Galileo (satelliittipaikannusjärjestelmä)

Galileo on Euroopan unionin ja Euroopan avaruusjärjestön (ESA) yhteinen hanke eurooppalaisen satelliittipaikannusjärjestelmän luomiseksi.  Galileon otettiin käyttöön vuonna loppuvuonna 2016 ja sen oletetaan olevan täysin valmis vuonna 2020.  
Galileon on tarkoitus tarjota EU-maille muista valtioista riippumaton paikannusjärjestelmä. Järjestelmälle on luvattu GPS:ää ja GLONASSia parempi paikannustarkkuus ja paikannuksen luotettavuus. Galileo on tarkoitettu siviilien operoimaksi toisin kuin amerikkalainen GPS, jota operoi Yhdysvaltain ilmavoimat. 
Järjestelmää ylläpitää European GNSS Agency (GSA).
Kaksi ensimmäistä Galileo IOV-satelliittia laukaistiin Sojuz-kantoraketilla Kourousta onnistuneesti 21. lokakuuta 2011. Kolmas ja neljäs satelliitti laukaistiin samasta paikasta lokakuussa 2012.
Järjestelmä on nimetty italialaisen tutkijan Galileo Galilein mukaan.
Galileo aloitti toimintansa joulukuussa 2016. Tämä ei tarkoittanut täyttä operatiivista varmuutta, vaan järjestelmän aukkoja paikataan muiden satelliittipaikannusverkkojen avulla. Heinäkuussa 2019 järjestelmä oli 11.7. lähtien kokonaan epäkunnossa ainakin neljä päivää, mikä herätti epäilyjä sen toimintakyvystä.

Kaksi kehityssatelliittia

Ensimmäinen kahdesta Galileon koesatelliitista, GIOVE A, laukaistiin 28. joulukuuta 2005. Englantilainen mikrosatelliiteistaan tunnettu Surrey Satellite Technologies-yhtiö rakensi GIOVE A-satelliitin, joka oli alun perin varasatelliitti. 
Pääasiallinen koesatelliitti GIOVE B, jonka rakensi avaruusalan suuryhtiöiden muodostama Galileo Industries-yhteenliitymä (pääosapuolena GIOVE-B:n toteutuksessa oli Astrium GmbH), laukaistiin lukuisten viivästysten jälkeen 27. huhtikuuta 2008.
GIOVE A:n ja GIOVE B:n avulla ITUn Galileo-järjestelmälle antama radiotaajuusvaraus pysyi voimassa, kunnes varsinaiset Galileo-paikannussatelliitit saatiin taivaalle vuoden 2011 lopulla. Kaksi satelliittia ei riitä minkäänlaiseen paikantamiseen missään päin maapallolla. Niiden avulla on myös vaikea testata maanpäällisiä paikannuslaitteita esim. tuotekehityksessä.

Neljä prototyyppisatelliittia

21. lokakuuta 2011 laukaistiin kaksi ja 12. lokakuuta 2012 laukaistiin toiset kaksi ESA:n ja EU:n yhdessä rahoittamaa satelliittia. Tämä on ns. In-Orbit Validation eli IOV-vaihe. IOV-vaiheen toteutus maksoi noin kaksi miljardia euroa, josta Euroopan avaruusjärjestön kautta rahoitetaan noin 550 miljoonaa euroa. IOV-vaiheen neljä satelliittia rakensi Astrium GmbH, jonka alihankkijoihin kuului mm. Patria Oy. 
Satelliitit, kuten myöhemmätkin Galileo-satelliitit, kiertävät maata kolmella MEO (Medium Earth Orbit) -radalla. Satelliittien ratakorkeus on 23 222 km ja radan inklinaatio 56 astetta.
Satelliitit laukaistaan Sojuz-kantoraketeilla Kourousta, jonne venäläiset rakensivat Baikonurin kosmodromin Sojuz-laukaisutornin kopion – tämä toteutustapa mahdollisti laukaisutornin käyttöönoton ilman koelaukaisua.

Lukumäärä edelleen 30 satelliittia

30 satelliitin konstellaatiota kutsutaan "Galileo Full Operational Constellationiksi" (FOC), jolla järjestelmä antaa täyden paikannustarkkuuden kautta maailman. Galileo FOC-konstellaation satelliiteista kolme on kiertoradalla olevia varasatelliitteja. Kustannusten noustessa on 2000-luvulla pohdittu myös pienempää satelliittien määrää. Vuoden 2010 suunnitelmassa satelliitteja oli vain 26 kappaletta pyrkien leikkaamaan tällä tavalla kustannusylityksiä. Vuoden 2011 suunnitelmassa konstellaation koko oli jälleen nostettu 30 satelliittiin.

Valmistumisajankohta vuonna 2020?

Alkuperäisen suunnitelman mukaan Galileo-järjestelmän piti olla toimintavalmiina vuonna 2008. Vuoden 2011 alussa Euroopan komissio ilmoitti, että 18 ensimmäistä satelliittia saadaan taivaalle vuoden 2014 loppuun mennessä. Koko järjestelmä valmistuu vuoteen 2020 mennessä jääden jälkeen GLONASSista, GPS:n uudistamisesta kolmanteen sukupolveensa ja Kiinan kansantasavallan Compass-järjestelmistä. Tämä merkinnee EU:n haaveen Galileon merkittävästä markkina-asemasta romahtamista.

Toteutus 2-3 vaiheessa

18 ensimmäistä Galileo-satelliittia koostuu 4 IOV-vaiheen prototyyppisatelliitista ja 14 FOC-vaiheen satelliitista. Vuoden 2010 alussa 14 Galileo-satelliitin valmistajaksi valittiin saksalainen OHB-yritys eikä Saksan Astrium-yritys, joka oli kehittänyt Galileo IOV-vaiheen satelliitit. OHB GmbH suunnitteli FOC-vaiheen satelliiteille uuden satelliittirungon, käyttäen mm. saksalaisen SAR-Lupe-tiedustelusatelliitin suunnitteluosaamista. Tämä johti satelliittien alihankintaketjun uuteen kilpailuttamiseen. Paikannushyötykuorman rakentaa EADS-konserniin kuuluva englantilainen Surrey Satellite Technology-yhtiö. Kriittisimmän komponentin, atomikellon, valmistaa sveitsiläinen Spectratime. 
18 ensimmäisen satelliitin jälkeen loput 12 satelliittia saadaan toteutettua 1,9 miljardin euron lisäkustannuksilla taivaalle vuoden 2020 loppuun mennessä. Tammikuussa 2012 OHB GmbH voitti toisen tarjouskilvan, tällä kertaa kahdeksan Galileo FOC-satelliitin rakentamisesta.
Ensimmäiset tämän Full Operational Constellation eli FOC-sarjan satelliitit laukaistaan vuoden 2012 puolivälissä ja sen jälkeen kaksi satelliittia joka kolmas kuukausi. Vuoden 2010 alussa EU päätti ostaa kymmenen venäläistä Sojuz-kantorakettia Galileo-satelliittien laukaisuun. Galileon laukaisuissa on ehto, että ne pitää laukaista avaruuteen EU:n alueelta, eli käytännössä Kourousta. Arianespace solmi tammikuussa 2012 ESAn kanssa sopimuksen myös Ariane 5 -raketin käytöstä Galileo-satelliitien laukaisussa.
Loput kuusi satelliittia valmistaa joko Astrium tai OHB.

Kehitystyön organisointi

Järjestelmän esisuunnittelu kesti vuodesta 1994 vuoteen 1998. Vuonna 1999 Euroopan komissio ilmoitti päätöksensä uuden siviilinavigaatiojärjestelmän rakentamisesta. ESA toteutti eurooppalaisen avaruusteollisuuden avulla teknisen kehitystyön vuodesta 1998 vuoteen 2005. 
ESAn ja EU:n välisen yhteistyön toteuttajaksi perustettiin Galileo Joint Undertaking -organisaatio. Se tilasi satelliitit Galileo Industries -yritykseltä, joka on Euroopan avaruusteollisuuden suuryritysten yhteenliittymä. Yksityisen sektorin piti pystyä itse rahoittamaan pääosa satelliiteista, mutta IT-kuplan puhjettua usko tähän loppui.  
Vuonna 2007 Euroopan komission usko järjestelmän yksityiseen rahoitukseen loppui. Hanketta ehdotettiin toteutettavaksi julkisella rahoituksella ESA:n ja EU:n kautta. Marraskuun lopussa 2007 EU:n jäsenmaat pääsivät sopimukseen rahoituksesta, vaikka Espanja ensin äänesti sopimusta vastaan vaatiessaan suurempaa osuutta hankkeesta. Espanja sai linjaan mukautumisesta maahansa kolmannen Galileon päämaa-aseman. EU:n tavoitteena oli vuonna 2007 saada järjestelmä käyttökuntoon vuoteen 2012 mennessä. Tämä julkisen rahoituksen malli vaati urakoitsijoiden uutta kilpailutusta, joka tietysti hidasti ohjelman toteutustahtia. Kilpailutukseen kuuluivat satelliitit, maa-asemat, järjestelmän operointi ja satelliittien laukaisut sekä systeemisuunnittelu. 
Tammikuussa 2011 pidetyn “Mid-term review of the European satellite radio navigation programmes” eli Galileo- ja EGNOS-ohjelmien ns. puolivälikatselmuksessa Euroopan komissio ilmoitti virallisesti, että Galileo-järjestelmä on valmis käyttöön vasta vuonna 2020. Sen operointi maksaa tämän jälkeen 800 miljoonaa euroa vuodessa. Komissio tunnusti samalla, ettei Galileolla ole merkittävää tuloa tuottavaa potentiaalia.

Nouseva kustannusarvio

Lokakuussa 2010 Galileon tilanne alkoi hahmottua tarkemmin: Saksalaisen sanomalehtiartikkelin mukaan järjestelmä ei ole toimintakunnossa ennen vuotta 2018 ja sen rakentaminen maksaa 1,7 miljardia euroa enemmän kuin tähän asti sille on sidottu maksuja ja rahoitusta. 
Järjestelmä maksaa 20 vuodessa 20 miljardia euroa – Galileon operointivaiheen arvioitu kustannus 750 miljoonaa euroa vuodessa oli ilmeisesti liian alhainen. Lokakuun lopulla 2010 Saksassa uutisoitiin Financial Times Deutschland-lehdessä Galileo-järjestelmän maksavan 22 miljardia euroa sen kehittämisen ja operoinnin alun vuosikymmeninä (1998–2018). Vuoden 2001 alun tieto oli: Järjestelmä on käyttöönoton alkaessa vuonna 2020 tai 2021 kaksitoista vuotta myöhässä ja siihen mennessä sen kustannukset ovat 5,4 miljardia euroa. Tämä summa ei välttämättä pidä sisällään Euroopan avaruusjärjestön vähintään 550 miljoonan euron panostusta eikä 18 satelliitin operointia vuosien 2014–2020 välissä. Keväällä 2011 Euroopan komissio aikoo allokoida 1,9 miljardia euroa lisärahoitusta, joilla uskotaan saatavan aikaan 30 satelliiteista loput (30–4–14=12). Täten koko järjestelmän toteutus maksaa noin 7 miljardia euroa vajaan 20 vuoden aikana.

Ulkopolitiikkaa

Kiinan kansantasavalta liittyi syyskuussa 2003 mukaan hankkeeseen panostaen siihen 302 miljoonaa dollaria. Kiina rakensi neljään Galileo IOV-vaiheen satelliittiin meripelastuksen transponderit ja niin sanottuja MEOLUT-maa-asemia Kiinaan.
Israel oli Galileon osakas heinäkuusta 2004 alkaen – sen yritykset valmistivat neljän ensimmäisen Galileo IOV-vaiheen satelliitin propulsiojärjestelmien osia.
Yhdysvalloilla ja EU:lla oli 2000-luvun alussa kiista Galileon signaalin moduloinnista. Kesäkuussa 2004 EU päätyi BOC(1,1) (Binary Offset Carrier) modulointiin, jonka avulla Galileo ei häiritse samantaajuista GPS-lähetystä. Euroopan Unioni lupasi suojata lännen turvallisuuskysymykset Galileo-ohjelmassaan ("mutual concerns related to the protection of allied and U.S. national security capabilities") Tämän jälkeen EU on nostanut Kiinan Beidoun esiin ongelmana kerta toisensa jälkeen.
Israel ja Kiina käytännössä heitettiin ulos Galileon johtokunnasta ja koko projektista pois Galileon siirtyessä marraskuussa 2007 kokonaan Euroopan komission hankkeeksi. EU:n ulkopuoliset maat Norja ja Sveitsi saivat Euroopan avaruusjärjestön jäseninä erikoisaseman Galileon hallinnossa. 2.4.2009 Norja sitoutui maksamaan 68,9 miljoonaa euroa osuudestaan Galileossa. Vuonna 2010 Euroopan Komissio päätti poistattaa kiinalaiset transponderit kaikista (4) Galileo-satelliiteista. Ne korvattaneen kanadalaisilla (ts. EU:n ulkopuolisilla, mutta länsimaisilla) laitteilla.
Muun muassa Venäjä ja Intia keskustelelivat Galileon toteuttamiseen liittymisestä, mutta pysyivät siitä erossa.
Kiinan Beidou ja Compass-järjelmät toimivat samalla taajuudella kuin Galileo varmistaen sen, etteivät länsimaat pysty häiritsemään Kiinan paikannussatelliitteja ilman häiriötä Galileo-järjestelmälle. EU:n ja Kiinan välillä on 2000-luvun alkupuolelta ollut kiistaa Compass-järjestelmän paikannussignaalien taajuudesta, mutta vuoden 2011 alussa tuli ilmeiseksi, että Galileo on aikanaan maailman neljäs globaali GPS-tyyppinen paikannussatelliittijärjestelmä ja siksikin sen taajuusvaatimukset eivät ole suurin prioriteetti ITUssa jne.

Maa-asemat

Galileolla on kaksi päämaa-asemaa: toinen on Münchenissä ja toinen on Rooman lähellä. Järjestelmään kuuluu lukuisia muita maa-asemia kautta maailman.