El europeo Galileo, ¿más eficaz que el GPS americano?
Publicado por Adrien, Fuente:The Conversation bajo licencia Creative Commons Otros Idiomas: FR, EN, DE, PT
Menos conocido que el GPS americano, Galileo, el sistema europeo de navegación por satélite, ofrece servicios operacionales desde 2016 y hoy en día es ampliamente utilizado por smartphones, vehículos, drones y todas las aplicaciones de uso general. No es casualidad.
Imagen Wikimedia
Aunque la constelación de satélites aún no estaba completa, el rendimiento del sistema europeo se reveló rápidamente excelente, ofreciendo una precisión de un metro, el doble que el GPS. Para aprovechar esta nueva precisión, los chips de navegación han evolucionado de manera natural en pocos años para integrar las nuevas señales de Galileo, mejorando así la disponibilidad y precisión de la posición para el usuario.
27 satélites a más de 20 000 km de altitud
Galileo, por supuesto, es una constelación de satélites. Está organizada en tres planos orbitales a 23 200 km de altitud, cada uno de los cuales contiene 8 satélites nominales y uno o más satélites redundantes. Estos satélites redundantes están activos y listos para ser desplazados a la órbita para reemplazar a un satélite que falle. En total, la constelación contiene 24 satélites nominales y al menos 3 satélites redundantes. ¡Y estamos casi allí! Después del 13º lanzamiento que tendrá lugar en septiembre de 2024, el desafío habrá sido cumplido y la constelación alcanzará los 27 satélites.
Por muy eficientes que sean, los satélites Galileo no pueden proporcionar los servicios por sí solos. Necesitan los datos de navegación calculados y transmitidos por el segmento terrestre, que juega un papel determinante. El segmento terrestre está compuesto por estaciones de emisión y recepción desplegadas en quince sitios europeos alrededor del globo, en particular en los territorios de ultramar franceses y neerlandeses, y por diversos centros en varios países europeos.
Los procesos realizados en tierra consisten principalmente en determinar en tiempo real las órbitas precisas de los satélites con un margen de error de 20 cm, resincronizar entre sí los relojes atómicos de cada satélite con una precisión de nanosegundos (milmillonésima de segundo) y luego transmitir estos valiosos datos a los satélites para que los retransmitan a los usuarios en las señales de navegación.
Una precisión inigualable
Hay que recordar que las cuatro constelaciones de navegación, Galileo, GPS (Global Positioning System, el sistema americano), Beidou (sistema chino) y Glonass (sistema ruso) son interoperables: sus señales se combinan en el chip de navegación para producir una única posición.
También hay que señalar que este cálculo se realiza localmente y de manera autónoma por el chip sin intercambiar información con el satélite. De hecho, las señales son simplemente transmitidas por los satélites a sus miles de millones de usuarios, al igual que un transmisor de radio FM envía señales sin conocer a los oyentes que lo escuchan.
Si Galileo es tan preciso, es porque los ingenieros europeos que lo diseñaron a principios de los años 2000 supieron observar y analizar el funcionamiento del GPS de la época. Sin embargo, competir en precisión con el GPS no es la razón de ser fundamental del sistema europeo.
Galileo, una infraestructura espacial de gran envergadura, fue concebida hace 20 años por los Estados miembros de la Unión Europea para satisfacer sus exigencias de soberanía. Se trataba de satisfacer tanto las necesidades cotidianas de 450 millones de ciudadanos y más de 20 millones de empresas, como de proporcionar a los gobiernos y a sus fuerzas armadas servicios protegidos y robustos, independientemente del sistema militar americano GPS y de los sistemas chino y ruso.
Un sistema de navegación con numerosos servicios
Galileo es un sistema civil que ha sido diseñado desde su origen para ofrecer gratuitamente los mejores servicios a los ciudadanos. El primero de ellos, el servicio de posicionamiento, entrega mundialmente prestaciones de muy buena calidad. Además, desde enero de 2023, Galileo transmite un servicio de posicionamiento muy preciso destinado a profesionales, el High Accuracy Service. Este servicio permite obtener una precisión de 20 cm utilizada, por ejemplo, en la agricultura o la construcción.
Galileo también proporciona dos servicios de autenticación para combatir el engaño, es decir, la emisión de falsas señales de satélite para engañar al usuario sobre su posición. El primero, OSNMA (Open Service Navigation Message Authentication), destinado a las aplicaciones de uso general, está actualmente en fase de prueba, y el Signal Authentication Service, un segundo servicio aún más robusto, permitirá a partir de 2026 usos profesionales muy exigentes.
A finales de 2025, 27 satélites compondrán la constelación Galileo que estará completa. P. Carril/ESA
Esta capacidad de autenticar los satélites protege al usuario contra amenazas maliciosas. También permite combatir fraudes cuando la posición es indispensable para controlar una actividad como la pesca o el transporte. La primera utilización reglamentaria de la autenticación Galileo consistirá en confirmar las posiciones calculadas en los tacógrafos, los registradores de la posición y velocidad de los camiones.
Protección, asistencia y alertas
La protección y asistencia a personas también son servicios que tienen un lugar especial. Cada satélite lleva un equipamiento específico que retransmite las señales emitidas por las balizas de socorro cuando se activan en caso de accidente aéreo, naufragio o accidente de personas en zonas aisladas.
Esta capacidad de retransmisión mundial e instantánea de las señales de socorro por la constelación Galileo ha revolucionado la velocidad de cálculo de la posición de las balizas, permitiendo una localización casi instantánea de las emergencias, mientras que antes había que esperar varias horas para localizarlas. Galileo también es capaz de confirmar a las balizas que el mensaje de socorro ha sido recibido. Este enlace de retorno permitirá pronto a los equipos de rescate comunicarse con las personas a socorrer para optimizar la organización de las operaciones.
Para completar la gama de servicios ofrecidos a los ciudadanos, hay que mencionar otra innovación, la alerta de emergencia a la población, que estará disponible para las autoridades de seguridad civil de los Estados miembros de la UE. A su solicitud, Galileo podrá transmitir en su señal de navegación, directamente a los smartphones y a los paneles de información pública, mensajes de alerta.
Dirigidos a las áreas en situación de emergencia como incendios forestales, inundaciones o accidentes industriales, estos mensajes contendrán información y recomendaciones para las poblaciones afectadas. El servicio tendrá la ventaja decisiva de funcionar en todas partes y en ausencia de red telefónica. Actualmente en demostración en la constelación, este servicio debería ser operativo a finales de 2025.
Hacia una segunda generación de satélites
Esta larga lista de servicios podría sorprender por su diversidad, pero la historia solo acaba de empezar. ¿Cómo serán los nuevos servicios de Galileo en 2050? Difícil de predecir, y sin embargo, ya es necesario construir los satélites de 2a generación que pronto reemplazarán a los primeros satélites lanzados ya hace trece años.
Doce satélites están así en construcción. Serán más flexibles. Cuando los primeros de ellos estén en órbita en 2027, estarán inicialmente programados para transmitir las señales actuales para garantizar la continuidad del servicio. Y luego, en 7 a 10 años, una vez desplegados en número suficiente, también transmitirán nuevas señales para responder a las futuras necesidades de Europa.
Este artículo ha sido coescrito por Jean Maréchal y Damien Bellier, coordinador interministerial delegado para Galileo.