För mer än 50 år sedan, i början av mänsklig rymdfärd, de första modiga astronauterna kunde bara kommunicera med uppdragskontrolloperatörer på jorden under cirka 15 procent av varje omloppsbana. Om detta vore sant idag, den internationella rymdstationen skulle bara vara i kontakt med marken i mindre än 15 minuter utanför sin 90-minutersbana. I dag, nästan kontinuerlig kommunikation med rymdstationen och andra uppdrag som kretsar runt jorden är möjlig genom ett rymdbaserat kommunikationsnätverk som tillåter nästan kontinuerlig global kommunikationstäckning för både astronauter och robotuppdrag.

NASA:s spårnings- och datareläsatelliter (TDRS) har tillhandahållit kritiska kommunikations- och navigeringstjänster till NASA:s uppdrag som en del av Space Network (SN) sedan lanseringen av den första satelliten, TDRS-A, 1983. Nästa satellit i nätverket, TDRS-M, är planerad att lanseras den 18 augusti, 2017. Satelliterna ges initialt en bokstavsbeteckning, och sedan när de når sin omloppsbana och blir operativa, deras namn ändras från en bokstav till en siffra. Med tillägget av TDRS-M till flottan, ska betecknas TDRS-13, SN kommer att ha möjlighet att tillhandahålla rymdkommunikation och navigeringsstöd till mitten av 2020-talet.

The Space Network är ett kommunikationsnätverk byggt och drivs av NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. TDRS-programmet etablerades 1973 för att minska NASA:s beroende av markstationer runt om i världen. Före TDRS, rymduppdrag som Skylab (Amerikas första rymdstation) och rymdfärjan kunde bara kommunicera med sina markteam samtidigt som de passerade över kommunikationsnätverkets markstationsantenner. Dessa pass varade bara i minuter, vilket resulterar i intermittent kommunikation.

När de två första TDRS blev operativa, rymdfarkostens täckning i låg omloppsbana om jorden ökade till 85 procent. De avslöjade 15 procenten, ovanför Indiska oceanen, var känd som "uteslutningszonen, " eller ZOE. Med konstruktionen av Guam Remote Ground Terminal, förklarades operativt 1998, ZOE stängdes och täckningen av jordomloppsuppdrag ökade till mer än 99 procent av varje omloppsbana. Denna ständiga kommunikation är avgörande för NASA:s mänskliga och vetenskapliga uppdrag.

För närvarande, det finns nio TDRS i omloppsbana, placerad ovanför Atlanten, Stilla havet och Indiska oceanen. Genom tre olika frekvenser av radiovågor (S-band, Ku-band och Ka-band), TDRS upplänkar och nedlänkar mer än 99 procent av NASA:s uppdragsdata och tillhandahåller data för att navigera dessa uppdrag i låg omloppsbana runt jorden. De olika frekvenserna kan kommunicera olika mängder data samtidigt. Ka-bandet, till exempel, kan kommunicera mest data åt gången av de tre. Rymdfarkoster skickar sina data genom TDRS till markstationer som sedan vidarebefordrar mottagna data till forskare och de som driver uppdraget för analys och möjliga nya upptäckter om universum.

Strax efter att TDRS-10 lanserades, NASA fastställde att påfyllning av flottan med ytterligare satelliter behövdes och började arbeta med den tredje generationen:TDRS-11, TDRS-12 och TDRS-M. Medan varje TDRS-generation är distinkt (till exempel, den andra och tredje TDRS-generationen tillhandahåller Ka-bandstjänster med högre datahastigheter än den första generationen), de är funktionellt identiska, tillhandahålla tillförlitliga rymdkommunikationstjänster.

NASA utvecklar för närvarande sin nästa generations rymdkommunikationsarkitektur, inklusive laserkommunikation, även känd som optisk kommunikation, som kodar data på en ljusstråle som sänds mellan rymdfarkoster och så småningom till jordterminaler. Både radio och lasrar färdas med ljusets hastighet, men lasrar färdas i en högre frekvens bandbredd. Det gör att de kan bära mer information än radiovågor, vilket är avgörande när uppdrag samlar in enorma mängder data och har smala tidsfönster för att skicka tillbaka dessa data till jorden.

De vetenskapliga data som erhållits från TDRS under de senaste 34 åren har gett viktig insikt för att göra upptäckter om vårt universum. En särskilt anmärkningsvärd upptäckt belönades med Nobelpriset i fysik 2006 för upptäckten av svartkroppar och karaktäriseringen av kosmisk mikrovågsbakgrundsstrålning från uppdraget Cosmic Background Explorer (COBE).

Laserkommunikation kan vara ett nästa steg i rymdkommunikation för NASA:s rymdkommunikationsnätverk, och oavsett vilken teknik som används, rymdnätverket kommer att vara med rymdstationen och mer än 40 andra NASA-uppdrag i många år framöver och tillhandahålla kritiska navigerings- och kommunikationsmöjligheter dygnet runt och runt om i världen.