Mai posztunkban - fél lábbal legalábbis - ismét kilépünk a világűrbe, hogy megismerkedjünk modern világunk egyik elengedhetetlen kellékével, a műholdas helymeghatározással és az ezt kiszolgáló (pontosabban lehetővé tevő) különböző rendszerekkel.
Az egyik Föld körüli pályán keringő GPS-műhold művész ábrázolása. (forrás: Wikipedia)
Nem is szaporítjuk a szót: a "Tovább" gomb után felfedezzük a GPS és társainak világát.
Hol is keresselek?
A címben és a fenti alcímben egyaránt feltett kérdésre már sok ezer éve keresi (haha) a választ az emberiség - a pontos navigáció gyakran döntött élet és halál között, amikor a sivatagban fekvő oázis megtalálásáról, vagy a kontinensközi tengeri utazásokról volt szó (például Európa és az Újvilág között a Kolumbuszt követő évtizedekben).
Az okostelefonok előtt kizárólag a fent láthatóhoz hasonló vevőkészülékek által használhattuk a műholdas helymeghatározást. (forrás: Wikipedia)
Sokáig kielégítő megoldásnak tűnt a csillagok és egyéb égitestek alapján tájékozódni (a tengeri navigációnál ennek egyik legfontosabb eszköze évszázadokon keresztül a szextáns volt, amit gyakorta még napjainkban is alkalmaznak a tengerészek), s ott volt az iránytű is, de mindvégig élt az igény egy sokkal pontosabb helymeghatározást lehetővé tevő eszköz iránt.
Oroszországban - mint minden fontosabb esemény, vagy tudományos eredményt - a műholdas helymeghatározó rendszerük előtt is postai bélyeg formájában tisztelegnek. (forrás: Wikipedia)
Természetesen az igényt megfogalmazók között elsők voltak a katonák, akiknél - például - a tüzérségi lövedékek pontos célba juttatása ("hol vannak a saját erők és hol az ellenség, hogy ne a sajátjainkat lőjük atomjaikra" kérdésköre) élvezett elsőbbséget.
A forradalmi újítás lehetőségét végül a rakétakorszak hozta el: az 1950-es évek végétől a Szovjetunió és az Egyesült Államok egymással versengve állították Föld körüli pályára az újabbnál újabb mesterséges holdakat, mindannyiunk legnagyobb örömére. Arra hamar rájöttek a szakemberek, hogy legalább három, egymástól függetlenül keringő műhold adatai alapján nagyon pontos helymeghatározás lehetséges, egy huszonnégy műholdból álló flottával pedig a Föld bármely pontján megkaphatjuk aktuális koordinátáinkat.
Mint oly sok minden mást, a műholdas helymeghatározást is a katonai szükséglet hívta életre. (forrás: Wikipedia)
A helymeghatározó műholdak jeleinek vételéhez szükség van egy erre alkalmas eszközre, ami manapság már az okostelefonok többségében is szériatartozék.
Mennyi az idő?
Jogos ez a kérdés is, hiszen a különféle helymeghatározó rendszereknek szükségük van a helyünk meghatározásához pontos időadatokra is. Éppen ezért minden helymeghatározó műhold rendelkezik legalább egy (de inkább kettő) atomórával.
Ezek ugyan a jelenleg ismert legpontosabb időmérő eszközök, de az Einstein által felvázolt speciális relativitáselméletben foglalt úgynevezett ikerparadoxon miatt (mivel nagy sebességgel keringenek a Föld körüli pályán) a műholdak saját ideje egy idő után eltolódik a földi időhöz képest, ezért folyamatosan korrigálni kell azt.
GPS
Habár a GPS elsődleges felhasználója ma már a civil szféra, üzemeltetését még napjainkban is a haderő látja el. (forrás: Wikipedia)
A kozmikus versengésben végül a jenkik léptek elsőként: az 1970-es évek elejétől 20 ezer kilométer magasságban (ez a Nemzetközi Űrállomás keringési magasságának ötvenszerese) Föld körüli pályára állítottak huszonnégy Navstar-műholdat - elhelyezkedésük garantálta, hogy a nap huszonnégy órájában a Föld minden pontjáról egyszerre legalább négy látszódjon (képletesen). A Global Positioning Systemnek, azaz "Globális helymeghatározó rendszer"-nek (röviden és közismerten GPS) elkeresztelt hálózat a kezdetben kizárólag az Egyesült Államok fegyveres erőinek céljait szolgálta (haditengerészeti navigáció, a vörösöket elpusztítani hivatott ballisztikus rakéták pontos célba juttatása, satöbbi), az 1990-es évektől azonban a civil szférában is széles körben elterjedt.
A GPS-rendszer emblémája. (forrás: Wikipedia)
A napjainkban több, mint harminc műholddal (ezeknek egy része inaktív állapotban kering a Föld körül, hogyha egy - vagy több - társuk kiesne, rögtön pótolni lehessen és ne kelljen hónapokat várni a következő rakétaindításig) bíró GPS-t a mai napig a jenki haderő üzemelteti, s a katonai prioritások továbbra is fennállnak; az amerikaiak (ha úgy akarják) bármikor képesek egy adott területen blokkolni a GPS-jeleket, vagy jelentősen ronthatnak a pontosságon - az ellenség legnagyobb bánatára.
A GPS pontossága egyébként 30-500 cm, helytől és hozzáféréstől függően (a jenki haderőnél és a szövetségeseknél feltehetően ennél is pontosabb).
GLONASZSZ
A GLONASZSZ-embléma. (forrás: Wikipedia)
A ГЛОНАСС orosz mozaikszó jelentése nagyjából "Globális műholdas helymeghatározó rendszer", amelyet amerikai testvéréhez hasonló okból alkottak meg az 1970-es évek második felében - ez a rendszer azonban a teljes lefedettséget csak a Szovjetunió széthullását követően, 1995-ben érte el.
GLONASZSZ- és GPS-jelek vételére egyaránt alkalmas vevőkészülék. (forrás: Wikipedia)
Mivel az 1990-es évek nagyon ínséges időszaknak számított Oroszországban, nem maradt forrásuk a műholdrendszer karbantartására (mesterséges égi kísérőinket ugyanis néhány évente cserélni kell), így a 2000-es évek elejétől gyakorlatilag a nulláról kezdhették újra az építkezést...
Az orosz szövetségi űrügynökség, a Roszkozmosz által felügyelt és újraélesztett GLONASZSZ-rendszer 2010-ben már egész Oroszország területére lefedettséget tudott biztosítani, az évtized közepére pedig a kereskedelmi forgalom számára is megnyitott orosz globális helymeghatározás már az egész Földön használhatóvá vált, köszönhetően a huszonnegyedik műhód műhold üzembe helyezésének.
Vlagyimir Putyin orosz elnök egy GLONASZSZ-jel vételére alkalmas okoskészüléket csodál éppen... (forrás: Wikipedia)
A GLONASZSZ pontossága 2,8-7,4 méter között változik. Hivatalosan legalábbis. Egyébként az orosz haderőben még annyira nem elterjedtek a műholdas irányítású fegyverek, mint az Egyesült Államokban, de arrafelé is gyorsan változnak az idők...
Galileo
Fő az egyszerűség - gondolhatták a Galileo-embléma tervezői. (forrás: Wikipedia)
Az Európai Unió által létrehozott és az egyik legismertebb európai csillagászról elnevezett műholdas navigációs rendszer (amelyet nem is annyira burkoltan a GPS vetélytársának szántak) első műholdjait a 2000-es évek közepétől állították Föld körüli pályára - napjainkban összesen huszonkét műhold biztosítja a pontos helymeghatározást, a teljes flotta (24 aktív + 6 tartalék műhold) pedig 2020-ra fog felállni, ezzel a GPS és a GLONASZSZ után az európaiak rendszere lesz a harmadik a világon, amely az egész bolygóra lefedettséget tud biztosítani.
Galileo-jel vételére alkalmas okostelefonok. Az Európai Unió által finanszírozott helymeghatározó rendszer elsődleges felhasználója a civil szféra, de a fegyveres erők előtt is nyitva áll a lehetőség a használatára... (forrás: Wikipedia)
A Galileo esetében a pontosságot 1 cm és 1 méter közé lőtték be (előbbi csak külön hozzáféréssel).
BeiDou
A BeiDou (Pejtou)-rendszer emblémája. (forrás: Wikipedia)
Kína, mint a jövő szuperhatalma sem akart lemaradni a globális helymeghatározás nemzetközi versenyében (értsd: nem akarták saját hadseregüket és civil szektorukat teljesen kiszolgáltatni a GPS vagy éppen a GLONASZSZ gazdái kénye-kedvének), így 2000-től elkezdték pályára állítani a 北斗卫星导航系统, azaz a "Pejtou Műholdas Navigációs Rendszer" műholdjait.
A 2010-es évek közepén a BeiDou-rendszer még csak a Föld fent látható részére biztosított lefedettséget - a következő évtized elején ez a képesség már globálissá fog bővülni. (forrás: Wikipedia)
A 2011-ben Föld körüli pályán keringő tíz műhold már meglehetősen pontos lefedettséget biztosított egész Kína területére és a Csendes-óceán nyugati részére - a globális lefedettséget az európaiakhoz hasonlóan 2020 környékére fogják elérni.
A rendszer pontosságát 10 cm és 10 m közöttire becsülik (előbbinek természetesen a katonák látják előnyét).
A többiek
NAVIC
A NAVIC-rendszer lefedettsége. Nem globális, de az India számára kulcsfontosságú területeken a tervek szerint megbízhatóan (?) működik majd a jövőben. (forrás: Wikipedia)
A szanszkrit nyelven "navigátor"-t jelentő kifejezés India regionális helymeghatározó rendszerét takarja (a rendszer másik megnevezése az Indian Regional Navigation Satellite System, azaz "Indiai Regionális Navigációs Műholdrendszer"), amely napjainkban hét műholdból áll, és a dél-ázsiai szubkontinensen illetve az Indiai-óceán térségében biztosít felhasználói (elsősorban az indiai haderő egységei) számára viszonylag pontos (és ami még fontosabb: mindenki mástól független) helymeghatározást. A 2018 elejétől működőképessé váló hálózatot a tervek szerint tizenegy műholdasra bővítik a jövőben.
A rendszer pontosságát a katonák számára 10 centiméteres, míg a civileknek 10 méteres.
QZSS
Quasi-Zenith Satellite System - azaz "Majdnem-zenit Műholdrendszer" (vagy valami hasonló, a japán eredeti pedig 準天頂衛星システム; a zenit jelentése pedig a Wikipedia szerint "egy földfelszíni pontba emelt függőlegesnek az éggömbbel való azon döféspontja, amely a horizont felett van") csodálatos névvel illetik a Japánban kifejlesztett, szintén regionális műholdas navigációs rendszert, amelynek négy műholdja Japán és Ausztrália QZSS-t használó lakosai számára biztosít pontos helymeghatározást. Az indiaiakhoz hasonlóan a QZSS is 2018-ban kezdte meg működését, de a tervek szerint ez a rendszer megmarad majd a regionális működés szintjén.
A japán helymeghatározó rendszer emblémáján jól látható a műholdak által leírt pálya. (forrás: Wikipedia)
A lefedett területen a rendszer pontossága egy centiméter és egy méter között változik.
A Föld körüli pályára állított helymeghatározó műholdak száma és eloszlása. Mennyiségben az oroszok a nyerők, a minőséget azonban még a jenkik biztosítják, miközben az európaiak és kínaiak fokozatosan zárkóznak fel. (forrás: Wikipedia)
