Vojnu tehnologiju kojom se svi redovito, a neki već 27 godina, koriste u svakodnevnom životu i radu dok s pomoću GPS-a (Global Positioning System) traže pravi put i nalaze odredište, korisnike i potrošače, trebao bi zasjeniti ili ojačati satelit NTS-3. Vojska SAD-a, ista ona koja je razvila i GPS, lansirat će ga ove godine i upotrebljavati za pozicioniranje, navigaciju te mjerenje vremena (tzv. PNT)
Nakon dvadeset sedam godina posvudašnje uporabe izgledno je da u povijest odlazi GPS (Global Positioning System, odnosno globalni sustav za pozicioniranje) jer će njegovu ulogu preuzeti namjenski satelit NTS-3 (Navigation Technology Satellite-3) čije je pokusno korištenje počelo s prvim danima 2023. godine. Izum američke vojske GPS, koji očitava točnost položaja, vjerojatno je najkorištenija vojna tehnologija u civilnoj svakodnevici, a postao je globalni alat s komercijalnom uporabom mnogo većom od vojne.
Primjerice, kontrola zračnog prometa, bankarstvo, poljoprivreda i mobilne mreže ovise o neprekinutoj GPS pokrivenosti. Posvuda je, ali lansiranjem NTS-3 najavljuje se kraj današnjeg GPS-a, koji radi od 1995. i sastoji se od 32 satelita koja kruže oko Zemlje dvaput na dan u šest razina orbite na visini od 20.200 kilometara. Njime upravlja Ministarstvo obrane SAD-a, a od 2019. novoosnovane Svemirske snage SAD-a (Space Force), jedan od šest rodova oružanih snaga te države. Najstariji satelit u konstelaciji GPS-a je NAVSTAR 43 i još je uvijek aktivan. Njegov je razvoj počeo 1973., lansiran je u srpnju 1997., ali nije prvi navigacijski sustav jer je 60-ih godina 20. stoljeća za američku mornaricu razvijen satelitski navigacijski sustav Transit.
Rješenja za sukobljena okružja
Satelit NTS-3 izum je koji bi trebao zamijeniti oslanjanje na GPS, koji se pokazao ranjivim na najmodernije ruske i kineske protusatelitske lasere koji ometaju elektroničko ratovanje. Zamjenik načelnika Svemirskih snaga SAD-a general David D. Thompson izjavio je kako nije dobro da se SAD oslanja isključivo na GPS jer je 2014. i 2018. godine uočeno ometanje američkih bespilotnih letjelica i GPS signala iznad Krima i Sirije.
Primjerice, Rusija ima nekoliko vrsta protusatelitskog i protudronskog laserskog oružja, a najopasnije od njih je Kalina – oružje za elektrooptičko ratovanje koje može trajno zaslijepiti satelite emitiranjem laserskih impulsa koji oštećuju ili ‘zasljepljuju‘ optičke senzore satelita. Projekt NTS-3 je u veljači 2020. prošao preliminarni test, njegov je glavni izvođač L3Harris Technologies, a njime će tijekom ove godine biti provedeno više od stotinu pokusa.
– Uzbuđeni smo što možemo promicati najnovije dostignuće s više od stotinu pokusa na ovoj maloj NTS-3 svemirskoj letjelici i tražimo načine na koje možemo riješiti probleme u sukobljenom okružju – izjavila je general-bojnica Heather Pringle, zapovjednica Laboratorija za istraživanje ratnog zrakoplovstva (AFRL).
Taj laboratorij razvija napredne tehnike i tehnologije za otkrivanje i ublažavanje smetnji PNT (Position Navigation Timing) sposobnosti i povećanja otpornosti sustava za vojne, civilne i komercijalne korisnike. Iako je NTS-3 trebao biti pušten u orbitu 2022., Pringle je izjavila da kašnjenje nema veze s AFRL-om.
Pomicanje granica
Vojska SAD-a, odnosno Američko ratno zrakoplovstvo, Svemirske snage i Istraživački laboratorij Ratnoga zrakoplovstva, lansiranjem NTS-3 poboljšat će svoje temeljne PNT usluge upotrebljavajući satelit za pozicioniranje, navigaciju i mjerenje vremena PNT kao dodatak GPS-u. Pokusni navigacijski satelit NTS-3 pomaknut će granice današnje tehnologije položaja, navigacije i mjerenja vremena PNT kako bi otvorio put fleksibilnijoj, robusnijoj i otpornijoj arhitekturi za tehnologiju satelitske navigacije. Za razliku od GPS satelita koji se nalazi na srednjoj orbiti oko Zemlje, NTS-3 godinu će dana boraviti u geosinkronoj Zemljinoj orbiti.
Američke zračne snage označile su NTS-3 jednim od tri Vanguard prioritetna programa koja integriraju nekoliko tehnoloških komponenti za pružanje novih mogućnosti pokrivajući više domena i obuhvaćajući multidisciplinarna rješenja. Cilj je tih programa isporučiti suvremenu tehnologiju koja brzo transformira buduće vojne operacije. Demonstracija NTS-3 uključivat će svemirsko testno vozilo, zemaljsko zapovijedanje i kontrolu te agilne softverski definirane radijske uređaje za korisnika. NTS-3 će eksperimentirati s višestrukim integriranim naprednim tehnologijama, uključujući elektronički upravljane fazne antene, fleksibilne i sigurne signale, softverski definirane GPS prijamnike, povećanu automatizaciju zemaljskoga kontrolnog segmenta GCS (Ground Control Segment) i korištenje komercijalnih zemaljskih antena.
Generator signala na testu
Davanjem PNT signala NTS-3 će testirati novi digitalni generator signala koji se može reprogramirati u orbiti, omogućujući mu emitiranje novih signala, poboljšanje performansi izbjegavanjem i otklanjanjem smetnji i dodavanjem potpisa za sprječavanje lažiranja. Laboratorij za istraživanje ratnog zrakoplovstva istražit će konfiguracije antena kako bi osigurao pokrivenost Zemlje i upravljive regionalne zrake u više frekvencija i signalnih kodova.
‘NTS-3 će raditi prema različitim scenarijima i testirati nove sustave. To uključuje novi digitalni generator signala koji se može reprogramirati u orbiti, omogućujući mu emitiranje novih signala, poboljšani prijenos protiv smetnji i ometanja, dodavanje potpisa za prikrivanje izvornog signala i suzbijanje spoofinga, napadačkih programa, razne konfiguracije antena s upravljivim regionalnim snopovima u više frekvencija i signalnih kodova te ‘gašenje svjetla‘ u slučaju kad naoružani zrakoplovi i platforme isključuju svoje radare, komunikacije i satelitske veze kako ne bi bili otkriveni‘, poručili su iz AFRL-a.
Osiguranje održivosti
Korisnicima će NTS-3 pružiti poboljšanu stabilnost signala, dostupnost, integritet i točnost. Unaprjeđenje svemirske tehnologije nužno je jer je svemirsko okružje stalan izazov. Orbite degradiraju, Van Allenovi pojasi zračenjem utječu na svemirske letjelice, a solarne baklje utječu na ionosferu. Prostorna i frekvencijska područja sve više su zagušena i konkurentna te puna stranih navigacijskih satelita i komercijalnih širokopojasnih megakonstelacija (skupina umjetnih satelita). Zbog toga je osiguranje održivosti PNT signala, čak i uz prekide ili smetnje, ključno za operativnost i dostupnost sustava.
Specifična poboljšanja zemaljskog segmenta omogućit će pokuse s automatiziranim operacijama ‘gašenja svjetla‘, prelaskom kontrolne stanice u slučaju kvara i detekcijom okoline u gotovo stvarnom vremenu i ispravljanje pogrešaka i prilagođenih valnih oblika. Ugrađeni sustavi nadzirat će točnost sata i parametre orbite kako bi ublažili pogreške i obavijestili korisnika. Planirani pokusi otpornosti naglašavaju održavanje točnog vremena i znanja o položaju nakon gubitka kontakta sa zemaljskom kontrolom, održavanje točnosti položaja korisnika nakon satelitskih manevara te otkrivanje i ispravljanje anomalije vremena ili signala. Otpornost će biti djelomično omogućena poboljšanjem detekcije integriteta signala na vozilu i obavijesti korisnika.
Sljedeća generacija
Podaci prikupljeni tijekom operacija u orbiti poslužit će za oblikovanje PNT satelita sljedeće generacije. Osim toga, NTS-3 kompatibilan je s EGS-om (Enterprise Ground Services), arhitekturom koju zapovjedništvo Svemirskih sustava (SSC) razvija kako bi osiguralo zajednički sustav za satelitsko zapovijedanje i kontrolu. Cilj je prijeći s portfelja zemaljskih sustava na jedinstveni sustav koji će se povezivati sa svim satelitima američkih zračnih i svemirskih snaga štedeći milijune dolara pojednostavnjivanjem obuke korisnika i operacija. EGS će iskoristiti velike podatke i olakšati lakše dijeljenje podataka, svijest o situaciji i suradnju, a NTS-3 bit će kompatibilan naslijeđenim zemaljskim sustavima, uključivat će podatke o praćenju signala iz različitih izvora i koristiti se komercijalnim antenskim mrežama za održavanje sposobnosti satelitske kontrole na zahtjev u kratkom roku.
Pritom se svaka oprema može lako integrirati jer programski tim razvija softverski definirane PNT prijamnike koji mogu brzo reagirati na promjenjive uvjete. Kao i generator signala u orbiti, prijamnici se mogu reprogramirati, čime se povećava sigurnost i fleksibilnost. Istraživački laboratorij zračnih snaga tijekom pokusa s NTS-3 planira iskoristiti dodatno vrijeme za smanjenje rizika i provođenje više ispitivanja na zemlji, a navigacijska tehnologija NTS-3 pomoći će u vođenju budućih GPS satelita, prioritetnog područja za vojsku, jer je tehnologiju postalo lako lažirati i ometati.