El sistema de aterrizaje por microondas ( MLS ) es un sistema de guía por radio de precisión para todo clima destinado a instalarse en grandes aeropuertos para ayudar a las aeronaves en el aterrizaje, incluidos los "aterrizajes a ciegas". MLS permite que una aeronave que se aproxima determine cuándo está alineada con la pista de destino y en la trayectoria de planeo correcta para un aterrizaje seguro. MLS estaba destinado a reemplazar o complementar los sistemas de aterrizaje por instrumentos (ILS). MLS tiene una serie de ventajas operativas sobre ILS, incluida una selección más amplia de canales para evitar interferencias con instalaciones cercanas, excelente rendimiento en cualquier clima, una pequeña "huella" en los aeropuertos y amplios ángulos de "captura" verticales y horizontales que permitieron las aproximaciones. desde áreas más amplias alrededor del aeropuerto.
Aunque algunos sistemas MLS comenzaron a funcionar en la década de 1990, el despliegue generalizado previsto por algunas agencias de aviación nunca se hizo realidad. Había dos razones: (económica) aunque técnicamente superior al ILS, el MLS no ofrecía capacidades suficientemente mayores para justificar la adición de receptores MLS al equipo de la aeronave; y (un tercer sistema potencialmente superior) los sistemas basados en GPS , en particular WAAS , permitían esperar un nivel similar de posicionamiento sin necesidad de equipo en el aeropuerto . GPS/WAAS reduce drásticamente el costo de un aeropuerto para implementar aproximaciones de aterrizaje de precisión, lo cual es particularmente importante en aeropuertos pequeños. Por estos motivos, la mayoría de los sistemas MLS existentes en Norteamérica han sido desactivados. Las aproximaciones LPV de 'rendimiento del localizador con guía vertical' basadas en GPS/WAAS proporcionan una guía vertical comparable a la categoría ILS I y las aproximaciones LPV publicadas por la FAA actualmente superan en número a las aproximaciones ILS en los aeropuertos de EE. UU.
Aunque inicialmente MLS parecía ser de interés en Europa, donde las preocupaciones sobre la disponibilidad de GPS eran un problema, nunca se produjo una instalación generalizada. No es probable que se siga implementando el sistema. Más bien, varios aeropuertos europeos han implementado aproximaciones LPV basadas en el sistema de satélites EGNOS (compatible con WAAS).
MLS emplea transmisores de 5 GHz en el lugar de aterrizaje que utilizan matrices pasivas escaneadas electrónicamente para enviar haces de exploración hacia las aeronaves que se aproximan. Una aeronave que ingresa al volumen escaneado utiliza un receptor especial que calcula su posición midiendo los tiempos de llegada de los rayos.
La versión estadounidense de MLS, un desarrollo conjunto entre la FAA , la NASA y el Departamento de Defensa de EE. UU. , fue diseñada para proporcionar guía de navegación de precisión para la alineación y el descenso exactos de las aeronaves al aproximarse a una pista. Proporciona azimut, elevación y distancia, así como "azimut trasero" para alejarse de un aterrizaje abortado o una aproximación frustrada. Los canales MLS también se utilizaron para comunicaciones de corto alcance con los controladores del aeropuerto, lo que permitió transferir frecuencias de larga distancia a otras aeronaves.
En Australia , el trabajo de diseño comenzó en una versión de MLS en 1972. La mayor parte de este trabajo fue realizado conjuntamente por el Departamento Federal de Aviación Civil (DCA) y la División de Radiofísica de la Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth ( CSIRO ). El proyecto se llamó Interscan y es uno de varios sistemas de aterrizaje por microondas que se están considerando a nivel internacional. Interscan fue elegido por la FAA en 1975 y por la OACI en 1978 como formato a adoptar. Una versión diseñada del sistema, llamada MITAN, fue desarrollada por la industria ( Amalgamated Wireless Australasia Limited y Hawker de Havilland ) bajo un contrato con el sucesor de DCA, el Departamento de Transporte, y se demostró con éxito en el aeropuerto de Melbourne (Tullamarine) a finales de los años 1970. Las antenas parabólicas blancas todavía se podían ver en Tullamarine hasta 2003, cuando fueron desmanteladas.
A esta investigación inicial le siguió la formación de Interscan International Limited en Sydney, Australia, en 1979, que fabricó sistemas MLS que posteriormente se implementaron en EE. UU., la UE, Taiwán, China y Australia. La Autoridad de Aviación Civil (Reino Unido) desarrolló una versión de MLS, que se instala en el aeropuerto de Heathrow y otros aeropuertos, debido a la mayor incidencia de aproximaciones por instrumentos con clima Cat II/III.
En comparación con el sistema de aterrizaje por instrumentos (ILS) existente, el MLS tenía ventajas significativas. Las antenas eran mucho más pequeñas y utilizaban una señal de frecuencia más alta. Tampoco era necesario colocarlos en un lugar específico del aeropuerto y podían "compensar" sus señales electrónicamente. Esto facilitó la colocación en comparación con los sistemas ILS físicamente más grandes, que debían colocarse en los extremos de las pistas y a lo largo de la trayectoria de aproximación.
Otra ventaja fue que las señales MLS cubrían un área muy amplia en forma de abanico al final de la pista, lo que permitía a los controladores dirigir las aeronaves que se acercaban desde una variedad de direcciones o guiar a las aeronaves a lo largo de una aproximación segmentada. En comparación, el ILS sólo podía guiar el avión en una única línea recta, lo que requería que los controladores distribuyeran los aviones a lo largo de esa línea. MLS permitió que los aviones se acercaran desde cualquier dirección en la que ya estuvieran volando, en lugar de volar a una órbita de estacionamiento antes de "capturar" la señal del ILS. Esto fue particularmente valioso en aeropuertos más grandes, ya que podría permitir que los aviones se separaran horizontalmente mucho más cerca del aeropuerto. De manera similar, en elevación, la cobertura en forma de abanico permite variaciones en la velocidad de descenso, lo que hace que MLS sea útil para aviones con ángulos de aproximación más pronunciados, como helicópteros, cazas y transbordadores espaciales.
A diferencia del ILS, que requería una variedad de frecuencias para transmitir las distintas señales, el MLS utilizaba una única frecuencia, transmitiendo la información de acimut y altitud una tras otra. Esto redujo la posibilidad de conflictos de frecuencia, al igual que el hecho de que las frecuencias utilizadas estaban lejos de las transmisiones de FM , otro problema con ILS. MLS también ofrecía doscientos canales separados, lo que hacía que los conflictos entre aeropuertos de la misma zona se pudieran prevenir fácilmente.
Finalmente, la precisión mejoró enormemente con respecto al ILS. Por ejemplo, el equipo DME estándar utilizado con ILS ofrecía una precisión de alcance de sólo ±1200 pies. MLS mejoró esto a ±100 pies en lo que denominaron DME/P (para precisión) y ofreció mejoras similares en acimut y altitud. Esto permitió al MLS guiar aproximaciones CAT III extremadamente precisas, mientras que esto normalmente requería un costoso radar terrestre de alta precisión.
Al igual que otros sistemas de aterrizaje de precisión, la guía lateral y vertical puede mostrarse en indicadores de desviación de rumbo convencionales o incorporarse en pantallas de cabina multipropósito. La información de alcance también se puede mostrar mediante indicadores DME convencionales y también incorporarse en pantallas multipropósito.
Originalmente se pretendía que ILS permaneciera en funcionamiento hasta 2010 antes de ser reemplazado por MLS. El sistema sólo se estaba instalando de forma experimental en la década de 1980, cuando la FAA comenzó a favorecer el GPS. Incluso en los peores casos, el GPS ofrecía una precisión de al menos 300 pies, no tan buena como la MLS, pero mucho mejor que la ILS. El GPS también funcionó "en todas partes", no sólo al final de las pistas. Esto significaba que un único instrumento de navegación podía reemplazar los sistemas de navegación de corto y largo alcance, ofrecer mayor precisión que cualquiera de los dos y no requería equipo terrestre.
El rendimiento del GPS, es decir, la precisión de la guía vertical cerca del umbral de la pista y la integridad del sistema, no han podido igualar las normas y prácticas históricas de la OACI. Se podría proporcionar una mayor precisión del GPS enviando "señales de corrección" desde estaciones terrestres, lo que mejoraría la precisión a unos 10 m en el peor de los casos, superando con creces al MLS. Inicialmente se planeó enviar estas señales a través de transmisiones de FM de corto alcance en frecuencias de radio comerciales, pero resultó ser demasiado difícil de lograr. Hoy en día, se envía una señal similar a toda América del Norte a través de satélites comerciales, en un sistema conocido como WAAS . Sin embargo, WAAS no es capaz de proporcionar señales estándar CAT II o CAT III para el aterrizaje automático de compañías aéreas (aunque las aproximaciones WAAS pueden proporcionar una guía lo suficientemente precisa para la capacidad de aterrizaje automático de emergencia en aeronaves equipadas con Garmin Autoland) y, por lo tanto, un sistema de aumento de área local , o LAAS, debe ser usado.
El sistema de aterrizaje con haz de escaneo por microondas (MSBLS) era una ayuda para la navegación de aproximación y aterrizaje en banda Ku utilizada por el transbordador espacial de la NASA . [1] [2] [3] [4] [5] Proporcionó datos precisos de elevación, dirección y distancia que se utilizaron para guiar al orbitador durante los últimos dos minutos de vuelo hasta el aterrizaje. Por lo general, la señal se podía utilizar desde una distancia horizontal de aproximadamente 28 km y desde una altitud de aproximadamente 5 km (18.000 pies).
Las instalaciones MSBLS utilizadas por la NASA fueron certificadas cada dos años por su precisión. Desde 2004, la Administración Federal de Aviación trabajó con la NASA para realizar esta verificación. Anteriormente, sólo se utilizaban aviones y equipos de la NASA. Las pruebas del MSBLS del Centro Espacial Kennedy en 2004 revelaron una precisión de 5 centímetros.
La aproximación al aterrizaje del transbordador espacial comenzó con una pendiente de planeo de 19 grados, que es más de seis veces más pronunciada que la pendiente típica de 3 grados de los aviones comerciales.
El sistema se puede dividir en cinco funciones: Azimut de aproximación, Azimut de retroceso, Elevación de aproximación, Alcance y Comunicaciones de datos.
La estación de azimut transmite ángulos MLS y datos en uno de los 200 canales dentro del rango de frecuencia de 5031 a 5090,7 MHz y normalmente está ubicada a unos 1000 pies (300 m) más allá del extremo de parada de la pista, pero existe una flexibilidad considerable en la selección de sitios. Por ejemplo, para operaciones de helipuerto, el transmisor de acimut se puede colocar junto con el transmisor de elevación.
La cobertura del azimut se extiende: Lateralmente, al menos 40 grados a cada lado de la línea central de la pista en una configuración estándar. En elevación, hasta un ángulo de 15 grados y hasta al menos 20 000 pies (6 km), y en alcance, hasta al menos 20 millas náuticas (37 km) (consulte la FIG. 1-1-8).
La estación de elevación transmite señales en la misma frecuencia que la estación de azimut. Una sola frecuencia se comparte en tiempo entre las funciones de ángulo y datos y normalmente está ubicada a unos 400 pies del lado de la pista entre el umbral de la pista y la zona de toma de contacto.
La cobertura de elevación se proporciona en el mismo espacio aéreo que las señales de guía en azimut: en elevación, hasta al menos +15 grados; Lateralmente, para llenar la cobertura lateral de Azimut y el alcance, hasta al menos 20 millas náuticas (37 km) (Ver FIG 1-1-9).
El equipo de medición de distancias de precisión (DME/P) MLS funciona de la misma manera que el DME de navegación, pero existen algunas diferencias técnicas. El transpondedor de baliza funciona en la banda de frecuencia de 962 a 1105 MHz y responde a un interrogador de avión. La precisión del MLS DME/P se ha mejorado para que sea coherente con la precisión proporcionada por las estaciones de elevación y azimut del MLS.
Un canal DME/P está emparejado con el canal de acimut y elevación. Una lista completa de los 200 canales emparejados del DME/P con las funciones de ángulo está contenida en el Estándar 022 de la FAA (Requisitos de rendimiento e interoperabilidad MLS).
El DME/N o DME/P es una parte integral del MLS y se instala en todas las instalaciones del MLS a menos que se obtenga una exención. Esto ocurre con poca frecuencia y sólo en aeropuertos periféricos de baja densidad donde ya hay balizas marcadoras o localizadores de brújula .
La transmisión de datos puede incluir palabras de datos tanto básicas como auxiliares. Todas las instalaciones de MLS transmiten datos básicos. Cuando sea necesario, se pueden transmitir datos auxiliares. Los datos MLS se transmiten a través de los sectores de cobertura de azimut (y azimut inverso cuando se proporciona). Los datos representativos incluyen: identificación de la estación, ubicaciones exactas de las estaciones de azimut, elevación y DME/P (para funciones de procesamiento del receptor MLS), nivel de rendimiento del equipo terrestre; y canal y estado del DME/P.
La identificación MLS es una designación de cuatro letras que comienza con la letra M. Se transmite en código Morse internacional al menos seis veces por minuto mediante el equipo terrestre de azimut de aproximación (y azimut de retorno). [6]
Contenido de datos auxiliares: Los datos representativos incluyen: ubicaciones 3-D del equipo MLS, coordenadas de waypoint, condiciones de la pista y clima (p. ej., RVR, techo, ajuste del altímetro, viento, estela de vórtice, cizalladura del viento).
En Estados Unidos, la FAA suspendió el programa MLS en 1994 en favor del GPS ( Wide Area Augmentation System WAAS). El inventario de procedimientos de vuelo por instrumentos de la FAA ya no incluye ninguna ubicación de MLS; [7] los dos últimos fueron eliminados en 2008. [ cita necesaria ]
Debido a las diferentes condiciones operativas en Europa, se esperaba que muchos países (particularmente aquellos conocidos por sus condiciones de baja visibilidad) adoptaran el sistema MLS como reemplazo del ILS. Sin embargo, en realidad la única instalación importante fue el aeropuerto Heathrow de Londres , que fue dado de baja el 31 de mayo de 2017. Otros aeropuertos importantes, como el aeropuerto de Frankfurt , que se esperaba que instalara MLS, han publicado sistemas de aumentación basados en tierra (GBAS). [8]
A medida que se instalan más sistemas GBAS, la instalación adicional de MLS o la operación continua de los sistemas existentes deben estar en duda. [9]