Войти
Логотип программы TDRS 
Расположение TDRS по состоянию на март 2019 г. 
Невыполненный TDRS на выставке в Центре Стивена Ф. Удвар-Хейзи в Шантильи, Вирджиния. Американская спутниковая система слежения и ретрансляции данных (TDRSS ) является сеть американских спутников связи (каждый из которых называется спутником слежения и ретрансляции данных, TDRS) и наземных станций, используемых НАСА для космической связи. Система была разработана для замены существующей сети наземных станций, которые поддерживали все пилотируемые полеты НАСА. Основная цель проекта заключалась в том, чтобы увеличить время, в течение которого космический корабль находится в связи с землей, и увеличить количество передаваемых данных. Многие спутники слежения и передачи данных были запущены в 1980-х и 1990-х годах с помощью космического челнока Space Shuttle и использовали инерциальную верхнюю ступень, двухступенчатую твердотопливную ракету. Бустер разработан для шаттла. Остальные TDRS были запущены ракетами Atlas IIa и Atlas V.
Спутники последнего поколения обеспечивают скорость приема с земли 6 Мбит / с в S-диапазоне и 800 Мбит / с в Ku- и Ка-диапазоны. Это в основном используется военными США.
Чтобы удовлетворить потребность в длительной и высокодоступной связи космос-земля, НАСА создало Сеть слежения за космическими аппаратами и сбора данных (STADAN ) в начале 1960-х гг. Состоящая из параболических спутниковых антенн и телефонного коммутационного оборудования, развернутого по всему миру, STADAN обеспечивала связь космос-земля в течение примерно 15 минут из 90-минутного периода обращения на орбите. Этого ограниченного периода контакта было достаточно для беспилотных космических кораблей, но для пилотируемых космических кораблей требуется гораздо больше времени для сбора данных.
Параллельная сеть, созданная сразу после STADAN в начале 1960-х годов, называемая Manned Space Flight Network (MSFN), взаимодействующий с пилотируемым кораблем на околоземной орбите. Другая сеть, Deep Space Network (DSN), взаимодействовала с пилотируемыми кораблями на высоте более 10 000 миль от Земли, например, в миссиях Apollo, в дополнение к своей основной миссии по сбору данных с зонды для дальнего космоса.
С созданием в середине 1970-х космического корабля Space Shuttle возникла потребность в более высокопроизводительной космической системе связи. В конце программы Apollo в НАСА осознали, что MSFN и STADAN получили аналогичные возможности, и решило объединить две сети для создания сети слежения за космическими аппаратами и передачи данных (STDN).
Даже после консолидации у STDN были некоторые недостатки. Поскольку вся сеть состояла из наземных станций, разбросанных по всему миру, эти сайты были уязвимы для политических прихотей принимающей страны. Чтобы поддерживать высокую надежность в сочетании с более высокими скоростями передачи данных, НАСА начало исследование по дополнению системы космическими узлами связи.
Космический сегмент новой системы будет опираться на спутники на геостационарной орбите. Эти спутники в силу своего местоположения могли передавать и принимать данные на спутники, находящиеся на более низкой орбите, и при этом оставаться в пределах видимости наземной станции. Оперативная группировка TDRSS будет использовать два спутника, обозначенные TDE и TDW (для востока и запада), и один запасной на орбите.
После завершения исследования НАСА осознало, что для достижения этой цели необходима небольшая модификация системы. 100% глобальное покрытие. Небольшая территория не будет находиться в пределах прямой видимости каких-либо спутников - так называемая Зона исключения (ZOE). С ZOE ни один спутник TDRS не мог связаться с космическим кораблем на определенной высоте (646 морских миль). С добавлением еще одного спутника для покрытия ZOE и близлежащей наземной станции может существовать 100% покрытие. В результате исследования космической сети была создана система, которая стала планом для современной сети TDRSS.
Еще в 1960-х годах НАСА Application Technology Satellite (ATS) и Программы Advanced Communications Technology Satellite (ACTS) послужили прототипами многих технологий, используемых на TDRSS и других коммерческих спутниках связи, включая множественный доступ с частотным разделением (FDMA ), трехосную стабилизацию космического корабля и высокопроизводительные коммуникационные технологии.
С июля 2009 года менеджером проекта TDRSS является Джефф Дж. Грэмлинг, Центр космических полетов имени Годдарда НАСА. Boeing отвечает за построение TDRS K.
TDRSS аналогична большинству других космических систем, тем самым она состоит из трех сегментов: наземного, космического и пользовательского. Эти три сегмента работают вместе для выполнения миссии. Авария или сбой в каком-либо одном сегменте могут иметь катастрофические последствия для остальной системы. По этой причине все сегменты имеют резервирование.
Удаленный наземный терминал Гуама Наземный сегмент системы TDRSS состоит из трех наземных станций, расположенных в Комплекс White Sands (WSC) на юге Нью-Мексико, Гуам Удаленный наземный терминал (GRGT) и Центр управления сетью, расположенный в Центре космических полетов Годдарда в Гринбелт, штат Мэриленд. Эти три станции являются сердцем сети, предоставляя услуги управления и контроля. В рамках завершенной модернизации системы был построен новый терминал в Блоссом-Пойнт, штат Мэриленд.
WSC, расположенный недалеко от Лас-Крусес, состоит из:
Кроме того, WSC удаленно управляет GRGT на Гуам.
WSC имеет собственный выход из США. Маршрут 70 только для обслуживающего персонала. НАСА определило местоположение наземных терминалов, используя очень конкретные критерии. Прежде всего, наземная станция смотрела на спутники; место должно было быть достаточно близко к экватору, чтобы видеть небо, как восточное, так и западное. Погода была еще одним важным фактором - в Нью-Мексико в среднем почти 350 солнечных дней в году с очень низким уровнем осадков.
WSGT был запущен в 1978 году, как раз к запланированному дебюту космического шаттла в начале 1979 года. STGT начал работать в 1994 году, завершив систему после проверки полета на орбите Flight-6 в начале этого года. Кроме того, после завершения строительства второго терминала НАСА провело конкурс, чтобы назвать две станции. Местные ученики средних школ выбрали Cacique (kah-see-keh), что означает лидер WSGT, и Danzante, что означает танцор для STGT. Эти имена, по-видимому, использовались только в целях рекламы, в официальной документации НАСА в качестве обозначений используются WSGT и STGT или WSC.
WSGT и STGT географически разделены и полностью независимы друг от друга, сохраняя при этом резервную оптоволоконную линию для передачи данных между сайтами в случае возникновения чрезвычайной ситуации. Каждая наземная станция имеет 19-метровые антенны, известные как терминалы связи космос-земля (SGLT), для связи со спутниками. Три SGLT расположены в STGT, но только два расположены в WSGT. Системные архитекторы переместили оставшийся SGLT на Гуам, чтобы обеспечить полную поддержку сети для спутника, покрывающего ZOE. Считающийся удаленной частью WSGT, расстояние и расположение SGLT прозрачны для пользователей сети.
Удаленный наземный терминал Гуама (GRGT) 13 ° 36′53 ″ N 144 ° 51′23 ″ E / 13,6148 ° N 144,8565 ° E / 13,6148; 144.8565 является расширением WSGT. Терминал содержит SGLT 6 с контроллером услуг связи (CSC), расположенным в Центре управления операциями TDRS (TOCC) STGT. До того, как GRGT был введен в эксплуатацию, вспомогательная система была расположена по адресу Диего Гарсия.
Основные части сети слежения за космическими полетами и передачи данных (STDN). это: Сеть комплексных услуг НАСА (NISN), центр управления сетью (NCC), центр управления полетами (MOC), средство обработки данных космических аппаратов (SDPF) и лаборатория динамики полета для нескольких миссий (MMFD).
NISN обеспечивает основу передачи данных для космических полетов. Это рентабельная телекоммуникационная услуга глобальной сети для передачи данных, видео и голоса для всех предприятий, программ и центров НАСА. Эта часть STDN состоит из инфраструктуры и компьютеров, предназначенных для мониторинга потока сетевого трафика, таких как оптоволоконные каналы, маршрутизаторы и коммутаторы. Данные могут проходить через NISN двумя способами: с использованием операционной сети Интернет-протокола (IPONET) или системы высокой скорости передачи данных (HDRS). IPONET использует протокол TCP / IP, общий для всех компьютеров, подключенных к Интернету, и является стандартным способом отправки данных. Система с высокой скоростью передачи данных обеспечивает передачу данных со скоростью от 2 Мбит / с до 48 Мбит / с для специализированных задач, требующих высокой скорости передачи данных. HDRS не требует инфраструктуры маршрутизаторов, коммутаторов и шлюзов для пересылки данных вперед, как IPONET.
NCC обеспечивает планирование, контроль, гарантию и подотчетность услуг. Планирование услуг принимает запросы пользователей и распространяет информацию в соответствующие элементы SN. Контроль и обеспечение услуг поддерживают функции использования в реальном времени, такие как получение, проверка, отображение и распространение данных о производительности TDRSS. Служба подотчетности предоставляет бухгалтерские отчеты об использовании НКЦ и сетевых ресурсов. Изначально NCC располагался в Центре космических полетов Годдарда в Гринбелте, штат Мэриленд, до 2000 года, когда он был переведен в WSC.
МОЦ является центром операций космического корабля. Он будет планировать запросы на поддержку, отслеживать характеристики космического корабля и загружать управляющую информацию в космический корабль (через TDRSS). MOC состоит из главных исследователей, специалистов по планированию миссий и операторов полетов. Главные исследователи инициируют запросы на поддержку SN. Планировщики миссий предоставляют документацию по космическому кораблю и его миссии. И операторы полета являются последним звеном, отправляющим команды на космический корабль и выполняющим операции.
Лаборатория MMFD обеспечивает поддержку проекта полета и сети отслеживания. Поддержка полетного проекта состоит из определения и контроля орбиты и ориентации. Параметры орбиты отслеживаются по фактической орбите космического корабля миссии и сравниваются с его прогнозируемой орбитой. Определение ориентации вычисляет наборы параметров, которые описывают ориентацию космического корабля относительно известных объектов (Солнца, Луны, звезд или магнитного поля Земли). Поддержка сети отслеживания анализирует и оценивает качество данных отслеживания.
спутник TDRSS Космический сегмент группировки TDRSS является наиболее динамичной частью системы. Даже с девятью спутниками на орбите система обеспечивает поддержку трех основных спутников, в то время как остальные используются в качестве запасных на орбите, которые можно сразу использовать в качестве основных. Первоначальный проект TDRSS имел два основных спутника, обозначенных TDE, для востока и TDW, для запада и один запасной на орбите. Резкий рост потребностей пользователей в 1980-х годах позволил НАСА расширить сеть за счет добавления большего количества спутников, некоторые из которых были размещены в особенно загруженном орбитальном слоте. См. Спутник слежения и ретрансляции данных для получения более подробной информации о спутниках.
Пользовательский сегмент TDRSS включает многие из наиболее известных программ НАСА. Такие программы, как Космический телескоп Хаббла и LANDSAT, передают свои наблюдения в соответствующие центры управления полетами через TDRSS. Поскольку пилотируемый космический полет был одной из основных причин создания TDRSS, голосовая связь между космическим челноком и Международной космической станцией проходит через систему.
Реле слежения за Южным полюсом-2 Система TDRSS использовалась для предоставления услуг ретрансляции данных многим орбитальным обсерваториям, а также антарктическим объектам, таким как Станция Мак-Мердо через Южнополярную ретрансляцию TDRSS. Секции Международной космической станции (МКС), построенные в США, используют TDRSS для ретрансляции данных. TDRSS также используется для обеспечения ретрансляции данных о запуске одноразовых ускорителей.
Еще в 1989 году сообщалось, что важной функцией TDRSS было обеспечение ретрансляции данных для Lacrosse спутники радиолокационной разведки, эксплуатируемые Национальным разведывательным управлением.
Почти двадцать лет спустя, 23 ноября 2007 г., в одном из торговых онлайн-изданий отмечалось: «В то время как НАСА использует спутники (TDRSS) для взаимодействуют с космическим шаттлом и международной космической станцией, большая часть их полосы пропускания отведена Пентагону, который покрывает львиную долю эксплуатационных расходов TDRSS и определяет многие системные требования, некоторые из которых засекречены. "
В октябре 2008 года NRO рассекретило существование наземных станций миссии в США под названием Aerospace Data Facility (ADF) - Колорадо, ADF-Восток и ADF-Southwest около Денвера, Колорадо, Вашингтона, округ Колумбия. и Лас-Крусес, Нью-Мексико соответственно. Известно, что ADF-Colorado и ADF-East расположены на авиабазе Бакли, CO и Fort Belvoir, Virginia ; ADF-Southwest расположен на ракетном полигоне Уайт-Сэндс, предположительно на станции White Sands TDRSS.
Первые семь спутников TDRSS были построены корпорация TRW (ныне часть Northrop Grumman Aerospace Systems) в Редондо-Бич, Калифорния, и все спутники с тех пор Hughes Space and Communications, Inc., в Эль-Сегундо, Калифорния, (в настоящее время является частью корпорации Boeing ).
Система TDRSS кратко упоминается в фильме Джеймс Бонд, Moonraker. Он также упоминается в фильме 1997 года Горизонт событий.
Примечание: пока спутник TDRSS находится в процессе производства, ему дается буквенное обозначение, но как только он успешно достигает правильная геосинхронная орбита обозначается номером (например, TDRS-A во время разработки и до принятия на орбиту, и TDRS-1 после принятия на орбиту и ввода в эксплуатацию). Таким образом, спутники, потерянные при неудачных запусках или имеющие серьезные неисправности, никогда не нумеруются (например, TDRS-B, который никогда не был пронумерован из-за его потери в результате катастрофы Space Shuttle Challenger ).
Портал космических полетов  | Викискладе есть медиафайлы, связанные с спутниковой системой слежения и ретрансляции данных. |
