Tänapäeval põhineb asukoha määramine peamiselt GNSS (global navigation satellite system) satelliitsidel. Lääneriikides kasutakse peamiselt nelja ülemaailmset satelliitside süsteemi: GPS, GLONASS, BEIDOU ja GALILEO. Kõik need kasutavad üsna sarnaseid kõrge sagedusega, kuid väikese võimsusega signaale. Selliseid signaale saab küllaltki lihtsasti segada ja Venemaa on Läänemere piirkonnas seda ka üha sagedamini teinud.

Saksamaa kosmoseagentuuri eest veetava projekti siht on rajada Läänemere äärde R-mode jaamad, mis võimaldaks laevadel satelliitside katkemisel määrata oma asukohta kindlatest suundadest välja saadetud raadiolainete alusel. Tegemist on multilateratsioonil põhineva raadionavigatsiooni meetodiga. Läänemeri on sellise süsteemi rajamiseks hea koht, sest rannik pole üheski suunas kuigi kaugel. Nõnda saab kaldajaamadega katta kõik suunad.

Projekti raames Eestit külastanud Saksamaa Aerokosmose Keskuse teadlane ja projekti peakoordinaator Stefan Gewies ütles ERR-ile, et R-mode kasutab satelliitsidega võrreldes märksa madalama sagedusega ja võimsamaid signaale. Teisisõnu tuleks nende segamiseks märksa rohkem vaeva näha.

"GPS-i segamiseks pole üldse palju vaja. Piisab juba väiksest käsimüügi seadmest, mis autosse paigaldades võimaldab näiteks praami navigatsiooni häirida. R-mode'iga pole see võimalik. Selle segamiseks läheb vaja juba suuri antenne ja väga palju energiat. Kõik näeksid, kust signaali segatakse," selgitas Gewies.

R-mode'i rakendamiseks peab laev saama raadiosignaali vähemalt kolmelt jaamalt, et triangulatsiooni abil enda asukohta määrata. Seejuures peaksid need täpsemate tulemuste saamiseks asuma mõõtekoha suhtes võimalikult erinevates suundades. Mida rohkem jaamu Läänemere ümbrusesse paigaldada, seda parem.

Uut taristut eraldi rajama ei pea

Kulude vähendamiseks tahavad teadlased integreerida R-mode saatjad praeguste DGNSS- ja AIS-jaamadega, kasutades muuhulgas ära ka nende raadioantenne. Põhimõtteliselt võiks DGNSS-jaamad satelliitside katkemise puhul ümber lülituda raadionavigatsioonipõhisele asukoha arvutusele. R-mode kasutab laeva asukoha määramiseks rubiidumkellasid. Need kellad saaks sünkroniseerida varasemalt GNSS-i kaudu või selle puudumisel stabiilse internetiside kaudu.

Praegu paikneb R-mode'i katseala Rootsi, Poola ja Saksamaa vahel. Nüüd tahavad projekti vedavad teadlased laiendada kattuvust ida poole ning paigaldada katsesaatjad ka Eestisse ja Soome. "Peame edaspidi välja selgitama, kui palju saatjaid üldse vaja läheb, sest iga jaam on natukene isemoodi ning tehnika, antennid ja muu selline varieeruvad," täpsustas Gewies. Seetõttu peavad teadlased iga jaamaga esmalt eraldi tutvuma.

Eestis paikneb kaks DGNSS-tugijaama – Hiiumaal, Ristnas ning Narva Jõesuus. R-mode paigaldatakse esialgu Hiiumaa tugijaama külge. Koos Soome Turu ja Porkkala kesklainejaamadega moodustavad nad triangulatsiooni tarbeks matemaatilise kolmnurga. "Kuna Eesti osaleb R-mode projektis esimest korda, siis kõigepealt katsetame neid seadmeid ühe jaamaga ja siis vaatame sealt edasi," ütles riigilaevastiku navigatsioonimärgistuse üksuse juhataja Andry Rütkinen.

R-mode'i seadmete hankimiseks ja paigaldamiseks koostab riigilaevastik käesoleval aastal riigihanke, mille maksumust ei soostunud Rütkinen veel avaldama, küll aga ületab see rahvusvahelise piirmäära. Süsteemi paigaldus toimub kõigi eelduste kohaselt 2025. aasta esimeses kvartalis. Esimesed katsed toimuvad veel samal aastal ja 2026. aasta lõpuks tehakse kokkuvõtted. Riik otsustab seejärel, kuidas jätkata.

R-mode tuleb rahvusvaheliselt standardiseerida

Stefan Gewiesi sõnul uuritakse R-mode'i rakendusi mitmel pool maailmas, sealhulgas Lõuna-Koreas, Suurbritannias ja Kanadas. "Lõuna-Korea on üks R-mode'i eestvedajaid, sest ka nemad asuvad üsna keerulises naabruskonnas," tõdes teadlane. Selleks, et laevad R-mode kasutusele võtaks, peab see toimima kõikjal maailmas sama moodi. Nii on projekti üks eesmärk aidata kaasa ka R-mode'i standardiseerimisele.

Gewiesi sõnul võiks Läänemerest saada soodsate geograafiliste tingimuste tõttu maailma esimene toimiv R-mode'i piirkond ja ühtlasi ka kõige ulatuslikum R-mode leviala. "Siin pole üheski suunas suurt vetevälja, kus pole maismaad sadu ja sadu kilomeetreid. See annab R-mode'i rakendamisel meile ikka väga suure eelise," märkis ta.

R-mode'i laialdasema rakendamise suurim väljakutse on seega hoopiski rahalist laadi. Gewiesi juhitud projekt saab raha Euroopa Liidu Läänemere strateegia programmist, kuid sellest ei piisa, et paigalda R-mode seadmed kõigi Läänemere ääres paiknevatele raadiomajakate külge. Seetõttu loodab ta riikide poliitilisele tahtele. Kuna Venemaa segab Läänemerel üha enam GPS-i, usub ta, et võimalused rahastust leida paranevad.

R-mode'i välja arendamine seisab silmitsi veel ka mõnede tehniliste väljakutsetega, mille kallal teadlased endiselt vaeva näevad. Näiteks on R-mode'i asukohamäärangutäpsus öösiti oluliselt madalam kui päeval.  Seda eelkõige muutuste tõttu ionosfääris.

"Kui päeval on täpsus 10–20 meetrit, siis öösel on see 70–80 meetrit. Avamerel pole see tegelikult probleem. Öisel ajal sadamale lähenemine nõuab aga märksa rohkem täpsust. Praegu mõtleme sadamatesse piiratud tegevusalaga, väga kõrge sagedusega VHF-saatjate paigaldamisele," arutles teadlane.

Euroopa Liidu Läänemere piirkonna R-mode projektis ORMOBASS osaleb kokku 14 koostööpartnerit, sealhulgas Eesti riigilaevastik. Riikidest osalevad lisaks Saksamaa, Soome, Rootsi, Norra, Poola ja Taani. Vaatlejariikidena osalevad Läti ja Leedu.