Jaxa a facut primul pas in construirea unui sistem propriu de navigatie prin satelit, ce ar plasa Japonia pe pozitia a 6-a in lume, in lista tarilor cu aplicatii in acest domeniu.

Probabil cel mai cunoscut este sistemul American GPS constand in 6 planuri orbitale a cate 4 sateliti (momentan 30 de sateliti sunt in operare). Acestuia i se adauga sistemul rusesc Glonass care foloseste o configuratie diferita – 3 planuri orbitale a cate 8 sateliti (momentan fiind activi 21 de sateliti), sistemul Galileo european aflat inca la inceput de drum si care va include in jurul anului 2016 cand va fi operational, 3 planuri orbitale a cate 10 sateliti fiecare. Tari emergente cum ar fi China si India incearca si ele sa isi asigure independenta in acest domeniu sensibil al aplicatiilor de navigatie prin satelit.
Sistemul Compass chinez va include 5 sateliti geostationari si 30 de sateliti orbitand in orbite MEO, urmand sa devina operational pana in 2020.
India la randul ei construieste pana in 2014 sistemul IRNSS (Indian regional navigation satellite system) ce va include 3 sateliti geostationari si 4 sateliti MEO.

Revenind la programul JAXA, primul satelit lansat din noua constelatie QZSS (Quasi zenith satellite system) ce va include la final alte 2 platforme, se numeste Michibiki, nume ales in urma unei campanii de promovare a misiunii in randul publicului japonez si care s-ar traduce prin “ghidare”.

Satelitul este unul stabilizat triaxial, cu o masa de aproximativ 4 tone si in forma unui paralelipiped cu dimensiunile 2.9 x 3.1 x 6.2 m. Este deservit de doua panouri solare cu anvergura de 25.3 m si generand 5kW- denumite LDAR (large deployable antenna reflectors). Pentru o perioada de 10 ani va opera intr-o orbita cu inclinatia de 45 de grade, apogeul la 39.000 km si perigeul de 33.000 km.

Datorita specificitatii acestei orbite, satelitul se va muta spre sud sau spre nord in functie de rotatia Pamantului, avand o perioada de vizibilitate a teritoriului Japonez intre 7 si 9 ore pe zi. Astfel, o constelatie de 3 sateliti ar asigura permanent vizibilitatea unuia dintre ei si ar fi astfel la dispozitia utilizatorilor locali 24 de ore din 24.
Proiectia 2D a unei astfel de orbite rezulta intr-o figura de tip 8, iar in final JAXA a ales varianta unei orbite asimetrice care are avantajul maririi perioadei in care un satelit tranziteaza teritoriul japonez si a unui transfer de semnal mai usor intre cei 3 sateliti.  


Satelitul este construit de Mitsubishi Electric Corporation pe o platforma ETS-8 (Engineering test satellite) si va transmite 4 semnale de navigatie in benzile L1, L2 si L5 compatibile cu semnalele GPS (aceeasi frecventa centrala, acelasi spectru, aceeasi structura a mesajului) dar pentru care vor fi necesare totusi receptoare speciale din partea utilizatorilor, creand astfel o piata locala pentru standardizarea acestor echipamente.
Manevrele de corectare a orbitei sau a pozitiei de zbor se vor realiza cu ajutorul unui sistem de motoare R-4D alimentate de combustibil N2O4/MMH, construite de compania Kasier Marquardt si care are in spate o lunga istorie (primul model zburand in 1966 in campania Apollo).
La bord se afla un asa numit “retro reflector array” format din 56 de retroreflectoare construite in colaborare de Honeywell Technology Solutions Inc. si Instrumentation Technology Engineering Inc, care va permite masuratori fine de la sol asupra orbitei curente.

Suplimentar satelitul este echipat cu o antena TTS cu ajutorul caruia se realizeaza calibrarea celor 2 ceasuri RAC (Rubidium Atomic Clock) de la bord, o antena L1-SAIF care creste puterea semnalului de navigatie rezultand o acuratete de pozitionare de sub 1 m si in sfarsit o antena in banda C pentru comunicatie bidirectionala de telemetrie si telecomanda.

Lansarea s-a facut de la hangarul 1 al bazei Tanegashima Space Center la bordul unei rachete H-2A. Plecata sambata 11 septembrie, la ora 11:17 GMT, racheta a transportat cu succes pe orbita noul satelit intr-un zbor care a durat 28 de minute si 26 de secunde, separarea avand loc la ora 11:45 GMT si prima telemetrie fiind furnizata de statia de sol din Hawaii.

H-2A este o racheta in 2 trepte capabila sa transporte pe o orbita LEO (orbita joasa in jurul Pamantului) o incarcatura de pana la 10 tone sau intr-o orbita GTO (orbita de transfer geostationara) o incarcatura de pana la 3.8 tone.
In lungime de 53 m, cu o greutate de 289 tone, este propulsata de o treapta intai pe baza de combustibil lichid propulsata de un motor LE-7A si dezvoltand 1098 kN si o treapta a doua propulsata de un motor LE-5B deasemenea pe baza de combustibil lichid si cu o forta de tractiune de 137 kN. Separat, in functie de specificul zborului se poate monta un sistem de “boostere” auxiliare, variantele disponibile de motoare cu combustibil solid fiind SRB-A (forta de tractiune 5040 kN) si SSB (forta de tractiune 1490 kN).
In zborul de fata care a purtat indicativul F18, s-a folosit varianta H2A202 adica au fost montate 2 “boostere” auxiliare de tip SRB-A.
Precedentul zbor s-a efectuat in luna mai 2010 atunci cand au fost lansati mai multi sateliti mici (Planet-C, Ikaros, K-Sat etc).

Cum functioneaza concret noul sistem? QZSS nu trebuie vazut ca un sistem de sine statator ci este doar un complement al sistemului American GPS. Primele discutii intre americani si japonezi vizand compatibilitatea semnalelor si interoperabilitatea celor 2 sisteme au inceput in septembrie 1998 atunci cand cele doua administratii au pus bazele acordului “Joint Statement by the Government of the United States of America and the Government of Japan on Cooperation in the use of the Global Positioning System”.
Asa cum se stie, pentru determinarea completa a unei pozitii este necesar receptionarea semnalului de la minim 4 sateliti GPS.
Totusi in Japonia, datorita specificului tarii (relief muntos, orase agglomerate cu cladiri inalte etc) multe obstacole scad calitatea semnalului receptionat si timpul efectiv cand navigatia prin satelit este disponibila.
Spre exemplu in cazul folosirii numai a semnalului GPS, precizia de pozitionare se rezuma la 10 m pe cand in cazul folosirii simultane a semnalelor GPS si QZSS precizia va creste pana la 1m in prima faza (si chiar la nivel de cm pe viitor).
Disponibilitatea serviciului de navigatie va creste la randul ei de la o valoare de 90% momentan (adica minim 4 sateliti GPS sunt disponibili la o elevatie mai mare de 20 de grade peste Japonia) la o valoare de 99.8% in cazul folosirii complementare a sistemului QZSS.
Timpul initial (la pornire) necesar unui echipament electronic pentru determinarea pozitiei se asteapta sa scada de la 30-60 de secunde in prezent la numai 15 secunde dupa introducerea QZSS, in timp ce o anomalie la unul din satelitii de navigatie (fie ca vorbim despre GPS sau QZSS) va fi raportata utilizatorilor in mai putin de 20-30 de secunde.
Pe langa aplicatiile clasice, sistemul QZSS va aduce imbunatatiri majore si in alte domenii, spre exemplu in cel al prevenirii dezastrelor unde, datorita cresterii preciziei la nivel de cm, actualele balize avertizoare de tsunami vor putea fi amplasate la distante mult mai mari de statiile de monitorizare continentale decat cei 20 km necesari astazi (acest lucru insemnand un timp de reactie mai mare si evident va creste sansele autoritatilor locale in cazul evacuarilor de populatie).

credit JAXA

Tanegashima Space Center