在經過數十年的開發、三月份的火箭更換以及最後一刻的天候延誤後,美國太空軍終於將世界上最現代化 GPS 系統的最後一顆衛星送入軌道。

最後一顆名為 SV-10 的 GPS III 衛星,上個月搭乘 SpaceX 的獵鷹 9 號火箭,衝破佛羅里達的天空,進入蒼穹。根據太空軍的說法,這顆新衛星提供的定位數據,其精確度是過去衛星的三倍,抗干擾能力更是過去的八倍。對一般民眾而言,這意味著更精確的導航路線和更可靠的外送服務。對軍隊而言,則代表在艱困環境下更先進的目標鎖定能力和更高安全性的通訊。

太空軍戰鬥部隊司令部任務三角 31 指揮官 Stephen Hobbs 上校表示,這是一項不容失敗的任務,從開車送孩子去參加足球賽的家長,到在敵方領空飛行的空軍飛行員,都依賴著它。

Hobbs 說:「我們可以談論擁有銀行集團的企業巨頭,他們希望確保 ATM 擁有精確的計時。在軍事方面,我們可以談論地面上的陸軍上尉,希望確保他或她能夠從 A 點抵達 B 點以達成目標。我們可以談論負責一艘船的 નૌકા上尉,試圖找到進入港口的航線……所有這些上尉都關心這個訊號。」

隨著商業和軍事作戰越來越依賴太空系統,太空軍 GPS 發射的節奏和風險也在不斷升高。Defense One 上個月在 GPS III 發射前,採訪了卡納維爾角太空軍站的守護者,了解他們如何應對軍方和企業對升級衛星能力的需求。

守護者們表示,這是一個值得慶祝的里程碑,但這份榮耀短暫且稍縱即逝。在他們看來,還有更多工作要做。

根據國會於 2000 年批准的 GPS III 系統,其後繼者已經在緊鑼密鼓地準備中。下一代系統,即 GPS IIIF,或稱後續系統,預計於 2027 年 5 月首次發射。該系統被宣傳為一個更具韌性的訊號,應該能提供「比現有衛星高出 60 倍以上的抗干擾能力」,該部門表示。

在準備這些未來發射的同時,守護者們也在維護現有的衛星星座,其中包括一些已經遠超預計退役年限的衛星。

「維持 GPS 衛星在軌的頻率,這是最好的方法,」政府任務整合經理 Brahn Kush 上尉說。「就像他們定期換機油一樣,這是最好的方法。你永遠不會意識到它的影響,因為你保持了持續的頻率。」

最後一顆 GPS III 衛星的發射過程並非一帆風順。二月下旬,由於在其中一枚固體火箭發動機上發現異常,該部門暫停了聯合發射聯盟(ULA) Vulcan 火箭的國家安全發射計畫。

該部門領導人在上個月於科羅拉多州斯普林斯舉行的太空研討會上告訴記者,該異常情況仍在調查中,他們正在評估 Vulcan 火箭預定發射的任務清單,同時尋找問題的根源。

這顆暱稱為「海蒂·拉瑪」(Hedy Lamarr),以好萊塢明星兼發明家命名為 SV-10,是受影響的任務之一。在短短幾週內,守護者們不得不將任務改為 SpaceX 的獵鷹 9 號火箭。在完成這些準備工作後,惡劣的天氣又將 4 月 20 日的發射推遲了一天。

參與任務的守護者們表示,儘管這些障礙出乎意料,但它們變得更容易克服。2024 年,該部門推出了一項名為「快速響應開拓者」(Rapid Response Trailblazer)的協議,旨在縮短任務啟動到發射之間的時間。

GPS III/IIIF 發射作業首席官 Austin Guerrero 上尉告訴 Defense One,這項演習對於將最新的衛星送入軌道至關重要。

「他們問我們,『嘿,如果我們要換成不同的發射供應商,我們能多快開始執行?』所以我們的團隊就開始行動了,我們在大約四個月內完成了。我們通常的發射處理時間是六個月。所以,我們第一次就將時間縮短到四個月,」Guerrero 說。「所以,這就樹立了標準。」

這個框架增強了剩餘 GPS III 衛星發射的靈活性。他說,最後三顆衛星的每一次迭代都更快、更精簡。

「每一次發射,我們都會吸取經驗教訓並應用到下一次,」Guerrero 說。「這使我們能夠建立節奏並快速執行。」

太空軍高層已告知國會,GPS IIIF 衛星將於 2027 年 5 月發射。在 SV-10 發射的同一天,國防部官員公布了 2027 年的預算請求,其中包括 31 次太空發射、兩顆新的 GPS 衛星及其支援基礎設施,以及近 60 億美元用於衛星通訊系統。

如果國會批准這筆資金,卡納維爾角的守護者們已準備好將最新技術送入天際。

「總是有對新能力的渴望或需求,而我們的職責就是實現這些能力,」Guerrero 說。「因此,一次又一次地提供能力,只會增強我們將這些能力提供給世界的實力。」

即使最後一顆 GPS III 衛星升空,太空軍仍在地面上與挑戰搏鬥。

在 SV-10 發射前一天,該部門宣布取消了一項旨在使 GPS 星座保持競爭力和保護性的關鍵地面站現代化計畫。

名為 OCX 的全球定位系統下一代操作控制系統,在歷經 15 年以上的努力、多次延誤並耗資驚人的 63 億美元後被取消。太空軍在七月正式從雷神公司(Raytheon)接收 OCX,但該部門在一份新聞稿中表示,發現系統內存在持續的問題。

「儘管整個政府和承包商團隊一再採取協作方式,但在操作相關時間表中啟動該系統的挑戰被證明是無法克服的,」Hobbs 在新聞稿中說。「我們發現了廣泛能力領域的問題,這些問題將使目前的 GPS 軍事和民用能力面臨風險。」

同時,太空軍將繼續改進現有的地面系統。該系統稱為 AEP,可以利用 GPS III 星座的升級功能,例如 M-Code,這是一種用於軍事用途的高度加密訊號,該部門表示。

「AEP 多年來一直不斷升級以提供新的任務能力,」一位太空軍發言人說。「例如,AEP 目前為作戰人員提供 M-Code 訊號廣播以供操作使用。此外,AEP 的升級使其比過去更具網路韌性。由於 OCX 已取消,我們的計畫是進行額外的 AEP 升級,以滿足短期任務需求。我們正在制定計畫,以在更長遠的時期內增加該任務領域的競爭。」

下一代 GPS IIIF 衛星將具備區域軍事保護功能,這將允許盟軍使用美國軍方的升級衛星通訊。

根據 Autonomy Global 的數據,目前的 GPS 星座包含 31 顆衛星,其中包括一些據報運行時間是最初計畫的三倍的衛星。

Hobbs 將此歸功於工程師、導航員和守護者們,他們讓這些衛星保持運行和在軌。隨著該部門努力將下一代衛星送入天際,他知道他們將再次被召喚,以確保它們在未來幾十年內都能正常運行。

「既然我們已經發射了所有 III 型衛星,我們還有沒有辦法延長該能力的壽命,以確保戰士在需要時能夠獲得?」,任務三角 31 指揮官說。「如果我們所做的只是發射 III 型衛星,然後不盡一切努力讓它盡可能長時間地運行……那麼我們就沒有對美國納稅人盡到應有的職責。」