La SpaceX ha lanciato la sua quarta missione dell'anno, un satellite GPS-III per la US Space Force, mercoledì 18 gennaio 2023. Il lancio ha visto un razzo Falcon 9 decollare dallo Space Launch Complex 40 (SLC-40) dalla Cape Canaveral Space Force Station alle 7:24 locali (le 12:24 UTC). Il carico utile per questa missione è il Global Positioning System III Space Vehicle 06 (GPS-III-SV06). Il veicolo è stato costruito a Littleton, in Colorado, da Lockheed Martin e sarà collocato in un'orbita terrestre media (MEO) con un'orbita circolare operativa a 20.180 km e un'inclinazione di 55 gradi.
GPS-III-SV06 aveva una massa al lancio di 4.352 kg e prende il nome da Amelia Earhart, la famosa aviatrice che divenne la prima donna ad attraversare l'Oceano Atlantico in solitaria nel 1932. Earhart scomparve in circostanze misteriose durante un volo intorno al mondo nel 1937. Anche gli altri satelliti GPS della serie III hanno avuto il nome di famosi esploratori: SV01 (Amerigo Vespucci), SV02 (Ferdinando Magellano), SV03 (Matthew Hensen), SV04 (Sacagawea – Lemhi Shoshone), SV05 (Neil Armstrong), SV07 (Sally Ride), SV08 (Katherine Johnson), SV09 (Ellison Onizuka) e SV10 (Hedy Lamarr).
Il satellite era arrivato in Florida nell'ottobre 2022 per l'elaborazione finale pre-lancio. La missione ha segnato il quinto lancio di un satellite GPS III a bordo di un razzo Falcon 9 di SpaceX, mentre uno era stato precedentemente lanciato con un razzo United Launch Alliance Delta IV Medium+ (4,2). Ad alimentare la prima parte di questa missione è stato il booster B1077-2, che ha effettuato il suo secondo volo. Il booster aveva debuttato nella missione Crew-5 alla Stazione Spaziale Internazionale (ISS) lo scorso anno.
La missione ha seguito il profilo di caricamento del propellente standard del Falcon 9. A partire dai minuti T-35 e concludendosi poco prima del decollo, il razzo è stato riempito con RP-1 raffreddato, un cherosene per razzi, e ossigeno liquido densificato (LOX) come ossidante. Dopo il decollo, il beccheggio e la deviazione sulla traiettoria corretta, il Falcon 9 ha attraversato la massima pressione dinamica (MaxQ) a circa un minuto e 12 secondi di volo. Dopo un funzionamento pianificato di due minuti e 33 secondi, i nove motori del primo stadio si sono spenti e il booster si è separato per prepararsi all'atterraggio sulla nave drone 'A Shortfall of Gravitas' di stanza a 635 km a nord-est del sito di lancio.
Nell'immagine, tratta dal webcast, il satellite GPS III-06 'Amelia Earhart' viene rilasciato dal secondo stadio del Falcon 9. Credito: SpaceX
La massa e la destinazione orbitale del GPS-III-SV06 hanno precluso un atterraggio di ritorno al sito di lancio per il booster, che ha permesso così il primo atterraggio sulla nave drone autonoma dell'anno per SpaceX. Il booster ha eseguito due accensioni per eseguira questa operazione, una mentre rientrava nell'atmosfera per rallentare e una seconda per atterrare effettivamente sulla nave drone. Nel frattempo, il secondo stadio ha continuato ad accelerare il carico utile fino alla velocità orbitale, liberando le due semi-ogive protettive della carenatura mentre saliva. La nave di recupero multiuso Doug di SpaceX recupererà queste carenature per il loro riutilizzo.
Dopo aver posizionato se stesso e il carico utile in un'orbita di parcheggio bassa terrestre iniziale, il secondo stadio ha riacceso il motore un'ora, tre minuti e 32 secondi dopo il lancio. Questa accensione di 44 secondi ha posizionato il Falcon 9 su un'orbita di trasferimento MEO. Il veicolo spaziale si è separato dal secondo stadio poco più di un'ora e 29 minuti dopo il decollo e utilizzerà i suoi propulsori di bordo per posizionarsi nella sua orbita circolare finale.
Dopo GPS-III-SV06, Lockheed Martin ha ricevuto un contratto per fornire quattro satelliti aggiuntivi, portando a 10 il numero totale di piattaforme GPS III iniziali. Il prossimo satellite GPS III, lo SV07 'Sally Ride' ha il lancio previsto nel 2024 con un razzo Vulcan Centaur di United Launch Alliance (ULA). A seguito di questo primo lotto, la US Space Force prevede di lanciare fino a 22 satelliti aggiuntivi noti come GPS-IIIF (Follow-On). Realizzati anch'essi da Lockheed Martin, questi offriranno maggiori protezioni contro hacker e forze armate straniere, comprese capacità anti-jamming (di resistere cioè ai disturbi elettronici) fino a 60 volte superiori a quelle attualmente disponibili.
Nella foto il satellite GPS III-05 'Neil Armstrong', identico a quello appena lanciato, durante i test a terra. Credito: Lockheed Martin
Nel complesso, l'attuale rete GPS include una combinazione di diverse generazioni di satelliti, ciascuna un miglioramento rispetto alla precedente. Secondo Lockheed Martin, la generazione GPS-III migliora la precisione di posizionamento di un fattore tre rispetto alla precedente variante Block-IIF. Un ulteriore miglioramento con la generazione GPS III rappresenta una preoccupazione della United States Space Force (USSF) per quanto riguarda il disturbo del segnale da parte di avversari stranieri. Le capacità anti-jamming della variante Block III sono almeno otto volte più efficaci della generazione IIF.
Mentre la rete GPS ospita diverse applicazioni militari su segnali M-code, esistono quattro segnali civili operativi. I satelliti più vecchi utilizzano un segnale chiamato L1 C/A. Sebbene sia ancora in uso, è considerato un segnale 'legacy' (di appoggio) e viene utilizzato principalmente per aumentare la precisione su dispositivi terrestri che utilizzano GPS dual-band. Tutti i satelliti Block III, incluso il GPS-III-SV06, utilizzano tre segnali aggiuntivi. L2C è più efficace, potente e accurato rispetto ai precedenti segnali legacy, secondo l'Ufficio nazionale di coordinamento per il posizionamento, la navigazione e il tempismo basati sullo spazio. Il segnale L5, soprannominato la frequenza della "sicurezza della vita", viene trasmesso su una banda radio riservata esclusivamente ai servizi di sicurezza aerea.
Il segnale più recente è L1C ed è progettato in modo da poter essere condiviso tra altre reti GPS partecipanti, tra cui Galileo dall'Europa. L'USSF indica che il sistema satellitare Quasi-Zenith (QZSS) giapponese e il sistema BeiDou cinese stanno adottando segnali simili. Nel complesso, ci sono diverse reti GNNS (Global Navigation Satellite System) in uso in tutto il mondo. La rete degli Stati Uniti, GPS, è composta da 31 satelliti, prima del lancio di GPS-III-SV06, mentre il Global Navigation Satellite System (GLONASS) della Russia ha 23 satelliti operativi e il Galileo europeo ha 24 satelliti attivi e sei di riserva in orbita. Allo stesso modo, il QZSS giapponese ha quattro satelliti operativi mentre la costellazione BeiDou cinese ne contiene 42. L'Indian Regional Navigation Satellite System (IRNSS) ha uno scopo simile con i suoi sette satelliti operativi; tuttavia, la rete indiana non è globale e serve solo l'India e le regioni circostanti.
Si è trattato dell'undicesimo tentativo di volo orbitale globale del 2023, il nono ad avere successo, il sesto per gli Stati Uniti.
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