GALILEO, kosmický průmysl a jeho příležitosti pro malé a střední podniky. Karel Dobeš Vládní zmocněnec pro spolupráci s GSA

Transkript

1 jeho příležitosti pro malé a střední podniky Karel Dobeš Vládní zmocněnec pro spolupráci s GSA

2 Přehled Družicová navigace (GNSS) Evropský systém Galileo Evropská agentura pro GNSS v Praze (GSA) Kosmické aktivity ČR Evropská kosmická agentura (ESA) Aplikace a transfer technologií Konkurenceschopnost ČR 2

3 Družicová navigace (GNSS) Historický vývoj Princip družicové navigace Americký systém GPS Srovnání systémů družicové navigace Vývoj trhu družicové navigace 3

4 Navigační nástroje minulosti 4

5 Navigace dnes. 5

6 Princip družicové navigace Měření vzdálenosti družic na základě zpoždění signálu z družice a výpočet polohy metodou trilaterace. Bod A je jednoznačná poloha v případě, že hodiny přijímače jdou přesně. Příklad pro výpočet polohy (2D) se signály ze 3 družic a opravou chyby hodin u přijímače Pro výpočet přesné polohy v reálném světě (3D) je potřeba signálu nejméně ze 4 družic 6

7 Rozhraní s uživatelem WGS-84 je geodetický geocentrický systém armády USA, ve kterém pracuje globální systém určování polohy GPS. Souřadnice mají formát: Latitude:N Longitude:E Alitude: 522,44 m (zeměpisná šířka: N = sever / S = jih) (zeměpisná délka: E = východ / W = západ) (nadmořská výška) Zobrazení / mapy: Navigace do auta Navigace pro motorku Navigace vodní a námořní Navigace turistická Navigace pro sport Geocaching / Kompas Pro přístroje: do auta Na motorku Kolo Ruční PDA mobil 7

8 Americký systém GPS 1500 kg Startgewicht 24 družic 55 inklinace 6 orbitů se 4 družicemi Orbit km (MEO) 750 W výkon 8

9 Jak vznikalo GPS rozhodnutí US Air Force a Navy pro vývoj systému NAVSTAR na základě systémů TRANSIT, TIMATION a 621B první testy přijímačů před startem družic pomocí Pseudolites družic bloku 1 byly v době vypuštěny na orbit rozhodnutí o vývoji systému GPS s 18 družicemi projekt je v kritické fázi a považován za nevyužitelný počet družic je navýšen na 24 aby bylo zaručeno krytí oznámení projektového statusu Initial Opretational Capability (IOC) oznámení projektového statusu Full Operational Capability (FOC) zrušení omezení přesnosti pro civilní využití signálu 9

10 Srovnání GNSS systémů systém země kodování výška orbitu & doba oběhu GPS USA CDMA 20,200 km, 12.0h 24 GLONASS Rusko FDMA/CDMA 19,100 km, 11.3h Galileo EU CDMA 23,222 km, 14.1h počet družic kmitočty stav 24 (30 po spuštění CDMA signálu) 4 testovací ve fázi IOV družic do cíl je nadále GHz (L1 signál) GHz (L2 signál) kolem GHz (SP) kolem GHz (SP) GHz (E5a and E5b) GHz (E6) GHz (E2-L1-E11) V provozu V provozu s omezením. (příprava použití CDMA signálu) Přípravný stav IOV + výroba COMPASS Čína CDMA 21,150 km, 12.6h 35 B1: 1, GHz B1-2: GHz B2: GHz B3: GHz 5 družic v provozu s dalších 30 družic je plánováno 10

11 Vývoj trhu družicové navigace 11

12 GNSS trh dosáhne 165 miliard Euro v roce

13 Evropský systém Galileo Proč Galileo? Charakteristika systému Galileo Galileo služby Současný stav projektu 13

14 Proč Galileo? Galileo je oproti GPS, GLONASSu a COMPASSu civilní systém což dlouhodobě garantuje strategickou nezávislost Evropy Galileo nabízí služby a ne jen používání signálu Galileo má výší přesnost Galileo varuje použivatele v případe snížení přesnosti nebo výpadku systému (Integrity funkce) což umožní certifikaci např. pro dopravu, což verifikuje již dnes systém EGNOS 14

15 Charakteristika systému Galileo orbit km (MEO) velikost 2,7 x 1,2 x 1,1 m družice 56 inklinace 30 družic ve 3 orbitech (27+3) W výkon 650 kg váha při startu 15

16 Galileo služby Základní služba (Open Service - OS) vychází z kombinace základních signálů, je zdarma a poskytuje určení polohy a času srovnatelné kvality s ostatními GNSS systémy (public level). Přesnost m (jeden kmitočet) a 5 10 m (dva kmitočty) Služba "kritická" z hlediska bezpečnosti (Safety of Life service - SoL) je vylepšenou verzí Základní služby. Poskytuje aktuální varování uživateli, pokud přesnost neodpovídá normě (signál integrity). Služba má být poskytována se zárukou. Přesnost 5 10 m Komerční služba (Commercial Service - CS) poskytuje přístup k dalším dvěma signálům, které zvyšují množství přenesených dat a zvyšují přesnost určení polohy. Zmíněné signály jsou kódovány. I tato služba bude poskytována se zárukou. Přesnost 5 10 m (dva kmitočty) Veřejně regulovaná služba (Public Regulated Service - PRS) bude zajišťovat určení polohy a času s definovaným uživatelům s vysokými nároky na přesnost a spolehlivost (např. policie, bezpečnostní složky). Přesnost 5 m Vyhledávací a záchranná služba (Search And Rescue service - SAR), tato služba bude převážně poskytována systémem COSPAS-SARSAT. Galileo družice by měly být rovněž součástí systému MEOSAR (Medium Earth Orbit Search and Rescue systém), který je schopen přijímat nouzové signály z lodí, letadel nebo dokonce od osob a okamžitě je posílat do národních záchranných center. Jen Galileo zde bude nabízet možnost odeslání potvrzení příjmu hlášení (feedback). 16

17 In Orbit Validation (IOV) fáze IOV je realizační fáze projektu Galileo, ve které budou vypuštěny 4 družice na oběžnou dráhu. První dvě družice (výrobce EADS Astrium + Thales Alenia Space) startovaly v říjnu 2011 z ESA Space Centre v Kourou. Zdroj: ESA 17

18 Družice pro IOV fázi Zdroj: ESA Zdroj: ESA 4 IOV Galileo družice byly vyvinuty firmami Astrium GmbH a Thales Alenia Space 18

19 Full Operational Capability (FOC) Dokončení FOC fáze bude probíhat v následujících krocích: družic objednaných u OHB Systems + 4 IOV - 24 družic umožní plné pokrytí signálem (2014) 6 družic pro dokončení fáze FOC >27 družic + 3 náhradní umožní plný provoz všech plánovaných Galileo služeb Zdroj: ESA 19

20 Galileo družice (OHB Systems + Surrey Satellite Technology Limited)) 20

21 ESA / Galileo pracovní balíčky WP1 System Support (Thales Alenia Space Italy) WP2 Ground Mission Segment (Thales Alenia Space France) WP3 Ground Control Segment (EADS Astrium) WP4 Space Segment (OHB Systems + Surrey Satellite Technology Limited) WP5 Launch Service (Arianespace) WP6 Operations (Spaceopal) Management projektu Galileo provádí Evropská kosmická agentura ESA (smlouva s EK) 21

22 Současný stav projektu Družice (space segment): Evropská komise objednala 7. ledna 2010 u německé firmy OHB Technology v Brémách za částku kolem 566 milionů Euro prvních 14 GALILEO družic a na jaře 2012 dalších 6 GALILEO družic: výrobce: OHB System AG, užitečný náklad: Surrey Satellite Technology váha při startu: 680 kg výkon: 1,5 kw (nach 12 Jahren) velikost: 2,7 m 1,2 m 1,1 m start: nosič: Soyuz-Fregat (Ariane 5) životnost: Přes 12 roků rozpětí: 14,8 m Pozemní část (ground segment): 2 Kontrolní střediska (GCC) in Oberpfaffenhofenu (Německo) a ve Fucinu (Italien) (španělské středisko v Arganda del Rey (Madrid) není oficiálně potvrzeno 2 Performance-Center na posuzování kvality signálu budou pravděpodobně zřízeny na stanovištích GCC. 5 Družicových kontrolních stanic (TTC) pro komunikaci s družicemi pomocí 13 m Anteny v S-pásmu (2 GHz). 30 Kontrolních přijímacích stanic pro signál (GSS) pro záznam Galileo Signalú v L-Pásmu. Přepočítaní dat bude probíhat v 10 min. taktu. 9 Up-link stanice (ULS) k aktualizaci vyzařovaných Galileo signálů. Spojení přes 3 m anténu v C-pásmu (5 GHz). Informace o korektuře pozice družic a času bude vysílána každých 100 minut. Evropská agentura pro GNSS (GSA) 22

23 Evropský úřad pro dohled nad GNSS v Praze (GSA) Proč ČR kandidovala? Historický vývoj kandidatury Předpoklady pro přesun GSA z Bruselu do Prahy Personální politika GSA Jaké zadání má GSA? Budova GSA v Praze Vliv sídla GSA v Praze na ČR a národní hospodářství 23

24 Proč ČR kandidovala? Strategickopolitický význam vesmíru a nových technologií a to obzvláště v oblasti zvýšení konkurenceschopnosti ČR Ekonomika a význam vesmíru pro národní hospodářství Družicová navigace a kosmické aktivity jako pilíř konkurenceschopnosti ČR Technologie > vysoká přidaná hodnota Motivace pro průmysl a výzkum Image > ČR jako země s vysokou technologickou úrovní a schopností implementace komplexních technických systémů 24

25 Historický vývoj kandidatury Změna stanoviska nové vlády ke kandidatuře na sídlo GSA a podání kandidatury Prahy na podzim 2006 Vstup ČR do Evropské kosmické agentury ESA v roce 2008 jako podmínka kandidatury Parlamentní podpora v rámci Evropské meziparlamentní konferenci o vesmíru EISC Dohoda o oddělení bezpečnostních a monitorovacích středisek do Francie a Anglie (2009) Intensivní lobbing ČR pro podporu naší kandidatury na všech úrovních Rada ministrů EU schválila na svém jednání v Bruselu přesun GSA z Bruselu do Prahy 25

26 Předpoklady pro přesun GSA z Bruselu do Prahy Hostitelská smlouva Nájemní smlouva Požadavky na budovu GSA Personální kapacita Struktura a využití prostoru budovy Bezpečnostní nároky (např. fyzická bezpečnost, jednací místnosti v režimu tajné, nároky na IT a rozvody) Školy pro děti zaměstnanců GSA (Evropská škola?) GSA začala pracovat v Praze od 3. září Oficiální zahájení provozu bylo 6. září v 10:00 26

27 Inaugurace GSA 27

28 Personální politika GSA Zaměstnanci GSA jsou zaměstnání na smluvním základě a jejich výběr probíhá dle pravidel EU Personální stav GSA byl při inauguraci dne 6 září v Praze 45 zaměstnanců, z toho 10 zaměstnanců z ČR Dle informací ředitele GSA, pana Carlo de Dorides na tiskové konferenci, by personální stav agentury mohl do konce příštího roku více než zdvojnásobit. Toto navýšení bude týkat jen segmentů Galileo a EGNOS Schválení návrhu nařízení EK na převzetí úkolů v evropském projektu GMES (Global Monitoring and Environment Security) by pro GSA znamenalo další navýšení personálu řádově o desítky zaměstnanců Informace o volných místech a vypsaných zakázkách najdete na webových stránkách GSA ( 28

29 Jaké zadání má GSA? Řízení GMSC Certifikace Public Relation Akreditace Marketing Správní rada Smlouvy 29

30 Budova GSA v Praze Zdroj: MD 30

31 Zdroj: 31

32 Zdroj: 32

33 Zdroj: Zdroj: 33

34 Zdroj: Zdroj: 34

35 Vliv sídla GSA v Praze na ČR a národní hospodářství Technologie a Inovace Dosažitelnost nových technologií Motivace a nové příležitosti obzvláště v oblasti aplikací družicové navigace Rozšíření studijních oborů Synergie kosmických technologií s jinými průmyslovými disciplínami Průmysl a zaměstnanost Konkurenceschopnost českého průmyslu a institucí Sídla zahraničních firem v ČR Vznik nových průmyslových segmentů a služeb Služby pro GSA Vliv kosmických technologií na výrobní procesy např. v oblasti managementu projektů, kvality a dokumentace Image a cestovní ruch ČR jako vysoce technologická země a možné světové centrum družicové navigace Konferenční a odborná turistika (např. jednání EU s USA o GNNS, Aplikační forum 2013) Propagace ČR a Prahy 35

36 Kosmické aktivity ČR Usnesení vlády ČR ze dne 20. dubna 2011 č. 282 Rada ministra dopravy pro koordinaci kosmických aktivit ČR Odbor kosmických technologií a družicových systémů MD Konkurenceschopnost ČR 36

37 Usnesení vlády ČR ze dne 20. dubna 2011 č. 282 Vláda pověřuje 1. ministra dopravy aby ve spolupráci s ministry školství, mládeže a tělovýchovy, průmyslu a obchodu a životního prostředí koordinoval kosmické aktivity vlády ČR 2. ministra dopravy, aby Reprezentoval ČR na radě EU pro vesmír Reprezentoval ČR vůči ESA na nejvyšší úrovni Vykonával funkci kontaktního místa vůči ESA Předsedal české části Czech-ESA Task Force Vláda ukládá 1. Ministru dopravy zřídit do 15. května 2011 Koordinační radu a v téže lhůtě zahájit její činnost 37

38 Rada ministra dopravy pro koordinaci kosmických aktivit ČR Evropská kosmická agentura ESA Ministerstvo dopravy EU Sekretariát koordinační rady (MD) Mluvčí koordinační rady (VZ) Kosmické agentury MŠMT MD MPO MZV MO MŽP UV VZ Řádní členové koordinační rady ministra dopravy MF NBU Ostatní orgány státní správy Parlamentní podvýbor pro VaV, letectví a kosmos Hospodářská komora ČR Akademie věd ČR Členové koordinační rady ministra dopravy dle působnosti Výbor pro průmysl a aplikace Přizvaní členové koordinační rady ministra dopravy Výbor pro vědu Výbor pro bezpečnost a mezinárodní vztahy 38

39 Odbor kosmických technologií a družicových systémů MD Národní kosmický plán 39

40 Evropská kosmická agentura Co je ESA? ESA Organizační struktura Základní oblasti činnosti ESA Historie členství ČR v ESA Spolupráce s ESA Financování volitelných programů ESA podporovaných ČR Transfer technologií z ESA 40

41 Co je ESA? Rozpočet ESA pro rok 2010 dosáhl hodnoty 3744 milionů Euro Více než 80% rozpočtu ESA jde do průmyslových zakázek! Ročně 1000 smluv s podniky v EU a Kanadě Start rakety Ariane 5 s experimentem Herschel a Plank na palubě 14. května 2009 v Kourou (zdro:j ESA) 41

42 Organizační struktura Generální ředitel (Director general - DG): Reprezentuje agenturu a je vedoucím managementu, právní zástupce agentury. Volen 2/3 většinou rady vždy 1 za 4 roky. Zavádí programy, vykonává politiku ESA a podává zprávy Radě. Generálnímu řediteli asistují vědečtí a administrativní pracovníci, úředníci a další při vykonávání svých aktivit. Všichni jsou souhrnně nazýváni sekretariátem. Rada (Council): Řídící orgán ESA. Skládá se ze zástupců členských států ESA a je vedena předsedou voleným na 2 roky. Každý členský stát má jeden hlas. Schází se jednou za ¼ roku na úrovni delegátů a každé 2-3 roky na ministerské úrovni. Její rolí je přijímat rozhodnutí s ohledem na aktivity a politiku ESA. Rada má pod sebou dalších 6 programových rad a 5 výborů. 42

43 Programové rady a výbory ESA Výbory mají na starosti definici, správu, provoz a kontrolu povinných aktivit ESA: IPC (Industrial Policy Committee) Výbor pro průmyslovou politiku AFC (Administration and Finance Committee) Administrační a finanční výbor IRC (International Relations Committee) Výbor pro mezinárodní vztahy SC (Security Committee) Bezpečnostní výbor SPC (Science Programme Committee) Výbor pro vědecký program Programové rady mají na starosti definici, správu, provoz a kontrolu 6 volitelných programů: PB-LAU (Launchers Programme Board) PB-HME (Programme Board for Human Spaceflight, Microgravity and Exploration) JCB (Joint Board on Communication Satellite Programmes) PB-NAV (Programme Board on Satellite Navigation) PB-EO (Earth Observation Programme Board) SSA (Space Situational Awareness) 43

44 Hlavní sídlo ESA a její střediska Hlavní sídlo ESA (Headquarters) je v Paříži. ESA má vedle hlavního sídla 5 výzkumných středisek se specifickým zaměřením. Tato střediska jsou rozmístěna v různých členských státech ESA: ESTEC (European Space Research and Technology Centre), umístěné v Noordwijk v Nizozemí, je největší středisko ESA. Jedná se o testovací středisko a centrum evropských kosmických aktivit. ESTEC je odpovědný za technickou přípravu a vedení kosmických projektů ESA ESRIN (European Space Research Institute), umístěné ve Frascati v Itálii. Toto středisko zejména řídí pozemní segment pro družice určené k pozorování Země a udržuje největší archiv dat o životním prostředí v Evropě ESOC (European Space Operations Centre), umístěné v Darmstadtu v Německu, je středisko zajišťující činnost kosmických objektů na oběžné dráze EAC (European Astronauts Centre), umístěné v Kolíně nad Rýnem v Německu, je školící středisko a základna pro evropské astronauty ESAC (European Space Astronomy Centre), umístěné blízko Madridu ve Španělsku, je středisko ve kterém jsou soustředěny kapacity pro astronomické a planetární mise. V tomto středisku jsou umístěny vědecké archivy Kromě těchto středisek ESA disponuje i vesmírným střediskem v Guyaně (Guiana Space Centre - GSC). 44

45 Základní oblasti činnosti ESA Základní oblasti pro využití kosmických technologií jsou: Pozorovaní země (Earth observation) Pilotované lety do vesmíru (Human spaceflight) Nosiče (Launchers) Navigace (Navigation) Věda ve vesmíru (Space Science) Inženýrství pro vesmír (Space Engineering) Operace ve vesmíru a ochrana před vnějším nebezpečím (Space operations & Situational Awareness) Technologie (Technology) Telekomunikace a integrované aplikace (Telecommunications & Integrated Applications) 45

46 Příklady pro podíly z rozpočtu 2009 Zdroj: ESA 46

47 Příspěvky do ESA v roce 2009 Zdroj: ESA 47

48 Historie členství ČR v ESA Zahájení jednání s ESA na jaře 2007 Návštěva generálního ředitele ESA v Praze 12. června 2007 ESA průmyslový Audit na podzim 2007 Podepsání přístupové smlouvy 8. července 2008 Ratifikace smlouvy parlamentem ČR v září listopadu 2008 se ČR stává řádným členem ESA listopadu 2008 se česká delegace účastnila Rady ministrů členských zemí ESA v Haagu 48

49 Spolupráce s ESA Povinné programy 5.3 Milionů Euro v roce 2010 Task Force podpora českého průmyslu a výzkumu v přechodné době 6 let od roku 2008 např. 2.3 Milionů Euro pro 15 projektů v roce 2009 (podíl na příspěvku pro povinné programy) Volitelné programy PRODEX, EOEP GMES Space Component Segment Meteosat Third Generation ARTES 1, 3-4, 10 (IRIS) and 20 (IAP) FLPP, Transportation for ISS and Exploration ELIPS Period 3 European GNSS Evolution Extension General Support Technology Program (GSTP) 49

50 Finanční zapojení ČR ve volitelných programech ESA v milionech Zdroj: MD 50

51 Artes 10 - IRIS 51

52 Integrovaná aplikační podpora (IAP) Zdroj: ESA 52

53 Integrovaná aplikační podpora (IAP) Vesmír pro zdraví Vesmír pro bezpečnost Vesmír pro rozvoj Vesmír pro energetiku Vesmír pro transport 53

54 Transfer technologií z ESA Příklady pro využití kosmických technologií 54

55 Kontrola kvality potravin pomocí technologií vyvinutých pro vesmír Food quality control 55

56 Ochrana vodních hrází 56

57 Čistá energie vývoj technologie vodíkových zásobníků Clean energy Zdroj: BMW 57

58 Příklady využití kosmických technologií Inteligentní dopravní systémy (ITS) Komplexní informační podpora pro cestující Přesné zemědělství - EGNOS 58

59 Inteligentní dopravní systémy (ITS) Zdroj: MD 59

60 Komplexní informační podpora pro cestující Telematika se vztahuje většinou na jeden druh dopravy v případě použití více druhů dopravy je vyhledání spojení přenecháno cestujícím Cíl: optimální plánování mobility podmínit spojením různých druhů dopravy vozidlo dráha letadlo MHD pěšky Podmínka je dostatečná přesnost a funkčnost družicové navigace, což bude Galileo splňovat 60

61 Zemědělský cyklus 61

62 Naváděcí systém 62

63 Konkurenceschopnost ČR Doporučení k zvýšení konkurenceschopnosti ČR Družicová navigace a kosmické technologie jako pilíř naši konkurenceschopnosti Cíle pro zvýšení konkurenceschopnosti ČR v oblasti kosmických technologií Příklad českých firem v oblasti kosmických technologií Co musíme dělat pro český průmysl a výzkum? 63

64 Doporučení k zvýšení konkurenceschopnosti ČR Národní ekonomická rada vlády (NERV) doporučuje v Rámci Strategie Konkurenceschopnosti 6 Pilíře Technologická připravenost kosmické technologie (kap ) jako jednu ze zásadních možností pro podporu a zvýšení konkurenceschopnosti ČR. NERV konstatuje, že těžiště vývoje kosmických technologií v ČR leží v následujících oblastech: spolupráce s ESA, evropské projekty Galileo a GMES, mezinárodní spolupráce, národní kosmický program. 64

65 Družicová navigace a kosmické technologie jako pilíř naši konkurenceschopnosti Silné stránky Vysoká přidaná hodnota Technologická úroveň průmyslu Tradice v kosmických technologiích Členství v ESA Renomé v mezinárodních organizacích Běžící zakázky a projekty Vědeckotechnické zázemí Koordinační struktura Slabé stránky Chápaní kosmonautiky jako pouze vědy Předsudky a neinformovanost Nedostatek expertů pro management kvality, dokumentace a projektů dle požadavků ESA Nedostatek kvalifikovaných pracovníků Příležitosti Získání sídla GSA do Prahy využít pro motivaci a podporu přechodu dalších technologických firem do segmentu kosmických technologií vytvoření komunikačních struktur pro lepší informovanost průmyslu a výzkumu využití kosmických technologií pro jiné průmyslové oblasti (ESA / ESTEC) Rizika Nezvládnuti financování volitelných programů ESA pro období Nedostatek aplikací pro Galileo Dlouhodobý nedostatek kvalifikovaných pracovníků Doba trvání následků finanční krize 65

66 Cíle pro zvýšení konkurenceschopnosti ČR v oblasti kosmických technologií Vytvoření jednotné struktury řízení kosmických aktivit a kompetencí v ČR s ohledem na budoucí zřízení České národní kosmické agentury Zajistit výběr a financování projektů ESA pro období Vytvořit podporu pro podnikání v oblastech družicové navigace a kosmických technologií jako např. v Bavorsku Zajistit výuku expertu pro kosmické technologie dle světových standardů 66

67 Příklad českých firem v oblasti kosmických technologií IGASSU Software kosmické aktivity např. pro EGNOS Frenken mechanické díly pro družice a letadla ANF software např. pro družicové řídící centrum ESA ČSRS Hardware pro experimenty ESA např. cryostat Honeywell User terminal pro projekt IRIS (ESA ARTES) - Honeywell nepatří do MSP, ale v projektech financovaných ze zdrojů ESA nebo EU, musí 40% financování jít jako zakázky do MSP GISAT produkty v oblasti pozorování země 5M speciální materiály a sandwičové struktury EGGO Space služby a testování komponentů Evolving Systems Hardware a software pro družice G.L. Electronic technická podpora v oblasti kosmických a vojenských aktivit Další podniky najdete na stránkách odborných asociací:

68 Co musíme dělat pro český průmysl a výzkum? Popularizace kosmických technologií a aktivit: Galileo User Fórum Galileo Masters, GMES Masters Galileo Road Show Space Industry Day (ESA, Galileo, Spolupráce) Konference jako např.: Galileo Application Congress Prague 2012 Evropské projekty jako např. EMMIA 68

69 Dekuji vám za pozornost 69