[قوة الفضاء: بدائل GPS في مواجهة التحديات]

تُعرف المهمة الأكثر شهرة لقوة الفضاء غالبًا بثلاثة أحرف فقط: GPS. يعتمد العالم على الأقمار الصناعية العسكرية الأمريكية للتنقل الدقيق والتوقيت، وتقدم قوة الفضاء ذلك من خلال كوكبة الأقمار الصناعية لنظام الملاحة العالمي.

لكن الاستخدام المتزايد للتشويش لمنع إشارات GPS والمخاطر التي قد يسعى فيها الخصم إلى تدمير بعض أو كل أقمارها الصناعية الثلاثين أو تشويه الإشارات في صراع مستقبلي، جعل قادة قوة الفضاء يبحثون عن بدائل احتياطية.

اختار قسم القوات الجوية في أبريل مشروع alt-PNT كواحد من برنامجين جديدين “سريعين” سيتابعان باستخدام سلطة جديدة تسمح له بالتقدم دون انتظار موافقة الكونغرس. بحلول سبتمبر، اختار قيادة أنظمة الفضاء أربع شركات لتتنافس على تطوير حلول GPS مقاومة للتشويش. تنوي USSF إطلاق ثمانية أقمار صناعية صغيرة بحلول عام 2028.

أعضاء في البرنامج انتقدوا التركيز فقط على الأقمار الصناعية الجديدة مع تجاهل الحاجة لإشارات M-code المشفرة المقاومة للتشويش للعمليات العسكرية. لكن قائد SSC، الجنرال فيليب أ. غاران، رد على هذا النقد في واشنطن، 21 نوفمبر.

قال: “تركيزنا الحقيقي هو تعزيز الكود المدني لزيادة المرونة، ولكنه أيضًا نظام مداري مختلف.” وأضاف غاران أن الأقمار الصناعية الجديدة “لن تكون في نفس المستويات مثل GPS”، مما يعني أن مشروع PNT سيحقق “تنوعًا مداريًا”.

تمامًا كما تمتلك قوة الفضاء كوكبات تعمل في مدارات متعددة لتعزيز المرونة، فإن وجود أنظمة PNT في مدارات منخفضة الأرض أو مدارات جيو-مزامنة بالإضافة إلى مدارات متوسطة الأرض، يوفر مزايا: الأقمار الصناعية في المدار المنخفض قريبة جدًا من سطح الأرض، مما يوفر إشارة قوية، بينما توفر الأقمار الصناعية جيو-مزامنة ميزة الوجود الثابت والمستمر في السماء.

[أقمار صناعية، نظام GPS، تكنولوجيا الفضاء، بدائل GPS]

بدأت وكالة تطوير الفضاء، التي تنشئ بنية تحتية فضائية مرنة من الأقمار الصناعية في مدار منخفض، بالفعل في “دمج” إشارات PNT في أول أقمارها الصناعية لنقل البيانات. تتضمن هذه العقد معلومات حول الموقع والتوقيت أثناء نقل الاتصالات – ليس بعيدًا عن الساعة في خلفية مكالمة فيديو.

بالنظر إلى المستقبل، ستذهب SDA خطوة أبعد، حيث ستوفر إشارة PNT منفصلة من مدار منخفض، كما قال مدير SDA، ديرك س. تورنير، في حدث مؤسسة AFA ميتشل في 19 نوفمبر.

قال تورنير: “سنقدم خدمة إشارة خفيفة الوزن، خدمة PNT.” “نعمل مع الجيش على ما يشبه ذلك بالضبط. ستكون إشارة من نطاق L أو نطاق S مخصصة لأشياء مثل الذخائر وما إلى ذلك.” عرّف “خفيفة الوزن” بأنها تتطلب “معالجة منخفضة جدًا لاستقبال الإشارة”.

يستعد مختبر أبحاث القوات الجوية لإطلاق قمره الصناعي NTS-3، لكنه ينتظر اعتماد مركبة الإطلاق، فالكون سونتار من ULA. سيذهب NTS-3 إلى مدار جيو-مزامن ويختبر تقنيات جديدة مثل الإشارات القابلة لإعادة البرمجة وهوائي مصفوفة مرحلية يمكنه توجيه الإشارات دون الحاجة إلى تحريك القمر الصناعي جسديًا.

تشير هذه التطورات إلى نهج جديد لنظام GPS في المستقبل، كما قال غاران: “أعتقد أنه سيكون في المستقبل ظاهرة متعددة المدارات. نحن مهتمون جدًا بوسائل بديلة لـ PNT.”

قال مسؤول من قوة الفضاء، متحدثًا في الخلفية، في 21 نوفمبر، إن المصالح التجارية تبحث أيضًا عن تطوير بدائل PNT الخاصة بها.

قال المسؤول: “هناك عدد من الشركات التي تعمل فعليًا على بناء كوكبة بديلة ممتازة لـ PNT.” “لقد وجدوا قاعدة تجارية، خاصة عندما تنظر إلى المركبات المستقلة المحتملة التي تظهر في الصورة، لذا فإنهم بالتأكيد يريدون الاستفادة من ذلك. أيضًا، تبحث شركات الطيران لدينا عن التأكد من أنها تمتلك إشارة PNT بديلة.”

واجه مشغلو الطائرات تحديات مع GPS في المناطق المتنازع عليها بالقرب من أوكرانيا والشرق الأوسط خلال العام الماضي، حيث زاد التشويش على الإشارات.

هناك طريقة أخرى محتملة للقطاع التجاري للاستفادة من السوق وهي إضافة إشارات PNT إلى شبكات الاتصالات الساتلية، كما قال المسؤول. “لا تقدمها كخدمة قائمة بذاتها، فقط اجعلها أساسية في القدرة التي تقدمها، ثم قم ببساطة بتوزيع التكلفة أو شيء من هذا القبيل.”

ستكون مثل هذه الطريقة ذات قيمة للبنتاغون، كما قال المسؤول. “سندفع المزيد قليلاً من أجل ذلك.”

شركة SpaceX، التي تدير كوكبة Starlink الضخمة، تتطلع بالفعل في ذلك الاتجاه. قال المسؤول إن عرض SpaceX “منطقي جدًا”.

بشكل عام، قد تحصل قوة الفضاء في النهاية على ما يصل إلى نصف دزينة أو أكثر من بدائل GPS للاختيار من بينها. ومع ذلك، أوضح غاران أن كوكبة GPS الحالية لا تزال “صحية”.

قال: “نحن لا نبتعد عن كوكبة GPS التقليدية.”

في الحقيقة، تمتلك USSF عدة أقمار صناعية جديدة من نوع GPS III عالقة على الأرض في انتظار الإطلاق وهي حريصة على إدخالها إلى المدار. قال غاران إن قيادة أنظمة الفضاء تبحث “عن خيارات للتسريع”. على الرغم من أنه لم يذكر ذلك بشكل مباشر، إلا أن ذلك قد يعني نقل بعض الأقمار الصناعية المخصصة للإطلاق على صاروخ ULA للإطلاق بدلاً من ذلك على صواريخ SpaceX حتى تصل إلى المدار بشكل أسرع.