A világ legprecízebb navigációs rendszere nem csak méter alatti helymeghatározási pontosságot biztosít közel 4 milliárd felhasználója számára, de rendkívül pontos időmeghatározást is kínál.
E pontosság megőrzésének elengedhetetlen feltétele az egyes műholdak fedélzetén elhelyezkedő atomórák megléte, amelyek pontossága a másodperc milliárdodnyi része. Azért nevezzük őket atomóráknak, mert a „ketyegésük” az atomok különböző energiaállapotok közötti nagyon gyors és stabil rezgéséből ered. A teljesítmény fenntartásához fontos, hogy a felszínen is minél pontosabb időmérés történjen, hogy a műholdak szinkronban maradhassanak és biztosítsák az időmérés stabilitását, ami elengedhetetlen a pontos helymeghatározáshoz.
Az Európai Űrügynökség (ESA) ESTEC technológiai központjában, Hollandiában folyamatos ellenőrzés alatt tartják a Galileo rendszeridejét, ami az európai műholdas navigációs rendszer kulcsa. Ehhez az ottani laboratóriumban is nagy teljesítményű atomórák állnak rendelkezésre, termikusan stabilizált környezetben. A nagyjából hűtőszekrény méretű atomórák gyűjteménye mára már több mint egy évtizede működik folyamatosan és biztosít pontos időzítést, még annak ellenére is, hogy a kezdetek óta átestek egy költözésen és újraszinkronizáláson is. Tovább növelték a rendszer robusztusságát és megbízhatóságát, amikor 2021 novemberében a németországi ESOC-ban (Europe Space Operations Centre), az ESA műveleti központjában lévő atomórákat is bevonták a rendszer fenntartásába.
A A Galileo műholdak a Föld felszínétől 23 222 km magasságban lévő pályáikon keringenek és olyan jeleket sugároznak felénk, amelyek időbélyegekkel vannak ellátva. Ha a Földön mérő felhasználó vevőkészüléke egyszerre négy vagy annál több jelet érzékel egyszerre, képes rögzíteni, megállapítani helyzetét. A vevőkészülék órájának és az időbélyeggel ellátott jel különbségének továbbszámításával megadható a készülék pozíciója. Ha az órák hibája mindössze 3 nanoszekundum, az már a helymeghatározásunkban több mint egy méteres pontatlanságot eredményez. Egyetlen másodpercnyi hiba pedig már azt jelenthetné, hogy a vevőkészülékünk a Holdon is lehetne.
A műholdakon elhelyezett iker hidrogén mézer órák pontatlansága szerencsére az egy másodperces hibát 3 milliárd év alatt érné el. Rajtuk kívül még két független, kevésbé pontos rubídium órát is elhelyeztek, melyek pontossága egy milliárd év alatt 3 másodperc. A gyakorlatban azért ezek a fedélzeti órák idővel hajlamosak kissé elsodródni, ezért fontos, hogy a Galileo földi állomásai folyamatosan nyomon kövessék a műholdak jeleit és az esetleges hibákat azonnal azonosítsák. Ilyen esetben a hibákat egy frissített navigációs üzenetben kijavítják és továbbítják a műholdakra.
Forrás: esa.int