GPS 위성 블록

1. 개요

2. 블록별 위성

3. 블록 I 위성

• 로크웰 인터내셔널은 1974년 최초의 블록 I GPS 위성 8기를 구축하는 계약을 체결하였다.
• 1978년 계약이 연장되어 블록 I 위성이 3개 추가되었다.
• 1978년 나브스타 1을 시작으로 총 10개의 블록 I 위성이 발사되었다.
• 1981년 12월 18일에 나브스타 7호 위성이 발사 실패로 유실되었다.
• 블록 1 위성은 개조된 아틀라스 로켓을 사용하여 반덴버그 공군 기지에서 발사되었다.
• 이 위성은 새턴 V 로켓의 S-II 단계도 제작한 캘리포니아주 씰 비치에 있는 로크웰 인터내셔널의 시설에서 제작되었다.
• 블록 I 시리즈는 개념 검증 위성으로 사용되었으며 블록 II 시리즈 개발에 기여하였다.
• 주요 기능으로는 400 와트 이상의 전력을 제공하는 듀얼 태양열 어레이, 제어 및 원격 측정을 위한 S-밴드 통신, 궤도 수정을 위한 히드라진 추진 시스템이 있다.
• 탑재체에는 1575.42 MHz (L1) 및 1227.60 MHz (L2)의 주파수에서 두 개의 L-밴드 내비게이션 신호가 포함되었다.
• 마지막 블록 1 위성은 1985년 10월 9일에 발사되었지만, 설계 수명인 5년을 초과하여 1995년 11월 18일까지 운영되었다.

4. 블록 II 위성

• 블록 II 위성은 완전히 작동하는 최초의 GPS 위성이다.
• 관제 부문의 연락 없이 14일 동안 작동하도록 설계되었다.
• 주계약자는 블록 I 계약 수정 후 검증 차량 (SVN 12)을 제작한 로크웰 인터내셔널이다.
• 1983년, 로크웰은 28개의 블록 II/IIA 위성을 제작하는 계약을 수주하였다.
• 블록 II 우주선은 3축 안정화 및 리액션 휠을 사용한 지상 조준 기능이 특징이다.
• 710 와트의 전력을 제공하는 2개의 태양열 어레이가 장착되었다.
• 제어 및 원격 측정에는 S-밴드 통신을, 우주선 교차 연결에는 UHF를 활용한다.
• 궤도 보정을 위한 히드라진 추진 시스템이 포함되었다.
• 페이로드는 두 개의 L-밴드 GPS 신호 (1575.42 MHz - L1 및 1227.60 MHz - L2)로 구성되었다.
• 각 위성에는 루비듐 시계 2개와 세슘 시계 2개, 핵폭발 감지 센서가 탑재되었다.
• 각 위성의 총 질량은 1,660 kg (3,660 lb)이다.
• 첫 번째 위성은 1989년 2월 14일에 발사되었고, 마지막 위성은 1990년 10월 1일에 발사되었다.
• 마지막 위성은 설계 수명인 7.5년을 초과하여 2007년 3월 15일에 해체되었다.

4.1. 블록 IIA 시리즈

• 블록 IIA 위성은 블록 II 시리즈의 향상된 버전이다.
• 제어 세그먼트 접촉 없이 180일 동안 작동하도록 설계되었다.
• 각 위성의 무게는 1,816 kg(4,004 lb)이다.
• 1990년 11월 26일부터 1997년 11월 6일까지 총 19개의 블록 IIA 위성이 발사되었다.
• 위성 35와 36에는 독립적인 추적을 위한 레이저 역반사기가 포함되어 있어 오차 분리를 개선하였다.
• SVN-34는 PRN 18 신호로 방송하는 마지막 블록 IIA 위성이다.
• SVN-34는 2019년 10월 9일에 서비스에서 제거되었으며 2020년 4월까지 궤도상의 예비 위성으로 남아있었다.

4.2. 블록 IIR 시리즈

• 블록 IIR 시리즈는 록히드 마틴에서 개발한 보급 위성으로 구성되어 있다.
• 각 위성의 발사 중량은 2,030 kg (4,480 lb)이고 궤도 중량은 1,080 kg (2,380 lb)이다.
• 1997년 1월 17일 첫 번째 발사 시도는 이륙 12초 후 델타 II 로켓 폭발로 인해 실패하였다.
• 첫 번째 발사는 1997년 7월 23일에 성공하였다.
• 총 12개의 블록 IIR 위성이 성공적으로 발사되었다.
• 이 위성 중 최소 10개에는 조난 경보 위성 시스템으로 알려진 수색 및 구조용 실험용 S밴드 페이로드가 포함되어 있었다.

4.3. 블록 IIR-M 시리즈

• 블록 IIR-M 위성은 새로운 군사용 신호와 L2C라는 향상된 민간용 신호가 특징이다.
• 블록 IIR-M 시리즈에는 총 8개의 위성이 있다.
• 위성은 록히드 마틴에서 제조한다.
• 첫 번째 블록 IIR-M 위성은 2005년 9월 26일에 발사되었다.
• 블록 IIR-M 위성의 마지막 발사는 2009년 8월 17일에 이루어졌다.

4.4. 블록 IIF 시리즈

• 블록 IIF 시리즈는 보잉에서 개발한 “후속” 위성으로 구성됨
• 각 위성의 무게는 1,630 kg(3,590 lb)이다.
• 블록 IIF 위성의 설계 수명은 12년이다.
• 첫 번째 블록 IIF 위성은 2010년 5월에 델타 IV 로켓을 사용하여 발사되었다.
• 열두 번째이자 마지막 블록 IIF 위성은 2016년 2월 5일에 발사되었다.

5. 블록 III 위성

5.1. 블록 III 시리즈

• GPS 블록 III는 3세대 GPS 위성의 첫 번째 시리즈이다.
• 이 위성은 새로운 신호와 더 높은 전력 레벨에서 작동하는 것이 특징이다.
• 2016년 9월, 미 공군은 록히드 마틴과 블록 III 위성 2기를 추가로 계약하여 총 10기로 늘렸다.
• 첫 번째 GPS III 위성은 2018년 12월 23일에 스페이스X 팰컨 9 풀 스러스트 로켓을 사용하여 발사되었다.
• 두 번째 GPS III 위성은 2019년 8월 22일에 델타 IV 로켓에 실려 발사되었다.
• 세 번째 GPS III 위성은 2020년 6월 30일에 스페이스X 팰컨 9 발사체를 사용하여 발사되었다.
• 네 번째 GPS III 위성은 2020년 11월 5일에 역시 팰컨 9 로켓에 실려 발사되었다.

5.2. 블록 IIIF 시리즈

• 블록 IIIF 시리즈는 GPS 블록 III 위성의 두 번째 세트이다.
• 최대 22개의 우주 차량으로 구성된다.
• 블록 IIIF의 발사는 2026년 이전에 시작될 것으로 예상된다.
• 발사 기간은 2034년까지 계속될 것으로 예상된다.