Galileoproblemene på norsk - Teknisk Ukeblad

Galileo-satelittene plages av feil med klokkene om bord. (Bilde: ESA )

Galileo

Klokkene om bord i Galileo-satellittene streiker

Ni atomur er ute av drift, og ESA vet ikke hva årsaken er.

• Marius Valle
• Industri
• 18. jan. 2017 - 19:00

Det europeiske navigasjonssatellittsystemet Galileo ble åpnet for allmenheten i midten av desember. Nå viser det seg at atomurene om bord i satellittene en etter en har sluttet å fungere.
Av 18 satellitter i bane rundt jorda, har atomur i ni av dem sluttet å fungere, skriver BBC.

Av disse er tre rubidiumoscillatorer, og seks hydrogenmasere. Alle satellittene har to av begge deler, som sammen skal gi svært nøyaktige atomur.
Disse settes sammen til et stabilt ur. Hydrogenmasere har veldig god nøyaktighet på lang sikt, men kan ha sekundfluktasjoner. Rubidium brukes fordi det gir en svært høy nøyaktighet fra sekund til sekund.
Det sørger for at feil ikke blir akkumulert. At det er to av hver i hver satellitt sørger imidlertid også for redundans. Dermed er så langt ingen av satellittene for tiden helt ute av drift, og Galileo-tjenesten fungerer.

• Les også: Her passerer flere GPS-jammere hver dag

En passiv hydrogenmaser som brukes i Galileo-satellitter. Foto: ESA

En satellitt er nede i to klokker

Én av satellittene har imidlertid to atomurkomponenter som ikke fungerer, men satellitten kan fungere med bare én hydrogenmaser eller rubidiumoscillator.
Hva årsaken til at disse feilene har oppstått, er ikke kjent. I et møte med journalister, sier ESAs direktør Johann-Dietrich Woerner at alle nå spør seg om de bør utsette neste satellittoppskyting til de har funnet roten til problemene, skriver BBC.
Galileo-konstellasjonen skal til slutt bestå av 30 satellitter. Fire nye skal etter planen skytes opp i løpet av andre halvår i år. En fullt fungerende konstellasjon består av minimum 24 satellitter.

• Les også: Kina vil ha global dekning for sin GPS-variant i 2020

Illustrasjon av hydrogenmaserens plassering i sattelitten. Foto: ESA

Vet ikke hva årsaken er

Ifølge nyhetsbyrået AFP sier Woerner at ESA må være forsiktige, ettersom de ikke vet hva som forårsaker problemene. Om problemet ligger i atomurene, risikerer de å sende opp nye satellitter med de samme problemene.
ESA-personell forsøker nå å finne årsaken til feilene. De skal ha lykkes med å få start på en av hydrogenmaserne igjen. Men det er ikke kjent om atomurene kan repareres.
Feilene har oppstått på de fire første satellittene som ble sendt opp, de såkalte Galileo In-Orbit Validation-satellittene (IOV). Fem hydrogenmasere har sluttet å fungere på disse.
I tillegg har en hydrogenmaser på en satellitt av typen FOC (Fully Operational Capability). Dette er de «ferdige utgavene» som brukes i normal drift av konstellasjonen. I tillegg har en rubidiumoscillator på en av disse satellittene sluttet å fungere.
Til sammen er altså alle de fire IOV-satellittene og to av FOC-satellittene påvirket. 

• Les også: Slik fungerer satellittnavigasjon 

Svært nøyaktige klokker

Rubidiumoscillatorer er i utgangspunktet stabile og robuste, men har en unøyaktighet på omtrent 1,8 nanosekunder over 12 timer. Hydrogenmasere har en nøyaktighet på 0,45 nanosekunder over 12 timer.
Satellittene bruker primært hydrogenmasere for å holde styr på tiden, med rubidiumoscillatorer som såkalt «hot backup». Det vil si at de er aktive hele tiden, og kan tas i bruk ved behov, for eksempel om hydrogenmaserne ikke fungerer.

En opplink-/nedlink-stasjon i Kiruna i Sverige, tilknyttet Galileo-systemet. Foto: ESA

Løsningen gir Galileo-satellittene den mest presise timingen av alle navigasjonssatellittsystemer.
Satellitten sender tidsstemplet informasjon ned til jordoverflaten. Dette setter enkelt sagt satellittmottakeren i stand til å regne ut hvor lang tid signalet har brukt på å nå frem. 
For å kunne regne ut nøyaktig posisjon, kreves det at klokkene i alle satellittene er helt synkroniserte. Synkronisering besørges fra bakkestasjoner, som sender tid til satellittene med jevne mellomrom.