnung der Daten alle zehn Minuten.
• neun Up-link-Stationen (ULS) zur Aktualisierung der ausgestrahlten Galileo-Navigationssignale, Kommunikation mit 3-Meter-Antennen im C-Band (5-GHz). Ausstrahlung von Satellitenpositions- und Zeitkorrekturen alle 100 Minuten.

Betrieb (Vierte Phase)

Die vierte Phase umfasst den Betrieb und die Wartung des Systems. Man rechnet mit Betriebskosten von ca. 220 Mio. Euro pro Jahr, die ab 2008 ebenfalls der Konzessionaer über Public Private Partnership (PPP) aufbringen soll. Moeglicherweise tritt die EU mit einer Mrd. Euro für die Jahre –2013 (= 150 Mio. Euro/Jahr) in Vorleistung.

Aufsichts-Organisationen und Betreiber

Am 25. Mai 2003 gruendeten die EU und ESA das gemeinsame Unternehmen Galileo Joint Undertaking (GJU). Es koordiniert die Entwicklung des Galileo-Systems. Dazu gehoeren die ersten beiden Testsatelliten GSTB-V2 (Giove A und B), die Inbetriebnahme der ersten vier Satelliten der Konstellation in der IOV-Phase (In Orbit Validation) und die Integration von EGNOS in Galileo.

Das GJU waehlt den Konzessionaer für die Aufbau- und Betriebsphase von Galileo in einem offenen, mehrstufigen Ausschreibungsverfahren für die Dauer von 20 Jahren aus. Als Ergebnis des Ausschreibungsverfahrens liegt seit Oktober 2005 dem GJU das gemeinsame Angebot der beiden zunaechst konkurrierenden Konsortien Eurely und iNavSat vor. Die detaillierten Vertragsverhandlungen beginnen im Januar 2006. Das Konzessionskonsortium vereinigt die Unternehmen (Stand Dez. 2005):

1. Aena (oeffentliche spanische Einrichtung, die u. a. für Flugsicherung und Flughafenmanagement zustaendig ist)
2. Alcatel
3. EADS Space
4. Finmeccanica
5. Hispasat
6. Inmarsat
7. Thales
8. Teleop (von T-Systems, DLR, EADS und bayerische Foerderbank LfA für den Galileo-Betrieb gegruendete Firma)
9. sowie dutzende weiterer assoziierter Unternehmen.

Der Sitz der Betreibergesellschaft (Galileo Operating Company) wurde nach langem Ringen auf Frankreich (Toulouse) und England (London) aufgeteilt. Das Zentrum in Toulouse ist für die Verwaltung und Geschaeftsentwicklung zustaendig, waehrend in London die Betriebsverantwortung wahrgenommen wird. Während der Entwicklungsphase ist das Unternehmen Galileo Industries Hauptauftragnehmer der ESA, die die System Anforderungen und Spezifikationen erstellt hat. Es baut unter anderem den Testsatelliten Giove-B.

Nach Abschluss der Vorbereitungsphase wird das GJU voraussichtlich 2006 aufgeloest. Die Behoerde Galileo Supervisory Authority (GSA) uebernimmt ihre Aufgaben und ueberwacht den Betrieb von Galileo. Im Mai 2005 wurde der Portugiese Pedro Pedreira als Direktor berufen, weitere Entscheidungen über den Ausbau (Groeße, Sitz) stehen noch aus (Stand: September 2005).

In Deutschland wurde die TeleOp GmbH mit Firmensitz in Oberpfaffenhofen/Weßling von T-Systems, DLR, EADS und bayerischer Foerderbank LfA als Anteilseigner der Galileo-Konzession und für die Durchfuehrung des Galileo-Betriebs gegruendet.

Satellitenbahn

30 Satelliten umkreisen die Erde auf drei Bahnebenen mit einer Inklination von 56° in einer Walker-Konstellation (27/3/1). Pro Bahnebene sind neun Satelliten vorgesehen, zusaetzlich ein Reservesatellit. Sie haben einen Abstand von 40° mit einer Abweichung von maximal 2°, entsprechend 1000 km. Bei einer Hoehe von 23.616 km benoetigen die Satelliten zehn Tage, um nach 17 Umlaeufen den Ausgangspunkt wieder zu erreichen.

Dienste

Der Offene Dienst (Open Service, OS) soll frei und kostenlos zugaenglich sein. Er liefert Daten über die eigene Position mit einer Genauigkeit von wenigen Metern und die Uhrzeit mit der Genauigkeit einer Atomuhr (besser als 10-13). Der OS benutzt zwei Sendefrequenzen um damit Ionosphaerenstoerungen korrigieren zu können. GPS benutzt aus dem gleichen Grund ebenfalls zwei Sendefrequenzen (1227,60 MHz und 1575,42 MHz). Die hoehere Anzahl von Satelliten, 27 gegenueber 24 bei GPS, soll die Empfangsabdeckung in Staedten von 50 Prozent auf 95 Prozent steigern.

(Frequenzbaender: 1164–1214 MHz und 1563–1591 MHz)

Der Kommerzielle Dienst (Commercial Service, CS) ermöglicht die zusaetzliche uebertragung von kostenpflichtigen Navigationsdaten (uebertragungsrate von ca. 500 bit/s), beispielsweise Korrekturdaten zur Steigerung der Positionsgenauigkeit um ein bis zwei Groeßenordnungen. Er ist u. a. auch für sicherheitskritische Anwendungen ausgelegt (z. B. Flugsicherung).

(Frequenzbaender: 1164–1214 MHz, 1260–1300 MHz und 1563–1591 MHz)

Der Safety-of-Life-Dienst (SoL) steht sicherheitskritischen Bereichen zur Verfuegung, z. B. dem Luft- und dem Schienenverkehr. Er ist das Korrektiv zu den Risiken, die sich aus den kommerziellen Anwendungen (oben) ergeben können. Er warnt die Nutzer innerhalb von sechs Sekunden, wenn das System wegen Positionierungsfehlern nicht genutzt werden sollte.

(Frequenzbaender: 1164–1214 MHz und 1563–1591 MHz)

Der Staatliche Dienst (Public Regulated Service, PRS) steht ausschließlich hoheitlichen Diensten zur Verfuegung, also Polizei, Kuestenwache oder Geheimdienst. Als Dual-Use-System wird es auch für militaerische Anwendungen zur Verfuegung stehen.

(Frequenzbaender: 1260–1300 MHz und 1563–1591 MHz)

Der Such- und Rettungsdienst (Search And Rescue, SAR) erlaubt die weltweite Ortung von Hilfsanfragen, z. B. von Schiffen, die in Seenot geraten sind. Auch ein einfacher Dialog mit der Rettungsstelle soll möglich sein. Der Dienst arbeitet mit COSPAS-SARSAT zusammen und verbessert die Schnelligkeit und Genauigkeit der Positionsbestimmung.