A capacidade de transmitir e receber dados é crucial na exploração espacial. As naves espaciais precisam de recursos de rede robustos para enviar dados - incluindo arquivos grandes como fotos e vídeos - capturados por instrumentos de bordo para a Terra, bem como receber comandos simultaneamente de centros de controle. A NASA fez avanços significativos para melhorar as capacidades de comunicação espacial da agência, ao mesmo tempo em que mantém as operações e serviços em andamento para um grande número de missões.

O projeto de Sustentação do Segmento Terrestre de Rede Espacial (SGSS) implementou atualizações críticas para a infraestrutura de comunicações espaciais da NASA modernizando os terminais terrestres de Rastreamento e Relé de Dados (TDRS) e melhorando muitos recursos do sistema. Orbitando 22, 300 milhas acima da Terra, vários TDRS fornecem links de comunicação entre satélites em órbita, como o Telescópio Espacial Hubble e a Estação Espacial Internacional, e centros de controle baseados no solo. O TDRS permite que as missões estejam em contato quase constante com seu controle e centros de dados na Terra.

Em abril de 2021, a equipe SGSS concluiu as atualizações iniciais dos sistemas no segundo TDRS System Ground Terminal (STGT) e no White Sands Ground Terminal (WSGT), localizado no Complexo White Sands da NASA em Las Cruces, Novo México.

Essas atualizações incluíram a instalação de novos equipamentos para suportar antenas de comunicação TDRS nos locais STGT e WSGT. Aproximadamente 40 racks de equipamentos eletrônicos e de informática foram instalados em cada um dos dois locais, refletindo uma redução de aproximadamente 80% no número de racks necessários para dar suporte às operações TDRS em comparação com o equipamento antigo. Adicionalmente, a equipe atualizou várias antenas terrestres, incluindo uma antena de missão principal, quatro antenas de teste, e uma antena de comunicação de backup que pode ser usada se qualquer uma das antenas de missão ficar indisponível.

As melhorias permitem que mais dados fluam pelo sistema, criar modos de transferência de dados adicionais, e aumentar a confiabilidade da antena. Esses recursos são projetados para garantir o fluxo ininterrupto de dados, permitindo futuras descobertas.

"Atualizar o sistema de aterramento existente modernizou a eletrônica e usa mais produtos disponíveis comercialmente. Isso deve ajudar a reduzir o custo de manutenção de sistemas como o TDRS, e ajuda a tornar a extensibilidade, flexibilidade, e escalabilidade mais direta, "disse Tom Gitlin, o vice-gerente de projeto, técnico para SGSS. "SGSS ainda é compatível com o sistema antigo, mas fornecerá novas funções, taxas de dados mais altas, e apoiar esquemas de codificação de dados mais modernos. "

O projeto SGSS converteu uma antena legada WSGT para suportar duas bandas de frequência de rádio para comunicação de e para um TDRS. Esta antena recém-modificada pode transmitir usando banda Ku - usada para comunicações com o TDRS para operações normais, e na banda S - usado ao armazenar um TDRS em órbita ou quando a banda Ku não está disponível por qualquer motivo. Antes desta atualização, a antena suportava apenas a frequência da banda Ku. Com o sistema SGSS operacional, esta antena pode alternar facilmente entre as duas bandas quando necessário, garantindo que os serviços de comunicação TDRS não sejam interrompidos e minimizando a necessidade de alternar os ativos da antena.

A NASA nunca realizou uma atualização dessa magnitude enquanto simultaneamente mantinha as operações. Grande parte da tecnologia de terminal de aterramento existente usa sinalização analógica que sofre degradação à medida que viaja pelo terminal de aterramento. O sistema SGSS converte caminhos de transporte de sinal em formato digital, que não sofre perdas ou degradação do sinal. SGSS digitaliza sinais imediatamente na antena da estação terrestre.

"Esta é a primeira grande atualização de uma estação terrestre completa enquanto o equipamento legado ainda estava em uso, "disse Richard Von Wolff, desdobramento, desenvolvimento, transição, e gerente de operações da SGSS.

Trabalhando no local em White Sands, Von Wolff se encarregou de preparar o equipamento para implantação e garantiu que houvesse uma transição perfeita de operações. Além de realizar essas tarefas em conjunto com a rotação do equipamento, ele garantiu que o treinamento e a documentação das operações estivessem prontos para que, assim que as atualizações fossem concluídas, o sistema SGSS pode ser transferido para o projeto de Capacidades de Comunicação Avançada para Sistemas de Exploração e Ciência (ACCESS) da NASA. O ACCESS assumiu a responsabilidade pelo sistema e está conduzindo testes e modificações adicionais conforme necessário.

Essas atualizações são a terceira geração de melhorias no site e levam White Sands para a era digital, permitindo menores custos de manutenção do sistema TDRS, e fornecendo taxas de dados mais altas com interrupções mínimas. A nova infraestrutura suportará a próxima geração de satélites, permitindo que a NASA descubra mais sobre nosso planeta, o sistema solar, e além.