Lo sviluppo del programma Galileo: sue traversie, lezioni e considerazioni
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FOCUS
Lo sviluppo del programma
Galileo: sue traversie,
lezioni e considerazioni
di Mario Caporale
Lo sforzo europeo per dotarsi
di un sistema autonomo globale
di navigazione satellitare, dalla
concezione alla realizzazione.
I
l Sistema di navigazione satel-
litare europeo Galileo ha di-
chiarato il 15 dicembre 2016
l'avvio dei suoi "Servizi Iniziali"
("Galileo goes live!", comunica-
to stampa della Commissione Maroš Šefcovičč, a sinistra, e Elżbieta Bieńkowska, pronti a dare il via agli Initial
Europea, 14 dic. 2016). Una Services di Galileo il 15 Dicembre 2016.
lunga strada di almeno sedici
anni da quando il programma è
partito, strada costellata di pro- fattori diversi e concomitanti, americano, garantendo la rileva-
blemi, ritardi, ripensamenti orga- tra cui il fallimento del previsto zione e correzione degli errori. Il
nizzativi e strutturali, incrementi partenariato pubblico-privato secondo contributo dell’Europa
di budget, prima di raggiungere (PPP), l'approccio al finanzia- sarebbe stato un sistema indipen-
questo primo importante risulta- mento, i costi sempre crescenti, dente, civile e globale, Galileo
to: il sistema Galileo inizia a for- le opinioni divergenti tra gli appunto. Nel 1999-2000 nasce
nire dei servizi, anche se "iniziali" Stati membri e all'interno di quindi la fase di definizione del
per via della sua costellazione di istituzioni dell'UE, problemi di Programma, con l’obiettivo di
satelliti ancora incompleta. governance e complessi negoziati avere la fase di sviluppo negli
Galileo è il primo programma internazionali ancora in corso (ad anni 2001-2005 e lo spiegamen-
spaziale di grandi dimensioni ge- esempio quello con la Cina o con to nel 2006-2007, per avviare
stito e di proprietà della Unione la Russia). le operazioni commerciali nel
Europea (UE). Il suo valore stra- 2008.
tegico si fonda sulla indipenden- Il percorso di Sviluppo e Nel 2000, quando al World
za politica, operativa, industriale Realizzazione Radio Conference dell'ITU ven-
e tecnologica nel settore della La navigazione satellitare vede gono assegnate le frequenze del
navigazione e posizionamento la luce in Europa con l’avvio del sistema Galileo, la concezione del
globale. Sebbene Galileo rappre- programma EGNOS (European sistema Galileo si presenta come
senti una priorità per la politica Global Navigation Overlay altamente innovativa: un sistema
spaziale europea, a circa sedici System), nel 1994 [EU1994], civile sotto il controllo civile che
anni dalla dichiarazione della sua primo contributo europeo alla fornisce una diecina di segnali di
fattibilità, il programma vedrà il navigazione satellitare, finalizzato navigazione, gran parte di questi
suo completamento almeno al a fornire un sistema satellitare aperti. E' una enorme innovazio-
2020. di potenziamento e miglio- ne rispetto a quanto disponibile
Galileo ha avuto uno sviluppo ramento dell'accuratezza del allora: un solo segnale aperto del
lento e problematico a causa di segnale civile del sistema GPS sistema GPS e un segnale aperto
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del sistema GLONASS, due la fase di sviluppo era di 1.1 €€ Galileo emerse che la parte priva-
sistemi militari sotto il controllo e quella per la fase di spiega- ta non intendeva sostenere finan-
militare. L'innovazione avviata mento era di 2.15 €€. In realtà ziariamente alcuni rischi del pro-
dal sistema Galileo ben presto in- la sola fase di sviluppo (fase di gramma, in particolare il rischio
fluenza tutto il GNSS mondiale: definizione e fase IOV - In Orbit di progetto, e in parte anche il
il GPS nel 2000, con la delibera Validation- ) è venuta a costare rischio di mercato. Per farsi cari-
di Clinton, elimina la "selected circa 2,1 €. co di questi rischi la parte privata
availability", quel disturbo inten- Nel 2002 la Commissione chiedeva una copertura in caso di
zionale sul segnale aperto GPS Europea ritenne fondamentale rischio fino ad un massimo, nel
che ne riduceva l'accuratezza. esplorare una collaborazione caso peggiore, di 8 €.
Negli anni a venire, sorgono pubblico-privata per lo spiega- La Commissione Europea e gli
idee di nuovi sistemi, globali e mento del Programma Galileo Stati Membri a questo punto de-
regionali. Appare all'orizzonte che vedesse la parte privata entra- cisero per il totale finanziamento
il sistema cinese COMPASS- re per i 2/3 del costo della fase di pubblico del programma.
BEIDOU, il sistema regionale spiegamento. Fu avviato un pro- Sono state effettuate nel periodo
giapponese QZSS. Nasce una cesso di Concessione PPP (Public 2007-2008 le stime di comple-
crescente competizione mondiale Private Partnership) e si costituì tamento del Programma, sia
sui servizi di navigazione satelli- una Joint Venture, la Galileo JU, utilizzando le stime industriali
tare. Il sistema Galileo ha contri- che aveva il compito di svilup- che quelle dell’ESA e di socie-
buito significativamente a questa pare la gara per la Concessione. tà di consulenza, e si arrivò ad
rivoluzione del GNSS, ma, pur- Dal 2004 partì la competizione una stima a finire per la fase di
troppo, non è riuscito a gestirne per la concessione PPP che andò spiegamento del sistema (deno-
adeguatamente le finestre di op- avanti per almeno un trien- minata FOC, Full Operational
portunità del mercato. nio. Nel frattempo, nel 2004 Capability) di 3.4 €.
La fase di definizione di venne creata la Agenzia GSA, Il Regolamento europeo 683
Galileo è stata finanziata dalla allora denominata GALILEO [EU-2008] adottato nel 2008 te-
Commissione europea e dall’E- Supervisory Authority, che avreb- neva in conto questa stima per il
SA attraverso studi di fattibilità be avuto il compito di gestire la completamento del Programma.
e di pre-sviluppo, ma i risultati concessione Galileo e in essa far Il regolamento 683 inoltre trasfe-
presentati dalla Commissione confluire le attività del program- riva la proprietà delle infrastrut-
nel 2000 non hanno portato ma EGNOS in completamento ture del sistema di navigazione
rapidamente alla decisione del di sviluppo (anch’esso vittima di satellitare Europeo (EGNOS e
Consiglio dei trasporti dell'Unio- ritardi e extra costi in maniera GALILEO) alla Commissione
ne Europea di passare alla fase di vertiginosa). Europea che diventava responsa-
sviluppo. Infatti, fino al 2002, Nel 2007, dai risultati della bile del Programma. L’obiettivo
gli Stati membri Europei non competizione per la Concessione di completamento era fissato alla
sono stati in grado di sostenere
un impegno forte e una politica
collettiva al progetto, per rag-
giungere una posizione comune
sulle questioni critiche quali il
finanziamento, la sicurezza,
il quadro giuridico, oltre
che sugli aspetti più tec-
nici, come il sistema di
responsabilità legali,
la assegnazione di fre-
quenze, l'integrazione
di EGNOS in Galileo,
la partecipazione
industriale, la proget-
tazione del segmento
di terra.
Alla fine della fase di
definizione la stima per Javier Benedicto, Project Manager Galileo di ESA, guarda il primo position fix di longitudine, latitu-
dine and altitudine del sistema Galileo il 12 marzo 2013 al Navigation Laboratory ESA - ESTEC, in
Noordwijk, the Netherlands. Copyright ESA - Anneke Le Floc'h
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fine del 2013. La GSA [GSA- Agency, con il compito di opera- dal 2009, e a seguito di questa
2013] veniva ridimensionata re il sistema europeo di naviga- la struttura industriale subisce
nei compiti e nella struttura, zione e l’ESA, Agenzia Spaziale cambiamenti dovuti alle nuove
focalizzandosi su due aspetti del Europea, con il suo ruolo di competizioni. In particolare, il
programma, la omologazione in Architetto di sistema e gestore manifatturiero dei satelliti viene
sicurezza delle infrastrutture del dei contratti industriali. Il budget cambiato (subentra la tedesca
sistema e la analisi di mercato a finire del programma, inclusivo OHB). Nel 2013 a causa di
volta a preparare lo sviluppo dei costi operativi fino al 2020, malfunzionamenti nelle fasi di
applicativo e dei servizi. Il ruo- viene rivisto includendo 1.9 €€ test ambientali dei primi due
lo dell’ESA veniva identificato per il completamento del sistema satelliti della fase FOC, il pia-
in quello di Design Agency Galileo, 3 € per le operazioni no di assemblaggio e test dei
e System Prime del Sistema Galileo e 2 € per le operazioni satelliti FOC (Full Operational
Galileo. EGNOS e il Management del Capability) viene rivisto e, i lanci
Tuttavia, dal 2008 al 2012, no- programmi. dei satelliti subiscono un ritardo
nostante la ridistribuzione delle In sintesi, al 2017, i costi com- di circa 18 mesi. Malgrado ciò, al
responsabilità ed un più chiaro plessivi del sistema Galileo, siste- 2013 si ipotizzava ancora il com-
quadro di separazione e distin- ma ancora in completamento, pletamento della costellazione
zione delle responsabilità degli ammontano a circa 11 €. al 2017. Solo successivamente
attori, il programma subì un Il primo “fixing” di posizione il piano del Programma viene
altro significativo incremento di del sistema Galileo avviene il rivisto e, alla fine del 2016, a
costi a finire ed un significativo 12 marzo 2013. Con il lancio valle della delta System Critical
ritardo dell’entrata in servizio: i del terzo e quarto satellite della Design Review, la nuova data di
3.4 € erano insufficienti a com- costellazione nell'ottobre 2012, completamento del sistema viene
pletare il sistema (stimato ora un il primo nucleo di costellazio- proiettata al 2020.
delta a finire di 1.9 €) e soprat- ne Galileo, denominato IOV Ad oggi, inizi del 2017, il si-
tutto il raggiungimento della pie- (In Orbit Validation), quattro stema Galileo dispone di ben
na operatività, veniva proiettato satelliti, consente di validare le 18 satelliti in orbita (gli ultimi
al 2020 [GPSWORLD-2012]. caratteristiche del sistema. La pri- quattro lanciati con Ariane 5 a
Nel 2013 il Regolamento GNSS ma determinazione di posizione Novembre del 2016). Di questi,
europeo [EU-2013] viene rivisto. consente di ottenere una preci- 11 sono operativi, gli ultimi
La Governance del program- sione tra i 10 e 15 metri (ridotta quattro lanciati a novembre 2016
ma viene rivista come segue: la a causa del limitato numero di saranno operativi verso la fine
Commissione Europea respon- satelliti). della primavera del 2017 (un sa-
sabile di tutto il programma, La Fase FOC (Full Operational tellite IOV ha smesso di generare
l’Agenzia europea GSA, GNSS Capability) viene avviata già i segnali e 2 satelliti sono stati
Il Galileo operations team nella Main Control Room at ESA’s Space Operations Centre,
14 GEOmedia n°1-2017 28 agosto 2014. Copyright Ruben Solaz.
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posizionati su orbite ellittiche e internazionale è stata la compa- e GLONASS, includendo anche
attualmente non utilizzabili). Un tibilità con il GPS. Nel 2004, i due sistemi di “augmentation”
problema tecnico che sta afflig- [LEWIS-2004] dopo tre anni rispettivi EGNOS e SDCM.
gendo il sistema è dovuto a un di lunghe trattative, si è riusciti Ad oggi, anche per la attuale
malfunzionamento degli orologi ad arrivare ad un accordo di situazione politica europea verso
atomici di bordo che ha portato, compatibilità che, tra l’altro, ha la Russia, le negoziazioni hanno
ad oggi, ad avere, sui 72 orologi aperto le porte ad esplorazioni di subito una ulteriore battuta di
attualmente orbitanti (ce ne sono interoperabilità con il GPS. Sono arresto.
4 per satellite, due al rubidio e stati concordati aspetti di intero- Il dialogo con la Cina ha avuto
due maser all'idrogeno), 9 non perabilità quali l’offset di tempo alti e bassi. Dal 2003 al 2007
funzionanti: 3 al rubidio e 6 e di riferimento spaziale tra i due l’accordo stipulato vedeva una
all'idrogeno. Questo problema sistemi da inserire rispettivamen- cooperazione stretta con la Cina
sta mettendo in discussione il te nei contenuti dei messaggi dei (era il periodo in cui si pensava
lancio dei futuri satelliti fintanto segnali dei due sistemi Galileo e di realizzare il sistema Galileo
che non sia chiara la ragione dei GPS, che consentiranno ai futuri con una concessione Pubblico
guasti [SPACENEWS-2017] utenti dei due sistemi un inter- Privata). Quando nel 2007 si
[GUTIERREZ-2017]. scambio ed un utilizzo plurimo è deciso di finanziare il sistema
dei due sistemi. Galileo con fondi interamente
Galileo nel contesto Nel 2006 si è anche concordato pubblici, il rapporto con la Cina
internazionale di dotare i due sistemi, GPS e si è arrestato. È stato ripreso solo
Il sistema Galileo nasce in un Galileo, di un segnale civile defi- recentemente, nel 2010 con
contesto in cui sono già presenti nito e concordato comunemente il dialogo spaziale tra Europa
e operativi altri sistemi globali di al fine di massimizzare l’intero- e Cina. Sono in corso da due
navigazione satellitare, in primis perabilità a livello di utenti finali. anni contatti per cercare di tro-
il GPS americano, il rivivificato A Gennaio 2013 gli USA hanno vare una soluzione al problema
sistema GLONASS russo, e co- inviato all’Unione Europea una di compatibilità tra i segnali
stellazioni nascenti quali la cinese lettera di interesse al servizio Galileo e quelli del sistema cinese
COMPASS-BEIDOU, l’indiana Galileo PRS e successivamente, COMPASS.
GINS, oltre ai sistemi regionali in Marzo 2013 hanno dettagliato Sono state finalizzate le nego-
tra cui spicca per innovazione il loro interesse. ziazioni con la Norvegia e pro-
il Giapponese QZSS (Quasi Le negoziazioni con la Russia seguono le negoziazioni con la
Zenith Satellite System). già avviate nel 2000, sono state Svizzera per la collaborazione in
Il Sistema Galileo ha dovuto sin riprese in più volte, dopo varie tema di GNSS europeo, per in-
dalla sua concezione far fronte ad battute di arresto avutesi negli cludere questi due paesi che, no-
aspetti di compatibilità dei suoi anni passati, con l'obiettivo di nostante partecipino attivamente
segnali nell’ambito delle frequen- arrivare ad un accordo in tema di in ambito ESA e contribuiscano
ze elettromagnetiche richieste GNSS tra i due sistemi Galileo finanziariamente anche in ambi-
in ambito ITU (International
Telecommunication Union). La
compatibilità va intesa essen-
zialmente come non-interfe-
renza, non disturbo reciproco
rispetto ai sistemi già operanti
nelle bande elettromagnetiche
in cui Galileo intende operare.
Questi sistemi sono il GPS, il
GLONASS, ma anche i sistemi
di controllo del traffico aereo, i
sistemi radar militari, i sistemi
di comunicazione satellitari
mobili (MSS), e perfino i si-
stemi di radioastronomia, che
operano nelle vicinanze delle
bande Galileo.
La prima grande questione
La prima risoluzione del Consiglio Europeo che nel 1994 avvio la realizzazione del sistema Galileo.
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to comunitario, sono paesi non gramma Galileo non era molto nell'uso dei sistemi spaziali. Non
appartenenti all’Unione Europea. adatta, caratterizzata da linee di perché bisogna trovare un uso
Inoltre sono stati avviati dialoghi responsabilità deboli, e dai ruoli militare dei sistemi spaziali ma
di cooperazione con l’Ucraina, concomitanti e contrastanti di piuttosto perché è utile com-
Israele, l’America Latina e l’Africa. singoli attori. La riorganizzazione prendere come questi possano
della governance pubblica fatta essere vantaggiosi in termini di
Le Lezioni apprese nel 2007 ha delineato meglio le razionalizzazione delle risorse
Sebbene il programma Galileo responsabilità e compiti dei vari [EP-2011].
rappresenti una esperienza unica attori. Tale governance è stata Le lezioni apprese dalle varie
in Europa, lezioni importanti si ulteriormente rivista nel 2013, traversie del Programma Galileo
possono derivare dalle esperien- delineando così una nuova strut- dovrebbero essere di monito per
ze positive e negative. L'analisi tura più adatta allo sviluppo di i futuri Programmi spaziali a
critica della gestione e del finan- un programma complesso quale carico del bilancio dell'Unione
ziamento del programma mostra il sistema Galileo. Infine, le im- europea. Questi dovranno essere
come alla base dei crescenti costi plicazioni di sicurezza e di difesa basati su logiche di responsabilità
e ritardi del programma ci sono del programma Galileo, discusse chiare e condivise, e fondati sul
stati motivi politici, industriali / all'interno dell'UE e sulla scena comune interesse europeo piut-
tecnologici ed economici. internazionale, sono state ulterio- tosto che sui particolari interessi
In primo luogo, le questioni re causa di ritardi del programma nazionali.
politiche, come le diverse perce- stesso [ECA-2009].
zioni tra gli Stati membri sulla In secondo luogo, l'organizzazio-
logica del programma - la reddi- ne industriale, la sua leadership e BIBLIOGRAFIA
tività a fronte della indipendenza la quota di lavoro per sviluppare [EU-1994] Resolution of the Council of the EU on the Euro-
- hanno giocato contro l'interesse pean contribution to the development of a Global Navigation
le tecnologie innovative, è diven- Satellite System (GNSS) 19 December 1994
comune di un avvio tempestivo tata una questione di divisione [EU-2008] Regulation (EC) No 683/2008 of the European
Parliament and of the Council on the further implementation
del progetto e di una fornitura non solo tra le imprese stesse, ma of the European satellite navigation programmes (EGNOS and
del sistema nei tempi debiti. anche tra gli Stati membri che Galileo), 9 July 2008
[GSA-2013] Regulation (EU) No 912/2010 of the European
Il modello di finanziamento è si sono schierati con le loro im- Parliament and of the Council setting up the European GNSS
stato anche un motivo di disac- prese nazionali. Questo è anche Agency, repealing Council Regulation (EC) No 1321/2004
on the establishment of structures for the management of the
cordo tra gli Stati membri e ha dovuto alla limitata competitività European satellite radio navigation programmes and amending
Regulation (EC) No 683/2008 of the European Parliament and
fluttuato da un primo approccio del settore aerospaziale europeo, of the Council, 22 September 2010
di partenariato pubblico-privato dove si concentrano grandi in- [EU-2013] REGULATION (EU) No 1285/2013 of The Eu-
ropean Parliament and of The Council of 11 December 2013
ad un finale e completo finan- dustrie in un piccolo numero on the implementation and exploitation of European satellite
ziamento pubblico più adatto ad di Stati membri, industrie che navigation systems repealing Council Regulation (EC) No
876/2002 and Regulation (EC) No 683/2008
un progetto di interesse comu- tra l’altro sono sovvenzionate e [LEWIS-2004] James A. Lewis, Galileo and GPS: from com-
petition to cooperation, Centre for Strategic and International
ne, caratterizzato da alto livello in parte controllate dagli stessi Studies (CSIS), Washington DC. June 2004
tecnico, da alte responsabilità governi. [ECA-2009] European Court of Auditors, The management
of the Galileo programme’s development and validation phase,
e rischi di mercato. Infatti, gli In terzo luogo, i ritorni econo- Special Report No. 7, 2009
investimenti previsti dal settore mici di Galileo sono stati succes- [EP-2011] The Galileo Programme: Management And Finan-
cial Lessons Learned For Future Space Systems Paid out of The
privato erano basati su previsioni sivamente stimati ad un valore EU Budget, Directorate-General For External Policies Of The
di alti ritorni finanziari che alla Union, European Parliament, PE 433.833, |September 2011
molto più limitato, spostando [GPSWORLD-2012] Da Capo: Pardon Me, Boy, Is That the
fine si sono mostrati irrealistici così l'attenzione dalla redditività Galileo Choo Choo? February 1, 2012 - By Alan Cameron,
GPS WORLD
e hanno condotto al re-profiling del programma alla sua utilità [SPACENEWS-2017] Rash of Galileo clock failures cast doubt
del programma. pubblica, e quindi ai benefici on timing of upcoming launches by Rob Coppinger - January
19, 2017 - Space News
Il fallimento del modello PPP economici e sociali che il sistema [GUTIERREZ-2017] ESA Puts Brave Face on Galileo Clock
Galileo ha confermato che se Failures, Peter Gutierrez, 19/01/2017, Inside GNSS.
fornirà a lungo termine per i cit-
non ci sono margini di profit- tadini europei. ABSTRACT
tabilità (quando son presenti This article sketches the European trail from conception to deve-
Solo recentemente è stato accet- lopment of the Galileo system, highlighting the major steps, and
alti rischi tecnici) non ci si può tato dagli Stati Membri europei trying to derive the lesson learned from the various experiences.
The Galileo system represents the really first European program-
aspettare investimenti dal setto- l'uso militare del servizio PRS del me, involving political, strategical, operational, industrial and
re privato. Un modello PPP di sistema Galileo. Sebbene Galileo technological aspects which challenge the European institution.
The Galileo system permeates the European activities, challenges
successo richiede chiari piani di sia un sistema civile sotto il con- the international relations policy, constitutes a powerful instru-
business. ment to verify and consolidate the European Union.
trollo civile, il principio di uso
Inoltre, la struttura di governan- duale va nella direzione di au- PAROLE CHIAVE
ce iniziale stabilita per il pro- mentare la sinergia civile-militare Galileo; GNSS; Initial Services; eCall;
AUTORE
Mario Caporale
mario.caporale@asi.it
Agenzia Spaziale Italiana
16 GEOmedia n°1-2017FOCUS
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