Saremmo persi senza GPS. È difficile immaginare un mondo senza il nostro localizzatore di posizione satellitare, ma ha raggiunto la piena capacità operativa (FOC) solo nel 1995; per prospettiva, X-Files è stato trasmesso per la prima volta due anni prima.

Di proprietà del governo degli Stati Uniti e gestito oggi dalla US Space Force, il GPS è liberamente accessibile a chiunque disponga di un ricevitore GPS e ha cambiato irreversibilmente il volto delle operazioni militari e della navigazione civile. Il suo primo utilizzo nelle operazioni militari è stato durante la Guerra del Golfo Persico nel 1991, prima ancora che fosse completamente sviluppato, e da allora è rimasto una risorsa essenziale.

Per celebrare il 25° anniversario della tecnologia, la US Space Force ha lanciato una campagna per aiutare a educare il pubblico su questa missione critica e spesso trascurata, evidenziando l’enorme impatto che il GPS ha avuto sulla nostra vita quotidiana e condividendo come funziona il GPS e il suo storia.

Il passato, il presente e il futuro del GPS

Le origini del GPS possono essere fatte risalire a uno sforzo della Marina degli Stati Uniti negli anni ’50 per sviluppare sistemi in grado di tracciare latitudine e longitudine, principalmente il sistema di navigazione Transit per fornire informazioni sulla posizione per i suoi sottomarini con missili balistici Polaris.

“Quel sistema, tuttavia, non utilizzava tre dimensioni come il GPS di oggi”, afferma un portavoce della US Space Force. “Allo stesso modo, lo scienziato della marina Roger Easton ha guidato lo sviluppo di un sistema noto come Timation, abbreviazione di navigazione a tempo, che utilizzava orologi atomici. Allo stesso tempo, l’aeronautica americana (USAF) stava lavorando a quello che era noto come 621B, mentre l’esercito americano aveva anche un progetto di navigazione satellitare.

“Alla fine, il Dipartimento della Difesa (DoD) ha deciso di riunire questi tre programmi e lo ha fatto nel 1973 assegnando l’aeronautica militare come agente esecutivo. Il colonnello dell’USAF Bradford Parkinson fu posto al comando del Joint Program Office per eseguire il programma combinato Navstar GPS, che fondamentalmente combinava il meglio degli sforzi dell’esercito, della marina e dell’aeronautica in un unico programma e che poteva tracciare la posizione in tre dimensioni; latitudine, longitudine e altitudine”.

I primi conflitti in cui il GPS ha offerto un vantaggio strategico sono stati le operazioni Desert Shield e Desert Storm dal 1990 al 1991, ed è diventato rapidamente parte integrante di tutte le operazioni militari.

“Oggi non esiste un’operazione congiunta che non integri le capacità spaziali: la pervasività di queste capacità e le informazioni che forniscono è un ingrediente chiave per il modo in cui le forze americane operano con velocità, precisione e letalità senza pari”, afferma lo Space Portavoce della Forza.

“Le nostre capacità GPS aiutano a garantire che i nostri leader militari possano vedere lo spazio di battaglia con chiarezza utilizzando Blue Force Tracking, colpire con precisione, navigare con accuratezza, comunicare con certezza, comprendere gli impatti meteorologici e operare in qualsiasi parte del mondo”.

La tecnologia non aspetterà, né noi

Da allora, le capacità militari abilitate al GPS hanno trasformato il campo di battaglia, compreso il recente sviluppo di “pallet intelligenti” guidati da GPS che consentono agli equipaggi di condurre precise missioni di rifornimento, e la prossima generazione di GPS significa che sono in arrivo ulteriori scoperte.

I primi due satelliti GPS III di nuova generazione, o veicoli spaziali (SV) come vengono chiamati, GPS III SV01 e GPS III SV02, sono stati lanciati il 23 dicembre 2018 e il 22 agosto 2019 e sono stati dichiarati operativi nella costellazione il 13 gennaio e il 1 aprile 2020, rispettivamente. Il GPS III SV03 è stato lanciato nel giugno 2020 e, una volta ottenuto l’accettazione operativa, migliorerà ulteriormente la costellazione GPS.
“Questi miglioramenti aumenteranno la fedeltà del segnale GPS, miglioreranno la resistenza al disturbo GPS e agli attacchi informatici, aumenteranno la potenza del segnale militare e aggiungeranno segnali civili”, afferma il portavoce della Space Force. “Per gli altri domini, i nostri sistemi spaziali consentono una forza congiunta più letale, resiliente e agile per scoraggiare e sconfiggere l’aggressione da parte di concorrenti strategici”. e fino a otto volte le capacità anti-jamming. La tecnologia non aspetterà, nemmeno noi. “Gli Stati Uniti preferiscono che lo spazio rimanga libero da conflitti, ma riconoscono che lo spazio è diventato un dominio di guerra e dobbiamo essere preparati a operare in quell’ambiente, proprio come facciamo in altri domini. Modernizzeremo i sistemi e le apparecchiature alla velocità necessaria”.

La responsabilità di portare in orbita i satelliti GPS III spetta allo Space and Missile Systems Center (SMC) della US Space Force, che opera dalla base aerea di Los Angeles. L’ufficio del programma GPS III di SMC fornisce satelliti GPS avanzati che forniscono un segnale di codice militare (codice M) con maggiore sicurezza, maggiore potenza e maggiore disponibilità e precisione. GPS III SV01, SV02 e SV03 aggiungono altri tre satelliti compatibili con il codice M ai 19 satelliti con codice M già oggi in orbita dai programmi GPS IIR-M e GPS IIF.

Per gli utenti civili, il programma GPS III fornisce navigazione e cronometraggio a un ampio spettro di utenti civili. Trasmette anche un quarto segnale civile nuovo di zecca, compatibile con il segnale del sistema di navigazione satellitare europeo Galileo e quei segnali previsti per la trasmissione sul sistema satellitare giapponese Quasi-Zenith, un sistema progettato per potenziare i servizi GPS.

Ogni veicolo spaziale GPS III (SV) viene sottoposto a una rigorosa serie di test durante la produzione che culminano dopo un lancio riuscito.

“Man mano che gli SV vengono costruiti, una serie di test di integrazione e assemblaggio dei componenti del produttore controlla ogni sottosistema principale dopo l’installazione”, afferma SMC. “Quindi l’SV completa sia un test della camera acustica per simulare la sua stridente corsa nello spazio sia un test del vuoto termico per convalidare le prestazioni in un ambiente simile allo spazio. Successivamente, gli SV vengono sottoposti a test meccanici ed elettrici prima del lancio per confermare il corretto funzionamento di tutti i sistemi del veicolo spaziale.

“Infine, dopo il lancio, l’SV completa una serie di test di controllo in orbita per verificare lo stato di salute dell’intero SV mentre è in orbita prima di dichiarare che il veicolo è operativo per l’uso globale.”

Dopo un ritardo dovuto alla pandemia di coronavirus, il GPS III SV03 è stato lanciato dalla Cape Canaveral Air Force Station, in Florida, il 30 giugno, a bordo di un razzo SpaceX Falcon 9, che tenterà un recupero post-lancio del primo stadio.

“GPS III SV03 sarà la prima missione di lancio spaziale di sicurezza nazionale in cui verrà tentato un primo recupero del booster”, ci ha detto l’SMV prima del lancio. “Questo segna anche la prima volta che un veicolo spaziale GPS salirà alla sua posizione operativa all’interno della costellazione da un’altitudine orbitale inferiore dopo il rilascio da uno stadio superiore. Questo di per sé costituisce un tentativo di lancio storico.

Il GPS III SV03 sarà monitorato fino alla fine di luglio, garantendone l’affidabilità dopo che sarà impostato su “sano” all’interno della costellazione. GPS III SV04 sarà lanciato nell’autunno 2020 a bordo di un razzo SpaceX Falcon 9, GPS III SV05 è stato dichiarato disponibile per il lancio a maggio 2020 e SV 06 fino a 08 sono attualmente in fase di test a livello di veicolo.