كتل الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS)

رسوم متحركة لكوكبة أقمار نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)
مدارات أرضية مختلفة حسب المقياس؛ الخط الأخضر المتقطع يمثل مدارًا أرضيًا متوسطًا ، وهو مدار نموذجي لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS).
رسوم متحركة لمدارات أقمار نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) من 15 مايو 2013 إلى 6 سبتمبر 2018: USA-242 · USA-239 · USA-151 · الأرض . ملاحظة: لا تعكس هذه الرسوم المتحركة المدارات الفعلية التي تزيد كثافتها عن هذه المدارات بحوالي 350 مرة.           

تُمثل مجموعات أقمار نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أجيال الإنتاج المختلفة لهذا النظام، وهو نظام يُستخدم للملاحة عبر الأقمار الصناعية . أُطلق أول قمر صناعي في هذا النظام، وهو نافستار 1، من قِبل القوات الجوية الأمريكية في 22 فبراير 1978. [ 1 ] وتتولى حاليًا تشغيل كوكبة أقمار نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) السرب الثاني للحرب الملاحية (2 NWS) التابع لمهمة دلتا 31 ، في القوات الفضائية الأمريكية .

تدور أقمار نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) حول الأرض على ارتفاع حوالي 20000  كيلومتر (12427  ميلاً) وتكمل دورتين كاملتين كل يوم. [ 2 ]

الأقمار الصناعية حسب الكتلة

حاجزتم الإطلاقإخفاقات الإطلاقاختبار/ احتياطيتشغيليمتقاعدالشركة المصنعةملاحظات
المبنى الأول1110010روكويل إنترناشونال
المبنى الثاني90009روكويل إنترناشونالنموذج أولي واحد لم يتم إطلاقه
الكتلة الثانية أ1900019روكويل إنترناشونال
الكتلة IIR131543لوكهيد مارتن
الكتلة الثانية80170لوكهيد مارتن
الكتلة الثانية1201110بوينغ
المبنى الثالث100190لوكهيد مارتن
المبنى الثالث إف00000لوكهيد مارتن
المجموع82283141
اعتبارًا من 24 أبريل 2026

أقمار صناعية من الفئة الأولى

رسم توضيحي تفصيلي لقمر صناعي من طراز GPS Block 1
تم اختبار نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) كامل الحجم في غرفة الفضاء مارك 1 في مجمع أرنولد للهندسة والتطوير (AEDC) في عام 1977.

فازت شركة روكويل إنترناشونال بعقد عام 1974 لبناء أول ثمانية أقمار صناعية من طراز بلوك 1. وفي عام 1978، تم تمديد العقد لبناء ثلاثة أقمار صناعية إضافية من طراز بلوك 1. وبدءًا من القمر الصناعي نافستار 1 عام 1978، تم إطلاق عشرة أقمار صناعية من طراز بلوك 1 لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بنجاح. فُقد قمر صناعي واحد، وهو نافستار 7، نتيجةً لمحاولة إطلاق فاشلة في 18 ديسمبر 1981. [ 3 ]

أُطلقت أقمار بلوك 1 الصناعية من قاعدة فاندنبرغ الجوية باستخدام صواريخ أطلس ، وهي صواريخ باليستية عابرة للقارات تم تحويلها . وقد صُنعت هذه الأقمار الصناعية بواسطة شركة روكويل الدولية في نفس المصنع الكائن في سيل بيتش، كاليفورنيا، حيث صُنعت المراحل الثانية من صواريخ ساتورن 5 (S-II) . [ 4 ]

تألفت سلسلة "بلوك 1" من أقمار صناعية للتحقق من صحة المفهوم، وعكست مراحل مختلفة من تطوير النظام. وقد تم دمج الدروس المستفادة من الأقمار الصناعية العشرة في هذه السلسلة في سلسلة "بلوك 2" العاملة بكامل طاقتها.

وفرت الألواح الشمسية المزدوجة أكثر من 400 واط من الطاقة، لشحن بطاريات النيكل والكادميوم اللازمة للعمليات في ظل الأرض. استُخدمت اتصالات النطاق S للتحكم والقياس عن بُعد، بينما وفرت قناة UHF روابط بين المركبات الفضائية. استُخدم نظام دفع بالهيدرازين لتصحيح المدار. تضمنت الحمولة إشارتي ملاحة من النطاق L بتردد 1575.42 ميجاهرتز (L1) و1227.60 ميجاهرتز (L2).  

أُجري الإطلاق الأخير للقمر الصناعي من طراز Block I في 9 أكتوبر 1985، ولكن لم يتم إخراج آخر قمر صناعي من طراز Block I من الخدمة حتى 18 نوفمبر 1995، أي بعد فترة طويلة من عمره التصميمي البالغ 5 سنوات. [ 5 ]

أقمار صناعية من الفئة الثانية

خضع نظام تحديد المواقع العالمي الثاني (GPS II) لسلسلة من اختبارات التأهيل لمدة أربعة أشهر في غرفة الفضاء AEDC Mark I لتحديد ما إذا كان القمر الصناعي قادرًا على تحمل الحرارة والبرودة الشديدة في الفضاء، 1985.
نفس المركبة معروضة في متحف سان دييغو للطيران والفضاء بعد 30 عامًا. [ 6 ]

كانت أقمار بلوك 2 أول أقمار صناعية تشغيلية كاملة النطاق لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، مصممة للعمل لمدة 14 يومًا دون أي اتصال من وحدة التحكم. وكانت شركة روكويل إنترناشونال المقاول الرئيسي ، حيث قامت ببناء مركبة اختبار SVN 12 بعد تعديل عقد بلوك 1. وفي عام 1983، مُنحت الشركة عقدًا إضافيًا لبناء 28 قمرًا صناعيًا من طراز بلوك 2/2IA.

كانت مركبات الفضاء من طراز بلوك 2 مُثبّتة بثلاثة محاور ، مع توجيه أرضي باستخدام عجلات رد الفعل . زودت صفيحتان شمسيتان المركبة بـ 710 واط من الطاقة، بينما استُخدمت اتصالات النطاق S للتحكم والقياس عن بُعد. استُخدمت قناة UHF للربط بين المركبات الفضائية. استُخدم نظام دفع بالهيدرازين لتصحيح المدار. تضمنت الحمولة إشارتين لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في النطاق L بتردد 1575.42  ميجاهرتز (L1) و1227.60  ميجاهرتز (L2). حملت كل مركبة فضائية ساعتين من الروبيديوم وساعتين من السيزيوم ، بالإضافة إلى أجهزة استشعار للكشف عن الانفجارات النووية، مما أدى إلى كتلة قدرها 1660 كجم (3660 رطلاً) . [ 7 ]  

تم إطلاق أول قمر صناعي من الأقمار التسعة في سلسلة Block II الأولية في 14 فبراير 1989؛ وتم إطلاق الأخير في 1 أكتوبر 1990. [ 8 ] تم إخراج القمر الصناعي الأخير من السلسلة من الخدمة في 15 مارس 2007، بعد أن تجاوز عمره التصميمي البالغ 7.5 سنوات.

سلسلة Block IIA

كانت أقمار Block IIA نسخًا محسّنة قليلاً من سلسلة Block II، مصممة لتوفير 180 يومًا من التشغيل دون اتصال من وحدة التحكم. ومع ذلك، زادت كتلتها إلى 1816 كجم (4004 رطل) ، [ 9 ] دون زيادة في عمرها التصميمي البالغ 7.5 سنوات.  

أُطلق تسعة عشر قمراً صناعياً من سلسلة Block IIA، أولها في 26 نوفمبر 1990 وآخرها في 6 نوفمبر 1997. وقد زُوّد قمران صناعيان من هذه السلسلة، وهما القمران رقم 35 و36، بعاكسات ليزرية ، مما سمح بتتبعهما بشكل مستقل عن إشاراتهما اللاسلكية، موفراً بذلك فصلاً واضحاً بين أخطاء الساعة وأخطاء المدار. [ 10 ]

كان القمر الصناعي SVN-34 ، وهو آخر قمر صناعي من طراز Block IIA، يبث على إشارة PRN 18. [ 11 ] وقد أُخرج من الخدمة في 9 أكتوبر 2019، ولكن تم الاحتفاظ به كقمر احتياطي في المدار حتى أبريل 2020. [ 12 ] [ 13 ]

سلسلة Block IIR

سلسلة الأقمار الصناعية Block IIR هي أقمار صناعية "تجديدية" (بديلة) طورتها شركة لوكهيد مارتن . يزن كل قمر صناعي 2030 كيلوغرامًا (4480 رطلًا) عند الإطلاق، و 1080 كيلوغرامًا (2380 رطلًا) عند وصوله إلى المدار. [ 14 ] فشلت أول محاولة إطلاق لقمر صناعي من سلسلة Block IIR في 17 يناير 1997، عندما انفجر صاروخ دلتا 2 بعد 12 ثانية من الإطلاق. أُجري أول إطلاق ناجح في 23 يوليو 1997، حيث تم إطلاق 12 قمرًا صناعيًا بنجاح. حمل ما لا يقل عن 10 أقمار صناعية من هذه السلسلة حمولة تجريبية تعمل بنطاق S للبحث والإنقاذ ، تُعرف باسم نظام الأقمار الصناعية للتنبيه في حالات الطوارئ . [ 15 ] [ 16 ] كما تميزت هذه الأقمار بنفس العمر التصميمي البالغ 7.5 سنوات، كسابقتها.    

سلسلة Block IIR-M

تتضمن أقمار Block IIR-M إشارة عسكرية جديدة وإشارة مدنية أكثر قوة تُعرف باسم L2C. [ 17 ] تتألف سلسلة Block IIR-M من ثمانية أقمار صناعية، صُنعت بواسطة شركة لوكهيد مارتن . [ 18 ] أُطلق أول قمر صناعي من سلسلة Block IIR-M في 26 سبتمبر 2005، وكان آخر إطلاق له في 17 أغسطس 2009. [ 19 ] كما أن عمرها التصميمي مماثل لأسلافها، إذ يبلغ 7.5 سنوات.

سلسلة بلوك IIF

سلسلة الأقمار الصناعية Block IIF هي أقمار صناعية "لاحقة" طورتها شركة بوينغ، وصُممت في الأصل مع وضع إشارة L5 التشغيلية في الاعتبار. يبلغ وزن القمر الصناعي 1630 كيلوغرامًا (3590 رطلًا) وعمره التصميمي الممتد إلى 12 عامًا. أُطلق أول قمر صناعي من سلسلة Block IIF في مايو 2010 على متن صاروخ دلتا 4. [ 20 ] وكان الإطلاق الثاني عشر والأخير من سلسلة IIF في 5 فبراير 2016. [ 21 ]  

أقمار صناعية من الفئة الثالثة

سلسلة بلوك 3

يُعدّ نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) من الجيل الثالث (GPS Block III) أول سلسلة من أقمار الجيل الثالث، حيث يضم إشارات جديدة (مثل L1C) ويبثّ بمستويات طاقة أعلى. ويبلغ عمره الافتراضي المُحسّن 15 عامًا، أي ثلاثة أضعاف عمر السلسلة الأولى. في 23 ديسمبر 2018، أُطلق أول قمر صناعي من الجيل الثالث (GPS III) على متن صاروخ فالكون 9 فول ثرست التابع لشركة سبيس إكس . أما آخر قمر صناعي من الجيل الثالث (GPS III) فهو SV10، الذي أُطلق في أبريل 2026.

سلسلة بلوك IIIF

سلسلة Block IIIF هي المجموعة الثانية من أقمار GPS Block III، والتي ستتألف من 22 مركبة فضائية كحد أقصى. [ 22 ] من المتوقع أن تبدأ عمليات إطلاق Block IIIF في موعد لا يقل عن عام 2027 وتستمر حتى عام 2037.

انظر أيضاً

مراجع

  1. "نافستار 1" . gsfc.nasa.gov . ناسا. 27 أبريل 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 يوليو 2016 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  2. "نظام تحديد المواقع العالمي" . harvard.edu .
  3. "معلومات الأقمار الصناعية من الفئة الأولى" . مكتب البحرية الأمريكية ( FTP ).(للاطلاع على المستندات، انظر المساعدة: FTP ) تتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو في الملكية العامة .المجال العام
  4. "الموقع: شركة بوينغ أمريكا الشمالية" . WTEC.
  5. ^ "نظام تحديد المواقع (نافستار)" . skyrocket.de .
  6. تشوبيك، فرانك. "GPS 12" . معهد الملاحة - متحف الملاحة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 أكتوبر 2024 .
  7. ^ "نافستار-2" . skyrocket.de .
  8. "معلومات الأقمار الصناعية من الفئة الثانية" . مكتب البحرية الأمريكية ( FTP ).(للاطلاع على المستندات، انظر المساعدة: FTP ) تتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو في الملكية العامة .المجال العام
  9. ^ "نافستار-2أ" . skyrocket.de .
  10. "نشرة مركز بيانات نظام معلومات القيادة والسيطرة - المجلد 9 العدد 5" . وكالة ناسا. يونيو 1994. مؤرشفة من الأصل في 20 مارس 2009.المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  11. "حالة كوكبة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)" . مركز الملاحة التابع لخفر السواحل الأمريكي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 أكتوبر 2018 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  12. "إشعار إرشادي لمستخدمي نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)" . navcen.uscg.gov . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 أكتوبر 2019 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  13. "وداعًا لجيل عظيم: نظام تحديد المواقع العالمي GPS IIA" . مجلة Inside GNSS - هندسة أنظمة الملاحة العالمية عبر الأقمار الصناعية، والسياسات، والتصميم . 15 أبريل 2020. تاريخ الاطلاع: 18 يونيو 2021 .
  14. "نظام إدارة تحديد المواقع العالمي IIR" . شركة لوكهيد مارتن لأنظمة الفضاء. 18 يناير 2023.
  15. عالم نظام تحديد المواقع العالمي (يناير 2011): نظام الأقمار الصناعية للإنذار بالاستغاثة (DASS) .
  16. "ناسا" . nasa.gov . مؤرشف من الأصل في 9 نوفمبر 2020. تم الاطلاع عليه في 17 أغسطس 2019 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  17. "نظام تحديد المواقع العالمي" . القوات الجوية الأمريكية. مؤرشف من الأصل في 16 نوفمبر 2007.المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  18. "أحدث قمر صناعي من طراز GPS IIR-M يحصل على "الذهبية" لشركة لوكهيد مارتن" . سات نيوز. مؤرشف من الأصل في 23 يناير 2008.
  19. "طائرة ULA Delta II تُكمل عشرين عامًا بإطلاق ناجح لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) IIR-21 التابع للقوات الجوية" . مؤرشفة بتاريخ 1 أكتوبر 2009 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) .
  20. "جدول إطلاق أقمار بوينغ الصناعية" . بوينغ. 15 يناير 2008.
  21. "القوات الجوية تطلق بنجاح القمر الصناعي GPS IIF-12" . GPS World. 8 فبراير 2016.
  22. ^ ديفيس ، دي آن (22 نوفمبر 2017). "الشريحة التالية من الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) سيتم تسميتها بـ GPS IIIF" . داخل جي إن إس إس . جيبونز للإعلام والأبحاث ذ.م.م. أرشفة من الأصلي في 2 ديسمبر 2017 . تم الاسترجاع في 1 ديسمبر 2017 .