欧州宇宙機関(ESA)
Galileo衛星は軌道上で信号を変えられるよう設計される
Galileoが第2世代で仕掛ける大きな賭けは、衛星の無線信号を運用期間中ずっと固定するのではなく、打ち上げ後に更新できるようにすることだ。欧州宇宙機関(ESA)によると、新しい信号生成モジュールは複数の信号をリアルタイムで作り、軌道上で再プログラムできるという。12基の第2世代衛星が現在の衛星群に加わる予定だ。衛星と受信機が更新された信号に対応すれば、ハンブルクのコンテナターミナルにあるクレーンは、無線ノイズの後でも自動運転による作業を止めずに位置を再取得できるかもしれない。
航法衛星は、軌道に到達した時点から、ほぼその衛星が発信する信号に縛られる。信号が新たな種類の無線干渉を受けたり、受信機に別の機能が必要になったりしても、運用者は衛星を簡単には変更できない。地上の利用者は、何年も前に打ち上げられたハードウェアの制約に合わせて使うしかない。それが重要なのは、信号が地球に届くまでに極めて弱くなるからだ。建物や偶発的な無線ノイズ、意図的な妨害電波によって、信号は遮られることがある。
航法信号が重要な理由
Galileoは衛星航法システムである。衛星は正確に時刻を合わせた無線信号を地球へ送り、携帯電話やカーナビなどの受信機はその信号を使って自分の位置を割り出す。Galileoは2016年にオープンサービスを開始し、欧州宇宙機関(ESA)によると、欧州単一市場で販売されるすべてのスマートフォンはGalileo対応が保証されている。
しかし、受信機は信号を利用する前に、それを認識できなければならない。干渉に強い信号や、より強い信号でも、それを理解するよう設計または更新されていない機器には役に立たない。衛星のペイロードは、宇宙空間で修理や交換をするのが極めて難しいため、打ち上げ前にも徹底的に試験される。
各衛星では、信号生成装置が搭載された原子時計から正確な時刻情報を読み取り、それを地上の利用者へ送る信号に変換する。いわば、衛星に無線メッセージを与える部分である。
声を変えられる衛星
Galileoの第2世代衛星は、新しい信号生成モジュールを搭載して建造されている。欧州宇宙機関(ESA)によると、このモジュールは複数の航法信号をリアルタイムで作ることができ、衛星が軌道上にある間に再プログラムして新しい信号を作ることもできる。
これによって衛星の役割は変わる。Galileoは無線信号を運用期間中ずっと固定されたものとして扱うのではなく、更新できるソフトウェアのように扱える可能性がある。運用者は、干渉への耐性を高めたり、受信機が信号をより速く見つけられるようにしたり、測位精度を高めたりするために、信号を変更できるかもしれない。重要なのは、最初の信号を単に良くすることではない。打ち上げ後に信号を変更できる余地を残すことだ。
新しい衛星シリーズは、エアバス・ディフェンス・アンド・スペースとタレス・アレーニア・スペースが建造している。12基のGalileo第2世代衛星が、今後数年で現在の衛星群に加わる予定だ。最初の信号生成モジュールはフランスのトゥールーズで試験に合格し、フリードリヒスハーフェンに戻っている。これは無線周波数出力モジュールと組み合わせられ、来年にはペイロードの試験が予定されている。初の飛行衛星モデルも、来年に完全統合される計画だ。


更新可能な衛星群が変えうること
ハンブルクのコンテナターミナルでは、近くで無線ノイズが一時的に発生した後、クレーンの運転者が測位表示で位置をすぐに再取得できるかもしれない。手作業による確認のために停止する代わりに、自動運転による作業を続けられる可能性がある。その状況には、第2世代衛星が運用されていることと、ターミナルの受信機が更新された信号を利用できることの両方が必要だ。
ショッピングセンターの地下駐車場でも、同じような変化が起きるかもしれない。将来の信号と一般消費者向け受信機が、より速い信号取得に対応すれば、屋根のある階から出てきた運転者は、より早く位置を取得できる可能性がある。
したがって、メリットは自動的に得られるわけではない。新しいモジュールは、ペイロードに組み込まれた後も、衛星が宇宙に到達した後も機能しなければならない。Galileoは新しい衛星群を配備する必要があり、受信機メーカーも、変更された信号を理解できるよう機器を設計または更新しなければならない。衛星の信号が改善されても、優れた受信機設計や適切なアンテナ、干渉に対する地域ごとの防護が不要になるわけではない。
こうした条件が満たされれば、欧州の機関は、打ち上げ後に公共航法サービスをどのように発展させるかについて、より大きな管理権限を持てるようになる。衛星群は、軌道上にある完成済みの無線機の集合であるだけではなくなる。その一部は、運用期間中に調整できるインフラになる。