Red del Espacio Profundo   Leave a comment


Red del Espacio Profundo, o en inglés Deep Space Network (DSN) es una red internacional de antenas de radio que sirven como apoyo a misiones interplanetarias de nave espaciales, de las observaciones de astronomía de radio y del radar para la exploración del Sistema Solar y del universo. También sirve de apoyo a misiones en órbitas terrestre. El DSN forma parte del Jet Propulsion Laboratory de la NASA (JPL), en Pasadena.

La antena de Canberra es una de las tres antenas parabólicas de 70 metros) que forma la Red del Espacio Profundo. Cada una de estas tres antenas se ubica aproximadamente a un tercio de la longitud de la Tierra respecto a las otras dos. Además de la de Canberra, existe otra en el desierto de Mojave cerca de Goldstone (California), y una tercera, la DSS-63, situada en el Madrid Deep Space Communications Complex, en Robledo de Chavela (cerca de Madrid) (España). De esta manera, y al ser la responsable de comunicaciones interespaciales, se asegura el que al menos tenga una de las antenas preparada para comunicarse con alguna de las naves, independientemente de la posición respecto al sistema solar.

(http://es.wikipedia.org/wiki/Red_del_Espacio_Profundo)

 El sistema del Deep Sapce Network, con sus Centros de Observación situados estratégicamente en todo el globo, se puede considerar como el sistema de telecomunicaciones de mayor tamaño y sensibilidad , así como la mayor Red de Radio-Navegación del mundo. Sus principales actuaciones consisten en el apoto a las misiones de naves interplanetarias, así como la Radio-astronomía y la Radar-astronomía para la exploración del sistema Solar y el Universo.

  Las investigaciones científicas para la exploración del sistema Solar llevadas a cabo por la NASA son realizadas en su mayoría mediante el empleo de sondas robotizadas y expediciones no tripuladas. Es la red del DSN la encargada de proporcionar las comunicaciones bidireccionales que permiten enlazar con las sondas para poder realizar las Acciones de Control y Guiado pertinentes, así como obtener las imágenes y el resto de datos de interés recogidos por las mismas. Para ello, todas las antenas de que dispone el DSN son reflectores parabólicos direccionables y de alta ganancia.

  Así mismo, el DSN se encarga también de funciones de apoyo para algunos satélites en órbita alrededor de la Tierra, principalmente dos grupos de satélites:

  • Satélites situados en órbitas de gran altura: Abarca satélites situados hasta 1’7 millones de Km. de la Tierra.
  • Satélites de órbita baja: Gestionados más recientemente, sus órbitas se encuentran entre los 100 Km. y los 1.600 Km.

  Las necesidades de Telecomunicaciones para los satélites de órbita terrestre son esencialmente diferentes de las de las misiones de exploración del Espacio Profundo. Como resultado de esto, las comunicaciones para la mayoría de los satélites científicos de los EE.UU. en órbita terrestre son controlados por la red secundaria de la NASA conocida como Tracking and Data Relay Satellite Systems.

  El DSN es una organización de la Oficina de Comunicaciones Espaciales (Office of Space Communications) de la NASA , siendo controlada y dirigida técnicamente por el JPL

Principios:

  El predecesor del actual DSN se estabñeció en enero de 1958, cuando el JPL , a petición del Departamento de Defensa de los EE.UU., desarrolló Sistemas Portátiles de Seguimiento en Nigeria, singapur y California para recibir datos de Telemetría y poder trazar la órbita del Explorer 1, el primer satélite operativo norteamericano. El 3 de diciembre de 1958, el JPL fue transferido del Departamento de defensa a la NASA y se dio la responsabilidad sobre el diseño y ejecución de los programas de exploración de la Luna partiendo de una nave operativa de forma automática.

  Pco tiempo después, la NASA estableció el concepto de Red de Espacio Profundo (Deep Space Network), entendida como una serie de complejos de observación controlados y operativos de forma autónoma, cuya misión sería la de dar cobertura de Telecomunicaciones a las misiones espaciales independientemente de sus características, a fin de evitar que cada una requiriese su propia red especializada.

  Desde 1958 hasta 1993, el DSN se ha encargado de las funciones principales de Seguimiento, Telemetría y Telecomando de más de 30 proyectos espaciales, lo que se traduce en un total de 74 misiones entre las lunares y las interplanetarias. La exploración de la Luna comenzó con las misiones de observación de Pioneer 3 y Pioneer 4, en 1958, seguidas de las 9 sondas de televisión del proyeco Ranger entre 1961 y 1965.

  Las misiones del Proyecto Surveyor 1 permitieron que tras sus 7 alunizajes y sus 5 misiones orbitales de reconocimiento (1966-1967), se tuviese la suficiente información sobre la superficie de la Luna como para poder seleccionar las zonas de alunizaje de las misiones tripuladas del Proyecto Apollo.

Complejos de Comunicaciones:

  Para poder mantener un contacto continuado con las misiones espaciales en seguimiento durante las 24 horas del día, son necesarias una serie de estaciones de Observación, cuya distribución en la superficei terrestre debe ser escogida con atención. debido, además, a la rotación de la tierra, de aproximadamente 0’004 grados por segundo, todos los cuerpos celestes, y ello incluye a las naves espaciales en seguimiento, aparecen por el Este para desaparecer por el Oeste, recorriendo una amplia zona del cielo en su movimiento. Por todo ello, el DSN dispone de tres Centros de Observación, separados 120 grados y situados en California, Australia y España, que pueden seguir sus objetivos entre 8 y 14 horas diarias, pasando después el control a otra Estación de Seguimiento.

  Principalmente cada complejo está formado por:

  • Una antena de 70 m. de diámetro: Constituyen los receptores de mayor sensibilidad de los que dispone el DSN y permiten el seguimiento de naves a más de 16 billones de Km. de la tierra. Estos enormes receptores recogen y amplifican señales de muy baja potencia (Del orden de la 100 millonésima parte de la 100 billonésima parte de 1 Watio.), aproximadamente mil billones de veces más débiles que las señales de TV con las que convivimos.
  • Una antena estándard de 34 m. de diámetro: Son el resultado de la evolución de los antiguos reflectores parabólicos de 26 m. diseñados para el seguimiento de la Misión Apollo a la Luna. son idénticas a los Radiotelescopio desarrollados en los 1950.
  • Antenas auxiliares de Gran Eficiencia: Estos paraboloides de 34 m. de diámetro incorporan los más recientes avances en el diseño y la mecánica de este tipo de estructuras. Son elementos de apoyo a los anteriores reflectores.
  • Reflectores de 26 m. de diámetro: Sus años de actividad concluyeron con la Misión Apollo entre 1967 y 1975, y en la actualidad se han destinado al seguimiento de los satélites en órbita alrededor de la Tierra para rangos entre 160 Km. y 1.000 Km, llegando en ocasiones a controlar la Telemetría de hasta 15 satélites al día.
  • Antenas omnidireccionales de 13 cm. de diámetro: Se encargan de recibir la información de GPS procedente del sistema de posicionamiento Global del Departamenteo de Defensa, información necesaria para la correcta navegación de las sondas espaciales (Posición respecto a la Tierra) y para el correcto posicionamiento de los satélites en órbita terrestre.
  • Antenas de 9 m. de diámetro: Sólo se mantienen en el Centro de Observación goldstone, California, y fueron diseñadas para las comunicaciones con satélites en órbita terrestre que necesitan funciones de recepción y seguimiento básicamente diferentes de las de las misiones espaciales.

Tracking and Data Relay Satellite System (TDRSS):

  La mayoría de los satélites terrestres se encuentran en órbitas comprendidas entre los 200 y los 12.000 Km. Los satélites de órbita terrestre tienen períodos de observación desde la tierra relativamente cortos, que suelen tener una duración media de 35 minutos y en ocasiones de tan sólo 10 minutos. esta característica, junto con la relativa potencia de las señales que transmiten hacen que no sean necesarias antenas de dimensiones tan considerables como los reflectores anteriormente citados, y por ello se dispone de antenas específicas que no emplean los receptores ultrasensibles de bajo ruido empleados en las misiones espaciales. Debido a estas diferencias, los enlaces de comunicaciones para la mayoría de los satélites nortemamericanos, los satélites orbitales de aplicaciones científicas, e incluso el Telescopio Espacial Hubble y las misiones tripuladas del Transbordador Espacial son soportados mediante el sistema de Seguimiento y Fiabilidad de Información de los Satélites, operativo y controlado por la NASA desde Centro Espacial de Vuelo de Goddard, en Greenbelt, California.

  El sistema estáformado por varios satélites de comunicaciones en órbita geoestacionaria a 36.000 Km. de altura. La principal Estación Base en la tierra está en White Sands, New Mexico. De este modo, en vez de disponer de cortos períodos de observación desde la Tierra, mediante la información continuada proporcionada por la constelación de satélites, se controla de manera ininterrumpida cualquier nave espacial que se encuentre por debajo de ellos.

  Algunos satélites de investigación científica se encuentran, sin embargo, en órbitas de más de 1’7 millones de Km., más allá del rango de operatividad del TDRSS. Estos satélites de órbita grande y un grupo específico de satélites de órbita baja de carácter científico son controlados directamente por las antenas de 26 m. del DSN, diseñadas para moverse a 3 grados por segundo.

(http://www.upv.es/satelite/trabajos/pracGrupo15/Marte/DSN/Introd01.html)

Publicado octubre 30, 2011 por sbabri en Tecnología espacial

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