Förmågan att sända och ta emot data är avgörande vid utforskning av rymden. Rymdfarkoster behöver robusta nätverksmöjligheter för att skicka data – inklusive stora filer som foton och videor – som tagits med instrument ombord till jorden och samtidigt ta emot kommandon från kontrollcenter. NASA har gjort betydande framsteg för att förbättra byråns rymdkommunikationsförmåga samtidigt som pågående operationer och service till ett stort antal uppdrag bibehålls.

Projektet Space Network Ground Segment Sustainment (SGSS) implementerade kritiska uppgraderingar av NASA:s rymdkommunikationsinfrastruktur genom att modernisera Tracking and Data Relay Satellite (TDRS) jordterminaler och förbättra många systemfunktioner. Orbiting 22, 300 miles över jorden, flera TDRS tillhandahåller kommunikationslänkar mellan satelliter i omloppsbana, såsom rymdteleskopet Hubble och den internationella rymdstationen, och markbaserade kontrollcenter. TDRS tillåter uppdrag att vara i nästan konstant kontakt med sina kontroll- och datacenter på jorden.

I april 2021, SGSS-teamet avslutade de första uppgraderingarna av systemen på andra TDRS System Ground Terminal (STGT) och White Sands Ground Terminal (WSGT) platser, ligger vid NASA:s White Sands Complex i Las Cruces, New Mexico.

Dessa uppgraderingar inkluderade installation av ny utrustning för att stödja TDRS-kommunikationsantenner vid STGT- och WSGT-platserna. Cirka 40 ställ med elektronisk utrustning och datorutrustning installerades på var och en av de två platserna, vilket återspeglar mer än en cirka 80-procentig minskning av antalet rack som behövs för att stödja TDRS-operationer jämfört med den gamla utrustningen. Dessutom, teamet uppgraderade flera markantenner, inklusive en huvuduppdragsantenn, fyra testantenner, och en backup-kommunikationsantenn som kan användas om någon av uppdragsantennerna blir otillgängliga.

Förbättringarna gör att mer data kan flöda genom systemet, skapa ytterligare dataöverföringslägen, och öka antennens tillförlitlighet. Dessa funktioner är utformade för att säkerställa ett oavbrutet dataflöde, möjliggör framtida upptäckter.

"Att uppgradera det befintliga marksystemet har moderniserat elektroniken och använder mer kommersiellt tillgängliga produkter. Detta bör bidra till att minska kostnaderna för underhåll av system som TDRS, och hjälper till att göra utbyggbarhet, flexibilitet, och skalbarhet enklare, sa Tom Gitlin, biträdande projektledaren, teknisk för SGSS. "SGSS är fortfarande kompatibelt med det gamla systemet, men kommer att tillhandahålla nya funktioner, högre datahastigheter, och stödja modernare datakodningssystem."

SGSS-projektet konverterade en äldre WSGT-antenn för att stödja två radiofrekvensband för kommunikation till och från en TDRS. Denna nyligen modifierade antenn kan sända med Ku-band – används för kommunikation med TDRS för normal drift, och vid S-band – används vid lagring av en TDRS i omloppsbana eller när Ku-bandet är otillgängligt av någon anledning. Före denna uppgradering, antennen stödde endast Ku-bandsfrekvensen. Med SGSS-systemet i drift, denna antenn kan enkelt växla mellan de två banden vid behov, säkerställa att TDRS-kommunikationstjänster inte avbryts och minimera behovet av att byta antenntillgångar.

NASA har aldrig utfört en uppgradering av denna storleksordning och samtidigt upprätthållit verksamheten. Mycket av den befintliga jordterminaltekniken använder analog signalering som lider av försämring när den färdas genom jordterminalen. SGSS-systemet omvandlar signaltransportvägar till digital form, som inte lider av förluster eller signalförsämring. SGSS digitaliserar signaler direkt vid markstationens antenn.

"Detta är den första större uppgraderingen av en komplett markstation medan den äldre utrustningen fortfarande användes, " sa Richard Von Wolff, spridning, övergång, och verksamhetsledare för SGSS.

Jobbar på plats på White Sands, Von Wolff tog ansvar för att göra utrustningen redo för utplacering och såg till att det blev en sömlös övergång av verksamheten. Förutom att utföra dessa uppgifter i takt med utrustningsomsättningen, han såg till att driftträning och dokumentation var redo så att när uppgraderingarna är klara, SGSS-systemet kan överföras till NASAs projekt Advanced Communications Capabilities for Exploration and Science Systems (ACCESS). ACCESS har tagit på sig ansvaret för systemet och genomför ytterligare tester och modifieringar vid behov.

Dessa uppgraderingar är den tredje generationens förbättringar på platsen och tar White Sands in i den digitala eran, möjliggör lägre underhållskostnader för TDRS-systemet, och ger högre datahastigheter med minimala störningar. Den nya infrastrukturen kommer att stödja nästa generations satelliter, låter NASA upptäcka mer om vår planet, solsystemet, och vidare.