Anomalias nos relógios de Galileo sob investigação

Uma sincronização altamente precisa é fundamental para a navegação por satélite. Cada Galileo carrega quatro relógios atómicos para garantir uma redundância quádrupla e forte do subsistema de temporização: dois Relógios de Padrão de Frequência Atómica de Rubídio (RAFS) e dois Relógios de Maser de Hidrogénio Passivo (PHM). 

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

Relógios RAFS

Nos últimos meses, um total de três relógios RAFS falharam inesperadamente nos satélites Galileo - todos em satélites de Capacidade Operacional Total (FOC), o último modelo do Galileo. Essas falhas parecem ter uma assinatura consistente, ligada a prováveis curtos-circuitos e, possivelmente, um procedimento de teste em particular realizado no solo, com contínuas investigações para tentar identificar a raiz do problema. 

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

As investigações contínuas no terreno identificaram possíveis fraquezas no modelo dos relógios RAFS, mas nenhuma causa foi ainda estabelecida.

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 num parâmetro particular que leva, nalgumas unidades, a uma falha. A segunda causa está relacionada ao fato de que, quando alguns relógios PHM saudáveis são desligados por longos períodos, não reiniciam devido a uma mudança nas características do relógio em órbita. Até à data, dois relógios PHM falharam devido ao primeiro mecanismo, e quatro devido ao segundo.

Ações corretivas

Para os restantes 33 relógios RAFS em órbita, acredita-se que o risco de falha seja inferior devido a diferentes procedimentos de teste no terreno antes do lançamento. Além disso, novas medidas operacionais foram implementadas para mitigar ainda mais o risco. Todas estas medidas não têm qualquer efeito sobre o desempenho geral do Galileo.

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

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

Prospetivas

Em geral, três dos quatro satélites IOV experimentaram anomalias nos relógios e dois dos 14 satélites FOC.

Como comentou o Diretor-Geral da ESA, Jan Woerner, durante a sua entrevista à imprensa a 18 de janeiro, nenhum satélite Galileo individual experimentou mais do que duas falhas de relógio, pelo que a redundância quádrupla robusta concebida para o sistema significa que todos os 18 membros da constelação permanecem operacionais. Isto inclui um satélite que suporta apenas o Serviço Aberto para aplicações de mercado de massa, e dois satélites em órbitas elípticas que, contudo, deverão ser reintegrados na constelação completa para utilização a partir destas órbitas.

Da mesma forma, os Serviços Iniciais de Galileo, que começaram a 16 de dezembro, não foram afetados por estas anomalias.

O impacto da remodelação dos relógios RAFS e PHM no calendário de lançamento do Galileo está em estudo, mas a ESA está confiante de que os problemas dos relógios serão resolvidos e continua empenhada em lançar os próximos quatro satélites Galileo FOC antes do final deste ano.