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Titolo: HST e TDRSS

Data la grande curiosità suscitata da quest'argomento, rendo pubblica
la risposta che ho dato in privato a chi mi ha chiesto notizie su HST
e TDRSS. Chi è interessato può proseguire la discussione in questo
thread.
Antonio
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Lo HST è un programma in cooperazione tra ESA e NASA, la cui
progettazione iniziò negli anni '70 e la cui messa in orbita avvenne
il 25 aprile 1990 con una missione Shuttle. La responsabilità di tutte
le operazioni scientifiche è demandata allo STScI (Space Telescope
Science Institute) della Johns Hopkins University Homewood Campus di
Baltimora, nel Maryland. Quando lo STScI completa il suo lavoro, le
operazioni passano allo STOCC (Space Telescope Operations Control
Center) del GSFC (Goddard Space Flight Center) di Greenbelt sempre nel
Maryland. Fino al 1985 il progetto prevedeva che ogni 5 anni il
telescopio dovesse tornare a Terra per la manutenzione, poi si decise
che era meglio lasciarlo in orbita e andare lì ad effettuare la
manutenzione ogni 3 anni (sono già avvenute nel 1993, 1997, 1999). Il
telescopio si trova in un'orbita bassa di 600 km che percorre in circa
95 min, parte dedicati all'osservazione e parte alle attività di
servizio (che comprendono il posizionamente per il puntamento di un
oggetto o per evitare il Sole o la Luna, ricevere dati e inviare
comandi, ecc.). E' importante dire che i piani focali dei vari
strumenti (le cui descrizioni dettagliate potrai trovare al sito di
prima) sono diversi, per cui se si punta un oggetto con uno strumento,
non lo si può puntare con un altro, ma bisogna ruotare tutto il
telescopio. Tutti i dati ingegneristici e scientifici provenienti
dallo HST, oltre ai comandi operativi inviati da Terra, sono trasmessi
attraverso il sistema TDRSS (Tracking Data Relay Satellite System) e
la sua stazione di terra situata a White Sands nel deserto del New
Mexico. Sui computer di bordo possono essere immagazzinate fino a 24
ore di comandi. Viceversa i dati dallo HST possono essere trasmessi in
tempo reale oppure registrati su nastro e trasmessi successivamente.
L'osservatore a Terra può esaminare le immagini grezze ed ogni altro
dato in pochi minuti per un'analisi sbrigativa, ma in 24 ore il GSFC
formatta i dati e li consegna allo STScI che è responsabile della
processazione (calibrazione, editing, distribuzione e manutenzione dei
dati per la comunità scientifica). Ovviamente anche le immagini
giungono a Terra nello stesso modo, codificate in formato numerico,
cosa che permetteva, dopo un'opportuna elaborazione, di ottenere
splendide immagini anche fino al 1993 quando poi fu corretto il noto
difetto che affliggeva le ottiche dello HST. Il sistema TDRS è in
pratica una mini-costellazione di satelliti geostazionari (in un primo
tempo erano due disposti a circa 120° per cui c'era un buco di 30 min
nelle comunicazioni, ora sono ben 6 di cui 3 operativi e 3 di riserva
che coprono per intero l'orbita dello HST, come di ogni altra missione
in cui c'è di mezzo la NASA, compreso lo Shuttle). Un satellite per
essere geostazionario deve essere anche equatoriale (cosa non nota a
tutti e soprattutto a certi organi di informazione e comunicazione di
massa, che spesso confondono i satelliti geostazionari con i
geosincroni, e, peggio ancora con quelli in orbita bassa) per cui sono
note le longitudini equatoriali di tutti e 6 i satelliti del TDRSS.
Adesso non le ricordo a memoria, però cercherò di ritrovare il sito in
cui ci sono queste ed altre informazioni (come ad esempio i canali e
le bande utilizzati per le comunicazioni e l'elenco delle missioni
(decine) che fanno capo al TDRSS) e che mi è servito quest'estate per
preparare un esame all'università, perché mi pare che lo abbiano
spostato.

spostato.
Ho fatto alcune ricerche ed effettivamente il sito della NASA "TDRSS
Home Page" non esiste più, anche se l'URL è ancora in giro ed
Altavista continui a trovarlo.
Sono comunque riuscito a rintracciare tutte le informazioni che
riassumo qui.
La NASA possedeva fin dal 1958 una rete di stazioni di Terra sparse su
tutto il globo, ma nonostante questo, non era possibile seguire un
satellite per tutta la sua orbita, per cui c'erano periodi di silenzio
perfino durante le missioni Apollo. Nei primi anni '70 si cominciò a
progettare un sistema di satelliti geostazionari per telecomunicazioni
collegati con una singola stazione di Terra, soprattutto per gestire
al meglio il futuro (allora) Space Shuttle. Nonostante ciò il primo
lancio avvenne soltanto nel 1983. Tra l'altro il TDRSS è legato anche
ad una delle maggiori sciagure della storia dell'astronautica, perché
il TDRS n°2 si trovava nella stiva dello Shuttle Challenger che
esplose con 7 uomini a bordo 72 secondi dopo il decollo il 28/1/1986.
Il sistema permette il link tra qualsiasi satellite in orbita bassa e
la Terra coprendo almeno l'85% dell'orbita. Attualmente la
costellazione è composta da 6 satelliti di prima generazione, di cui 3
operativi e 3 di supporto che intervengono in caso di failure o in
alcuni casi particolari. Il segmento di Terra si trova al White Sands
Ground Terminal (WSGT) presso Las Cruces nel New Mexico, in due
postazioni distanti 3 miglia, sorte nel 1983 e nel 1987 (STGT). La
località è stata scelta per la sua bassa latitudine e quindi per
godere delle migliori condizioni atmosferiche per un collegamento
senza disturbi. Un'altra stazione di Terra si trova a Tidbinbilla in
Australia.
I satelliti portano anche transponders in banda C e Ku per noleggiare
il servizio a privati a scopi commerciali. Numerose sono le missioni
NASA supportate dal TDRSS, tra queste ci sono: l'Hubble Telescope, lo
Shuttle, il GRO, i Landsat, la ISS e molte altre. Nel 1995 è stato
stipulato un contratto con la Hughes per 486 milioni di dollari per
realizzare 3 satelliti TDRSS di seconda generazione, provvisoriamente
denominati TDRSS H, I e J (progetto ATDRS)
                   lancio            massa        long.
TDRSS 1 (4/4/1983):     2268 kg     49°W
TDRSS 2 (28/1/1986)       distrutto nel Challenger
TDRSS 3 (29/9/1988)    2200 kg     275°W
TDRSS 4 (13/3/1989)    2120 kg     41°W
TDRSS 5 (2/8/1991)      2200 kg     174°W
TDRSS 6 (13/1/1993)    2530 kg      47°W
TDRSS 7 (13/7/1995)    2120 kg     171°W
Vita operativa di progetto: 10 anni
Costruttore: TRW, Redondo Beach, California
Assetto: stabilizzati su 3 assi con ruote di reazione e sensori di
Terra
Pannelli solari: 29 mq, 2kW
Batterie: 2 al NiCd da 40 Ah
Sistema di propulsione a idrazina con 24 generatori di spinta da 4.45
N
Banda di comunicazione: Ku
Banda di emergenza: S
Diametro del satellite: 3 m
Lunghezza massima (compresi i pannelli solari): 17,4 m
Antenne:
*) 2 ad accesso singolo (SA), ciascuna è una rete di molibdeno di 4,9
m di diametro (23 kg) che permette il collegamento sia in banda Ku che
in banda S con un solo satellite alla volta (a 12 Mb/sec in ricezione
e 300 kb/sec in trasmissione in banda S, 300 Mb/sec in ric. e 25
Mb/sec in trasm. in banda Ku).
*) 1 array di antenne ad accesso multiplo (MA) in banda S costituito
da 30 antenne fisse ad elica (12 trasmittenti e riceventi e 18 solo
riceventi), che può ricevere dati da 20 satelliti contemporaneamente
(a 50 kb/sec), ma trasmettere solo ad un satellite alla volta (a 10
kb/sec).
*) 1 antenna per il collegamento a Terra, costituita da un paraboloide
di 2 metri operante in banda Ku, attraverso la quale avviene tutta la
trasmissione da e per la Terra.
*) 1 antenna omnidirezionale conica a spirale in banda S, usata
durante la fase iniziale di dispiegamento del satellite e in caso di
emergenza
*) 2 piccole antenne (una Ku e una S) progettate per comunicare con i
satelliti Westar ma non più usate.
*) 20 transponder (+16 di riserva) per vario uso
Chi desidera ulteriori informazioni non deve far altro che chiedere.
Antonio


Ciao Antonio, il sito che hai consigliato di visitare
(
http://oposite.stsci.edu/pubinfo/
) è molto bello e completo ma le
informazioni riportate sono chiaramente destinate ad un pubblico interessato
più all'aspetto relations che tecnico.
Io sono uno studente di ingegneria elettronica (orientamento in
telecomunicazioni), e devo essere sincero non conoscevo il TDRSS. Visto che
probabilmente sei uno studente di ingegneria aerospaziale (ci ho azzeccato?
spero di non aver fatto una gaffe...) volevo chiederti se avevi del
materiale che tratti il TDRSS dal punto di vista telecomunicazioni.
Ho fatto delle ricerche in rete ma, il risultato neanche a dirlo, è stato
molto dispersivo, ovvero tutti trattano di tutto ma in maniera poco
incisiva...
In conclusione volevo chiederti se avevi dei link (libri, pubblicazioni,siti
internet...) oppure ancora meglio delle dispense (meglio se su supporto
informatico) che possano placcare la mia sete di conoscenza :-)
Ti ringrazio anticipatamente, Andrea.


Vedi Andrea, hai toccato un punto dolente. Non so come funziona da te,
ma nella mia facoltà, o per meglio dire nel mio corso di laurea, vige
un incredibile costume: non ci sono libri di testo. Mi spiego meglio:
a parte gli esami del biennio, sono anni che non studio su libri come
Dio comanda, ma su migliaia e migliaia di fotocopie frutto di un
lavoro di ricerca estenuante che inevitabilmente si ripercuote sul
tempo necessario a preparare un esame. La scusa ufficiale è che non
esistono validi testi in italiano sulle materie di stampo aerospaziale
e nessuno si è preso la briga di tradurre quelli in inglese. Ma ci
facessero almeno studiare su quelli in inglese! tanto l'80% del
materiale su cui studio è in inglese. Una volta dovemmo ordinare da un
libraio un testo americano di un editore canadese con sede a New York,
ma che faceva stampare i libri a Singapore! Non ti dico, il libraio
non si fidava ad accettare 20-30 ordinazioni tutte insieme perché
aveva paura che gli rimanessero sul groppone (70.000 lire a copia).
Così prendeva solo due ordinazioni alla volta, telefonava in Canada,
si faceva spedire i libri e poi accettava altre due ordinazioni. Gli
ultimi libri arrivarono a pochi giorni dall'esame... Ma questo sarebbe
già avere qualcosa, invece l'ulteriore scusa è che non vale la pena di
fissare su carta materie che hanno un tempo di vita così breve per cui
ciò che si scrive oggi, tra un mese è superato. E così abbiamo fatto
ricchi i copisti a suon di fotocopie: 100 da un libro, 50 da un altro,
200 da un terzo, per lo stesso esame!!! Ma i motivi veri sono altri, e
ho visto cose che, se le raccontassi.......
Tutta questa premessa per dire che ovviamente non ho libri né
pubblicazioni sul TDRSS. In America potresti trovare tutto quello che
vuoi, ma qui... In compenso, quando mi è toccato farlo, avevo trovato
un bellissimo sito: TDRSS Home Page -
http://www530.gsfc.nasa.gov/tdrss/tdrsshome.html
 che però è scomparso.
Come ho detto nel mio post precedente (a proposito, credo di aver
capito che non l'hai letto, è quello del 5/11, dacci un'occhiata) sono
riuscito a raccogliere molte informazioni da più parti, e devo
convenire con te che si tratta di informazioni molto dispersive. Posso
in ogni caso consigliarti i seguenti link:
dalla libreria del JPL:
http://msl.jpl.nasa.gov/Programs/tdrss.html
http://msl.jpl.nasa.gov/QuickLooks/tdrssQL.html
http://msl.jpl.nasa.gov/QuickLooks/atdrsQL.html
dal server NASA:
http://nmsp.gsfc.nasa.gov/tdrss/comintro.html
http://nmsp.gsfc.nasa.gov/tdrss/tdrsshome.html
e tutti quelli ad esso collegati (maggiori notizie tecniche sulle
frequenze, i data rates e altro):
http://nmsp.gsfc.nasa.gov/tdrss/drates.html
http://nmsp.gsfc.nasa.gov/tdrss/tcomfaq.html
http://nmsp.gsfc.nasa.gov/tdrss/mod.html
http://nmsp.gsfc.nasa.gov/tdrss/dgroups.html
http://nmsp.gsfc.nasa.gov/tdrss/fwdlnk.html
http://nmsp.gsfc.nasa.gov/tdrss/rtnlnk.html
dai NASA Facts:
http://pao.gsfc.nasa.gov/gsfc/service/gallery/fact_sheets/general/tdrss.htm
dal sito di White Sands:
http://www.wstf.nasa.gov/tdrss/Default01.htm
e successivi
dal sito del Network Control Center della NASA:
http://ncc.gsfc.nasa.gov/home2.html
http://ncc.gsfc.nasa.gov/HOME4.HTML
e successivi.
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Antonio.