Tracking and Data Relay Satellite

Satelit Pelacakan dan Data Relay atau Tracking and Data Relay Satellite (TDRS) adalah jenis satelit komunikasi yang merupakan bagian dari Tracking and Data Relay Satellite System (TDRSS) yang digunakan oleh NASA dan badan-badan pemerintah Amerika Serikat lainnya untuk komunikasi ke dan dari "Platform Pengguna" independen seperti satelit, balon, pesawat terbang, dan Stasiun Luar Angkasa Internasional. Sistem ini dirancang untuk menggantikan jaringan dari stasiun bumi di seluruh dunia yang sudah ada yang telah mendukung semua misi penerbangan berawak NASA dan satelit tak berawak di orbit rendah Bumi. Tujuan desain sistem utama adalah untuk meningkatkan jumlah waktu yang pesawat ruang angkasa ini adalah dalam komunikasi dengan tanah dan meningkatkan jumlah data yang dapat ditransfer. Satelit TDRSS dirancang dan dibangun untuk diluncurkan ke dan fungsi dalam orbit geosynchronous, 35.786 km (22.236 mil) di atas permukaan bumi.
400px|jmpl|Lokasi TDRS per Maret 2019

Tujuh satelit TDRSS dibangun oleh perusahaan TRW. Tiga versi telah dibuat oleh korporasi divisi Sistem Satelit Boeing. Sepuluh satelit telah diluncurkan, tetapi, satu hancur dalam kegagalan peluncuran (bencana Challenger). TDRS-1 dihentikan pada bulan Oktober 2009. TDRS-4 dihentikan pada bulan Desember 2011. Tujuh satelit TDRSS masih dalam pelayanan. Semua satelit TDRSS telah dikelola oleh NASA Goddard Space Flight Center. Kontrak untuk versi TDRS L & K diberikan kepada Boeing pada tanggal 20 Desember 2007. pada tanggal 30 November 2011, NASA mengumumkan keputusan untuk memesan TDRS satelit generasi ketiga tambahan, TDRS M.
340px|jmpl|Lokasi TDRS per 26 Mei 2020

 Sejarah  
jmpl|Diagram rangkaian pertukaran dalam sistem TDRS antara satelit yang menggunakan sistem (Hubble, Stasiun Luar Angkasa Internasional, dll) dan instalasi darat.
Sistem telekomunikasi luar angkasa TDRS diciptakan pada tahun 1970an untuk memenuhi kebutuhan komunikasi yang semakin meningkat antar pesawat ruang angkasa Bumi (khususnya Pesawat Ulang-alik Amerika ) serta untuk mengurangi biaya sistem yang ada. Yang terakhir ini didasarkan pada sekitar lima puluh stasiun bumi yang memungkinkan komunikasi dipertahankan hanya pada 15% orbit. Perancangan sistem baru ini dimulai pada tahun 1973 dan membutuhkan waktu 10 tahun untuk meluncurkan satelit operasional pertama. Pembangunan satelit dan stasiun bumi serta pengelolaan jaringan telekomunikasi TDRS pada awalnya dipercayakan untuk jangka waktu 10 tahun kepada perusahaan Spacecom, perusahaan patungan dari perusahaan Western Union Communications , Fairchild Industries , dan Continental Telephone Company . Rencananya, NASA akan membeli layanan komunikasi dari perusahaan tersebut. Repeater C-band dipasang pada enam satelit TDRS generasi pertama untuk menyediakan layanan klasik satelit telekomunikasi, yaitu hubungan antara stasiun bumi perusahaan tetap .

Jaringan yang dibuat didasarkan pada dua satelit yang ditempatkan pada orbit geosynchronous pada garis bujur 41 dan 171° BB di atas Samudera Pasifik dan Samudera Atlantik dengan satelit cadangan ditempatkan pada orbit untuk mengkompensasi kegagalan salah satu dari dua satelit yang beroperasi. Orbitnya sengaja tidak distabilkan pada arah utara-selatan. Akibatnya, kemiringan orbitnya mencapai 16°, yang memungkinkannya mencakup wilayah kutub (khususnya kutub selatan). Konfigurasi dua satelit memastikan cakupan 85% orbit rendah dengan kecepatan transfer data maksimum 300 megabit per detik. Lokasi stasiun bumi sistem dipilih agar kedua satelit dapat terlihat secara bersamaan. Lokasi yang dipilih, terletak di White Sands ( New Mexico ), mendapat manfaat dari 350 hari sinar matahari per tahun dan hampir tidak adanya curah hujan. Terminal Darat White Sands (WGST) memiliki antena parabola yang digunakan untuk komunikasi dengan dua satelit serta peralatan untuk menyediakan komunikasi dua arah dengan pengguna akhir termasuk NASA. Satelit TDRS pertama ditempatkan pada tanggal 7 April 1983 1 .

 Manufaktur dan penyebaran satelit TDRS generasi pertama 
jmpl|Satelit TDRS generasi pertama yang dipamerkan di Steven F. Udvar-Hazy Center, ditempatkan di atas Pesawat Ulang-alik Discovery.
jmpl|TDRS gen1 

Enam satelit (TDRS A hingga F) dibangun oleh TRW . Berdasarkan konvensi, setelah ditempatkan di orbit, satelit diganti namanya dengan akhiran numerik (TDRS A menjadi TDRS 1). Satelit TDRS generasi pertama ini ditempatkan di orbit oleh Pesawat Luar Angkasa Amerika sesuai dengan kebijakan luar angkasa pada saat itu yang memerlukan penggantian peluncur konvensional dengan Pesawat Luar Angkasa. Yang terakhir hanya dapat membawa satelit ke orbit rendah dan dilepaskan dari tempat muatan pesawat ulang-alik yang digabungkan ke tahap propelan padat IUS yang bertanggung jawab untuk menempatkan satelit pada orbit geostasionernya. Satelit TDRS-B kedua hilang pada tahun 1986 setelah hancurnya Space Shuttle Challenger dalam penerbangan . Satelit ini digantikan oleh satelit ketujuh (TDRS G), satelit terakhir dalam seri yang diluncurkan pada 13 Juli 1995 2 . 

 Pengelolaan sistem TDRS ke NASA dan pembangunan stasiun bumi kedua 
Karena berbagai alasan, pada awal tahun 1990-an, ketika sistem tersebut telah beroperasi selama beberapa tahun, pengguna NASA dianggap lebih memilih badan antariksa untuk menjadi pemilik satelit dan memastikan kendali dan pengelolaannya. Pengelolaan sistem tersebut dipercayakan kepada Goddard Space Flight Center milik NASA yang hingga saat ini hanya mengelola sistem tersebut. Stasiun bumi kedua yang disebut STGT ( Terminal Tanah TDRS Kedua ) dibangun 5 kilometer dari stasiun bumi pertama (WSGT) dan dilengkapi dengan komputer generasi terbaru dan perangkat komunikasi yang dipasok oleh General Electric . Kedua stasiun bumi dihubungkan oleh serat optik. Pusat kendali dipindahkan ke STGT yang juga memiliki tiga antena: SGLT-1, 2 dan 3 (masing-masing memastikan hubungan dengan satelit TDRS). STGT diresmikan pada bulan Desember 1994. WSGT dilengkapi dengan tiga antena lainnya (SGLT-4, 5 dan 6) sehingga totalnya menjadi enam, sehingga memungkinkan untuk mengatur komunikasi dengan enam satelit yang penyebarannya berakhir pada Juli 1995 dengan peluncuran TDRS-G 1 .

 Generasi kedua 
jmpl|Antena TDRS stasiun bumi di pulau Guam (Samudera Pasifik).
Satelit TDRS-M generasi ketiga dalam posisi disimpan sebelum diluncurkan.
Bersamaan dengan peresmian stasiun bumi STGT, NASA memercayakan pembangunan tiga satelit baru kepada perusahaan Boeing (TDRS H, I dan J). Satelit generasi kedua ini memiliki kemampuan generasi pertama yang ditambahkan mode komunikasi antar satelit tambahan pada pita Ka, lebih efisien dibandingkan pita Ku. Ketiga satelit tersebut ditempatkan di orbit antara tahun 2000 dan 2002 dengan roket Atlas IIA 1 .

 Perluasan sistem  
Pada tahun 2002, jenis layanan baru yang memerlukan laju aliran rendah diberlakukan. DAS ( Sistem Akses Permintaan ) memungkinkan satelit untuk mengirimkan melalui sistem TDRS kapan saja informasi tentang operasinya atau pesan peringatan yang memungkinkan, misalnya, observatorium terestrial untuk diarahkan ke objek langit setelah deteksi fenomena sementara oleh observatorium luar angkasa ( ledakan gamma , dll.) 1 .

Untuk memenuhi kebutuhan yang terus meningkat, stasiun bumi baru (GRS) didirikan di pulau Guam ( Samudra Pasifik ) dan mulai beroperasi pada bulan Juli 1998. Stasiun ini awalnya dilengkapi dengan dua antena parabola berdiameter 20 meter yang membentuk sistem penerimaan SGLT-6 yang berasal dari WSC yang sistem penerimaan SGLT-7 ditambahkan pada awal tahun 2000an. Terkait dengan dua satelit (TDRS-7 dan 8) yang ditempatkan di orbit di atas Samudera Hindia, stasiun ini memungkinkan cakupan orbit rendah ditingkatkan dari 85 menjadi 100%, menghilangkan zona eksklusi (ZOE) yang ada sejak penciptaan. sistem. Satelit TDRS pertama ditarik dari layanan pada tanggal 21 Oktober 2009. Pada tanggal 9 Desember 2011 giliran TDRS-4 setelah kerusakan baterai. Kedua satelit tersebut dipersiapkan untuk dormansi (pelepasan propelan, penonaktifan baterai, dll) dan ditempatkan pada orbit pembuangan. Stasiun bumi baru (BPRS) dibuat di Blossom Point ( Maryland ) bekerja sama dengan Angkatan Laut Amerika Serikat dan Laboratorium Penelitian Angkatan Laut . Dilengkapi juga dengan dua antena parabola berdiameter 20 meter yang membentuk sistem penerimaan SGLT-8. Dua stasiun bumi lainnya diciptakan untuk menangani situasi darurat: ETGT ( Extented TDRS Ground Terminal ) yang berlokasi dekat WSGT di White Sands dan ATF ( Fasilitas TDRS Australia ) di Yatharagga di Australia Barat 1 .

 Generasi ketiga 
Kontrak pembangunan dua satelit baru (TDRS K dan L) diberikan kepada perusahaan Boeing diDesember 2007dengan opsi untuk dua satelit lainnya. Hanya opsi satelit ketiga (TDRS M) yang akan dilaksanakan oleh NASA. Kontrak yang diberikan NASA mencakup modernisasi stasiun bumi. Satelit generasi ketiga ini memiliki muatan yang sama dengan satelit sebelumnya tetapi menggunakan platform yang lebih modern . Ketiga satelit tersebut ditempatkan di orbit antara tahun 2013 dan 2017 oleh peluncur Atlas V 401 yang lepas landas dari pangkalan peluncuran Cape Canaveral 3 . Satelit ketiga (TDRS M) dipesanNovember 2011 4 .

 Konfigurasi pada tahun 2021  
Pada tahun 2021, dari dua belas satelit yang diluncurkan, delapan satelit beroperasi, dua satelit cadangan, dan dua satelit sudah tidak beroperasi lagi dan berstatus cadangan. Masa pakai satelit yang beroperasi tidak dibatasi oleh jumlah propelan di dalamnya karena satelit tersebut menggunakan volume yang sangat rendah (sekitar 2,5 kg per tahun untuk satelit generasi pertama, 2 kg untuk generasi berikutnya). Faktor pembatasnya adalah keausan dan kegagalan peralatan. Akibatnya, NASA memperkirakan bahwa umur satelit generasi kedua yang diluncurkan antara tahun 2000 dan 2002 akan lebih besar dari 25 tahun (akhir masa pakai > 2025 hingga 2027) dan akan melebihi nilai ini untuk satelit generasi ketiga yang diluncurkan antara tahun 2013 dan 20175 .

Satelit 
 Generasi Penunjukan Peluncuran, UTC Kendaraan peluncur Lokasi peluncuran Bujur Status Pensiun Keterangan Peluncuran Operasional Pertama  TDRS-A  TDRS-1  4 April 198318:30:00  (STS-6)   Kennedy, LC-39A  41° W, 62° W, 171° W  Retired   27 June 2010  IUS tidak berfungsi, menaikkan orbit menggunakan pendorong manuver. Akhir kehidupan Oktober 2009. Ditempatkan di orbit kuburan pada 27 Juni 2010. TDRS-B  N/A  28 January 198616:38:00  /IUS(STS-51-L)  Kennedy, LC-39B  N/A  Hancur  28 January 198616:39:13  Launch failureShuttle disintegrated during ascent TDRS-C  TDRS-3  29 September 198815:37:00  (STS-26R)  Kennedy, LC-39B  62° W  Dalam penyimpanan  December 2011   TDRS-D  TDRS-4  13 March 198914:57:00  (STS-29R)  Kennedy, LC-39B    Retired  April/May 2012   Placed in a graveyard orbit. TDRS-E  TDRS-5  2 August 199115:02:00  (STS-43)  Kennedy, LC-39A  167° W  Dalam penyimpanan     TDRS-F  TDRS-6  13 January 199313:59:30  (STS-54)  Kennedy, LC-39B  46° W  Aktif      TDRS-G  TDRS-7  13 July 199513:41:55  (STS-70)  Kennedy, LC-39B  85° E  Aktif     Replaced TDRS-B Kedua   TDRS-H  TDRS-8  30 June 200012:56  Atlas IIA  Canaveral, SLC-36A  89° E  Aktif      TDRS-I  TDRS-9  8 March 200222:59  Atlas IIA  Canaveral, SLC-36A  12° W  Pensiunan     TDRS-J  TDRS-10  5 December 200202:42  Atlas IIA  Canaveral, SLC-36A  171° W  Aktif      Ketiga TDRS-K  TDRS-11  31 January 201301:48:00  Atlas V 401  Canaveral, SLC-41  174° W  Aktif      USD$350 million cost, paid to Boeing under a firm-fixed price (FFP) contract. TDRS-L  TDRS-12  02:33:00  Atlas V 401  Canaveral, SLC-41  41° W  Aktif     USD$350 million cost, FFP contract. TDRS-M  TDRS-13  12:29:00   Atlas V 401  Canaveral, SLC-41  49° W  Aktif     USD$289 million firm-fixed-price contract option with Boeing; option exercised in November 2011, ahead of expiry on 30 November 2012. TDRS-N             Option not exercised

 Pengguna 
Jaringan TDRS mendukung 450 hingga 600 jam komunikasi setiap hari, 365 hari setahun. Pengguna utamanya adalah Stasiun Luar Angkasa Internasional (terus menerus), observatorium luar angkasa  Hubble , NUSTAR , NEOWISE , satelit observasi bumi AIM , AQUA , AURA , GPM , MMS , SORCE , TERRA , Atlas , peluncur Delta , SpaceX Dragon , Cygnus dan H- II Pesawat luar angkasa Kendaraan Pemindah . Jaringan TDRS juga digunakan untuk mengirimkan pesan peringatan yang dikirimkan oleh observatorium luar angkasa Swift ke teleskop terestrial untuk memungkinkan pelacakan semburan sinar gamma yang terdeteksi 1 .

 Generasi Pesawat Luar Angkasa TDRS 
Generasi Pesawat Luar Angkasa Tracking and Data Relay Satellite (TDRS)
 Generasi Pertama 
Multiple Access Antenna 
 30 elements: 12 diplexed for transmit/30 for receive
 S-band communications
 Circular polarization (Left Hand Circular (LHC) only)
 ± 13° conical field-of-view
Space-to-Ground Link Antenna 
 2.0 meter Ku-band antenna
 White Sands Complex (WSC)/Guam Remote Ground Terminal (GRGT)-TDRS uplink/downlink
 Perpendicular, linear polarization
Solar Panels (2) 
Single Access Antenna (2) 
 Dual – frequency communications
 S-band 
 Ku-band
 Circular polarization (Left Hand Circular (LHC) or Right Hand Circular (RHC))
 ± 22° E-W, ± 28° N-S rectangular field-of-view
Omni Antenna 
 S-band Telemetry, Tracking and Command (TT&C)
 Left Hand Circular (LHC) polarization

 Generasi Kedua  
Multiple Access Antenna 
 32 receive antenna elements
 15 transmit antenna elements
 S-band communications
 Left Hand Circular (LHC) polarization
 ± 13° conical field-of-view
Solar Panels (2)
Space-to-Ground Link Antenna 
 2.4 meter Ku-band antenna
 White Sands Complex (WSC)/Guam Remote Ground Terminal (GRGT)-TDRS uplink/downlink
 Perpendicular, linear polarization
 Modified frequency plan allows collocation
Single Access Antenna (2) 
 Tri-frequency communications
 S-band
 Ku-band
 Ka-band
 Circular polarization (Left Hand Circular (LHC) or Right Hand Circular (RHC))
On-Board Operational Enhancements 
 On-board Single Access (SA) antenna control
 Autonomous recovery from anomalies
 Improved monitoring
Omni Antenna 
 S-band Telemetry, Tracking and Command (TT&C)
 Left Hand Circular (LHC) polarization
 Generasi Ketiga 
Multiple Access Antenna 
 32 receive antenna elements
 15 transmit antenna elements
 S-band communications
 Left Hand Circular (LHC) polarization
Solar Panels (2) 
Space-to-Ground Link Antenna 
 White Sands Complex (WSC)/Guam Remote Ground Terminal (GRGT)-TDRS uplink/downlink
 Perpendicular, linear polarization
Single Access Antenna (2) 
 Tri-frequency communications
 S-band
 Ku-band
 Ka-band
Forward Omni Antenna 
 S-band Telemetry, Tracking, and Command (TT&C)
AFT Omni Antenna 
 S-band Telemetry, Tracking, and Command (TT&C)

 Galeri 

 Lihat pula 
 Pusat Pengendali Misi
 Stasiun Bumi
 Stasiun Bumi Jatiluhur
 Pengawas lalu lintas udara
 Telemetri
 Manufaktur aerospace
 Penerbangan luar angkasa
 Tracking and Data Relay Satellite System
 Spacecraft Tracking and Data Acquisition Network
 Indian Space Research Organisation Telemetry, Tracking and Command Network
 European Data Relay System
 Laser Communications Relay Demonstration
 Network Control Center Data System
 NASA Deep Space Network
 Space Communications and Navigation Program
 Near Earth Network
 Indian Deep Space Network
 Deep space bands
 Consultative Committee for Space Data Systems (CCSDS)
 Chinese Deep Space Network
 Soviet Deep Space Network
 Universal Space Network
 TERCOM, adalah sistem navigasi yang digunakan terutama oleh rudal jelajah.

 Referensi 

 NASA's Goddard Space Flight Center TDRS K/L Official Page
 NASA's Goddard Space Flight Center Space Network Official Page 

 Pranala luar 
 NASA's TDRSS program overview page 
 View current TDRS constellation  (Java applet)
 Boeing 2nd Generation
 Boeing 3rd Generation
 TDRS-K Launch and hi-res spherical panoramas of the vehicle in the clean room


Kategori:Satelit komunikasi
Kategori:Segmen antariksa
Kategori:Segmen sistem antariksa
Kategori:Space Network