מהזמנת פיצה, דרך ניווט ב-Waze וכלה בתיאום תעופה אזרחית בשמיים, ניווט לווייני גלובלי (או GNSS) שינה את חיינו מן היסוד. ב-2021, לא פחות מ-6.5 מיליארד מכשירים ברחבי העולם השתמשו ב-GNSS, נתון שצפוי לצמוח ב-10% מדי שנה. אלא שעם האוכל בא התיאבון, והמערכות הקיימות לא יעמדו בדרישה לדיוק הולך וגובר. באירופה צופים את פני העתיד, והחליטו לשגר דור חדש של לווייני GNSS – שיקיפו את הארץ מגובה כמה מאות ק"מ בלבד מעל פני הים.
רכבים אוטונומיים צריכים דיוק גדול יותר ממטר
מערכת הניווט הלווייני המוכרת ביותר היא כמובן ה-GPS של משרד ההגנה האמריקני, שהייתה גם הראשונה. אולם בשנים האחרונות מעצמות חלל אחרות ביקשו להתנתק מהתלות בארה"ב ושיגור שיגרו מערכי לוויינים משל עצמן, דוגמת ביידו של סין ו-GLONASS של רוסיה. ב-2016, ובהשקעה של כ-10 מיליארד יורו, הושקה מערכת גלילאו של האיחוד האירופי – לה ישראל הייתה שותפה.
כמו ה-GPS האמריקני, גלילאו מספקת שירותי ניווט חינמיים בקוד פתוח, ושירותי ניווט מדויקים הרבה יותר לבעלי הרשאה מתאימה – לעסקים ולממשלות. כרגע, גלילאו נחשבת למערכת ה-GNSS המתקדמת בעולם, ו-23 לווייניה מספקים ניווט לווייני בדיוק של עד מטר אחד – לעומת טווח של שלושה מטרים במערכת ה-GPS. להמחשה, בחיי היומיום, פירושו של דבר שהמונית שנזמין ב-GPS תחכה לנו בצד השני של הרחוב, ואילו המונית שנזמין בגלילאו תדע לזהות באיזה צד של הרחוב אנחנו נמצאים.
אלא שהשינויים הטכנולוגיים שעוברים ועוד יעברו על הכלכלה הגלובלית דורשים דיוק רב יותר ממטר אחד. במקרים כמו ספינות, רכבים ורחפנים אוטונומיים, רובוטים, ערים חכמות והאינטרנט של הדברים (IoT) זקוקים לדיוק של סנטימטרים בודדים ולאותות אמינים שיתקבלו בכל זמן ומכל מקום. כך, למשל, רובוט שצריך לבצע מטלה כמו הרמת ארגזים צריך לדעת איפה הוא נמצא גם בתוך מחסן שקירותיו עשויים בטון.
זאת ועוד, הדור הבא של לווייני GNSS צריך לדעת להתמודד עם הפרעות או חסימות של האותות, למשל בעת משבר מדיני או מלחמה כשאזורים שלמים נתונים למתקפת סייבר. הפרעות אחרות כוללות ניסיונות פליליים להטעות משלוחים על ידי שידור אותות GPS שגויים, סופות סולאריות מהשמש שגורמות להפרעות אלקטרומגנטיות באטמוספרה, תרגילים צבאיים הכוללים ציוד אלקטרוני ואפילו גורדי שחקים גבוהים במיוחד במרכזים אורבניים.
לשם כך, באיחוד האירופי החליטו לשגר דור חדש של לווייני גלילאו – שיקיפו את כדור הארץ מגובה של כמה מאות ק"מ בלבד, כלומר במסלול לווייני נמוך (LEO). כיום, לווייני גלילאו מקיפים את כדור הארץ ממסלול בגובה של כ-23,000 ק"מ, בדומה לשאר לווייני ה-GNSS.
למסלול הגבוה יש יתרון ברור: הוא מאפשר כיסוי גלובלי. אלא שהפיזיקה הפשוטה מלמדת שאם הלוויינים היו נמוכים יותר, למשל בגובה 400 ק"מ מעל פני הים, בדומה לתחנת החלל הבינלאומית, הם היו מסוגלים לספק שירותי איכון וניווט מדויקים בהרבה. זאת ועוד, האותות שהלוויינים הללו ישדרו יהיו עוצמתיים יותר (עוצמת האות פוחתת עם המרחק בריבוע), כך שהם יוכלו להתגבר על חלק מהחסימות והשיבושים, בזדון או שלא. ולבסוף, לווייני ה-GNSS הקיימים משדרים ב-L band, כלומר בתדרים של בין 1 ל-2 ג'יגה הרץ בספקטרום הרדיו. הלוויינים החדשים שאירופה מתכננת ישדרו בספקטרום רחב יותר, מה שיאפשר לאותות לחדור גם מבעד לחומרים כמו בטון.
באירופה רוצים להוביל את כלכלת העתיד – כבר בשנים הקרובות
בתור התחלה, בסוכנות החלל האירופית ישגרו צי ראשוני וניסיוני של לפחות שישה לוויינים כאלה. כל לוויין ישקול 70 ק"ג בלבד (לעומת 700 ק"ג בלווייני גלילאו ה"מסורתיים"), ובאירופה מקווים שהם ישגרו אותם בתוך שלוש שנים מרגע חתימת החוזים. המהירות והמשקל הקל יחסית של הלוויינים החדשים נובעים מכך שהם לא יצטרכו לשאת שעונים אטומיים מדויקים מאוד כמו שאר לווייני GNSS, אלא ישתמשו באותות שיתקבלו מלווייני גלילאו שמעליהם.
ניווט, איכון ותזמון לווייני הוא השוק הגדול ביותר של תעשיית החלל, והוא מגלגל כ-150 מיליארד יורו בשנה. באירופה מקווים שההשקעה הכספית תבטיח שתעשיית החלל האירופית תמשיך להוביל את השוק המסחרי גם בעשורים הבאים.