Kommunikationstrolleri i rymden

Nya namn i omloppet

Tdrs-satelliterna namnges före uppskjutning som TDRS-A, -B, -C, -D och så vidare, men efter uppskjutningen får de i stället namn i en stigande nummerserie, alltså TDRS-1, -2, -3, -4 och så vidare.

Den första satelliten sköts upp 1983 med rymdfärjan Challenger. TDRS-2 förolyckades tillsammans med Challenger 1986, men sedan flöt det på med rymdfärjor fram till sista flygningen med Discovery och TDRS-7 år 1995.
Andra generationens satelliter – TDRS-8, TDRS-9 och TDRS-10 – hade högre överföringskapaciteter och sköts upp med Atlas II-raketer åren 2000–2002.

Den tredje och nuvarande generationens TDRS-11 sköts upp med en Atlas V-raket i januari 2013. TDRS-12 sköts upp i januari 2014 och M och N är planerade.

Första generationens satelliter (nummer 1–7) väger dryga 2 ton och kan hantera 22 samtidiga klienter. Förbrukningen är cirka 1 700 watt, vilket tas från solceller och laddbara nickel­kadmiumbatterier. Sändareffekterna är inte särskilt höga, omkring 25 watt på var och en av de 20 antennerna.

Andra generationens satelliter (TRDS-8–10) väger kring 3,2 ton och har utfällbara, stela parabolantenner till skillnad från första generationens paraplymodell. Solcellerna och nickel-väte-batteriet får här stå ut med 2,3 kilowatts last. Transpondern kan överföra 300 megabit per sekund som mest.

Tredje generationens satelliter (TRDS-11–12) väger 3,4 ton och har samma utfällbara antenner, men moderniserad elektronik som förbrukar dryga 3 kilowatt. De mäter 21 meter mellan de yttersta ändarna på solcellerna. De är baserade på Hughes bästsäljande satellitchassi HS601 som använts till ett hundratal satelliter, tv-satelliter såväl som olika typer av kommunikationssatelliter, bland andra Asiasat, Goes, Astra och Superbird. Standardisering ökar livslängden, minskar risken och sänker priset.

Det är nu totalt tio tdrs-satelliter i drift, även om några av dem ligger i vänteläge, för att kunna ta över om någon av de primära skulle strejka.

De allra flesta satelliter (ISS, Hubble, Iridium, fotosatelliter) ligger i låg omloppsbana (leo, low earth orbit), på en höjd mellan 160 och 2 000 kilometer. Många av dem måste ha kontakt med marken för att leverera data omedelbart. Men täckningsområdet på marken är inte så stort, och finns det ingen markstation just när satelliten passerar, kan ingen dataleverans ske.

Nasa hade bara tio sådana stationer jorden runt, de måste ju stå på territorium som är vänligt inställt till USA. Över hav behövs sambandsfartyg, och på vissa ställen är det extra svårt att ha sådana, till exempel i Indiska Oceanen.

Hamnade i fel bana

Den första tdrs-satelliten TDRS-1 gick fel. Det raketsteg 1983 som skulle skjuta upp satelliten i geosynkron bana gick sönder, så satelliten hamnade i fel bana. Eftersom den hade egna motorer för kurskorrigeringar, kunde man bränna av en del bränsle i dessa och komma någorlunda på plats, men det höll bara i 14 år. Därefter hade banan förändrats så mycket att satelliten kunde se sydpolen. Den kunde då användas för direktkommunikation med forskningsstationen Amundsen-Scott, som annars fått förlita sig på kortvåg.

Efter att TDRS-1 slutade fungera 2009 har Amundsen-Scott fortsatt med TDRS-4, -5 och -6, Goes och Iridium och är nu uppe i 50 megabit per sekund. Man har internet och ett videkonferenssystem från Polycom. Dessutom möjliggjorde TDRS-1 det första telefonsamtalet mellan sydpolen och nordpolen. Även om sydpolsbasen har sin egen läkare, behöver denne ibland konsultera andra läkare. Ett allvarligt tillbud inträffade 1999, då läkare i USA via en videolänk fick hjälpa doktor Jerri Nielsen att utföra en biopsi på sig själv efter att hon drabbats av bröstcancer.

År 2002 var det dags igen, då stationens läkare behövde hjälp hemifrån att utföra en knäoperation på en meteorolog som tillbringade vintern på
stationen.

Situationen i rymden just nu: tdrs-satelliterna ligger i klungor i sina east-, west- eller central-positioner och pratar antingen med White Sands eller med Guam, beroende på vilken av dessa markstationer som syns. De går runt jorden i en geosynkron bana på 35 786 kilometers höjd, på samma avstånd som de flesta tv-satelliter.

De satelliter som ligger nära jorden måste använda tdrs om de ska kunna hålla kontinuerlig kontakt med sina operatörer. Mera långväga satelliter, till exempel Themis som undersöker jordens magnetosfär och solvind, och satelliter med underliga elliptiska banor, kan spara uteffekt på att kontakta tdrs i stället för att ta kontakt med marken direkt. Det är helt enkelt en fråga om att utnyttja den infrastruktur som finns i stället för att uppfinna hjulet igen.

Människan vill längre ut

Radioreläer i rymden är inget nytt och tdrs blir inte det sista vi ser av den tekniken. Telesatelliterna är visserligen omoderna, eftersom jorden i dag är inlindad i ett nät av telekomfibrer, men människan vill längre ut. Redan i dag används reläsatelliter för trafiken med Mars, och än fler och starkare blir de den dag människan sätter sin fot på den planeten.

Kolonisatörerna kommer inte att nöja sig med 5–10 kilobit per sekund, utan kommer att vilja ha megabithastigheter till hemplaneten, för video och bildöverföring. Nasa fixar det, var så säker.