12 июля 2019 года все спутники европейской системы глобального позиционирования «Галилео» на сайте оператора системы были помечены как неработающие, а пользователи спутниковой системы не смогли использовать сигналы с космических аппаратов для определения своего местоположения. Как оказалось, первые сообщения об отказах были отмечены ещё 11 июля, а устранение системного сбоя заняло почти десять дней.
«Галилео» (Galileo) — совместный проект спутниковой системы навигации Европейского союза и Европейского космического агентства, подобный американскому GPS или российскому ГЛОНАСС. В отличие от американской или российской систем глобального позиционирования, «Галилео» не контролируется национальными военными ведомствами, а представляет из себя чисто гражданскую разработку — средства на развитие системы планируется получать за счёт продажи лицензий производителям приёмников сигнала.
Такая особенность системы, судя по всему, и стала причиной тяжёлого системного сбоя. Всё дело в том, что принцип определения местоположения с помощью спутников требует точного знания об их местоположении по отношению к приёмнику сигнала. Тогда, за счёт различного времени прохождения сигнала от них, приёмник может вычислить своё местоположение, так как задержка сигнала от каждого из спутников чётко показывает расстояние до него — а дальше в дело вступает обычная геометрическая триангуляция.
Орбита любого спутника с течением времени немного изменяется — и поэтому во всех системах позиционирования для каждого спутника периодически задаются так называемые эфемериды — его точные небесные координаты. Ведь для целей триангуляции необходимо не только измерить с помощью сигнала расстояния до реперных точек (спутников), но и точно знать, где эти точки расположены. Рассылкой эфемерид спутникам занимается командный сегмент навигационной системы с Земли, который постоянно пересчитывает орбиты космических аппаратов и сообщает им о любых изменениях в них.
GPS и ГЛОНАСС, по сути — военные системы, они рассчитаны на уничтожение командного сегмента и работу до полугода без связки с командным сегментом. Более того, на этот случай на новых спутниках предусмотрена самостоятельное определение эфемерид путем межспутниковых измерений. В итоге в передаваемых данных у GPS и ГЛОНАСС есть информация на случай долгой работы без обновления эфемерид, а приемники этих систем умеют в этой ситуации работать.
«Галилео», как уже было сказано — система гражданская. Как показывает проведенное расследование, в момент сбоя система вышла из синхронизации. Для синхронизации любой системы позиционирования используются высокоточные атомные часы, так как для определения эфемерид важно не просто определить точное местоположение спутника, но и сделать это в максимально определённый промежуток времени. Напомним, спутники позиционирования движутся очень быстро — за секунду они перемещаются на орбите на расстояние около 4 километров. Их бортовые часы имеют точность около 1 наносекунды (одну миллиардную долю секунды). Только такая точность позволяет определять местоположение с точностью до нескольких метров.
Однако, как и орбиты спутников, показания их атомных часов тоже могут немного «плыть», для чего в системе постоянно используются эталонные часы, установленные в командном сегменте. В системе «Галилео» таких эталонных хронометров два, для надёжности они установлены в независимых командных центрах в Италии и в Германии. 11 июля 2019 года система обнаружила, что эталонные часы двух командных центров сами попали в рассинхронизацию и стали показывать разное время. Причиной неполадок сейчас называют не сами атомные часы, а программное обеспечение, куда закралась ошибка, проявившаяся во время обновления программного обеспечения на одной из земных станций. Впрочем, систему это «положило» не хуже неисправности в самих хронометрах — все навигационные сигналы спутников были принудительно отключены, так как из-за рассинхронизации отклонения в определении эфемерид стали слишком большими.
Напомним, что «Галилео» была запущена в декабре 2016 года и до сих пор находится в тестовой фазе. Полноценный запуск системы с механизмами дублирования и обеспечением отказоустойчивости еще не осуществлен, поэтому сбой июля 2019 года можно все еще списать на тестирование системы. Однако надо понимать, что, случись такой сбой после момента официального ввода системы в эксплуатацию — и многомиллионные убытки или даже человеческие жертвы были бы практически неизбежны.
Это показывает и другой момент — в нашем современном мире систему спутниковой навигации могут себе позволить отнюдь не все страны. Сейчас таких систем только четыре — американская GPS, российская ГЛОНАСС, китайская Beidou и европейская «Галилео». И даже поддержание этих систем в текущей работоспособности требует постоянных и направленных усилий. Мы живём в очень хрупком мире, завязанном на технологии. А технологии иногда могут отказывать.
