Bloque IIIF del GPS

GPS Block IIIF , o GPS III Follow On (GPS IIIF) , es el segundo conjunto de satélites GPS Block III , que consta de hasta 22 vehículos espaciales. La Fuerza Aérea de los Estados Unidos comenzó el esfuerzo de adquisición de GPS Block IIIF en 2016. ^[7] El 14 de septiembre de 2018, se adjudicó un contrato de fabricación con opciones por un valor de hasta 7200 millones de dólares a Lockheed Martin. ^{[8] [9]} Se proyecta que los 22 satélites del Bloque IIIF comiencen a lanzarse en 2027, y se estima que los lanzamientos durarán al menos hasta 2037. ^{[5] [6] [10]}

Los esfuerzos de ingeniería para los satélites del Bloque IIIF comenzaron tras la adjudicación del contrato en 2016, 16 años después de que el gobierno aprobara la entrada en los esfuerzos iniciales de modernización para GPS III en 2000. ^{[7] [11]} Como resultado, el Bloque IIIF del GPS introduce una serie de mejoras y capacidades novedosas en comparación con todos los bloques de satélites GPS anteriores.

Los satélites del bloque IIIF albergan una solución rediseñada del Sistema de Detección de Detonaciones Nucleares de EE. UU. (USNDS) que es más pequeña y liviana. ^[11]

El USNDS es un sistema mundial de sensores espaciales y equipos de procesamiento terrestre diseñado para detectar, identificar, localizar, caracterizar e informar detonaciones nucleares en la atmósfera de la Tierra y en el espacio. ^[12]

Los satélites GPS IIIF son los primeros en incorporar una carga útil de navegación 100% digital. ^[13]

La carga útil de navegación totalmente digital introducida por primera vez por el Bloque IIIF (SV11+) produce una precisión mejorada, una mejor confiabilidad y señales más fuertes en comparación con la carga útil de navegación digital al 70 % utilizada por el Bloque III del GPS (SV01-SV10). ^{[14] [15]}

Los modelos GPS IIIF-03 y posteriores (GPS III SV13+) incorporarán el bus de combate LM2100 de Lockheed Martin, una mejora del bus LM2100M utilizado en los modelos GPS III SV01 a SV12. El bus de combate LM2100 ofrece una mayor resistencia a los ataques cibernéticos, así como una potencia, propulsión y electrónica mejoradas para la nave espacial. ^{[16] [2]}

Los satélites GPS IIIF serán los primeros satélites GPS que albergarán una carga útil de sensor de partículas cargadas energéticas (ECP). ^[6]

En marzo de 2015, el Secretario de la Fuerza Aérea de los EE. UU. promulgó una política que exige que todos los nuevos programas satelitales de la Fuerza Aérea incluyan sensores ECP. ^[17] La ​​agregación de datos ECP de múltiples satélites permite una mejor conciencia del dominio espacial , lo que permite una mejor detección de los efectos del clima espacial , así como la diferenciación entre anomalías inducidas por actividad hostil, el entorno natural u otras causas no hostiles. ^{[18] [6] [19]}

GPS IIIF será el primer bloque de satélites GPS en el que todos los vehículos espaciales participarán en el sistema Cospas-Sarsat . El sistema Cospas-Sarsat es una colección internacional de satélites que abarcan órbitas terrestres bajas, medias y geoestacionarias, y que escuchan las señales de socorro de 406 MHz generadas por balizas en la Tierra. Los satélites transmiten las señales de socorro a las estaciones terrestres para iniciar esfuerzos de respuesta de emergencia oportunos. ^[20]

La incorporación de conjuntos de retrorreflectores láser (LRA) a todos los vehículos espaciales GPS IIIF permite que las estaciones de seguimiento GPS en la Tierra equipadas con equipos de medición de distancia láser determinen ubicaciones 3D mucho más precisas para cada satélite GPS IIIF. Tener información de ubicación más precisa para cada satélite GPS mejora la capacidad del sistema GPS para proporcionar correcciones de tiempo y posición más precisas a los receptores GPS. Se estima que a medida que más satélites GPS incorporen LRA, la precisión de la ubicación mejorará de un metro, como es posible hoy, a un centímetro, una mejora de varios órdenes de magnitud. ^[21]

El bloque IIIF será compatible con las capacidades de la Banda S Unificada (USB), lo que permitirá la consolidación de las frecuencias de radio utilizadas para telemetría, seguimiento y comando de los satélites del bloque IIIF. ^{[22] [11]}

La Protección Militar Regional (RMP) es una tecnología antiinterferencias para consumidores de GPS militares. La RMP implica dirigir un haz puntual masivamente amplificado que solo incluye señales GPS militares sobre un área geográfica pequeña. Los receptores GPS militares de EE. UU. y sus aliados ubicados dentro de la huella de señal del haz puntual de la RMP son significativamente más difíciles de interferir para los adversarios debido a la intensidad de la señal extremadamente amplificada en el área. ^[16]

Los satélites GPS IIIF-03 y los más nuevos (GPS III SV13+) incorporarán el bus de combate LM2100 de Lockheed-Martin. ^[2] Los satélites basados ​​en el bus de combate pueden alojar la "Interfaz de puerto del sistema de aumento" (ASPIN), una interfaz que permite futuras oportunidades de mantenimiento y actualización en órbita. ^{[16] [23]}

Está previsto que el primer satélite GPS Bloque IIIF se lance en 2027. ^[24]

Nota: ninguna de las señales de navegación que transmiten los satélites GPS Bloque IIIF son nuevas en el Bloque IIIF; todas las señales fueron admitidas por primera vez en satélites GPS de generaciones anteriores (Bloque I, Bloque II o Bloque III).

El GPS IIIF es una evolución del GPS III , que utiliza el bus A2100 como núcleo. Los nuevos modelos utilizan el bus LM2100 modernizado junto con una carga útil de navegación totalmente digital de L3Harris , una mejora significativa respecto de la carga útil digital del 70 % anterior utilizada en el GPS III. ^{[33] [34] [35]}

A partir del tercer vehículo de servicio se utilizará una versión mejorada, conocida como LM2100 Combat Bus, que permitirá realizar tareas de mantenimiento en órbita en una fecha posterior, que pueden incluir actualizaciones de hardware, reemplazo de componentes o reabastecimiento de combustible. ^{[36] [37]}

El gobierno canadiense está proporcionando cargas útiles para búsqueda y rescate en órbita terrestre media (MEOSAR) en nombre de las Fuerzas Armadas canadienses . El tiempo que se tarda en detectar y localizar una señal de socorro se reducirá de una hora a cinco minutos, junto con una precisión mucho mayor en la localización de una baliza de socorro. ^{[38] [39]}

El Laboratorio de Investigación Naval construirá conjuntos de retrorreflectores láser (LRA, por sus siglas en inglés) . Se trata de un sistema de reflector pasivo que mejora la precisión y proporciona mejores datos de efemérides . La Agencia Nacional de Inteligencia Geoespacial (NGA, por sus siglas en inglés) financiará los costos de integración del LRA.

Otras mejoras significativas incluyen: cumplimiento de interfaz de banda S (USB) unificada, integración de cargas útiles alojadas que incluyen una carga útil del Sistema de Detección de Detonaciones Nucleares de los Estados Unidos (NUDET) (USNDS) rediseñado, un sensor de Partículas Cargadas Energéticas (ECP) y capacidades de Protección Militar Regional (RMP) que brindan la capacidad de entregar señales de Código Militar (Código M) regional de alta potencia en áreas específicas de efecto previsto. ^[40]

La Fuerza Aérea ha identificado cuatro "puntos de inserción de tecnología" para el Bloque IIIF del GPS. ^[41] Estos cuatro puntos son los únicos cuatro momentos durante el ciclo de vida del bloque en los que se permitirá introducir nuevas capacidades en los satélites del Bloque IIIF.

• Primer vehículo espacial: GPS IIIF-01
• Nueva funcionalidad propuesta/posible:
  • Carga útil digital reprogramable en órbita ^{[42] [43] [44]}
  • Amplificadores de alta potencia (SSPA) ^[44]
  • Protección Militar Regional (PMR) ^[45]

• Primer vehículo espacial: GPS IIIF-07
• Nueva funcionalidad propuesta/posible:
  • Volumen de servicio espacial de código M ^[46]

• Primer vehículo espacial: GPS IIIF-13
• Nueva funcionalidad propuesta/posible:
  • Comandos casi en tiempo real
  • Relojes avanzados ^[44]

• Primer vehículo espacial: GPS IIIF-19
• Nueva funcionalidad propuesta/posible:
  • Por determinar

La Fuerza Aérea de Estados Unidos empleó un proceso de adquisición de licitación competitiva de dos fases para los satélites GPS Bloque IIIF.

El 5 de mayo de 2016, la Fuerza Aérea de los EE. UU. adjudicó tres contratos de evaluación de viabilidad de preparación de producción de fase uno para vehículos espaciales (SV) GPS III 11+, uno a Boeing Network and Space Systems , Lockheed Martin Space Systems Company y Northrop Grumman Aerospace Systems . ^{[9] [47]} Los contratos de la fase uno valían hasta seis millones de dólares cada uno. ^[48] Durante el esfuerzo de la fase uno, tanto Boeing como Northrop Grumman demostraron con éxito cargas útiles de navegación funcionales. ^[49]

El 19 de abril de 2017, el Comando Espacial de la Fuerza Aérea de los EE. UU. anunció el inicio de la segunda fase de su estrategia de adquisición con la publicación de un aviso especial para un "Día de la Industria" para las empresas que planean presentar ofertas para el contrato de fabricación de vehículos GPS III 11+. ^[48] Durante el evento del Día de la Industria, la Fuerza Aérea compartió la estrategia de adquisición tentativa que utilizará para evaluar las propuestas y luego solicitó comentarios de los posibles postores.

En julio de 2017, el Director Adjunto de la Dirección de GPS de la Fuerza Aérea de los EE. UU. declaró que la estrategia de adquisición para el Bloque IIIF del GPS sería adjudicar los contratos de fabricación de los 22 satélites del Bloque IIIF al mismo contratista. ^[41]

En noviembre de 2017, el subdirector de la Dirección de GPS de la Fuerza Aérea de los EE. UU. anunció que el nombre del segundo lote de satélites GPS III sería "GPS Block IIIF". ^[50]

También en noviembre de 2017, se anunció que se había completado el desarrollo de la carga útil de navegación totalmente digital para los satélites GPS Bloque IIIF. ^[51] El cronograma del programa Bloque IIIA se retrasó varias veces debido a problemas con la carga útil de navegación. ^{[52] [53]}

Aunque la Fuerza Aérea originalmente esperaba publicar la Solicitud de Propuestas (RFP) formal para la producción del Bloque IIIF del GPS en septiembre de 2017, no se publicó hasta el 13 de febrero de 2018. ^[54] La RFP era para un contrato de precio fijo (FFP) para que una sola empresa fabricara los 22 vehículos espaciales. Se creía que era probable que los tres participantes de la fase uno (Boeing, Lockheed Martin y Northrop Grumman) presentaran propuestas. ^[48] El gobierno celebró una conferencia previa a la propuesta en El Segundo, California , que se celebraría el 15 de marzo de 2018 para que los posibles postores hicieran preguntas a la Fuerza Aérea sobre la convocatoria. La fecha límite de presentación de propuestas era las 12:00 p. m., hora del Pacífico (PDT), del 16 de abril de 2018. ^[55]

El estado de las ofertas de las empresas que participaron en la primera fase, en orden alfabético:

• Boeing: se negó a presentar una propuesta ^[56]
• Lockheed Martin: presentó una propuesta ^[56]
• Northrop: se negó a presentar una propuesta ^[8]

El 14 de septiembre de 2018, la Fuerza Aérea adjudicó un contrato de fabricación con opciones por un valor de hasta 7200 millones de dólares a Lockheed Martin. ^[8]

El sistema de control terrestre registrado del GPS Block IIIF será el mismo utilizado para el GPS Block III , el Sistema de Control Operacional GPS de Próxima Generación (OCX).

Para poder comandar y controlar los satélites del Bloque IIIF, en abril de 2021 la Fuerza Espacial de EE. UU. adjudicó un contrato de 228 millones de dólares a Raytheon Intelligence and Space llamado OCX Block 3F, que se basa en el sistema OCX Block 2 existente y agrega la capacidad de realizar el lanzamiento y la verificación de satélites del Bloque IIIF. ^{[58] [59]}

Se espera que la entrega del bloque 3F de OCX sea en julio de 2025, y su aceptación operativa a fines de 2027. ^{[59] [60]}

• Sistema de navegación por satélite BeiDou
• Sistema de navegación BeiDou-2 (COMPASS)
• Galileo (navegación por satélite)
• GLONASS
• Sistema de satélites Quasi-Zenith