GPS III – Start der völlig neuen Satelliten-Generation steht bevor

Nach langer Verzögerung wird morgen der erste Satellit der neuen GPS III Generation ins All geschossen. Es ist der Startschuss für eine künftig modernere Konstellation mit höherer Genauigkeit und besserer Resistenz gegen Jamming-Angriffe…

Am morgigen 18. Dezember um 09:11 EST (Nordamerikanische Ostküsten-Normalzeit) ist es soweit. Dann soll der erste GPS III Satellit von der Cape Canaveral Air Force Station in Florida an Bord einer SpaceX Falcon 9 Rakete in den geplanten Umlauf gebracht werden. Es ist der Startschuss für eine völlig neu konzipierte Generation von GPS-Satelliten, welche die bisherige Konstellation modernisieren soll.

Update 3: Die Falcon 9 von SpaceX konnte den GPS III SV01 Satelliten heute (23.12.2018) erfolgreich in den Orbit transportieren. Der gesamte Vorgang kann bis zum abkoppeln des eigentlichen Satelliten in diesem Video nachverfolgt werden:

Update 2: Auf Grund von starken Höhenwinden muss GPS III SV01 einen weiteren Tag auf seine Startfreigabe warten. Nun soll es am 23. Dezember um 08:51 Uhr EST losgehen. SpaceX hat heute trotzdem ein Video zur Mission veröffentlicht:

Update: Der Start wurde ein weiteres mal vertagt. Das nächste Zeitfenster für den Launch öffnet sich am 22. Dezember um 08:55 Uhr EST. Er kann auf der offiziellen SpaceX Webseite live mitverfolgt werden.

Alle Vorkehrungen werden getroffen

Der erste Satellit der neuen Generation, GPS III Space Vehicle 01 (GPS III SV01) hat die Pre-Launch Vorbereitungen bei Astrotech Space Operations bereits durchlaufen. Auch die Betankung und das Einkapseln wurden abgeschlossen. Bei der Kapsel handelt es sich hierbei um aerodynamische, kegelförmige Schutzhülle, welche den Satelliten während des Starts schützen soll. Im Verlauf der Startplanungen wird sie schließlich samt Satellit auf der Rakete montiert.

Quelle: Lockheed Martin – GPS III SV01 in der Kapsel (links) / noch außerhalb (rechts)
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Modernisierung der in die Jahre gekommenen Konstellation

Die Fehlerspanne der neuen GPS III Satelliten soll um ein dreifaches reduziert werden können, wodurch die Genauigkeit insgesamt steigt. Außerdem wird das Signal achtmal weniger anfällig sein gegenüber Jamming-Angriffen oder anderen ungewollten Störungen. Möglich wird dies durch die neue (Spot Beam Leistungsfähigkeit?), welche dem Militär auch insgesamt eine bessere Abdeckung beschert.

Die Welt ist auf GPS angewiesen. Mehr als vier Milliarden private, kommerzielle und militärische Nutzer verbinden sich täglich mit den von GPS-Satelliten erzeugten Signalen“, sagte Lockheed Martin Vizepräsident für Navigationssysteme Johnathon Caldwell. „Der Start von GPS III SV01 ist der erste Schritt die GPS-Konstellation der U.S. Air Force mit den leistungsfähigsten und widerstandsfähigsten GPS-Satelliten zu modernisieren, die je entwickelt und gebaut wurden.“

Verlängerte und Update-fähige Lebenszeit

Wie GPS III SV01 besitzen auch die folgenden Einheiten SV02 bis SV10 eine Lebenszeit von 15 Jahren, 25 Prozent länger als bei allen anderen GPS-Satelliten die bereits im All ihre Bahnen kreisen. Lockheed Martin und die Harris Corporation haben außerdem gezeigt, dass ab der elften Einheit eine völlig digitalisierte Mission Data Unit (Missionsdaten-Einheit?) verbaut werden wird. Sie ist das Herzstück der Navigations-Nutzlasttechnologie für GPS III SV11+.

In Zeiten in denen die Industrie beinahe jedes Jahr bahnbrechende Weiterentwicklungen in Sachen Technik vorweisen kann, ist dies eine notwendige sowie zukunftsweisende Entwicklung. Denn durch die digitalisierte Einheit verfügen die kommenden GPS III Satelliten über eine integrierte Flexibilität, mit der sie selbst im Orbit auf technische Neuerungen und veränderte Missionsziele aktualisiert werden können. Hierdurch sollen die Satelliten zumindest während ihrer Lebenszeit up to date gehalten werden können. „Zum Vergleich: In dem Jahr als die letzten Satelliten der Block IIR-M Serie (GPS-Satelliten Generation II) ins All geschossen wurden, hielt das kanadische Unternehmen Blackberry einen Anteil von 20 Prozent am OS Smartphone Markt (Operating System = Betriebssystem) und war damit das zweitgrößte OS der Welt. Apple hatte erst zwei Jahre zuvor das erste iPhone auf den Markt gebracht.“, so Robin Wrinn, Spezialistin für Kommunikation.

L1C – Endlich ein Signal für die Zivilbevölkerung

Die Satelliten der dritten GPS Generation können zusätzlich auch untereinander kommunizieren, wodurch die gesamte Konstellation von nur einer Bodenstation aus simultan geupdated werden kann. Gleichzeitig verfügt die dritte GPS-Generation über ein neues ziviles Signal namens L1C. Es ist das erste GPS Signal, welches auch mit anderen internationalen Globalen Navigationssatellitensstem (GNSS), wie Galileo, kompatibel ist. Dadurch soll sich die Konnektivität speziell für zivile Nutzer verbessern.

Allerdings kann sowohl die Anti-Jamming Power sowie das L1C-Signal erst genutzt werden, wenn das neue und komplexe Ground Control System namens OCX etabliert wurde. Raytheon, die Firma die für die Ausführung des Systems und die Arbeit an der Cybersicherheit verantwortlich ist, lag zwischenzeitig vier Jahre hinter dem Zeitplan zurück. Hierbei fielen zusätzliche Kosten von 2,5 Milliarden US-Dollarn an. Auch wenn sich alle Nutzer dadurch noch bis mindestens 2022 oder 2023 gedulden müssen, bevor alle Vorzüge von GPS III genutzt werden können, soll Raythen zumindest jetzt im Zeitplan liegen und das Budget einheilten.

Was hat eigentlich so lange gedauert?

Bereits im Jahr 2008 bekam der US-amerikanische Rüstungs- und Technologiekonzern Lockheed Martin von der U.S. Air Force den Zuschlag, die dritte Generation von GPS Satelliten zu fertigen. Der Vertrag zur Entwicklung und Fertigung war auf 1,4 Milliarden US-Dollar angesetzt. Die Indienststellung der ersten GPS III Satelliten sollte 2014 erfolgen. Doch auf Grund von Verzögerungen wurde der erste Raketenstart auf Ende 2018 verlegt. Ursachen hierfür waren Lieferschwierigkeiten von wichtigen Bauteilen, notwendig gewordene Folgetests anderer Bauteile sowie die Entscheidung die GPS III-Satelliten erstmalig mit einer Falcon 9 Rakete in den Weltraum zu bringen. Letzteres machte weitere Planung und Anpassungen erforderlich.

Wir sind schon gespannt, wie sich das modernisierte System im Vergleich zu den anderen internationalen GNSS-Konstellationen in Zukunft schlagen wird.

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