Tracking and Data Relay Satellite System
Il Tracking and Data Relay Satellite System (TDRSS) (sistema satellitare di tracciamento e ritrasmissione dati) è una rete satellitare di telecomunicazioni statunitense. Il sistema è costituito da un insieme di satelliti (denominati "Tracking and data relay satellite", TDRS) e di stazioni terrestre impiegate dalla NASA per le comiunicazioni spaziali. Il sistema è stato concepito per sostituire la rete esistente di stazioni terrestri usata per il controllo di tutte le missioni di volo NASA con uomini a bordo. L'obiettivo primario era aumentare la copertura temporale delle comunicazioni con la Terra e aumentare la quantità di dati trasferibili. Molti dei satelliti TDRS sono stati posti in orbita negli anni ottanta e novanta tramite gli Space Shuttle ed erano dotati del cosiddetto Inertial Upper Stage (ultimo stadio inerziale), un sistema di propulsione a razzo a due stadi a combustible solido sviluppato per gli shuttle. Altri satelliti TDRS sono stati lanciati in orbita usando i vettori Atlas IIa e Atlas V.
Le ultime generazioni di questi satelliti sono in grado di fornire velocità di trasmissione pari a 6 Mbit/s in banda S e a 800 Mbit/s nelle bande Ku e Ka, principalmente ad uso militare da parte delle forze armate statunitensi.[1]
Origini
All'inizio degli anni sessanta la NASA realizzò la Spacecraft Tracking and Data Acquisition Network (STADAN) per soddisfare il requisito di comunicazioni spazio-terra di lunga durata e elevata disponibilità. Basata su un sistema di antenne paraboliche e apparati di commutazione telefonica distribuiti nel mondo, lo STADAN era in grado di assicurare circa 15 minuti di comunicazione su periodi orbitali di 90 minuti. Questo tempo di contatto limitato era sufficiente per le missioni senza equipaggio ma per le missioni spaziali con uomini a bordo era necessario poter contare su durate molto maggiori.
A questo fine, alla STADAN venne affiancata una seconda rete, detta Manned Space Flight Network (rete per voli spaziali con equipaggio, MSFN), concepita appositamente per le comunicazioni con gli astronauti in orbita. Un'altra rete, la Deep Space Network (rete per lo spazio profondo, DSN), fu sviluppata per poter interagire con equipaggi umani distanti dalla Terra più di 16 000 km, come nel caso delle missioni del programma Apollo, oltre che per poter raccogliere i dati inviati dalle sonde spaziali a lunghissime distanze.
A metà degli anni settanta, lo sviluppo del programma Space Shuttle fece emergere la necessità di un sistema di comunicazioni spaziali a prestazioni più elevate; al termine del programma Apollo, la NASA si rese conto che i sistemi MSFN e STADAN erano evoluti in modo tale da aver acquisito lo stesso livello di capacità quindi decise di fonderli insieme creando la Spacecraft Tracking and Data Network (rete di dati e di tracciamento dei veicoli spaziali, STDN). Nonostante questo consolidamento, la STDN presentava comunque degli aspetti problematici: dato che la rete era costituita da stazioni terrestre dislocate in tutto il mondo, alcuni siti erano esposti ai cambiamenti e rivolgimenti politici delle nazioni ospitanti, rendendo il sistema potenzialmente vulnerabile. Per assicurare un elevato livello di affidabilità e al tempo stesso alte velocità di trasmissione dei dati, la NASA iniziò una serie di studi per integrare il sistema con nodi di comunicazione dislocati nello spazio. Il segmento spaziale del nuovo sistema si sarebbe basato su satelliti in orbita geostazionaria che, grazie alla loro posizione, potevano trasmettere e ricevere segnali verso i satelliti in orbite più basse e allo stesso tempo mantenere il contatto con le basi terrestri. La rete TDRSS sarebbe stata costituita infine da una costellazione di gruppi di due satelliti, denominati TDE and TDW (dove "E" sta per "est" e "W" sta per "ovest", west) più un satellite di riserva in orbita.
Al completamento dello studio, la NASA si accorse che era necessaria un'ulteriore modifica per garantire una copertura globale del 100%: infatti, risultò che col sistema originario una piccola area, detta "Zona di Esclusione" (ZOE), rimaneva scoperta e nessun satellite TDRS sarebbe stato in grado di mettersi in contatto con veicoli spaziali al di sotto delle 646 miglia nautiche (circa 1 270&nsbp;km); per coprire anche la ZOE e la stazione terrestre più vicina e raggiungere così la copertura del 100% serviva un altro satellite. Il sistema finale risultante da questo studio costituì il piano per il disegno della rete TDRSS attuale.[2]
Note
- ^ (EN) TDRS-I, su NASA Space Science Data Coordinated Archive.
- ^ (EN) TDRSS 2nd Workshop (PDF), su msp.gsfc.nasa.gov. URL consultato il 22 dicembre 2010 (archiviato dall'url originale il 21 luglio 2011).