Kommunikation i rymden

TDRS, NASAs kommunikationssatelliter nära Jorden

• Etablerades: 1981

• Avstånd: 35.786 kilometers

• Sändareffekt på antennarray: 20 antenner x 25 watt = 500 watt

• Frekvenser: Ku, Ka

• Kapacitet: 300 Mbps

Världens länder och företag har en väldig massa satelliter i låg eller medelhög omloppsbana runt vår planet. Satelliterna producerar väldigt mycket data, och dessa data måste ned till Jorden illa kvickt eftersom satelliter i allmänhet inte har särskilt mycket lagringsutrymme.

Problemet med satelliter i låg omloppsbana som producerar mycket data är att de inte har någonstans att tanka ned data till Jorden. Satellitens sändarantenner täcker bara en liten del av jordytan. Visst, markstationer finns det gott om. Ta Esrange till exempel. De tar ned data från Spot, Landsat med flera, men de är bara inom satellitens synhåll under 20 minuter per dygn.

Internationella rymdstationen ISS och Hubble-teleskopet är också dataproducenter av rang, som behöver ständig kommunikation med Jorden, annars skulle det lokala minnet snart bli fullt. Mera långväga satelliter, till exempel Themis som undersöker Jordens magnetosfär och solvind, och satelliter med underliga elliptiska banor, kan spara uteffekt på att kontakta TDRS i stället för att ta kontakt med marken direkt.

Ursprungligen sände man givetvis ned data till markstationer och satelliterna fick samla på sig data och leverera det i ett snabbt paket när en markstation kom inom hörhåll. Till sist höll inte den strategin eftersom de datainsamlande satelliterna, ballongerna och flygplanen blev för många och datavolymerna för stora.

Då etablerades NASA sitt TDRS System (TDRSS), en samling med 10 reläsatelliter i geosynkron bana på 35 786 kilometers höjd. TDRS står för Tracking and Data Relay Satellite.

TDRS-satelliterna lyssnar på klientsatelliterna på S-bandet (2–4 gigahertz), K-banden (12–18 och 26,5–40 gigahertz) och en del militära frekvenser som man inte offentliggjort. De data som TDRS-satelliterna tar emot från klienterna flyttas till ett annat frekvensband och sänds till Jorden omedelbart och vice versa. Ingen databehandling eller mellanlagring sker i satelliterna, utan de fungerar bara som en transponder. Ett par BRTS-stationer (Bilateration Ranging Transponder System) håller hela tiden reda på var TDRS-satelliterna befinner sig.

Alla data går till Jorden på Ku-bandet, inklusive spårningsdata (riktning) för de satelliter TDRS-satelliten kommunicerar med. Utrustningen är kapabel att överföra videosamtal och stora datadumpar från vetenskapliga satelliter. Antenner och mottagare kan ta emot 300 Mbps på Ka- och Ku-banden och 6 Mbps på S-bandet från klientsatelliter.