Firmato il contratto per il nuovo orologio atomico Galileo

Gli orologi atomici ultra-precisi e affidabili sono un pilastro essenziale nella navigazione satellitare, determinando le prestazioni complessive del sistema e la precisione del posizionamento. Dalla fase di progettazione alla messa in funzione nello spazio, un ciclo completo di innovazione tecnologica può richiedere fino a dieci anni, quindi per mantenere Galileo all’avanguardia della navigazione satellitare globale ESA sta continuamente intraprendendo attività di ricerca e sviluppo per l'evoluzione sia di Galileo sia di EGNOS attraverso il programma dell'UE Horizon Europe.

Il mese scorso, ESA ha dato il via a un nuovo progetto per disegnare, sviluppare e qualificare una nuova tecnologia per orologi atomici. Per conto della Commissione Europea e dopo un processo di selezione formale nell'ambito di una procedura di gara aperta, ESA ha firmato un contratto per un importo di 12 milioni di euro con un consorzio formato dalla società italiana Leonardo S.p.A in qualità di primo contraente e dall'Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRiM) come subappaltatore. Nell'ambito del piano di lavoro R&S per Galileo, ESA valuterà anche altre tecnologie di orologeria, il cui approvvigionamento è ancora in corso.

«L’orologio atomico al rubidio a pompaggio ottico pulsato in fase di sviluppo, combina la robustezza degli orologi atomici a celle a vapore di rubidio, ampiamente utilizzati nelle costellazioni di navigazione satellitare come Galileo, con tecnologie ottiche e digitali all'avanguardia», spiega Manuela Rapisarda, Ingegnere principale di GNSS Evolutions Payload presso ESA.

Nell'ambito di questo contratto, il consorzio progetterà, produrrà, testerà e qualificherà un modello di qualificazione ingegneristica; dopodiché si prevede che un modello di volo sperimentale volerà su un satellite Galileo di seconda generazione per una prima verifica in orbita. Dopo i primi test, il nuovo orologio sarà ancora monitorato per studiarne l'affidabilità e la durata a lungo termine. Gli orologi sperimentali voleranno in aggiunta agli orologi operativi utilizzati nella fornitura di servizi Galileo.

Galileo è una delle infrastrutture spaziali più cruciali in Europa. «Se qualificata, la nuova tecnologia di orologeria non solo contribuirà a migliorarne le prestazioni, ma garantirà all'Europa di rimanere all'avanguardia nella tecnologia degli orologi atomici», afferma Pascale Flagel, capo della divisione Galileo ed EGNOS Evolution.

Oltre a investire nello sviluppo di nuove tecnologie di orologeria, Horizon Europe sta conducendo attività di ricerca e sviluppo su altri aspetti per l'evoluzione di EGNOS e Galileo, sia nello spazio che sulla terra, per sfruttare le tendenze emergenti e rispondere alle esigenze in continua evoluzione degli utenti.

Padroneggiare la cronometria nello spazio

La capacità di un sistema di navigazione satellitare di individuare una posizione deriva dal calcolo del tempo necessario affinché un segnale viaggi dal satellite a un ricevitore. I satelliti Galileo orbitano a 23.222 km sopra la Terra, trasmettendo segnali che incorporano una marca temporale. Poiché la velocità di propagazione del segnale è nota, la differenza tra il tempo di trasmissione e di ricezione determina la distanza dell'utente rispetto al satellite. È possibile determinare la posizione dell'utente sulla Terra conoscendone la distanza da almeno quattro satelliti.

Il segnale trasmesso dal satellite impiega circa un dodicesimo di secondo per raggiungere l'utente sulla Terra. La precisione del posizionamento è quindi legata alla precisione temporale di Galileo che deve essere di pochi nanosecondi – miliardesimi di secondo – per avere una precisione di posizionamento di metri.

Attualmente, i satelliti Galileo della prima generazione trasportano maser all’idrogeno passivo, gli orologi più precisi in orbita fino ad oggi, anch'essi sviluppati da Leonardo, e orologi al rubidio, forniti da Safran. La nuova tecnologia alternativa di orologio atomico, oggetto del contratto firmato, dovrebbe essere ancora più precisa degli attuali orologi Galileo, con una diminuzione del consumo energetico e una riduzione di massa di oltre il 40% rispetto agli orologi maser all'idrogeno passivo Galileo.

Con gli orologi ultra-precisi attualmente in volo su Galileo, il nuovo orologio atomico al rubidio a pompaggio ottico e altre tecnologie di orologeria innovative ora nelle prime fasi di ricerca, Galileo è in una posizione eccellente per evolvere e rimanere il miglior sistema di navigazione satellitare al mondo.

Informazioni su Horizon Europe

Horizon Europe è il principale programma di finanziamento dell'UE per l'evoluzione di EGNOS e Galileo, per garantire la continuità del servizio, una maggiore precisione del posizionamento e una maggiore resistenza contro le minacce.

A ESA è stato affidato il compito di sviluppare tecnologie innovative per EGNOS e Galileo, riducendo i rischi e garantendo sistemi operativi per il futuro. La ricerca e l'innovazione avvengono in stretto coordinamento con le agenzie spaziali nazionali, nonché con l'industria e gli istituti di ricerca.

Horizon Europe si basa su Horizon 2020, un programma di finanziamento che ha permesso lo sviluppo di nuove tecnologie che saranno ora utilizzate nei segmenti spaziali e terrestri della seconda generazione di Galileo.

Galileo ed EGNOS sono programmi faro dell'Unione Europea, gestiti e finanziati dalla Commissione Europea. Sin dall'inizio, ESA guida la progettazione, lo sviluppo e la qualificazione dei sistemi spaziali e terrestri, nonché dei lanci. L'Agenzia dell'Unione europea per il programma spaziale (EUSPA) funge da fornitore di servizi, supervisionando le esigenze del mercato e delle applicazioni e chiudendo il ciclo con gli utenti.

Per maggiori informazioni su Horizon Europe: Horizon Europe - Commissione europea (europa.eu)