Tracking and Data Relay Satellite

TDRS-Flotte im März 2019
TDRS – Erste Generation
TDRS – Zweite Generation

Die Tracking and Data Relay Satellites (TDRS) (englisch für Kursverfolgungs- und Datenrelaissatelliten) bilden ein Netzwerk von Kommunikationssatelliten, das von der NASA und anderen US-Regierungsbehörden für die Kommunikation zu Satelliten, zum Space Shuttle und zur Internationalen Raumstation genutzt wird. Das System wurde entwickelt, um das existierende Netzwerk aus Bodenstationen zu ersetzen, das alle bemannten Missionen der NASA bis dahin unterstützt hatte. Hauptziel ist es, möglichst lange und sicher dass Raumfahrzeuge und Satelliten mit der Bodenstation kommunizieren und Daten übertragen können sowie eine Erhöhung der Übertragungsbandbreite.

Die ersten sieben Satelliten wurden von TRW, die folgenden von Boeing gebaut. Zwölf Satelliten wurden insgesamt gestartet, wovon 10 in Betrieb sind (Stand 2021). Vier stammen aus der Ersten, drei aus der Zweiten und drei aus der Dritten Generation.[1]

Geschichte

Der erste TDRS wurde 1983 von Bord des Space Shuttles Challenger während seiner ersten Mission STS-6 gestartet. Eine von Boeing gebaute Oberstufe (Inertial Upper Stage) sollte den Satelliten von der Umlaufbahn der Challenger in einen geostationären Orbit bringen, funktionierte aber nicht richtig. Daher mussten die bordeigenen Steuertriebwerke genutzt werden, um den gewünschten Orbit erreichen zu können. Durch den erhöhten Treibstoffverbrauch reduzierte sich die Lebensdauer. Deshalb wurde der Satellit nur noch teilweise zur Unterstützung von Kommunikation über der Antarktis genutzt und im Oktober 2009 außer Betrieb genommen.

Der zweite Satellit ging während des zehnten Challenger-Starts verloren, als die Raumfähre auf ihrer mit STS-51-L bezeichneten Mission kurz nach dem Start explodierte (s. Challenger-Katastrophe). Die nächsten fünf TDRS wurden später von verschiedenen Space Shuttles ausgesetzt. Die Nachfolger starteten mit Atlas-Raketen ins All. Eine Presseveröffentlichung der NASA[2] beschreibt die Fähigkeiten des neuen Systems wie folgt:

"Working solo, TDRS-1 provided more communication coverage, in support of the September 1983 Shuttle mission, than the entire network of NASA tracking stations had provided in all previous Shuttle missions."

sinngemäße Übersetzung:

„Alleine arbeitend konnte der Satellit TDRS-1 (TDRS A) mehr Datenübertragung während der Shuttle-Mission im September 1983 abwickeln, als das gesamte Netzwerk der Bodenverfolgungsstationen der NASA während aller vorhergegangenen Shuttle-Missionen.“

Die Übertragungssysteme der TDRS-Satelliten wurden für die gleichzeitige Übertragung mehrerer Datenströme entwickelt. Jeder Satellit hat Systeme zur Übertragung im S-Band, Ku-Band und Ka-Band an Bord, um verschiedene Datenraten zu ermöglichen. Die von Boeing gebauten Satelliten der zweiten Generation sind in der Lage, mehr Verbindungen als die alten von TRW gebauten Satelliten zu übertragen.

Im Dezember 2007 erteilte die NASA den Auftrag für zwei TDRS-Satelliten der dritten Generation an Boeing.[3] Diese Satelliten, die ab 2013 gestartet werden sollen, entsprechen äußerlich weitgehend den Satelliten der zweiten Generation, tragen aber leistungsfähigere Solargeneratoren und verbesserte elektronische Komponenten. Ein dritter Satellit dieser Serie wurde im November 2011 bestellt.[4]

Startabfolge

Die Satelliten werden vor dem Start alphabetisch, nach dem erfolgreichen Start mit Zahlen nummeriert.

1. Generation

  • TDRS A (TDRS 1) wurde am 4. April 1983 von STS-6 aus gestartet. Außerbetriebnahme Oktober 2009
  • TDRS B wurde am 28. Januar 1986 an Bord von STS-51-L zerstört
  • TDRS C (TDRS 3) wurde am 29. September 1988 von STS-26 aus gestartet
  • TDRS D (TDRS 4) wurde am 13. März 1989 von STS-29 aus gestartet. Außerbetriebnahme Dezember 2011
  • TDRS E (TDRS 5) wurde am 2. August 1991 von STS-43 aus gestartet
  • TDRS F (TDRS 6) wurde am 13. Januar 1993 von STS-54 aus gestartet
  • TDRS G (TDRS 7), der Ersatz für den verlorengegangenen TDRS B, wurde am 13. Juli 1995 von STS-70 aus gestartet

2. Generation

Basierend auf dem bewährten kommerziellen Satellitenbus Boeing 601.

  • TDRS H (TDRS 8), der erste von Boeing gebaute Satellit, wurde am 20. Januar 2000 mit einer Atlas IIA gestartet
  • TDRS I (TDRS 9) wurde am 8. März 2002 mit einer Atlas IIA gestartet. Abgeschaltet am 5. Januar 2023[5]
  • TDRS J (TDRS 10) wurde am 10. Dezember 2002 mit einer Atlas IIA gestartet

3. Generation

Wie auch die Satelliten der 2. Generation basieren diese auf dem Satellitenbus Boeing 601.

  • TDRS K (TDRS 11) wurde am 31. Januar 2013 mit einer Atlas V 401 gestartet.
  • TDRS L (TDRS 12) wurde am 24. Januar 2014 mit einer Atlas V 401 gestartet.
  • TDRS M (TDRS 13) wurde am 18. August 2017 mit einer Atlas V 401 gestartet.[6]
  • TDRS N (optional)[7]

Galerie

Weblinks

Einzelnachweise

  1. Megan Wallace: Tracking and Data Relay Satellite (TDRS). 28. April 2015, abgerufen am 30. August 2021 (englisch).
  2. Pioneer NASA Spacecraft Celebrates 20 Years of Service. NASA-Pressemitteilung vom 3. April 2002.
  3. Boeing to Build NASA's Newest Tracking and Data Relay Satellites (Memento vom 24. Dezember 2007 im Internet Archive)
  4. Spaceflight Now: TDRS-M data relay satellite purchased for NASA network
  5. Catherine Manning: NASA’s Tracking and Data Relay Satellite-9 Reaches End of Mission. 5. Januar 2023, abgerufen am 17. Januar 2023.
  6. William Graham: ULA Atlas V launches TDRS-M out of Cape Canaveral. nasaspaceflight.com, 18. August 2017, abgerufen am 18. August 2017 (englisch).
  7. Detailed Mission Data. NASA, archiviert vom Original am 17. Februar 2013; abgerufen am 18. Juli 2012 (englisch).

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SPTR2 1.5.09.JPG
The South Pole Tracking Relay-2 (SPTR-2) satellite communications ground station with completed radome around antenna.
TDRS-G at KSC.jpg
Members of the KSC payload processing team hoist the Tracking and Data Relay Satellite (TDRS-G) into a workstand in the Vertical Processing Facility (VPF) for mating with its Inertial Upper Stage (IUS). After testing and final checkout, the TDRS-G and IUS will be transported to Launch Pad 39B and installed into the Space Shuttle Discovery's payload bay for launch on the STS-70 mission.
TDRS-E deployment from STS-43.jpg
The primary payload of the STS-43 mission, Tracking and Data Relay Satellite-E (TDRS-E) attached to an Inertial Upper Stage (IUS) was photographed at the moment of its release from the cargo bay of the Space Shuttle Orbiter Atlantis. The TDRS-E was boosted by the IUS into geosynchronous orbit and positioned to remain stationary 22,400 miles above the Pacific Ocean southwest of Hawaii. The TDRS system provides almost uninterrupted communications with Earth-orbiting Shuttles and satellites, and had replaced the intermittent coverage provided by globe-encircling ground tracking stations used during the early space program. The TDRS can transmit and receive data, and track a user spacecraft in a low Earth orbit. The IUS is an unmarned transportation system designed to ferry payloads from low Earth orbit to higher orbits that are unattainable by the Shuttle. The launch of STS-43 occurred on August 2, 1991.
TDRS gen2.jpg
TDRS satellite of the second generation
TDRS-J at KSC.jpg
Workers keep check on the TDRS-J satellite (foreground) as the fairing (background) moves toward it for encapsulation. The satellite is scheduled to be launched aboard a Lockheed Martin Atlas IIA-Centaur rocket from Launch Complex 36-A, Cape Canaveral Air Force Station, Fla., on Dec. 4. The third in a series of telemetry satellites, TDRS-J will help replenish the current constellation of geosynchronous TDRS satellites. The TDRS System is the primary source of space-to-ground voice, data and telemetry for the Space Shuttle. It also provides communications with the International Space Station and scientific spacecraft in low-Earth orbit such as the Hubble Space Telescope. This new advanced series of satellites will extend the availability of TDRS communications services until about 2017.
Map of TDRS.png
The above image represents what the current Tracking and Data Relay Satellite (TDRS) configuration is as March 2019 with 10 in-orbit TDRS in space (four first generation, three second generation and three third generation satellites). After 20+ years of service, two of the first generation TDRS are retired (TDRS-1 and TDRS-4) and super-synced into an orbit about 300 miles higher than geosynchronous (GEO) where the operational fleet sits.
TDRS gen1.jpg
This artist's concept drawing depicts the Tracking and Data Relay Satellite-C (TDRS-C), which was the primary payload of the Space Shuttle Discovery on the STS-26 mission, launched on September 29, 1988. The TDRS system provides almost uninterrupted communications with Earth-orbiting Shuttles and satellites, and had replaced the intermittent coverage provided by globe-encircling ground tracking stations used during the early space program. The TDRS can transmit and receive data, and track a user spacecraft in a low Earth orbit. The deployment of TDRS-G on the STS-70 mission being the latest in the series, NASA has successfully launched six TDRSs. TDRS satellite of the first generation.
TDRS K in the Astrotech facility.jpg
TDRS K im Astrotech Startvorbereitungsgebäude nach Abschluß der Tests.