La capacità di trasmettere e ricevere dati è cruciale nell'esplorazione dello spazio. I veicoli spaziali necessitano di solide funzionalità di rete per inviare dati, inclusi file di grandi dimensioni come foto e video, acquisiti dagli strumenti di bordo sulla Terra e per ricevere simultaneamente comandi dai centri di controllo. La NASA ha compiuto progressi significativi per migliorare le capacità di comunicazione spaziale dell'agenzia, mantenendo contemporaneamente le operazioni e il servizio in corso per un gran numero di missioni.

Il progetto Space Network Ground Segment Sustainment (SGSS) ha implementato aggiornamenti critici all'infrastruttura di comunicazione spaziale della NASA modernizzando i terminali di terra Tracking and Data Relay Satellite (TDRS) e migliorando molte capacità del sistema. orbitante 22, 300 miglia sopra la Terra, più TDRS forniscono collegamenti di comunicazione tra satelliti in orbita, come il Telescopio Spaziale Hubble e la Stazione Spaziale Internazionale, e centri di controllo a terra. TDRS consente alle missioni di essere in contatto quasi costante con i loro centri di controllo e dati sulla Terra.

Ad aprile 2021, il team SGSS ha terminato gli aggiornamenti iniziali ai sistemi presso il secondo TDRS System Ground Terminal (STGT) e i siti White Sands Ground Terminal (WSGT), situato presso il White Sands Complex della NASA a Las Cruces, Nuovo Messico.

Questi aggiornamenti includevano l'installazione di nuove apparecchiature per supportare le antenne di comunicazione TDRS nelle sedi STGT e WSGT. In ciascuna delle due sedi sono stati installati circa 40 rack di apparecchiature elettroniche e informatiche, riflettendo una riduzione di oltre l'80% circa del numero di rack necessari per supportare le operazioni TDRS rispetto alle vecchie apparecchiature. Inoltre, il team ha aggiornato diverse antenne di terra, inclusa un'antenna di missione principale, quattro antenne di prova, e un'antenna di comunicazione di backup che può essere utilizzata se una delle antenne della missione non è disponibile.

I miglioramenti consentono a più dati di fluire attraverso il sistema, creare modalità di trasferimento dati aggiuntive, e aumentare l'affidabilità dell'antenna. Queste funzionalità sono progettate per garantire il flusso ininterrotto di dati, consentire scoperte future.

"L'aggiornamento del sistema di terra esistente ha modernizzato l'elettronica e utilizza più prodotti disponibili in commercio. Ciò dovrebbe aiutare a ridurre i costi di manutenzione di sistemi come TDRS, e aiuta a rendere estensibilità, flessibilità, e scalabilità più semplice, " ha detto Tom Gitlin, il vice responsabile del progetto, tecnico per SGSS. "SGSS è ancora compatibile con il vecchio sistema, ma fornirà nuove funzioni, velocità di trasmissione dati più elevate, e supportare schemi di codifica dei dati più moderni."

Il progetto SGSS ha convertito un'antenna legacy WSGT per supportare due bande di radiofrequenza per la comunicazione da e verso un TDRS. Questa antenna appena modificata può trasmettere utilizzando la banda Ku, utilizzata per le comunicazioni con il TDRS per le normali operazioni, e in banda S—utilizzato quando si memorizza un TDRS in orbita o quando la banda Ku non è disponibile per qualsiasi motivo. Prima di questo aggiornamento, l'antenna supportava solo la frequenza in banda Ku. Con il sistema SGSS operativo, questa antenna può facilmente passare tra le due bande quando necessario, garantire che i servizi di comunicazione TDRS non vengano interrotti e ridurre al minimo la necessità di cambiare le risorse dell'antenna.

La NASA non ha mai eseguito un aggiornamento di questa portata mantenendo contemporaneamente le operazioni. Gran parte della tecnologia del terminale di terra esistente utilizza segnali analogici che subiscono un degrado mentre viaggia attraverso il terminale di terra. Il sistema SGSS converte i percorsi di trasporto del segnale in forma digitale, che non subisce perdite o degrado del segnale. SGSS digitalizza i segnali immediatamente sull'antenna della stazione di terra.

"Questo è il primo importante aggiornamento di una stazione di terra completa mentre le apparecchiature legacy erano ancora in uso, " ha detto Richard Von Wolff, distribuzione, transizione, e responsabile operativo per SGSS.

Lavorando in loco a White Sands, Von Wolff si è incaricato di preparare l'attrezzatura per il dispiegamento e ha assicurato che ci fosse una transizione senza interruzioni delle operazioni. Oltre a svolgere tali compiti in parallelo con il turnover delle attrezzature, si è assicurato che l'addestramento operativo e la documentazione fossero pronti in modo che, una volta completati gli aggiornamenti, il sistema SGSS può essere trasferito al progetto Advanced Communications Capabilities for Exploration and Science Systems (ACCESS) della NASA. ACCESS si è assunto la responsabilità del sistema e sta conducendo ulteriori test e modifiche se necessario.

Questi aggiornamenti sono la terza generazione di miglioramenti al sito e portano White Sands nell'era digitale, consentendo minori costi di manutenzione del sistema TDRS, e fornendo velocità di trasmissione dati più elevate con interruzioni minime. La nuova infrastruttura supporterà la prossima generazione di satelliti, permettendo alla NASA di scoprire di più sul nostro pianeta, il sistema solare, e oltre.