Powiedz, gdzie jesteś

GPS to jednak nie tylko samochody. Bez niego dochodziłoby częściej do wypadków lotniczych czy morskich. Poza tym umożliwia on wiele badań naukowych, np. analizę ruchu płyt kontynentalnych czy wypiętrzania pasm górskich.

Jak to działa?
Wysoko nad naszymi głowami zawieszona jest flotylla satelitów (w systemie GPS jest ich 24), na pokładach których zamontowane są zegary. Położenie odbiornika (samochodu, piechura w górach czy samolotu) określane jest przez porównanie czasu dotarcia do niego sygnału radiowego, wysyłanego z pokładu wspomnianych satelitów.

Skomplikowane? W żadnym wypadku. Znana jest prędkość rozchodzenia się sygnału radiowego, z kolei czas, jaki ten sygnał potrzebuje na dotarcie z nadajnika na orbicie do odbiornika np. w jadącym samochodzie, zostaje zmierzony. I właściwie to wszystko. Teraz wystarczy zastosować znany z gimnazjum wzór fizyczny (droga równa się prędkość razy czas) i już wiemy, jak daleko od satelity znajduje się nasz samochód. Ten sam pomiar powtarzany jest dla kilku satelitów (przynajmniej dla trzech, wtedy zwie się to triangulacją) i położenie odbiornika jest znane z dokładnością do kilkudziesięciu centymetrów.

Jak to możliwe, że taką precyzję da się osiągnąć, korzystając z satelitów, zawieszonych aż 20 tys. kilometrów nad głowami i poruszających się z prędkością 14 000 km/h? Sekret tkwi w dokładnych zegarach, jakie są sercem każdego satelity GPS. Zegarach, które nazywają się atomowymi, bo ich „wahadłem” są drgające atomy cezu. Nie wchodząc w szczegóły, to najdokładniejszy dzisiaj sposób pomiaru czasu. W porównaniu z zegarami atomowymi, które badacze konstruują w laboratoriach, te w kosmosie są i tak mało dokładne. O jakiej precyzji mowa? O precyzji rzędu 1012, a to znaczy, że po upływie 1012 sekund (albo inaczej 32 tysięcy lat) – ich wskazania będą myliły się zaledwie o sekundę. Natomiast budowane w laboratoriach urządzenia spóźnią się (lub przyspieszą) o sekundę po czasie dłuższym niż wiek wszechświata, czyli po kilku miliardach lat.

Europejczyk Galileo
GPS jest systemem wybudowanym przez amerykańskie wojsko. Europejczycy od kilku dobrych lat pracują nad własnym systemem lokalizacji satelitarnej Galileo. W ostatnich tygodniach okazało się jednak, że na inwestycję zabrakło pieniędzy, bo wycofali się prywatni inwestorzy. Bruksela ma kilka pomysłów na podreperowanie budżetu, ale każdy z nich w ostatecznym rozrachunku oznacza sięgnięcie do kieszeni Europejczyków. Co będzie dalej z Galileo, okaże się być może na najbliższym, planowanym na czerwiec, szczycie państw unijnych.