Galileo lähetamine

Foto: Euroopa kosmoseagentuur

Tuleval neljapäeval kannab Vene rakett Sojuz orbiidile Euroopa oma satelliitnavigatsioonisüsteemi esimesed kaks satelliiti, kirjutab Arko Olesk. Mõne aasta pärast, kui võrk toimima hakkab, peame küljest harjutama kombe nimetada kõiki positsioneerivaid seadmeid GPSideks – uue süsteemi nimi on Galileo.
 

Kaheksa aastat tagasi, mil Euroopa Liit Galileo projekti alustamises ametlikult kokku leppis, oli satelliitpositsioneerimine veel luksuskaup. Oma asukoha laius- ja pikkus­kraadi sai spetsiaalse seadmega küll määrata, aga peale oli sellega siinmail vähe hakata. Navigatsioonikaarte tootvate firmade jaoks polnud Eesti veel kaardil. Sõna otseses mõttes.

Nüüd on iga nutikam telefon GPSiga varustatud ja asukohapõhised rakendused löövad laineid. Olevik võiks ehk olla veelgi ilusam, kui Euroopa Liit oleks Galileo valmis saanud siis, kui plaanitud – aastal 2008.

Võrreldes ameeriklaste algul sõjaväe jaoks loodud ja hiljem ka teistele kasutamiseks avatud GPSiga pakub Galileo mitmeid lisavõimalusi: suuremat täpsust ning eraldi kanaleid päästeteenistustele, lennujuhtimissüsteemidele ja teistele olulistele teenustele.

Kuid, mis peamine – see pakub kindlustunnet. GPSi võtmed on endiselt USA militaarvõimude käes, mis ei ole just kõige mugavam variant selle vaatenurgast, kes soovib üles ehitada süsteemi, mille toimimisest sõltuvad elud. Oma sõltumatu positsioneerimissüsteem on seega julgeoleku mõttes vajalik, seepärast arendavad omaenda süsteeme ka Venemaa ja Hiinagi.

Teine põhjus, miks EL on olnud valmis taluma Galileod seni saatnud venimisi ja ülekulusid, on majanduse arengu ja uute töökohtade lootus, mida kiirelt arenev positsioneerimissektor tõotab.

«Kuhu hetkel oleme jõudnud, on alles arengu alguspunkt,» räägib Villu Reimann Tallinna Tehnikaülikooli innovatsiooni- ja ettevõtluskeskusest. Reimann osales sel suvel Saksamaal satelliitnavigatsioonile pühendatud Euroopa Kosmoseagentuuri (ESA) suvekoolis. «Tõeline areng tuleb järgneva 20 aasta jooksul. Suhtlen oma töös nii ettevõtete kui professoritega ja minu julge sõnum neile on, et järgmise 20 aasta jooksul tasub selles vallas uurimis- ja arendustööd teha.»

Ettevõtluse Arendamise Sihtasutus (EAS), kelle ülesanne on levitada Eestis infot kosmosetehnoloogia võimaluste kohta, on positsioneerimist korduvalt nimetanud valdkonnaks, kus Eestil on väga head võimalused. See ei ole erioskusi nõudev raketiteadus, tehnoloogia on kõigile kättesaadav ja potentsiaalne haare globaalne.

Algus on tehtud. «Vist ei ole enam firmat, kes oma sõidukiparki ei haldaks positsioneerimise baasil,» ütleb EASi innovatsioonidivisjoni nõunik Madis Võõras. «Samas on ka selge, et asukohapõhiste teenuste rakendused ühiskonnas ei ole ammendatud.»

«Tehniline baas võimaldab nüüd suuremaid täpsusi, tänu millele on teenust võimalik viia uutesse kasutusvaldkondadesse,» vahendab Reimann Saksamaal suvekoolis kogutut. «Saksamaa enda konkreetne näide puudutas tee-ehitust, samuti saavad põllumehed satelliittehnoloogia abil oma põldusid ülima täpsusega harida.»

Kõiksugu pilootprojekte tehakse, räägib ka Võõras. Ta toob näite Soomest, kus auto positsioneerimisinfot kasutavad kindlustusseltsid: «Vastavalt sellele, kus, kuidas ja kui kiiresti sa sõidad, kujuneb su liikluskindlustusmakse.» Sellistel puhkudel kerkivad mõistagi üles juba komplitseeritud küsimused inimese privaatsuse piiridest (loe ka lisalugu).

Võõras rõhutab, et sellelaadseteks positsioneerimislahendusteks ei ole vaja Galileod ära oodata, vaid saab kasutada olemasolevat ameeriklaste süsteemi. «Rakendaja poole pealt on need võimalused juba olemas,» sõnab ta. «Tavatarbija seisukohast ei muuda [Galileo käikuminek] oluliselt midagi.»

Kus see aga muudab, on hädaabi. GPS on ainult ühesuunaline – satelliit saadab signaale, maapealsed seadmed võtavad neid vastu. Galileo päästeteenistustele mõeldud kanal võimaldab aga ka tagasisidet. Uppuma hakkav laev saab välja saata hädasignaali, mille satelliit võtab vastu ning päästeteenistustel on kohe tema asukoht teada.

Suurtele kosmoseprojektidele omaselt on ka Galileo kulgenud üle kivide ja kändude. Algul satelliitide ehitamise ja ülessaatmise juurde partneriteks kutsutud erafirmad hakkasid pelgama liiga suuri kulutusi ning taandusid. Siis leppisid euroliidu riigid kokku projekti täielikus rahastamises ELi eelarvest, seega on neljapäeval startivates tehiskaaslastes ka Eesti maksumaksja panust. Algse 3,4 miljardi euro asemel läheb Galileo käimalükkamine maksma ilmselt üle viie miljardi.

Venimised ja ülekulud on süsteemi lõpliku valmimise aina edasi lükanud. 2008. aasta asemel on nüüd alustamise tähtajaks seatud 2014 ja kõigi plaanitud süsteemide tööleasumist on oodata alles kümnendi lõpuks. Ent seegi pole kindlalt paigas, sest viimaste satelliitide rahastuse osas valitseb veel selgusetus.

Venimine on samas tähendanud ka seda, et vahepeal jõudis Eesti alustada Euroopa Kosmoseagentuuri liikmeks saamise protsessi, mis tähendab, et meie huvi ja võimalused Euroopa kosmoseprojektides kaasa lüüa on märksa suuremad.

Ja Eestil on juba Galileoga otsene side. Nii esimest kaht Galileo satelliiti, mis neljapäeval Prantsuse Guyanas asuvalt kosmodroomilt õhku kerkivad, kui ka neile järgnevat ülejäänud 32 tehiskaaslast hakkab orbiidil juhtima tarkvara, mis on osaliselt kirjutatud Tartus.

Üleilmse tarkvarafirma Logica Eesti haru kontoris töötab eraldi kosmosemeeskond, kellest kolm inimest tegeleb otseselt ESA standardse tarkvara kohendamisega spetsiaalselt Galileo missioonijuhtimiseks. Et oleks vähem reisimist Tartu ja Saksamaal Darmstadtis asuva ESA kosmosekeskuse vahel, pandi Galileo testkeskus ka Tartusse üles. Välja näeb see nagu harilik server, kinnitab Logica Eesti projekti juht Andreas Sisask.

Galileo tarkvara kallal töötajatest alguse saanud kosmosemeeskond on pelgalt aastaga suurenenud rohkem kui kümne inimeseni. «Osa projekte teeme juba iseseisvalt,» räägib Sisask. «Pakkumisi teeme ka teistele, kuigi mitte veel Eesti üksuse alt.»

Kuna juba Galileo kallal tööd tehti, otsustati osa võtta ka positsioneerimisrakenduste leidmiseks korraldatud Euroopa Liidu konkursist. Vabast ajast tehtud rakendus, mis aitab elektriautode kasutajatel leida lähimat laadimispunkti, võitis Eesti eelvooru ja pääses üle­euroopalisele lõppvõistlusele.

Võitjate väljakuulutamine on järgmisel neljapäeval – samal päeval esimeste Galileo satelliitide stardiga.

GPS 2.0 toob navigatsiooni maa peale

Austraalia firma Locata nutikas navigatsioonilahendus töötab seal, kuhu satelliitide signaalid ei ulatu – näiteks ruumides või maa all. Eelmisel kuul esitletud tehnoloogia laiendab positsioneerimise võimalusi sedavõrd, et on juba pälvinud nimetuse GPS 2.0.

Locata süsteem võimaldab GPSi-sarnase (ja sellega ühilduva) navigatsioonivõrgu luua kuhu iganes, selle erinevusega, et satelliite asendavad maapealsed tugijaamad. Selline maapealne GPS kõrvaldab hädad, mis on satelliitsüsteemide nõrgad kohad: signaal on ruumides ülinõrk ning läheb linnas kõrghoonete vahel tihti kaduma.

Locata katsetused näitasid, et nende süsteem suudab ebamugavates oludes seadmeid positsioneerida mõne sentimeetri täpsusega.

Maapealse GPSi idee kõlab lihtsalt, kuid kõik senised katsed seda ellu viia on põrganud keerukatele probleemidele. «Palju ettevõtteid ja insenere on kulutanud miljardeid dollareid, püüdes parandada positsioneerimisrakenduste toimimist linnakeskkonnas ja ruumides,» rääkis Locata tegevjuht ja üks asutajaist Nunzio Gambale. «Tehnoloogilisest vaatevinklist on Locata loonud midagi täiesti uut.»

Mainitud keskkondade põhiline probleem on «kaja»: signaal peegeldub seintelt ning jõuab vastuvõtjani pikemat teed pidi. Kuna asukoha määramiseks kasutatakse just signaali liikumisele kulunud aja mõõtmist [vt joonist «Kuidas töötab satelliitpositsioneerimine?»], teeb iga peegeldus asukoha täpse määramise tunduvalt keerukamaks.  

Locata lahendus peitub suunadiagrammiga antennis, mis lukustub otse iga signaali allikale ja suudab nii peegeldunud signaalid kõrvale jätta. Antenni lahendus on valdkonna spetsialistide seas leidnud ohtralt kiidusõnu ning korduvalt on kostnud hinnang «geniaalne».

Teine Locata süsteemi edukuse tagav lahendus on sünkroniseerimissüsteem, mis hoiab kõigi tugijaamade kellad ühes rütmis. Satelliitnavigatsioonisüsteemid vajavad ülitäpseid aatomkellasid, maapealsel süsteemil pole aga täpsust vaja, piisab, kui kõik kellad näitavad üht aega. Mida sünkroniseerimissüsteem paari nanosekundi täpsusega tagabki.

Locata süsteem lubab igal soovijal rajada GPSiga sarnaneva maapealse võrgu, mille paindlikkus on märksa suurem kui satelliitsüsteemidel. Kasutaja saab valida sobiva signaali võimsuse ja sageduse ning ühtmoodi tõhusalt on süsteem kasutatav laohoones või kümnete ruutkilomeetrite suurusel väljal.

Gambale näeb nende tehnoloogia peamiste kasutajatena kaitsetööstust, kaevandusi, päästeteenistusi, ehitus- ja turvaettevõtteid. Kohaliku positsioneerimisvõrgu olemasolu lubaks automatiseerida arvukalt protsesse, näiteks kaupade liigutamise laos või kaevandusmasinate töö maa-aluses käigus. Tehnoloogiat on juba edukalt katsetatud ühes Lõuna-Aafrika kullakaevanduses.

Samuti on Locata süsteemi testinud USA õhujõud, keda huvitab lennukite positsioneerimine ja nende abistamine maandumisel olukorras, kus satelliidisignaal on blokeeritud. Kohalik positsioneerimisvõrk satelliitsüsteemi täiendaja või asendajana võib tulevikus kasutust leida paljudel lennuväljadel.

Asukoht võib reeta liialt palju

Kasutajad vajutavad liiga kergelt «OK»-nupule ega uuri, kas ja kuidas asukohapõhised rakendused võivad nende privaatsust riivata, muretsevad teemat uurinud teadlased.

Kaks aastat tagasi lasi grupp Inglise, Saksa ja Belgia teadlasi enda külge paigaldada positsioneerimisseadmed, mis jälgisid kõiki nende käike. Paari kuu järel oli selge, et kogutavad andmed räägivad inimeste kohta palju enam kui lihtsalt seda, kus nad on viibinud.

Uurimisvõrgustiku FIDIS (Future of Identity in the Information Society) selleteemaline raport hoiatab, et tarbijad pole ikka veel teadlikud satelliitpositsioneerimisega seotud probleemistikust.

Väikestest infokildudest, mida asukohaandmestik pakub – kus sa elad, kus käid tööl, millal ja kellega väljas –, saab kokku panna inimese käitumise karakteristikud. Näiteks spordisaalide külastamise sageduse ja toidukohtade valiku alusel saab hinnata inimese eluviise ning tuletada sellest riski haigestuda südamehaigustesse. Ja see on juba info, mille vastu kindlustusfirmad huvi tunnevad.

«See teave on loomulikult äärmiselt kasulik firmadele, kes soovivad kasutada sihitud reklaami,» räägib uurimisvõrgustiku liige Denis Royer Goethe ülikoolist Frankfurdis. «Aga kui kasutajaid püütakse nende eeldatava eluviisi põhjal, siis võidakse nende endi teavet kasutada nende vastu.»

«Häda on selles, et kui laed alla uusima rakenduse, mis soovitab sulle varem viibitud kohtade alusel parimaid restorane või rahvarohkemaid klubisid, ei pruugi sa kasutustingimusi läbi lugeda, vaid teed lihtsalt «OK»-kasti linnukese,» lisab Eleni Kosta Leuveni ülikoolist. «See seab sind ohtu.»

«Me soovime, et mobiilikasutajad oleksid teadlikud sellest infovaramust, mille nad potentsiaalselt loovutavad, lihtsalt nõustudes oma asukoha avalikustamisega,» tõdeb Inglismaa Readingi ülikooli teadur Mark Gasson. «Reaalajas kommerts- ja sotsiaalvõrgustikuteenused pakkuvad kasutajale käegakatsutavat kasu. Kuid me peame olema teadlikud, milliseid teenuseid me oma telefonis kasutame ja mil moel seda teavet võidakse edasi kasutada.»

Galileo pakutavad teenused

•    Vabateenus – tasuta, kõigile kasutamiseks avatud signaal.

•    Kommertsteenus 0 suurema täpsusega, krüpteeritud ja tagatistega signaal. Tasuline.

•    Inimelude ohutus (safety of life) – väljastab hoiatuse, kui signaal pole piisavalt täpne. Kasutusel näiteks lennutranspordis.

•    Riiklikud teenused (public regulated service) – piiratud juurdepääsuga kõrge kvaliteediga teenus.

•    Päästeteenus (search and rescue) – tagasisidekanaliga teenus hätta sattunud laevade jm kiireks leidmiseks.