Un satélite de seguimiento y retransmisión de datos ( TDRS ) es un tipo de satélite de comunicaciones que forma parte del Sistema de Satélites de Seguimiento y Retransmisión de Datos (TDRSS) utilizado por la NASA y otras agencias gubernamentales de los Estados Unidos para las comunicaciones hacia y desde "Plataformas de Usuario" independientes, como satélites , globos, aeronaves, la Estación Espacial Internacional y bases remotas como la Estación Amundsen-Scott del Polo Sur . Este sistema fue diseñado para reemplazar una red mundial existente de estaciones terrestres que habían apoyado todas las misiones de vuelo tripuladas de la NASA y los satélites no tripulados en órbitas terrestres bajas. El objetivo principal del diseño del sistema era aumentar la cantidad de tiempo que estas naves espaciales estaban en comunicación con el suelo y mejorar la cantidad de datos que se podían transferir. Todos estos satélites TDRSS están diseñados y construidos para ser lanzados y funcionar en órbita geoestacionaria , a 35.786 km (22.236 mi) sobre la superficie de la Tierra.
Los primeros siete satélites TDRSS fueron construidos por la corporación TRW . Las tres versiones posteriores han sido fabricadas por la división de sistemas satelitales de la corporación Boeing . Se han lanzado trece satélites; sin embargo, uno fue destruido en el desastre del Challenger . El TDRS-1 fue dado de baja en octubre de 2009. [1] El TDRS-4 fue dado de baja en diciembre de 2011. Diez satélites TDRSS están actualmente en servicio. [2] Todos los satélites TDRSS han sido gestionados por el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA . [3] El contrato para las versiones L y K del TDRS fue adjudicado a Boeing el 20 de diciembre de 2007. [4] El 30 de noviembre de 2011, la NASA anunció la decisión de encargar un satélite TDRS adicional de tercera generación, el TDRS M. [5]
El primer satélite de seguimiento y retransmisión de datos fue lanzado en 1983 en el primer vuelo del transbordador espacial Challenger , STS-6 . La etapa superior inercial construida por Boeing que debía llevar al satélite desde la órbita del Challenger hasta su órbita geoestacionaria definitiva sufrió una falla que provocó que no enviara el TDRS a la órbita correcta. Como resultado, fue necesario ordenar al satélite que usara sus propulsores de cohetes a bordo para moverlo a su órbita correcta. Este gasto de combustible redujo su capacidad para permanecer en una órbita geoestacionaria ; a fines de 1997, la órbita había cambiado hasta el punto de que el satélite podía ver el Polo Sur, y se instaló una estación de enlace ascendente/descendente en la Estación Amundsen-Scott del Polo Sur en enero de 1998; [6] El TDRS-1 fue un importante enlace ascendente de comunicaciones para la investigación antártica hasta 2009.
El segundo satélite de seguimiento y retransmisión de datos fue destruido junto con el Challenger poco después del lanzamiento durante la misión STS-51-L en enero de 1986. Los siguientes cinco satélites TDRSS construidos por TRW fueron lanzados con éxito en otros transbordadores espaciales. Tres satélites posteriores construidos por Boeing fueron lanzados por cohetes Atlas en 2000 y 2002. Un comunicado de prensa de la NASA [7] resumió las capacidades del sistema en su conjunto:
"Trabajando solo, el TDRS-1 proporcionó más cobertura de comunicaciones, en apoyo de la misión del transbordador de septiembre de 1983, que toda la red de estaciones de seguimiento de la NASA había proporcionado en todas las misiones anteriores del transbordador".
Está previsto que la primera generación de TDRS se retire en 2015. [5]
Las dos terminales terrestres del satélite TDRSS están ubicadas en el Complejo White Sands de la NASA, que se encuentra en el área de Las Cruces . Todos los comandos transmitidos por radio y la telemetría recibida que van hacia y desde los satélites de seguimiento y retransmisión de datos pasan por estas terminales en el Complejo White Sands. Al principio, solo se diseñó y construyó un gran sistema de terminal terrestre para el TDRSS. Sin embargo, algunos años después, debido al aumento de la demanda de los usuarios, la NASA ordenó el diseño y la construcción de un segundo sistema de terminal terrestre a unos 5 kilómetros (3,1 millas) de distancia. Por lo tanto, ahora hay dos terminales terrestres de satélite funcionalmente idénticas y redundantes allí, que se conocen como el Complejo White Sands . Debido a una Zona de Exclusión, sin soporte de usuarios sobre el Océano Índico, se construyó una terminal terrestre en Guam para dar soporte al TDRS. [2]
El sistema de transpondedor de medición de distancia bilateral (BRTS) proporciona soporte de seguimiento para las naves espaciales TDRS. El BRTS consta de cuatro sitios ubicados en White Sands Missile Range (WSC), Guam (GRGT), Ascension Island (ACN) y Alice Springs , Australia (ALS). [8]
Los sistemas de comunicaciones de los satélites TDRSS fueron diseñados para soportar múltiples misiones al mismo tiempo. Cada satélite tiene hardware de sistemas de comunicación electrónica de banda S , banda Ku ( sólo 1.ª generación) y banda Ka (sólo 2.ª generación) que operan en diferentes frecuencias portadoras y también admiten varias velocidades de datos. [9] Los satélites más nuevos de Boeing pueden soportar más comunicaciones que los satélites más antiguos construidos por TRW.
Nota: mientras un satélite TDRSS se encuentra en proceso de fabricación, se le asigna una letra para su designación, pero una vez que ha alcanzado con éxito la órbita geoestacionaria correcta, se le asigna un número (por ejemplo, TDRS-A durante el desarrollo y antes de su aceptación en órbita, y TDRS-1 después de su aceptación en órbita y puesta en funcionamiento). Por lo tanto, los satélites que se pierden en fallas de lanzamiento o que sufren fallas graves nunca se numeran.
El TDRS-A fue el primer sistema de seguimiento por satélite de múltiples satélites del TDRSS. El sistema es un concepto que utiliza tecnología de satélites de comunicación que mejora y economiza las operaciones de seguimiento y telemetría de los satélites . Los tres satélites geoestacionarios básicos (uno de ellos en espera) rastrean y reciben datos de los satélites para transmitirlos a una estación terrestre. Los dos satélites activos primarios están separados en órbita por al menos 130 grados de longitud.
Un sistema se utiliza para el seguimiento de satélites con apogeos inferiores a 2000 km (la gran mayoría de los satélites) y el otro para los de apogeos superiores. El uso de frecuencias operativas cercanas a 2150 (más o menos 150) MHz y cerca de 14,3 (más o menos 0,9) GHz era el plan inicial.
El TDRSS fue concebido originalmente para dar soporte a satélites con apogeos inferiores a 12.000 km. Las naves espaciales del TDRSS requieren solamente un sistema de comunicaciones, ya que las estaciones de telemetría terrestres serán compatibles con el equipo del TDRSS.
