Navstar es una red de satélites estadounidenses que proporcionan servicios del sistema de posicionamiento global (GPS). Son utilizados para la navegación tanto por los militares como por los civiles.

Estos 24 satélites principales del GPS orbitan la Tierra cada 12 horas, enviando una señal sincronizada desde cada satélite individual. Como los satélites se mueven en direcciones diferentes, un usuario en tierra recibe las señales en momentos ligeramente diferentes. Cuando al menos cuatro satélites entran en contacto con el receptor, éste puede calcular dónde se encuentra el usuario, a menudo con una precisión de sólo unos metros, para uso civil.

Las señales GPS solían estar «degradadas» para uso civil, lo que significa que sólo eran realmente precisas en aplicaciones militares. Sin embargo, en el año 2000, el presidente Bill Clinton autorizó la desactivación de esta «disponibilidad selectiva»

Hoy en día, mucha gente da por sentado que los dispositivos del Sistema de Posicionamiento Global están disponibles. La mayoría de la gente está familiarizada con el concepto de utilizar un sistema GPS (ya sea como dispositivo independiente o en un teléfono) para orientarse. El GPS también puede identificar la ubicación de un usuario, lo cual es útil para orientarse e incluso para actividades divertidas como el geocaching (encontrar escondites con el uso de dispositivos GPS). Pero también hay otros usos, además de la ubicación y la navegación.

El GPS también puede utilizarse para el rastreo, como añadir una etiqueta a un animal para ver la extensión de su territorio. La tecnología también ayuda a la cartografía, como por ejemplo para definir mejor el contorno de un país. Es probable que haya miles de aplicaciones para los sistemas GPS, que van desde ayudar a los excursionistas a navegar por zonas remotas, hasta ayudar a los agricultores a sembrar con precisión sus campos, pasando por ayudar a los drones a encontrar sus objetivos.

«La idea de ir a algún sitio sin el posicionamiento por satélite y los mapas al alcance de la mano -o de hacer fotos sin datos de geoetiquetado- puede ser tan extraña para la gente hoy en día como enganchar un carro para ir a la tienda de alimentos. Es un anacronismo de otra época», escribió Digital Trends sobre el GPS.

Mantener los submarinos en la dirección correcta

La Marina de Estados Unidos desarrolló el primer sistema de navegación por satélite operativo -llamado Transit- en la década de 1960. Estas naves espaciales «estabilizadas por giro» -lo que significa que su giro mantenía a la nave espacial apuntando en la misma dirección- fueron utilizadas por primera vez para la navegación en 1964 por los submarinos Polaris.

Incluso en esos primeros días, sin embargo, la gente que construyó el sistema podía ver los usos científicos del GPS.

«A ambos nos han complacido enormemente algunos de los usos pasados y presentes de la navegación por satélite, como el seguimiento de aves y animales migratorios y las eficaces técnicas de búsqueda y rescate que pueden localizar problemas en zonas remotas de todo el mundo», escribieron George Weiffenbach y William Guier, que contribuyeron a la construcción de Transit, en un artículo de 1998 para la Universidad Johns Hopkins.

«Por supuesto, subestimamos el progreso de la electrónica. En particular, no predijimos la increíble medida en que se reduciría el tamaño y el coste de las aplicaciones cotidianas para el mercado de masas, por ejemplo, los sistemas de navegación para nuestros automóviles y embarcaciones de recreo, e incluso las unidades de mano para los excursionistas.»

También hubo otros sistemas tempranos, como el satélite Timation de la Armada, que probó el uso de relojes precisos en el espacio. Este fue un importante predecesor de Navstar, ya que ese sistema GPS se basa en la sincronización para mantener los satélites sincronizados.

Generaciones de satélites

Mientras tanto, otras ramas del ejército estadounidense trabajaban en sus propios sistemas de navegación. Con tantos sistemas tratando de mantener a los usuarios en el camino, eventualmente los militares se dieron cuenta de que podría valer la pena desarrollar un sistema que todas las ramas pudieran utilizar.

En 1973, el Pentágono propuso un sistema de posicionamiento global por satélite que hoy se conoce como Navstar.

«Las principales razones para el desarrollo del GPS fueron la necesidad de entregar armas con precisión en el objetivo, y revertir la proliferación de sistemas de navegación en el ejército de EE.UU», escribió Rick Sturdevant en un libro de la NASA de 2007 sobre el espacio en las aplicaciones civiles.

«Desde el principio, sin embargo, el Departamento de Defensa (DOD) reconoció la utilidad del GPS para la comunidad civil mundial».

Navstar está diseñado para operar con al menos 24 satélites en órbita. La primera generación de satélites Navstar comenzó a lanzarse en 1978. Salvo el fracaso de Navstar 7, en 1981, que no llegó a la órbita, unos 10 satélites construidos por Lockheed Martin llegaron al espacio.

A partir de 1989, según la página espacial de Gunter, se lanzaron los primeros satélites GPS completos. Estaban diseñados para funcionar 14 días sin necesidad de intervención para la tierra. Nueve de estos satélites se lanzaron en rápida sucesión entre 1989 y 1990.

Los sistemas GPS de Estados Unidos han pasado por seis grandes iteraciones desde 1978. El último bloque de satélites, denominado IIF, se lanzó entre 2010 y 2016. Los 12 satélites están diseñados para durar 12 años. Algunas de sus características notables incluyen la capacidad de recibir cargas de software, una mejor resistencia a las interferencias y la duplicación de la precisión.

El conjunto de satélites GPS Block IIIA -el séptimo conjunto de satélites GPS, y el primero de la tercera generación- está fabricado por Lockheed Martin. En principio, el bloque debía empezar a lanzarse en 2014. Sin embargo, los retrasos técnicos han retrasado el primer lanzamiento previsto hasta mayo de 2018. Se espera que la serie lance 10 satélites, con el último previsto para el segundo trimestre de 2023.

«Los satélites GPS III de Lockheed Martin tendrán una precisión tres veces mayor y una capacidad antiperturbación hasta ocho veces mejorada», escribió la compañía en su página web. «La vida de la nave espacial se extenderá a 15 años, un 25 por ciento más que los satélites GPS más nuevos en órbita hoy en día. La nueva señal civil L1C del GPS III también lo convertirá en el primer satélite GPS que emite una señal compatible con otros sistemas internacionales de navegación global por satélite, como Galileo, lo que mejorará la conectividad de los usuarios civiles»

El GPS III lleva en desarrollo desde 1998, con financiación disponible desde 2000, según Digital Trends. El nuevo conjunto de satélites tendrá cuatro conjuntos de señales civiles en lugar de uno estándar. Una de esas nuevas señales (conocida como L2C) tiene una señal más fuerte que será más fácil de captar bajo los árboles, en el interior o en zonas difíciles como los cañones.

Los militares también recibirán un beneficio, con señales de código M de gran ancho de banda disponibles. En algunas zonas, esto multiplicará por 100 la intensidad de la señal GPS. Así, los militares tendrán una señal más fuerte y más difícil de interferir, lo que supondrá una ayuda para los drones o para los equipos que trabajen en zonas remotas.

Disponibilidad selectiva

El GPS para usuarios civiles dio un salto adelante en el año 2000 cuando Clinton autorizó el fin de la «disponibilidad selectiva». Anteriormente, los civiles recibían una visión mucho más «tosca» de su posición porque los militares manipulaban factores como los datos orbitales o la frecuencia del reloj del satélite.

No pasó mucho tiempo, sin embargo, antes de que los civiles temieran que la opción pudiera volver a activarse. Los ataques terroristas del 11 de septiembre de 2001 contra el World Trade Center y el Pentágono provocaron una serie de nuevas medidas de seguridad. Seis días después de los atentados, la Junta Ejecutiva del GPS Interagencial declaró que no había cambios en la política de Estados Unidos: no volver a utilizar la disponibilidad selectiva.

En 2007, el presidente George W. Bush aceptó una recomendación para ir un paso más allá. Siguiendo el consejo del Departamento de Defensa, ordenó que la generación Navstar III no tuviera la capacidad de hacer disponibilidad selectiva en absoluto. Con el GPS convertido en una industria multimillonaria, parecía que las consideraciones comerciales tenían una voz fuerte en Washington.

«Aunque esta acción no mejorará materialmente el rendimiento del sistema», se lee en un comunicado del Departamento de Defensa, «sí refleja el fuerte compromiso de Estados Unidos con los usuarios al reforzar que se puede contar con esta utilidad global para apoyar aplicaciones civiles pacíficas en todo el mundo».

A diferencia de los primeros días, Navstar se enfrenta a la competencia de otros sistemas similares al GPS construidos por otros países para uso civil y militar. Los rusos tienen un sistema llamado GLONASS, mientras que los europeos tienen otro llamado Galileo que está en las primeras etapas de despliegue.

Con la disponibilidad selectiva que no incluyen los últimos satélites GPS, los sistemas más nuevos pueden rastrear ubicaciones para los civiles con una precisión de un pie, según The Verge. Un localizador GPS típico de hoy en día puede determinar la ubicación de civiles con una precisión de entre tres y nueve metros (10 a 16 pies).