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Falha de relógios atômicos afeta GPS europeu

Falha de relógios atômicos afeta GPS europeu
Como têm uma redundância quádrupla, os satélites não deixaram de funcionar devido aos problemas nos relógios atômicos. [Imagem: OHB]

Redundância quádrupla

A recém-inaugurada constelação de satélites Galileo, que forma o sistema de posicionamento global europeu, está apresentando uma série de anomalias em seus relógios atômicos.

Ocorreram anomalias em cinco dos 18 satélites Galileo em órbita, embora a ESA garanta que todos os satélites continuam funcionando normalmente e que a prestação dos serviços não foi afetada.

Como uma sincronização altamente precisa é fundamental para a navegação por satélite, cada Galileo carrega quatro relógios atômicos para garantir uma redundância quádrupla do subsistema de temporização: dois Relógios de Padrão de Frequência Atômica de Rubídio (RAFS) e dois Relógios de Maser de Hidrogênio Passivo (PHM).

A atual constelação Galileo consiste em 18 satélites em órbita, somando um total de 36 relógios RAFS e 36 relógios PHM.

Nenhum satélite individual experimentou mais do que duas falhas de relógio, pelo que a redundância quádrupla concebida para o sistema significa que todos os 18 membros da constelação permanecem operacionais.

Falha de relógios atômicos afeta GPS europeu
Modelo de relógio atômico RAFS (Relógio de Padrão de Frequência Atômica de Rubídio). [Imagem: ESA/Temex]

Relógios RAFS

Nos últimos meses, um total de três relógios RAFS falharam inesperadamente - todos em satélites do tipo FOC (Capacidade Operacional Total), o último modelo do Galileo. Essas falhas parecem ter uma assinatura consistente, ligada a prováveis curtos-circuitos e, possivelmente, a um procedimento de teste em particular realizado antes do lançamento.

Não ocorreram falhas de relógios RAFS nos quatro satélites IOV (Validação Em Órbita), o modelo original do Galileo. Além disso, os relógios RAFS no primeiro satélite de navegação de teste da ESA, GIOVE-A, lançado em 2005, foi verificado e foi reativado com sucesso.

Os testes iniciais em solo confirmaram que esses relógios atômicos RAFS têm uma deficiência em seu funcionamento, mas a causa específica ainda não foi identificada.

Para os restantes 33 relógios RAFS em órbita, acredita-se que o risco de falha seja menor devido a diferentes procedimentos de teste em terra antes do lançamento. Além disso, novas medidas operacionais foram implementadas para mitigar ainda mais o risco.

Falha de relógios atômicos afeta GPS europeu
Relógio Atômico de Maser de Hidrogênio Passivo (PHM). [Imagem: ESA]

Relógios PHM

Nos últimos dois anos, houve cinco falhas de relógios PHM nos satélites IOV e uma falha PHM nos satélites FOC.

Essas falhas são melhor compreendidas, ligadas a duas causas aparentes.

Uma delas é uma margem baixa em um parâmetro particular que leva a uma falha em algumas unidades, mas não em todas. A segunda causa está relacionada ao fato de que, quando alguns relógios PHM funcionais são desligados por longos períodos, eles não reiniciam devido a uma mudança nas características do relógio em órbita. Até agora, dois relógios PHM falharam devido ao primeiro mecanismo, e quatro devido ao segundo.

Atraso

Embora as investigações da ESA e dos seus parceiros industriais ainda estejam em andamento, há consenso quanto à necessidade de atualização dos demais relógios RAFS que ainda devem ser lançados nos oito satélites Galileo que estão sendo construídos ou testados e que aguardam lançamento.

Para os restantes 30 relógios PHM que trabalham em órbita, estão sendo estudados procedimentos operacionais para reduzir significativamente o risco de falha futura. Estas medidas estão sendo validadas antes da sua introdução, o que deverá ocorrer dentro de algumas semanas.

O impacto da remodelação dos relógios RAFS e PHM sobre o calendário de lançamento dos próximos satélites está em estudo, mas a ESA está confiante de que os problemas dos relógios atômicos serão resolvidos, permitindo lançar os próximos quatro satélites Galileo FOC antes do final deste ano.





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