Los bloques de satélites GPS son las distintas generaciones de producción del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) utilizado para la navegación por satélite . El primer satélite del sistema, Navstar 1, fue lanzado por la Fuerza Aérea de los Estados Unidos el 22 de febrero de 1978. [1] La constelación de satélites GPS es operada actualmente por el 2.º Escuadrón de Operaciones Espaciales (2SOPS) del Delta Espacial 8 de la Fuerza Espacial de los Estados Unidos .
Los satélites GPS giran alrededor de la Tierra a una altitud de unos 20.000 km (12.427 millas) y completan dos órbitas completas cada día. [2]
En 1974, Rockwell International recibió un contrato para construir los primeros ocho satélites del Bloque I. En 1978, el contrato se amplió para construir otros tres satélites del Bloque I. A partir de Navstar 1 en 1978, se lanzaron con éxito diez satélites GPS del "Bloque I". Un satélite, "Navstar 7", se perdió debido a un lanzamiento fallido el 18 de diciembre de 1981. [3]
Los satélites del Bloque I fueron lanzados desde la Base Aérea Vandenberg utilizando cohetes Atlas que eran misiles balísticos intercontinentales reconvertidos . Los satélites fueron construidos por Rockwell International en la misma planta de Seal Beach, California, donde se construyeron las segundas etapas S-II de los cohetes Saturno V. [4]
La serie Bloque I estaba formada por los satélites de validación conceptual y reflejaba las distintas etapas del desarrollo del sistema. Las lecciones aprendidas de los 10 satélites de la serie se incorporaron a la serie Bloque II, que ya está plenamente operativa.
Dos paneles solares suministraron más de 400 vatios de energía, cargando baterías de níquel-cadmio para operaciones a la sombra de la Tierra. Se utilizaron comunicaciones de banda S para control y telemetría, mientras que un canal UHF proporcionó enlaces cruzados entre naves espaciales. Se utilizó un sistema de propulsión de hidracina para la corrección orbital. La carga útil incluía dos señales de navegación de banda L a 1575,42 MHz (L1) y 1227,60 MHz (L2).
El lanzamiento final del Bloque I se realizó el 9 de octubre de 1985, pero el último satélite del Bloque I no fue retirado del servicio hasta el 18 de noviembre de 1995, mucho después de su vida útil de diseño de cinco años. [5]
Los satélites del Bloque II fueron los primeros satélites GPS operativos a gran escala, diseñados para proporcionar 14 días de operación sin ningún contacto desde el segmento de control. El contratista principal fue Rockwell International , que construyó un vehículo de calificación SVN 12 después de una enmienda al contrato del Bloque I. En 1983, la empresa recibió un contrato adicional para construir 28 satélites del Bloque II/IIA.
Las naves espaciales Block II estaban estabilizadas en tres ejes y apuntaban al suelo mediante ruedas de reacción . Dos paneles solares suministraban 710 vatios de potencia, mientras que las comunicaciones en banda S se utilizaban para el control y la telemetría. Se utilizó un canal UHF para los enlaces cruzados entre naves espaciales. Se utilizó un sistema de propulsión de hidracina para la corrección orbital. La carga útil incluía dos señales GPS de banda L a 1575,42 MHz (L1) y 1227,60 MHz (L2). Cada nave espacial llevaba dos relojes de rubidio y dos de cesio , así como sensores de detección de detonación nuclear, lo que le daba una masa de 1660 kg (3660 lb). [7]
El primero de los nueve satélites de la serie inicial del Bloque II se lanzó el 14 de febrero de 1989; el último se lanzó el 1 de octubre de 1990. [8] El último satélite de la serie que se retiró del servicio fue dado de baja el 15 de marzo de 2007, mucho después de su vida útil de diseño de 7,5 años.
Los satélites Block IIA eran versiones ligeramente mejoradas de la serie Block II, diseñados para proporcionar 180 días de operación sin contacto desde el segmento de control. Sin embargo, la masa aumentó a 1.816 kg (4.004 lb). [9]
Se lanzaron diecinueve satélites de la serie Bloque IIA, el primero el 26 de noviembre de 1990 y el último el 6 de noviembre de 1997. Dos de los satélites de esta serie, los números 35 y 36, estaban equipados con retrorreflectores láser , lo que permitía rastrearlos independientemente de sus señales de radio, proporcionando una separación inequívoca de los errores de reloj y efemérides. [10]
SVN-34 , el último satélite del bloque IIA, transmitió en la señal PRN 18. [11] Fue retirado del servicio el 9 de octubre de 2019, pero se mantuvo como repuesto en órbita hasta abril de 2020. [12] [13]
La serie Block IIR son satélites de "reposición" (reemplazo) desarrollados por Lockheed Martin . Cada satélite pesa 2.030 kg (4.480 lb) en el lanzamiento y 1.080 kg (2.380 lb) una vez en órbita. [14] El primer intento de lanzamiento de un satélite Block IIR fracasó el 17 de enero de 1997 cuando el cohete Delta II explotó a los 12 segundos de vuelo. El primer lanzamiento exitoso fue el 23 de julio de 1997. Se lanzaron con éxito doce satélites de la serie. Al menos diez satélites de este bloque llevaban una carga útil experimental de banda S para búsqueda y rescate , conocida como Sistema Satelital de Alerta de Socorro . [15] [16]
Los satélites del bloque IIR-M incluyen una nueva señal militar y una señal civil más robusta, conocida como L2C. [17] Hay ocho satélites en la serie Block IIR-M, que fueron construidos por Lockheed Martin . [18] El primer satélite Block IIR-M fue lanzado el 26 de septiembre de 2005. El lanzamiento final de un IIR-M fue el 17 de agosto de 2009. [19]
La serie Block IIF son satélites "de seguimiento" desarrollados por Boeing. El satélite tiene una masa de 1.630 kg (3.590 lb) y una vida útil de 12 años. El primer vehículo espacial Block IIF se lanzó en mayo de 2010 en un cohete Delta IV . [20] El duodécimo y último lanzamiento del IIF tuvo lugar el 5 de febrero de 2016. [21]
El GPS Block III es la primera serie de satélites GPS de tercera generación, que incorpora nuevas señales y transmite a niveles de potencia más altos. En septiembre de 2016, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos otorgó a Lockheed Martin una opción de contrato para dos satélites Block III más, lo que estableció el número total de satélites GPS III en diez. [22] El 23 de diciembre de 2018, se lanzó el primer satélite GPS III a bordo de un SpaceX Falcon 9 Full Thrust . El 22 de agosto de 2019, se lanzó el segundo satélite GPS III a bordo de un Delta IV. [23] El tercer satélite GPS III se lanzó el 30 de junio de 2020, a bordo de un vehículo de lanzamiento SpaceX Falcon 9. [24] El cuarto satélite GPS III se lanzó el 5 de noviembre de 2020, también a bordo de un Falcon 9. [25]
La serie Block IIIF es el segundo conjunto de satélites GPS Block III, que constará de hasta 22 vehículos espaciales. [26] Se espera que los lanzamientos del Block IIIF comiencen no antes de 2026 y continúen hasta 2034. [27]