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Así será la nueva navegación por satélite de Europa

Galileo y EGNOS: el futuro de la navegación europea

Basado en la ponencia «Navegación por satélite. Galileo y EGNOS. Aspectos jurídicos» de Juan Manuel de Faramiñán Gilbert, Catedrático de Derecho Internacional Público y Relaciones Internacionales de la Universidad de Jaén.

PERFIL

Juan Manuel de Faramiñán Gilbert
Juan Manuel de Faramiñán Gilbert es, además de Catedrático de Derecho Internacional Público y Relaciones Internacionales por la Universidad de Jaén, miembro de Board of the European of the Space Law (European Space Agency), miembro Vocal de la Junta Directiva del Centro Español de Derecho Espacial (con sede en TEDAE) y miembro del International Institute of Space Law (International Astronautical Federation). Ha asesorado al Gobierno de Ucrania (Agencia Ucraniana del Espacio) como miembro del Twinning Project UA 12/ENP/TP/35 «Strengthning of the State Space Agencies of Ukranie (SSAU) International Capacity to Implement European Space Programmes in Satellite Navigation (EGNOS/Galileo).

En 1964 el Departamento de Defensa de los Estado Unidos creó un sistema de navegación por satélite llamado TRANSIT, inicialmente para que su Armada tuviese información real y actualizada de las posiciones de su flota. Con el tiempo, esta herramienta militar pasó a ofrecer también un uso comercial en el ámbito civil, actualmente conocido como GPS. Por su parte, la otrora Unión Soviética inició en 1981 un programa propio de navegación por satélite, con objeto de apoyar la aviación civil. Fue fue totalmente operativo en 1996. Por su parte, China también creó su propio sistema de geoposicionamiento en el año 2000, aunque está limitado al territorio chino y los países limítrofes.

Frente a estos programas, la Unión Europea y la Agencia Espacial Europea llevan varios años desarrollando su propio modelo, a través de lo que se conoce como Proyecto Galileo.

Órbitas, números y alturas

El Global Positioning System o GPS, se conforma de una red de 24 satélites ubicados en la órbita terrestre a una altura de 20.200 km, con trayectorias sincronizadas. Su inclinación es de 55 grados respecto al ecuador terrestre con un periodo de 11 horas y 58 minutos. Actualmente su cobertura es mundial y alcanza una precisión de 2,5 metros, que puede llegar a 1 metro si se cuenta con WAAS/ EGNOS/ MSAS activado.

WAAS_GEO_Footprint_March_2010Imagen de las huellas de emisión de los satélites geoestacionarios que forman el segmento espacial del Wide Area Augmentation System GPS (WAAS) en marzo de 2010. Fuente: Wikimedia Commons.

En cuanto a GLONASS, dispone de 31 satélites controlados por el Ministerio de Defensa de la Federación Rusa, y situados en tres planos orbitales a una altura de 19.100 km. En realidad cada uno de esos planos orbitales cuenta con 8 satélites, lo que hace un total de 24, pero hay que contar con que además de los 24 hay 3 de repuesto, 2 en mantenimiento, 1 en servicio y 1 más en pruebas. Mantiene una inclinación en la órbita de 64,8 grados y tarda unas 11 horas y 15 minutos en recorrerla. Desde 2007 es posible usarlo comercialmente de forma ilimitada.

En esta competición por disponer de sistemas propios, China también ha instalado su propio sistema. BeiDou es una doble constelación de satélites ubicados en la órbita geoestacionaria, por lo que no necesita tantos satélites para darle cobertura, y sólo lo hace de forma local al propio país y a los estados vecinos. La segunda generación de estos satélites, llamada Compass será global y parecida en su funcionamiento al GPS. Se calcula que para 2020 habrá unos 30 satélites en órbita, completando los 14 que tienen actualmente. La previsión también es que China se asocie con el Proyecto Galileo.

GlonassComparativa de GPS, GLONASS, Galileo y Compass (satélites de órbita terrestre media) órbitas con la Estación Espacial Internacional, el Telescopio Espacial Hubble y órbitas geoestacionarias, así como el tamaño nominal de la Tierra. Fuente: Wikimedia Commons. Autor: Cmglee

Finalmente llegamos a Galileo. Diseñado en conjunto por la UE y la ESA como GNSS (Sistema Global de Navegación por Satélite), comenzó a gestarse en 1999 con idea de poner el marcha el programa oficial en 2003 y tener independencia tanto de GPS como de GLONASS. La constelación de satélites Galileo estará compuesta por 30 aparatos en órbita media, a 23.222 km de altitud, distribuidos en tres planos inclinados con un ángulo de 56 grados. El primero de ellos se lanzó en 2005, y el pasado 17 de diciembre se pusieron en órbita a la vez los satélites 11 y 12 del programa. Tras sufrir varios retrasos (tenía que haber comenzado a prestar servicio en 2008) se espera que esté plenamente operativo para 2020, aunque según la ESA, los primeros servicios de navegación podrán comenzar a finales de 2015 o principios de 2016. Los satélites se distribuirán 10 en cada plano para que cada uno tarde aproximadamente 14 horas y 15 minutos en completar la órbita a la Tierra.

En cada plano habrá un satélite de reserva activo capaz de reemplazar a cualquiera de los que puedan fallar dentro de ese mismo plano. En tierra habrá dos Centros de Control Galileo (en Europa) desde los que se coordinarán todas las operaciones y señales. En cuanto a la transferencia de datos, se hará a través de una red mundial de Estaciones Galileo de enlace ascendente. Cada una de ellas dispondrá de estaciones de telemetria, telecomunicaciones, seguimiento de satélites y transmisión de la información de misión, por lo que serán responsables de controlar la calidad de la señal, y transmitirán por la red la información obtenida a los dos centros de control terrestres.

A EE.UU. no le gusta Galileo

Desde que la idea de Galileo se puso por primera vez sobre la mesa hasta la fecha, el proyecto ha tenido que sortear numerosas dificultades. El primero de ellos fue el dinero, y no es para menos, porque del presupuesto inicial de 1.100 millones de euros, actualmente supera los 3.000 millones de euros. Otro fue la falta de acuerdos para la comercialización de los servicios y uno más la presión de Estados Unidos para mantener el monopolio sobre los sistemas de geoposicionamiento.

A raíz del atentado a las Torres Gemelas en 2001, los americanos querían tener el control absoluto de GPS para poder desactivar a placer el uso civil del sistema y mantenerlo a merced de los militares en caso de crisis. A Europa, evidentemente, no le hizo gracia la posibilidad de perder el servicio y dejar aviones, barcos, ferrocarriles y civiles desconectados.

La navegación por satélite se ha hecho tan estándar y dependiente en los sistemas de transporte que, en caso de interrupción repentina del sistema, muchos aparatos no estarían preparados para volver usar las técnicas tradicionales de navegación, con todo lo que eso supone. Así que a pesar de las presiones logró lanzar dos satélites de prueba del programa en 2005, y los dos primeros en 2011, comenzando a rellenar la órbita que será, al finalizar esta parte del programa de 30 aparatos (27 operacionales y 3 de repuesto).

La finalidad principal del proyecto es el uso civil libre, de acceso gratuito, sin alteraciones y sin interrupciones, pero habrá partes del programa destinadas a uso comercial de pago, en los que se podrán conseguir datos de mayor exactitud o bien otros datos de servicio público regulado con clave de acceso encriptada. Una ventaja de haber comenzado después es que podrá ofrecer más precisión que GPS y GLONASS en el geoposicionamiento, y con la ventaja de disponer de una trayectoria inclinada hacia los polos, con lo que lograrán acceder a información de estas regiones y observar, entre otras cosas, los efectos que el cambio climático cause en ellas.

Constelacion-GalileoConstelación de satélites Galileo. Imagen: Copyright ESA-J. Huart.

El hecho de ser independiente no quiere decir que quede aislado. Galileo será interoperable con GPS y GLONASS, pero en caso de que alguno de estos gobiernos desactiven el servicio para su uso militar exclusivo, Galileo podrá seguir operativo y sin alteraciones, prestando servicio a los civiles, gracias al apoyo del sistema EGNOS, incluso si falla un satélite. Efectivamente, tanto GPS como GLONASS tienen dual use, lo que quiere decir que se usan tanto para fines comerciales como militares, y tanto EE.UU. como la Federación Rusa pueden desactivar el sistema de redes y su libre acceso por razones de seguridad, y desviar todo el potencial para la respuesta militar.

EGNOS da más

Uno de los valores añadidos (como se dice ahora) de Galileo es su capacidad para proveer de forma independiente la transmisión de señales suplementarias de radionavegación en 10 bandas diferentes de frecuencia. Esto permite garantizar el servicio en caso de interferencias accidentales, degradación de la señal, denegación de la misma por un fallo del satélite o por un ataque hostil. Especialmente aquí es donde el papel de soporte de EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service, desarrollado por la ESA en acuerdo tripartito con la CE y Eurocontrol) se vuelve tan importante.

EGNOS (que se puede seguir en tiempo real) es un sistema de aumentación que viene a completar el servicio de GPS en todos los estados europeos, con posibilidad de extenderse a otras regiones siempre que estén dentro de la cobertura de los tres satélites geoestacionarios que transmiten la señal EGNOS y la red de estaciones terrestres. Esto permite poner a prueba el sistema antes de que se integre finalmente como soporte en Galileo.

Lo que ofrece EGNOS actualmente es una mejora de la precisión del GPS, lo que puede suponer una ventaja añadida en caso de situaciones críticas de seguridad. Los datos de posición de GPS sin EGNOS pueden dar una localización en un radio de 17 metros; sin embargo, al operar en conjunto con EGNOS esa precisión se ajusta hasta los 3 metros aproximadamente. Si fuese necesario proceder al rescate de personas en peligro tras un accidente marítimo, por ejemplo, esos metros pueden suponer la diferencia entre la vida y la muerte.

EgnosSituación del estado de los aeropuertos europeos proporcionada por EGNOS en tiempo real. Fuente: EGNOS 

En navegación aérea EGNOS es vital para los pilotos tanto en ruta como en las maniobras de aproximación a pista, especialmente en aeropuertos sin dotación para recibir grandes aviones, como algunos regionales. Y es igualmente importante para el transporte en carretera o el ferroviario, para los que ofrece seguridad y logística a la circulación, y favorece la acción eficiente de los servicios de emergencia en caso de accidente. En el sector marino ayuda a mejorar la seguridad de las vías navegables, las operaciones portuarias o la gestión de la pesca.

Por los servicios prestados…

El Programa Galileo, junto con EGNOS, no sólo define la creación de un sistema propio e independiente de navegación por satélite. La tecnología desplegada permitirá aportar una amplia lista de servicios, tanto públicos como comerciales, acordados entre los participantes en el proyecto según sus necesidades, ofertas y planes comerciales. Así, en lo que respecta al sistema europeo se puede hablar de un Servicio Abierto (Open Service / OS), un Servicio para Aplicaciones Críticas (Safety-of-Life / SoL), un Servicio Comercial (Commercial Service / CS), un Servicio Público Regulado (Public Regulated Service / PRS) y un Servicio de Búsqueda y Salvamento (Search and Rescue Service / SAR).

Galileo-11-12Satélites Galileo 11 y 12. Imagen copyright ESA/CNES/ARIANESPACE/Optique vidéo du CSG – JM Guillon.

Para estos cinco servicios el programa actúa con distintas gamas de frecuencia, de manera que los usuarios puedan obtener información sobre su ubicación mediante un receptor que use la gama de satélites de diferentes constelaciones, interoperando sin problema con GPS y GLONASS.

  • SERVICIO ABIERTO: Permite el acceso de cualquier usuario sin necesidad de autorización previa, sólo disponiendo del receptor adecuado. Es un servicio destinado al público en general para receptores que no requieren una gran precisión. Está previsto que se use en combinación de las señales de Galileo y GPS, lo que permitirá mejorar la recepción de la señal en entornos especialmente sobrecargados, como son las ciudades. Este servicio no se hará responsable de la integridad de la información.

  • SERVICIO PARA APLICACIONES CRÍTICAS: Se trata de un servicio específico para atender situaciones en las que la vida humana pueda estar en peligro. Sería el caso de la navegación aérea, las aplicaciones ferroviarias o la navegación marítima transoceánica, cuando los sistemas de radionavegación fallen un no sean capaces de dar notificaciones a tiempo. Este servicio se caracteriza por ser igual de preciso en posicionamiento e información que el abierto, pero con una mayor seguridad donde no existan servicios tradicionales de infraestructura terrestre. Al contrario que en el servicio abierto, aquí sí se garantiza el servicio por la Galileo Operating Company (GOC), y las prestaciones se obtienen mediante receptores certificados de doble frecuencia.

  • SERVICIO COMERCIAL: Estará destinado a aplicaciones de mercado que exijan gran volumen y rapidez, por eso las prestaciones serán mayores que en el sistema abierto, y el acceso será de pago para acceder a los valores añadidos del sistema. En el caso de que terceros quieran desarrollar servicios en esta área, tendrán que adquirir el derecho de uso de las señales comerciales del Servicio de Explotación Galileo (GOC). En este modelo se añaden dos señales a las señales de acceso abierto, que estarán protegidas por una clave de cifrado comercial que podrá ser gestionado tanto por la GOC como por terceros, aunque será siempre la GOC la que decidirá el nivel de prestaciones de cada servicio comercial según las exigencias de la industria y las necesidades de los consumidores.
  • bandas-frecuencia-satelitesBandas de frecuencia de los satélites. Fuente: ESA.

  • SERVICIO PÚBLICO REGULADO: Se caracterizará por ser un «servicio robusto» y de «acceso controlado» para aplicaciones gubernamentales. Los usuarios principales de este servicios serán las fuerzas y cuerpos de seguridad nacional, los organismos públicos de protección civil y los funcionarios de aduanas. Estará cifrado y diseñado en origen para que sea resistente a las interferencias. El acceso a este servicio estará controlado por las instituciones civiles mediante clave. Se pretende que sea un servicio independiente que pueda estar operativo en todo momento y en cualquier circunstancia, especialmente cuando se produzcan ataques, bloqueos o interferencias en el resto de los servicios. Para garantizar la robustez de la señal está protegida contra interferencias o modificaciones intencionadas de cualquier tipo. Esto es especialmente delicado dado el peligro real de que se produzcan ataques terroristas para desactivar las señales de Galileo, perjudicando la acción de las fuerzas de seguridad. La señal será transmitida en dos frecuencias, cada una de las cuales ocupará un gran ancho de banda para lograr una estructura resistente a las interferencias. Serán además frecuencias diferentes a las de los servicios abiertos, ya sean de Galileo, de GPS o de GLONASS, y autorizadas mediante clave sólo los organismos aprobados por los Estados miembros, que de momento serán la EUROPOL, la Oficina Europea de Lucha contra el Fraude, la Agencia de Seguridad Marítima, las Fuerzas de Mantenimiento de la Paz o los Equipos de Intervención Humanitaria. Dentro de los propios países accederán las Fuerzas y Cuerpos de Seguridad del Estado, los Servicios de represión de la delincuencia organizada y los Servicios de control y vigilancia de fronteras. Por ejemplo, en ausencia del servicio PRS, la lancha rápida de un traficante de drogas que dispusiese de un emisor de interferencias y fuese perseguida por un barco de la aduanas podría, en caso de mal tiempo, impedir a su perseguidor situarse en un radio superior a 10 kilómetros utilizando la radionavegación por satélite y, de esta manera, impedir su detención. En cambio, con un receptor y una antena PRS específicos, el aduanero estaría en condiciones de contrarrestar esta amenaza y posicionarse en tiempo real. Si, además, va equipado de un emisor de interferencias, podrá, a su vez, impedir al traficante que determine su posición por medio de la radionavegación por satélite.

  • SERVICIO DE BÚSQUEDA Y SALVAMENTO: En este caso sí que hay una notable mejora en el sistema de búsqueda y rescate, ya que permite la recepción prácticamente en tiempo real de los mensajes de socorro que se emitan desde cualquier punto del planeta, cuando en la actualidad el tiempo de espera en la recepción del mensaje es de una hora aproximadamente. La localización sería mucho más precisa, apenas de unos pocos metros. El transpondedor de búsqueda y salvamento de los satélites Galileo detecta la señal de socorro de cualquier baliza COSPAS-SARSAT que emita una alerta en la banda 406 – 406,1 MHz, y emite esta información a estaciones de tierra dedicadas en la banda «L6». Los Centros de Control de Misión de COSPAS-SARSAT determinan la posición de las balizas de socorro, una vez que han sido detectadas por el segmento terrestre específico. Para mejorar el sistema está previsto introducir nuevas funciones que faciliten las maniobras de rescate y reduzcan el índice de falsas alarmas. Dada su importancia vital, el servicio establecerá una estrecha cooperación con la Organización Marítima Internacional, la Organización de Aviación Civil Internacional y con los responsables del sistema COSPAS-SARSAT.

El marco jurídico

Como ya hemos contado, fue en 1999 cuando se abre en Europa la posibilidad de crear un sistema propio de radionavegación y posicionamiento por satélite, aunque la primera Comunicación al respecto dentro de la CE se hace un año antes. Es entonces (1999) cuando se definen los objetivos y los retos del programa, y se plantea el modelo independiente de GPS y GLONASS, dado que estos sistemas no garantizaban la disponibilidad permanente para mantener adecuadamente la gestión del transporte terrestre, aéreo y marítimo.

Uno de los motivos por los que Europa se interesó en un sistema propio (aparte de la inseguridad de los servicios americano y ruso) fue el desarrollo de la economía y la industria, así como para controlar el cumplimiento de la reglamentación y las normativas comunitarias.

El objetivo era crear un sistema de navegación complementario e interoperable con GPS, además de poder abrirse a otros socios y lograr cobertura mundial. Por eso es que en esa primera comunicación de 1999 la CE insiste en la necesidad de crear los compromisos políticos necesarios para impulsar la inversión privada, a fin de poder negociar las características del sistema con sus socios internacionales. También había que lograr que Europa se convirtiera en un foco de influencia dentro del sector.

En 2002 se crea la Empresa Común Galileo para gestionar la fase de desarrollo del Programa Galileo entre 2002 y 2005, además de preparar las fases posteriores de despliegue y explotación. Sin embargo, una serie de retrasos en el programa obligan a modificar el reglamento en 2006 para prorrogar el programa, aunque ya sin la Empresa Común Galileo que queda anulada, y sus funciones asumidas por la autoridad de supervisión del GNSS. Esa fase de desarrollo no terminó hasta 2008.

Galileo-SoyuzLanzamiento Galileo Soyuz VS13. Imagen copyright ESA/CNES/ARIANESPACE–Optique Video du CSG, S. Martin, 2015

Parlamento y Consejo Europeo vuelven a reajustar los plazos en 2008, previendo que la fase de Desarrollo y Validación se extendiera hasta 2010, la de Despliegue desde 2008 hasta 2013 y la de Explotación justo a continuación. Los retrasos, como es natural, fueron acompañados de subidas de presupuesto. Ante los problemas financieros derivados de esto la UE asumió la financiación de la fase de Desarrollo, independientemente de la posible financiación adicional de otros países de la Unión, de países no comunitarios y de diversas organizaciones internacionales.

Desde el momento en que la UE asumió la financiación se convirtió en propietaria de todos los activos materiales e inmateriales, creados o desarrollados dentro de los programas Galileo. Por esta razón es la que puede gestionar los acuerdos con terceros en referencia a los derechos de propiedad que surjan a raíz de las explotaciones. Se plantea así un nuevo marco en el que la Comisión Europea se responsabiliza de la gestión de los programas, la seguridad de los sistemas y la gestión de los fondos que se asignan a los Programas. Luego, la Agencia del GNSS Europeo, según las orientaciones de la CE tendrá que garantizar la seguridad de los Programas, contribuir a la preparación y comercialización de los sistemas y cumplir con las funciones relacionadas con los Programas que le asigne la CE. Por último, el papel de la Agencia Espacial Europea depende presupuestariamente de los Acuerdos de Delegación Plurianual acerca de las misiones y los hitos previstos del programa Galileo.

El factor financiación

Como decíamos, los continuos retrasos en el proyecto, así como algunos problemas técnicos en dos satélites mal posicionados (funcionan bien, pero no todo lo bien que podrían) hacen que las negociaciones entre los sectores púbico y privado se vea afectado. Los dos primeros satélites, lanzados en 2011 y 2012 fueron construidos por el fabricante Astrium, formaban parte de la Fase de Validación de la Órbita, que proporciona el testeo necesario para comprobar que el diseño del sistema funciona correctamente antes de que los satélites empiecen a estar operativos. Mediante licitación pública, la empresa alemana OHB que la que lanzó los dos nuevos satélites que, aunque están operativos, se encuentran mal posicionados en una órbita equivocada.

En diciembre de 2013, ya aprobado el Tratado de Lisboa de 2007, se establece un Reglamento que incide nuevamente en la necesidad de crear instrumentos jurídicos precisos sobre la Fase de Desarrollo y Explotación de EGNOS y Galileo para garantizar tanto una buena gobernanza como un uso seguro de los sistemas y las finanzas derivadas de aquí a que el programa culmine en 2020 con la constelación de 30 satélites plenamente operativos (si no pasa nada más).

navegacion-satelite-avionRecreación del futuro programa Iris Precursor. Imagen copyright ESA–P. Carril.

La financiación es, sin duda, el punto más delicado en estos momentos. Para EGNOS y Galileo, el Reglamento (UE, Euratom) nº 1311/2013 establece una cantidad máxima de financiación de 7.071,3 millones de euros en precios corrientes desde el 1 de enero de 2014 hasta el 31 de diciembre de 2020. Si tenemos en cuenta que las Fases de Despliegue y Explotación de Galileo, así como la explotación de EGNOS serán totalmente financiadas por la UE, los Estados miembros deberán aportar fondos suplementarios o alguna contribución en especie según los acuerdos y objetivos de cada uno de estos países, ya que serán los principales beneficiarios del buen funcionamiento del sistema una vez que esté operativo. Esto no excluye que haya terceros países o bien organizaciones internacionales que puedan aportar su granito de arena económico.

Está claro que esta aportación económica es una inversión sobre los ingresos que se espera que el sistema genere a futuro. Ingresos que serán percibidos por la UE para garantizar al menos una compensación parcial por todas las aportaciones realizadas. Eso no quita que se establezca un reparto de ingresos con los contratos que se suscriban con entidades privadas. Por su parte, los contratos públicos suscritos en el marcos de esos Programas tendrán que adaptarse a las normas de la UE sobre la contratación pública. El diseño legal pretende «reducir los riesgos de depender de un único proveedor, minimizar gastos, mitigar riesgos y optimizar recursos«, como explica el profesor Faramiñán. Igualmente deberá garantizarse a lo largo de toda la cadena de suministro la libre competencia, apoyando especialmente a las pequeñas y medianas empresas.

El compromiso de los Estados miembros no sólo les afecta económicamente, también están comprometidos a asistirse mutuamente y cooperar para que la UE cumpla con la misión. Eso implica que deberán abstenerse de adoptar cualquier medida particular que pueda ir en detrimentos de Galileo EGNOS, además de tomar todas las medidas necesarias para garantizar la protección de todas las estaciones terrestres que haya en su territorio; que el espectro radioleléctrico (compatible con el funcionamiento de Galileo) esté disponible en todo momento, protegido y en pleno rendimiento.

Dada el importante papel sobre la seguridad y el óptimo funcionamiento de los sistemas de la infraestructura terrestre, es la CE la responsable de garantizar el correcto emplazamiento de las mismas mediante procesos abiertos y transparentes, así como la adecuada seguridad nacional del Estado que acoja dichas instalaciones.

Justamente en materia de seguridad de los Estados miembros, la CE debe servirse del SEAE (Servicio Europeo de Acción Exterior), lo que lo convierte en el organismo capacitado para asistir a la CE sobre la seguridad de los sistemas y de los programas EGNOS y Galileo respecto a las relaciones exteriores. Esta cooperación tienen que ser capaz de garantizar que la información circule con total seguridad, y que se mantenga especialmente un nivel muy elevado de protección para toda la información clasificada de la UE.

A pesar de este grado de protección en las informaciones clasificadas, no se limitan las obligaciones constitucionales de cada uno de los países para el libre acceso de los ciudadanos a la documentación de las instituciones, órganos y organismos de la Unión, en cualquier tipo de soporte y siempre con arreglo a lo establecido en el Tratado de Lisboa.

Una vez que la constelación Galileo esté totalmente operativa, los beneficios directos resultantes no sólo deberán verse en la mejora de los sistemas de navegación, sino también en un nuevo impulso al mercado de la radionavegación por satélite, a la transferencia tecnológica y a la apertura de nuevos nichos de mercado que favorezcan la productividad industrial y comercial.

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