Navstar é uma rede de satélites norte-americanos que fornecem serviços de sistema de posicionamento global (GPS). São utilizados para navegação tanto por militares como por civis.

Estes 24 principais satélites GPS orbitam a Terra a cada 12 horas, enviando um sinal sincronizado de cada satélite individual. Como os satélites se movem em direcções diferentes, um utilizador em terra recebe os sinais em tempos ligeiramente diferentes. Quando pelo menos quatro satélites entram em contacto com o receptor, o receptor pode calcular onde está o utilizador – muitas vezes com uma precisão de apenas alguns metros, para uso civil.

sinais GPS costumavam ser “degradados” para uso civil, o que significa que só eram realmente precisos em aplicações militares. No entanto, em 2000, o Presidente Bill Clinton autorizou o desligamento desta “disponibilidade selectiva”

Hoje em dia, muitas pessoas tomam os dispositivos do Global Positioning System como garantidos. A maioria das pessoas está familiarizada com o conceito de utilizar um sistema GPS (seja como dispositivo autónomo ou num telefone) para encontrar o seu caminho. O GPS também pode identificar a localização de um utilizador, o que é útil para orientação e mesmo para actividades divertidas como o geocaching (encontrar caches escondidos com a utilização de dispositivos GPS.) Mas também há outras utilizações, para além da localização e navegação.

GPS também pode ser usado para rastreamento, como a adição de uma etiqueta a um animal para ver a extensão do seu território. A tecnologia também ajuda na cartografia, tal como ajudar a definir melhor o contorno de um país. Há provavelmente milhares de aplicações para sistemas GPS, desde tudo a ajudar os caminhantes a navegar em áreas remotas, a ajudar os agricultores a semear precisamente os seus campos, a ajudar os zangões a encontrar os seus alvos.

“A ideia de ir a algum lugar sem posicionamento por satélite e mapas na ponta dos dedos – ou tirar fotografias sem dados de georeferenciação – pode ser tão estranha às pessoas hoje em dia como apanhar uma carroça para uma corrida até à loja de ração. É um anacronismo de outra época”, escreveu Digital Trends de GPS.

Submarinos que se mantêm na direcção certa

A Marinha dos EUA desenvolveu o primeiro sistema operacional de navegação por satélite – chamado Transit – nos anos 60. Estas naves espaciais “spin-stabilizadas” – o que significa que o seu spin manteve a nave apontando na mesma direcção – foram utilizadas pela primeira vez para navegação em 1964 pelos submarinos Polaris.

P>Even nesses primeiros dias, contudo, as pessoas que construíram o sistema puderam ver usos científicos para o GPS.

“Ambos ficámos enormemente satisfeitos com alguns dos usos passados e presentes da navegação por satélite, incluindo a localização de aves e animais migratórios e técnicas eficazes de busca e salvamento que podem detectar problemas em áreas remotas em todo o mundo”, escreveu George Weiffenbach e William Guier, que contribuíram ambos para a construção do Transit, num artigo de 1998 para a Universidade Johns Hopkins.

“Claro que subestimámos o progresso da electrónica. Em particular, não previmos a incrível medida em que o tamanho e o custo seriam reduzidos para aplicações diárias para o mercado de massas, por exemplo, sistemas de navegação para os nossos automóveis e barcos de recreio, e mesmo unidades portáteis para caminhantes”

Havia também outros sistemas iniciais, tais como o satélite Timation da Marinha que testou a utilização de relógios precisos no espaço. Este foi um predecessor importante do Navstar, uma vez que o sistema GPS depende da temporização para manter os satélites sincronizados.

Gerações de satélites

Meanwhile, other branches of the U.S. military were working on their own navigation systems. Com tantos sistemas a tentar manter os utilizadores no bom caminho, os militares acabaram por perceber que talvez valesse a pena desenvolver um sistema que todos os ramos pudessem utilizar.

Em 1973, o Pentágono propôs um sistema global de posicionamento por satélite que hoje é conhecido como Navstar.

“As principais razões para o desenvolvimento do GPS foram a necessidade de entregar armas precisamente no alvo, e de inverter a proliferação de sistemas de navegação nos EUA.S. militar”, escreveu Rick Sturdevant num livro da NASA de 2007 sobre o espaço em aplicações civis.

“Desde o início, contudo, o Departamento de Defesa (DOD) reconheceu a utilidade do GPS para a comunidade civil mundial”

Navstar foi concebido para operar com pelo menos 24 satélites em órbita. A primeira geração de satélites Navstar começou a ser lançada em 1978. Com excepção da falha do Navstar 7, em 1981, que não atingiu a órbita, cerca de 10 satélites construídos pela Lockheed Martin fizeram-no entrar no espaço.

Início em 1989, de acordo com a Gunter’s Space Page, foram lançados os primeiros satélites GPS de pleno direito. Foram concebidos para funcionar 14 dias sem necessidade de intervenção para o solo. Nove destes satélites lançados em sucessão rápida entre 1989 e 1990.

Sistemas GPS nos Estados Unidos passaram por seis grandes iterações desde 1978. O último bloco de satélites, denominado IIF, foi lançado entre 2010 e 2016. Os 12 satélites estão todos concebidos para durar 12 anos. Algumas das suas características notáveis incluem a capacidade de receber uploads de software, melhor resistência ao encravamento e precisão duplicada.

O conjunto de satélites GPS Block IIIA – o sétimo conjunto de satélites GPS, e o primeiro conjunto da terceira geração – é fabricado pela Lockheed Martin. O bloco deveria originalmente ter começado a ser lançado em 2014. No entanto, atrasos técnicos empurraram o primeiro lançamento projectado para Maio de 2018. Espera-se que a série lance 10 satélites, estando o último previsto para o segundo trimestre de 2023.

“Os satélites GPS III da Lockheed Martin terão três vezes mais precisão e até oito vezes mais capacidades anti-empastelamento”, escreveu a empresa no seu website. “A vida útil das naves espaciais estender-se-á até 15 anos, 25% mais longa do que a dos mais recentes satélites GPS actualmente em órbita. O novo sinal civil L1C do GPS III também fará dele o primeiro satélite GPS a emitir um sinal compatível com outros sistemas internacionais de navegação global por satélite, como o Galileo, melhorando a conectividade para utilizadores civis”

GPS III está em desenvolvimento desde 1998, com financiamento disponível desde 2000, de acordo com a Digital Trends. O novo conjunto de satélites terá quatro conjuntos de sinais civis em vez do padrão. Um desses novos sinais (conhecido como L2C) tem um sinal mais forte que será mais fácil de captar debaixo de árvores, no interior ou em áreas desafiantes como desfiladeiros.

Os militares também receberão um benefício, com sinais de código M de alta largura de banda disponíveis. Em algumas áreas, isto irá aumentar a força do sinal GPS 100 vezes. Assim, os militares terão um sinal mais forte que é mais difícil de bloquear, fornecendo ajuda para drones ou para equipas que trabalham em áreas remotas.

Disponibilidade selectiva

GPS para utilizadores civis deu um salto em frente em 2000 quando Clinton autorizou o fim da “disponibilidade selectiva”. Anteriormente, os civis recebiam uma visão muito “mais grosseira” da sua posição porque os factores manipulados pelos militares, tais como dados orbitais ou a frequência do relógio do satélite.

Não demorou muito, contudo, até que os civis receassem que a opção pudesse ser ligada novamente. Os ataques terroristas de 11 de Setembro de 2001, no World Trade Center e no Pentágono, desencadearam uma série de novas medidas de segurança. Seis dias após os ataques, o Conselho Executivo do GPS Interagency declarou não ter havido qualquer mudança na política dos Estados Unidos: não utilizar novamente a disponibilidade selectiva.

Em 2007, o Presidente George W. Bush aceitou uma recomendação para ir um passo mais além. Sob conselho do Departamento de Defesa, ele orientou que a geração Navstar III não teria a capacidade de fazer disponibilidade selectiva de todo. Com o GPS agora uma indústria multi-bilionária, parecia que as considerações comerciais tinham uma forte voz em Washington.

“Embora esta acção não vá melhorar materialmente o desempenho do sistema”, leu uma declaração do Departamento de Defesa, “ela reflecte o forte compromisso dos Estados Unidos para com os utilizadores, reforçando que esta utilidade global pode ser contada para apoiar aplicações civis pacíficas em todo o mundo”

ÀÀ semelhança dos primeiros dias, o Navstar enfrenta a concorrência de outros sistemas semelhantes ao GPS construídos por outros países para uso civil e militar. Os russos têm um sistema chamado GLONASS, enquanto os europeus têm outro chamado Galileo que se encontra nas fases iniciais de implantação.

Com a disponibilidade selectiva não incluída nos últimos satélites GPS, os sistemas mais recentes podem rastrear locais para civis com apenas um pé, de acordo com The Verge. Um localizador GPS típico hoje em dia pode apontar locais civis a uma precisão de três a nove metros (10 a 16 pés)