Tracking and Data Relay Satellite System

TDRS Programlogo

Den Sporing og Data Relay Satellite System ( TDRSS ) ( engelsk for Kursverfolgungs- og Data Relay Satellite System), et nettverk av amerikanske kommunikasjonssatellitter og basestasjoner, som for NASA brukes for plass kommunikasjon. Systemet var designet for å erstatte det eksisterende nettverket av bakkestasjoner som hadde støttet alle NASAs bemannede oppdrag fram til da. Hovedmålet med utviklingen var å øke kommunikasjonsdekningen og båndbredden. De første sporings- og datarelaysatellittene (TDRS) ble ført inn i geostasjonær bane på 1980-tallet ved hjelp av romfergen . Andre TDRS ble satt i drift av Atlas II og Atlas V. Den nåværende siste satellitten TDRS-M ble lansert 18. august 2017.

Opprinnelseshistorie

For å oppfylle kravene til svært tilgjengelig kommunikasjon mellom romobjekter og jordstasjoner, grunnla NASA Spacecraft Tracking and Data Acquisition Network (STADAN) i 1961. Bruken av parabolantenner og kommunikasjonsutstyr i Sør- og Nord-Amerika gjorde det mulig å oppnå banedekning på 15%. På 1960-tallet ble flere stasjoner lagt til i Europa, Asia og Australia; nettverket vokste til 20 stasjoner.

På slutten av Apollo Soyuz testprosjekt i 1975 bestemte NASA seg for å slå sammen Manned Space Flight Network (MSFN) og STADAN i Spacecraft Tracking and Data Network (STDN). Etter konsolideringen til STDN ble ulempene med globalt distribuerte basestasjoner i geopolitisk ustabile land tydelige. Et nytt rombasert kommunikasjonssystem bør utvikles. Det nye systemet skal være basert på geo-orbitale satellitter, som kan overføre og motta data basert på deres posisjon innen sikt fra basestasjoner.

Det ble antatt at det var to basestasjoner - på vest- og østkysten av USA - to operasjonelle satellitter og en reservesatellitt. I 1983 ble den første TDR-satellitten (TDRS-1) tatt i bruk, og i september 1988 ble TDRS-3 lansert og dannet det første satellitt-systemet Tracking and Data Relay. Etter at studien var fullført, ble det anerkjent at justeringer fortsatt var nødvendige for å oppnå 100% jorddekning. Et lite område ble ikke dekket av bruk av bare to bakkestasjoner og var derfor ute av syne. Dette området er også kjent som Zone of Exclusion (ZOE). Som et resultat kunne ingen kommunikasjon finne sted mellom romfartøyet og bakkestasjonen i dette området. Problemet ble løst ved å legge til en ekstra satellitt i 1991, en bakkestasjon i 1992, og bytte til en konfigurasjon med tre operasjonelle satellitter. En 100% dekning ble etablert. Dette ble senere grunnlaget for TDRSS-nettverksdesignen som brukes i dag.

Nettverk

Strukturen til TDRSS er lik den for andre romsystemer som European Data Relay Satellite . Den består av tre hovedkomponenter:

  • Basestasjon
  • Romsegment
  • Brukersegment

For ikke å true romoppdrag i tilfelle en feil, er disse komponentene overflødige.

Basestasjoner og eksterne stasjoner

Guam Remote Station

Basissegmentet til TDRSS består av to basestasjoner, White Sands Complex (WSC) sør i New Mexico og Network Control Center Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. Disse to basestasjonene utgjør kjernen i nettverket og gir kommando- og kontrolltjenester. WSC, nær Las Cruces , består av:

  • White Sands Ground Terminal (WSGT)
  • Andre TDRSS bakketerminal (STGT)
  • Utvidet TDRS bakketerminal (ETGT)

Det er også to eksterne stasjoner, Guam Remote Station (GRS) og Blossom Point Remote Station (BPRS). Oppgavene til WSC inkluderer også fjernkontroll av GRS og BPRS.

Valget og plasseringen av stedene måtte oppfylle en rekke kriterier. De måtte være i synsfeltet til satellittene, nær ekvator, og ha gunstige værforhold med få regnværsdager, slik det er tilfelle i New Mexico. WSGT ble satt i drift i 1978, like før planlagt sjøsetting av romfergen i 1979. STGT har vært i drift siden 1994, etter den vellykkede lanseringen av TDRS-6.

WSGT og STGT opererer uavhengig av hverandre, men har en fiberoptisk nødkabel for å sikre data i en nødssituasjon. Hver av de to stasjonene er utstyrt med 19 meter retter - også kjent som Space-Ground Link Terminals (SGLT) - for å kommunisere med satellittene. Tre SGLT er installert på WSGT og to på STGT. For å garantere full satellittdekning ble en SGLT installert og satt i drift i Guam i 1992. GRS ved N 13.6148 ° E 144.8565 ° er en utvidelse av WSGT-systemet. Basestasjonen har seks SGLT-er, med WSGT i TDRS Operations Control Center (TOCC) som ansvarlig. Før igangsetting brukte NASA en alternativ stasjon i Diego Garcia for å sikre full satellittstøtte.

Denne artikkelen eller følgende seksjon er ikke tilstrekkelig utstyrt med støttedokumenter ( f.eks. Individuelle bevis ). Informasjon uten tilstrekkelig bevis kan fjernes snart. Hjelp Wikipedia ved å undersøke informasjonen og inkludere gode bevis.
Hele seksjonen skal være okkupert

Romsegment

TDRSS-satellitt

Romsegmentene til TDDRS er utformet som et dynamisk system. Nye banesatellitter bruker tre som primære satellitter; resten kan slås på umiddelbart som reserve som primær satellitt. Den opprinnelige TDRSS-designen hadde to hovedsatellitter, kalt TDE (Øst) og TDW (Vest), og en erstatningssatellitt. Økningen i data på 1980-tallet fikk NASA til å utvide nettverket med flere satellitter.

Brukersegment

Den bruker segment av den TDRSS er en sentral komponent i mange NASA-programmer. Programmer som Hubble Space Telescope og LANDSAT overfører sine observasjoner til operasjonssentret ved hjelp av TDRSS. Fremgangen av bemannet romfart var en av årsakene til utviklingen av TDRSS, og teknologien brukes også i romfergen og i ISS som kommunikasjonssending.

Enheter fra STDN

Hovedkomponentene i Space Flight Tracking and Data Network (STDN) er NASA Integrated Services Network (NISN), Network Control Center (NCC), Mission Operations Center (MOC), Spacecraft Data Processing Facility (SDPF) og Multi Mission flight dynamics lab (MMFD).

NISN tilbyr dataoverføringslinjer for romoppdrag og driver et bredt nettverk og telekommunikasjonslinjer for overføring av data-, tale- og videotjenester for alle NASA-selskaper og programmer. NISN-infrastrukturen består av nettverkskabler, datamaskiner for nettverksflytekontroll i fiberoptiske kabler og forskjellige nettverkskomponenter. To protokoller brukes: Internet Protocol Operational Network (IPONET) og High Data Rate System (HDRS). IPONET bruker TCP / IP- protokollen, som også er vanlig på Internett , for å overføre data. HDRS brukes til oppdrag som krever høy dataoverføringshastighet. Gjennomstrømningshastigheten er mellom 2 og 48 Mbit / s. HDRS krever ikke en nettverksinfrastruktur som rutere, brytere og gateways for å overføre data.

Den NCC har ansvaret for planlegging, pålitelighet og kontroll av tjenester. Den behandler brukerforespørsler og overfører informasjonen til ansvarlige organer. Kontroll- og sikkerhetsenheten støtter applikasjoner i sanntid for mottak, validering, visning og formidling av TDRSS-ytelsesdata. NCC var basert i Goddard Space-flight Center i Greenbelt, Maryland frem til 2000, og ble deretter flyttet til WSC.

Den MOC er det sentrale punkt av missilkontroll. Den administrerer forespørsler om støtte, overvåker missilytelse og styrer informasjonen til missilene via TDRSS. Forskere, generelle planleggere, oppdragsplanleggere og flykontroll er basert i MOC. Oppdragsplanleggerne gir dokumentasjon for missiler og oppdrag. Flyoperatørene er ansvarlige for direkte kommunikasjon med raketten ved å utstede kommandoer og utføre operasjoner.

Den MMFD Lab gir flight prosjektstøtte og nettverks sporing samt høyde og orbital måling kontroll. Orbitale parametere bestemmes ved å sammenligne de nåværende orbitale dataene til romskipet og de planlagte dataene. Innstillingsparametrene bestemmes av et sett med parametere, slik som rakettens orientering i forhold til kjente gjenstander som sol, måne, stjerner eller jordens magnetfelt. Sporingsnettverket analyserer og evaluerer kvaliteten på sporingsdataene.

Operasjoner

South Pole Tracking Relay-2

TDRSS har blitt brukt til dataoverføring i mange romoppdrag og brukes også til dataforbindelse til Antarktis McMurdo-stasjonen , som kan nås via TDRSS South Pole Relay Station. Den amerikanske delen av den internasjonale romstasjonen ISS bruker også TDRSS for datautveksling.

produksjon

De første syv TDRSS-satellittene ble bygget av TRW (nå en del av Northrop Grumman Aerospace Systems) i Redondo Beach , California, og de følgende av Hughes Space and Communications , Inc. i El Segundo , California (nå en del av Boeing ).

Film

TDRSS ble omtalt i James Bond- filmen Moonraker og i filmen Event Horizon .

Start sekvens

I løpet av produksjonsfasen er alle TDRSS-satellitter merket alfabetisk i stigende rekkefølge. Når en satellitt når den geostasjonære banen som er beregnet for den, blir denne identifikatoren konvertert til en numerisk. Av denne grunn er ikke satellitter som er fullført, men som aldri ble satt i drift på grunn av lanseringshendelser eller funksjonsfeil, ikke nummerert, men beholder alfabetisk identifikator (TDRS-B ble aldri nummerert på grunn av ulykken med Challenger-romfergen , for eksempel ).

Se også

Portal: Space  - Oversikt over Wikipedia-innhold på romfart

weblenker

litteratur

  • D. Baker (red.): Jane's Space Directory: 2001-2002. Alexandria, Virginia: Jane's Information Group, 2001.
  • Consolidated Space Operations Contract (CSOC): Certification & Training Course 880 & 882: TDRSS Orientation & System Data Flow. 2000.
  • C. Kraft: Flight: My Life in Mission Control. Plume Books, New York 2002.
  • G. Kranz: Svikt er ikke et alternativ. Plume Books, New York 2000.
  • NASA.: 2. TDRSS Workshop: 25-26 juni, 1996. 1996. Hentet fra Internett 25. august 2003.
  • NASA Spacelink: Nyhetsutgivelse 13. mai 1993. 1993. Hentet fra Internett 25. august 2003.
  • NASA.: Guam Remote Ground Terminal. Hentet fra Internett 25. august 2003.
  • J. Sellers: Understanding Space: An Introduction to Astronautics. McGraw-Hill Companies, New York 2000.
  • T. Thompson: TRW Space Log. TRW Space & Electronics Group, Redondo Beach, California 1996.
  • J. Wertz, W. Larson: Space Mission Analysis and Design. 3. Utgave. Microcosm Press, Torrance, California 1999.

Individuelle bevis

  1. ↑ Raumfahrer.net Editor: NASA-relésatellitt TDRS M i verdensrommet . Hentet 5. september 2017 .
  2. ^ Tre generasjoner av sporings- og datarelay satellitt (TDRS) romfartøy. I: NASA. 9. juni 2016, åpnet 13. desember 2018 .