Global Galileo

Den 17. december 2015 sendte en Soyuz-raket Galileo 11 og Galileo 12 i kredsløb om Jorden fra den europæiske rumhavn i Kuorou, Fransk Guiana. Verden fik dermed starten på et nyt, åbent, gratis og civilt positioneringssystem som kan bruges i alt fra flytrafik, datingapps, shopping og til at hjælpe til ved store naturkatastrofer rundt omkring i verden.

Topbillede: Billede fra opsendelsen af de to satellitter (credit: ESA).

De to satellitter gør konstellationen af europæiske navigationssatelitter omfattende og stabil nok til at Galileo – ESAs globale navigationssystem – nu kan siges at starte rigtigt. Satellitterne sættes op i 23.222 kilometer over Jorden i det der kaldes Medium Earth Orbit. Det vil sige at der er satellitter længere ude – de geostationære – og satellitter længere nede – kommunikationssatellitter i Low Earth Orbit (LEO).

Galileo har været undervejs siden 2003. En massiv investering for EU og ESA som skal omfatte i alt 24 satellitter (med 6 i reserve) når det er fuldt udbygget i 2020.

Galileo er Europas svar på GPS – som de fleste jo nok kender – og Galileo kan bruges sammen med GPS. GPS – Global Positioning System – var verdens første globale og satellitbaserede navigationssystem udviklet af USA.

GPS var på mange måder en udløber af den kolde krigs våbenkapløb men blev frigivet til civil brug af Ronald Reagans regering i 1980erne uden indflydelse fra den Sovjetrussiske nedskydning i 1983 af en Boing 747 fra Korean Air med 269 ombord, som var kommet på afveje inde over Sovjetisk luftrum.

GPS blev officielt startet helt tilbage i 1973, med den første satellit oppe i 1978, og det var fuldt udbygget i 1994. En satellit holder normalt ca. 10 år, så erstatninger sendes løbende op. Systemet er blevet opdateret og moderniseret mange gange.

Systemet består (også) af 24 satellitter som kredser i 6 baner omkring Jorden ca. 20.200 kilometer over os. Tilsammen kan de dække hele planeten. For at bestemme sin position har man brug for at kunne få et signal fra mindst tre satellitter. Satellitterne kredser om Jorden to gange i døgnet og sender konstant radiosignaler mod Jorden.

GPS-simulering
GPS består af 24 satelitter som kredser rundt om Jorden i 6 baner 2 gange i døgnet.

Hvis man har en GPS-modtager – og det har stort set alle med en nyere mobiltelefon – så kan man få sin position at vide ved at bruge såkaldt multilateration – som er en måde at bestemme en position i tre dimensioner via hyperbolsk geometri.

Ens GPS-modtager sammenligner det tidspunkt som satellitterne sendte signalet med tidspunktet hvor det blev modtaget. Tidsforskellen kan bruges til at finde frem til hvor langt væk satellitterne er, fordi man ved hvor hurtigt signalet bevæger sig – nemlig ligeså hurtigt som lyset, 300.000 km i sekundet.

Hvis GPS-modtageren kan gøre det sammen med mindst tre satellitter kan man beregne hvor man er. Hvis man får en fjerde satellit med kan man også få højden over Jorden med.

Det er som regel det amerikanske system vi bruger når vi spørger om vej ved hjælp af satellitter. Og derfor kalder vi det jo som regel også bare GPSen.

Men det er den samme måde som Galileo fungerer på.

Faktisk er der en del andre systemer end det amerikanske. Russerne arvede deres eget globale system efter sovjettiden, det såkaldte Glonass, og Kina har også et, lidt mindre, system. Japan og Indien er også i gang med deres egne projekter.

geotracker-garmin
En lille håndholdt geotracker som denne fra Garmin kan modtage signaler fra GPS og Glonass. Den kan også tage billeder og sætte dem ind på et kort.

Til forskel fra de fleste af de andre systemer er Galileo udelukkende tænkt til civile formål. Noget der angiveligt har fået amerikanerne til at true med at skyde satellitterne ned hvis der skulle opstå en konflikt med f.eks. Rusland. Amerikanerne kan nemlig blokere deres eget system så det kun kan bruges af det amerikanske forsvar, og de kan (siger de) skyde de russiske satellitter ned. Men de kan ikke på samme måde blokere for den åbne brug af Galileo. Det står lidt hen i det uvisse om der er fundet en løsning på problemet. Men det er tilladt at tro at amerikanerne nok har en idé om hvad de vil gøre.

Når en GPS-modtager virker kan den faktisk bruge signaler fra alle de mange satellitter: Det kendte Amerikanske GPS, det temmelig ukendte russiske Glonass og altså nu, det europæiske Galileo.

Faktisk er der snart så mange satellitter deroppe at man godt kunne blive lidt betænkelig. I alt anslås det at 6600 satellitter er blevet sendt op og ca. 3600 er stadig i kredsløb. Af dem er lidt over 1000 stadig i funktion.

I 2009 stødte en amerikansk “Iridium”-kommunikationssatellit (og dem er der ca. 66 af i Iridium-systemet) sammen med en gammel russisk militærsatellit. Det skete i det lave kredsløb over Jorden (LEO) – hvor også Den Internationale Rumstation og Hubble-teleskopet befinder sig.

Det sendte chok igennem verdens rumfartagenturer og har helt sikkert været en inspirationskilde til historien i Hollywoodfilmen “Gravity” med Sandra Bullock og George Clooney, hvor begge – altså teleskopet og rumstationen – netop bliver ramt af resterne fra et sammenstød.

stuffinspace-gps.jpg

En kvik studerende, James Yoder fra Texas, har med data fra det amerikanske forsvar lavet en 3D-visualisering af alle de mange satellitter. Her kan man blandt andet se satellitterne fra GPS (herover), fra Glonas og fra Galileo. Og de nyeste Galileo 11 og 12. Man kan også følge det smukke og komplekse mønster af samtlige rester fra de to satellitter som stødte sammen.

Visualiseringen kan findes her (åbner i nyt vindue)

Social navigation

En lang række af sociale medier har forsøgt at bruge alle disse forholdsvist nemt tilgængelige satellitdata til noget. Det mest kendte er sandsynligvis Foursquare, som bruger ens satellitberegnede position til at tilbyde for eksempel, mad, kaffe og “fun” lige i nærheden (nogle gange lidt længere væk).

Men også en datingapp som Tinder kan fortælle om der er nogen spændende dating emner i nærheden med deres “Passport”-koncept.

Kort over verden

Den mest betydningsfulde brug af satelitterne er naturligvis til at lave kort og – ikke mindst – at lægge informationer ind på kortene.

Der findes flere store private kortfirmaer på nettet, med Google Maps som det mest kendte. De får eller køber kort fra de satellitfirmaer og tilføjer så informationer lagt ind af brugere med adgang til for eksempel GPS. Kortet herunder er lavet på den måde.

ESAs rumhavn i Kuorou, Fransk Guiana, er lagt ind på et nydeligt kort leveret af kortfirmaet Mapbox.

Mapbox giver mulighed for at redigere i kortene og tilføje alle mulige former for interaktivitet (som er udeladt her). Det er også Mapbox som leverer kort til både Foursquare og Tinder.

Som en modvægt til kommercialiseringen er der opstået en gratis open source kortservice. Den hedder OpenStreet Map.

Her kan alle gå ind og lægge nyttig information på kort over ikke helt så økonomisk spændende steder som man kan pinpointe via først og fremmest GPS.

I stedet for café latte-caféer i San Francisco eller den bedste paleo-food i København kan man for eksempel notere teltlejre, skoler og brugbare broer i verdens katastrofeområder.

Open Street Mapping kaldes også for cloud source mapping fordi det principielt er lige meget hvor folk befinder sig. Man tilmelder sig, logger ind på et stort fælles website og tilføjer beskrivelser af hvad man kan se på et kort over et område: veje, huse, skoler, broer og så videre. Selvom man kun bidrager lidt kan de mange små bidrag blive til meget detaljerede og brugbare kort til gavn for det fælles bedste.

Hvordan det rent faktisk virker kan man se i Nepal.

Kathmandu Living Labs er et ungt laboratorium der arbejder med at løse nogle af de mange problemer i Nepal ved hjælp af kort og satellitter. Stifteren af laboratoriet hedder Nama Ras Budhathoki. Nama Budhathoki er nepaleser med en phd og forskerbaggrund fra USA. Hans og laboratoriets speciale er Open Street Mapping.

Laboratoriets metoder blev sat på sin første alvorlige prøve da Nepal og især Katmandu blev ramt af først ét kraftigt jordskælv i april og så et andet i maj sidste år. En katastrofe som landet kun langsomt kom sig over:

Da Kathmandu Living Labs organiserede mapping på Open Street Mapping-systemet skete der noget. De frivillige strømmede til. 9000 frivillige fra hele verden deltog til sidst i kortlægningen af fjorten distrikter uden for Katmandu. “Det var forbløffende at opleve,” fortæller Nama Budhathoki. “Det var første gang i verdenshistorien at så mange mennesker meldte sig frivilligt til at deltage i kortlægningen ved en naturkatastrofe”.

“Det der sker i open mapping”, fortæller Nama Budhathoki, “er at man har nogle gode billeder fra en satellit lagt ud på nettet. Så kan folk på nettet, også i Danmark, hjælpe til med at identificere veje og bygninger, man kan identificere åbne områder og endda de teltlejre som der var mange af efter jordskælvet. Satelitfirmaer gav os gode billeder i høj opløsning og folk over hele verden kunne hjælpe til med at se hvad der var på dem”.

Enlarge

beforeandafter-dark
Før og efter mapping af et område i Kathmandu.

Det er dog ikke alt man kan se udefra.

Der er nogle ting som man er nødt til at være til stede på jorden for at kunne beskrive. Man er nødt til at have lokal viden. Lokale geotrackere som kunne angive positionen for teltlejre og vigtige bygninger og lægge det ind på kortene. Kombinationen af frivillige på nettet og frivillige i nærområderne i Nepal var, fortæller Nama Budhathoki, den perfekte løsning.

Enlarge

maps
Udprint af store kort til et forsøg med community mapping i Katmandu. Credit: Patrick Meier, irevolutions.org

Laboratoriet lavede kort af mange slags – både på nettet og i fysisk form – som blev brugt både af den nepalesiske regering og hær og af en lang række af internationale hjælpeorganisationer, specielt FN-organisationer og Canadiske og Amerikanske Disaster Response Teams.

Men den måske mest konkrete erfaring som laboratoriet og Budhathoki har fået, er at produktionen af de livsvigtige kort kan fortsætte under en katastrofe.

Kontorerne blev så skadede af jordskælvet at Budhathoki og resten af laboratoriet måtte flytte ud på en nærliggende parkeringsplads. Der var mange efterskælv. Her arbejdede de i det åbne i flere dage.

Da efterskælvene havde lagt sig og der kom flere og flere frivillige til begyndte man at lede efter en sikker bygning at være i. Først fandt man en tom café og senere, da caféen åbnede igen, fandt man en forladt skole. Budhathoki og hans folk fortsatte med at lave kort til nødhjælpsorganisationerne, under og i dagene efter jordskælvet.

“Vi stoppede ikke en eneste dag”.

Kathmandu Living Labs laver en lang række af projekter med Open Street Mapping. Og man kan læse om dem på laboratoriets website. Her kan man for eksempel finde et link til et helt nyt kort, hvor man har mappet alle skoler og hospitaler i Katmandu.

Søgbart kort over skoler og hospitaler.

Kortene er lavet med GPS-satellitter, håndholdte geotrackere og kort fra Mapbox og Google.

En kortlægning som kan betyde forskellen mellem liv og død hvis der skulle komme et nyt jordskælv.

Hvilket der desværre temmelig sikkert gør.

Share this
Share this
Mail this site
read more: