Lo Space Network fornisce servizi di comunicazione spaziale mantenendo costante il collegamento tra l’orbita terrestre bassa (fino a 3000km) e la Terra. Permette l’acquisizione di immagini, la comunicazione con gli astronauti, il supporto delle missioni e ogni altro tipo di comunicazione. Senza questo network nessuna missione sarebbe possibile. Ad esempio, il telescopio spaziale Hubble e la Stazione Spaziale Internazionale (ISS) sfruttano questa rete per le comunicazioni. Il White Sands Complex insieme al Guam Remote Ground Terminal (GRGT) formano la parte terrestre dello Space Network (SN) mentre la parte spaziale è composta dai satelliti del Tracking and Data Relay Satellite (TDRS), che al momento conta 10 satelliti operativi.
A fine luglio, Il team dello Space Network Ground Segment Sustainment (SGSS) ha ultimato i lavori che hanno aggiornato entrambe le parti del complesso, il White Sands Ground Terminal (WSGT) e il sistema di backup Second TDRS System Ground Terminal (STGT). Il White Sands Complex è situato in prossimità del White Sands Test Facility, vicino ai piedi delle montagne di San Andres fuori Las Crucer in New Mexico. Qui il clima è solitamente secco, quindi con una minore possibilità di interferenze del segnale legate al clima. Questo lo ha reso un luogo ideale e che garantisce una maggiore stabilità e costanza nello scambio di dati.
Lo scopo del SGSS
Il progetto SGSS ha il compito di mantenere aggiornate le tecnologie dello Space Network per almeno altri 20 anni, mantenendo l’alto livello di servizio, aumentando le capacità e riducendo i costi necessari al mantenimento dei sistemi. Questo non è proprio banale visto che sostituendo i vecchi sistemi con dei nuovi, si rende difficile l’interfacciarsi di quelli più datati con i sistemi più recenti. Come affermato da Tom Gitlin, vice project manager e tecnico per SGSS “L’aggiornamento del sistema esistente ha modernizzato l’elettronica, ciò dovrebbe aiutare a ridurre i costi di manutenzione e rendere più semplici l’estensibilità, la flessibilità e la scalabilità. SGSS è ancora compatibile con il vecchio sistema. Fornirà però nuove funzioni, velocità di trasmissione dati più elevate e supporterà schemi di codifica dei dati più moderni”.
Vengono anche supportate iniziative che guardano all’ecosostenibilità riducendo di dieci volte la quantità di apparecchiature necessarie. Ciò significa meno consumo di energia, meno capacità di raffreddamento necessaria e meno rifiuti elettronici per il futuro. Il principale appaltatore per questo progetto è General Dynamics, azienda che si occupa di aerospazio e difesa situata in Virginia.
L’ampliamento delle comunicazioni con la banda S
Le antenne del WSC misurano 18,2 metri e per renderle più leggere i piatti sono stati fissati con una resina epossidica bicomponente, sviluppata presso il Jet Propulsion Laboratory (JPL) di Pasadeena. Prima degli ultimi aggiornamenti erano in grado di trasmettere e ricevere in banda Ku, la porzione inferiore delle frequenze a microonde. Adesso, una delle antenne è in grado di trasmettere dati utilizzando sia la banda Ku, tra i 12 e i 18 GHz, sia la banda S, tra i 2 e i 4 GHz.
Generalmente la banda Ku viene utilizzata per le comunicazioni con il TDRS durante le normali operazioni. La banda S invece, quando viene immesso un nuovo satellite in orbita. I segnali radio in banda Ku hanno un’elevata larghezza di banda che consente la trasmissione di grandi quantità di dati alla volta. Tuttavia, i segnali hanno un campo visivo relativamente ristretto e il puntamento dell’antenna deve essere più preciso affinché il segnale raggiunga la sua destinazione. I segnali in banda Ku possono anche essere dispersi da condizioni atmosferiche avverse. Le frequenze in banda S hanno una larghezza di banda inferiore, ma hanno un campo visivo più ampio, richiedono meno precisione e sono molto meno influenzate dalle condizioni atmosferiche. Le frequenze in banda S possono essere utilizzate se i segnali in banda Ku vengono interrotti, garantendo che la comunicazione tra TDRS e la terra continui.
Anche altre antenne hanno ottenuto aggiornamenti, nello specifico le 4 antenne di prova e una di backup. Le prime vengono utilizzate per simulazioni prima di utilizzare tali configurazioni nelle operazioni effettive, mentre le ultime fungono da backup per le antenne principali. L’intero sistema permette un flusso di circa 45 terabyte di dati al mese (solo Hubble richiede 844 GB).
L’importanza dell’aggiornamento
Oltre agli aggiornamenti destinati alle antenne, sono stati installati circa 40 rack (“scaffali” contenenti apparecchiature hardware) in ciascuna delle due sedi riducendo di oltre l’80% la quantità di hardware necessario per supportare le operazioni dei TDRS rispetto alle apparecchiature precedenti. Gran parte della tecnologia del sistema esistente utilizzava segnali analogici che possono subire una perdita di segnale durante la trasmissione. Adesso il segnale viene convertito in forma digitale, garantendo una migliore qualità della trasmissione di dati.
La NASA non ha mai eseguito un aggiornamento di questa portata mantenendo contemporaneamente i sistemi attivi. “Questo è il primo importante aggiornamento di un’intera stazione di terra mentre le apparecchiature erano ancora in uso“, ha affermato Richard Von Wolff, responsabile dell’implementazione e delle operazioni per SGSS. Tutto ciò significa un maggiore potenziale per le missioni scientifiche. Sulla Terra, la tecnologia per acquisire immagini a risoluzione più elevata avanza costantemente e richiede velocità di trasmissione dati sempre più elevate. Sia per inviare i dati in orbita che per trasmetterli in streaming dallo spazio. Allo stesso modo, le missioni scientifiche stanno raccogliendo sempre più dati, e i sistemi di comunicazione della NASA devono tenere il passo.
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