Archivio per Deep Space Network

Dove si trova l’Apollo?

Posted in Tecnologia with tags , , on 2 ottobre 2011 by raghnor

Una vista notturna dell’antenna
principale di Honeysuckle

Nel corso della breve serie di post che ho dedicato alle stazioni della DSN (Deep Space Network) non mi sono addentrato nei dettagli della tecnologia utilizzata. Con questo post vorrei descrivere una di queste tecnologie, che risponde ad una semplice domanda: come era possibile determinare la posizione dell’Apollo nel suo viaggio verso la Luna? La risposta a questa domanda (e a quella più generica sul come determinare la posizione di un oggetto artificiale nel suo viaggio nello spazio) passa attraverso la descrizione di un fenomeno che tutti noi sperimentiamo ogni giorno e che è noto come Effetto Doppler. Il nome deriva da quello del matematico austriaco Christian Doppler, che per primo analizzò questo fenomeno.

Come recita Wikipedia:

“L’effetto Doppler è un cambiamento apparente della frequenza o della lunghezza d’onda di un’onda percepita da un osservatore che si trova in movimento rispetto alla sorgente delle onde.”

L’esempio classico è quello della sirena dell’ambulanza: quando un’ambulanza si avvicina il suono della sua sirena verrà inizialmente percepita con un tono più alto di quello effettivo; il tono andrà poi abbassandosi mentre il veicolo passa accanto all’osservatore, e continuerà ad abbassarsi durante la fase di allontamento.

Nella corso del secolo scorso, sfruttando l’effetto Doppler venne sviluppato il Radar Doppler; un radar che, misurando il cambiamento di frequenza di un segnale radio inviato in direzione di un oggetto e da esso riflesso, è in grado di determinare la velocità di spostamento di un oggetto.

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Le Tracking Station (3) – Fresnedillas

Posted in Storia, Tecnologia with tags , , on 5 settembre 2010 by raghnor

La Madrid Apollo Station (codice di identificazione MAD) è l’ultima delle tre stazioni di cui mi occupo in questa serie di post, munita di antenna da 26 metri e costruita per il Progetto Apollo. Si trova nella località di Fresnedillas.

Una panoramica della stazione di Fresnedillas

Come a Honeysuckle e Goldstone, anche qui esisteva una stazione secondaria – in questo caso una sezione della vicina stazione DSN di Robledo de Chavela (attualmente ancora in funzione e nota come Madrid Deep Space Communicatios Complex), modificata per supportare la trasmissione USB usata per l’Apollo. Robledo de Chavela si trova a 56 Km da Madrid e a 8Km a sud-ovest di Fresnedillas.

Nel 1953, la Spagna firmò un accordo col governo americano per consentire la costruzione di basi per l’esercito statunitense nel paese, accordo che includeva anche la realizzazione di strutture di supporto per i satelliti. Nei primi anni 60, la NASA iniziò a costruire la tracking station di Maspalomas, alle Isole Canarie, utilizzata per le missioni Mercury e Gemini).

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Le Tracking Station (2) – Goldstone

Posted in Storia, Tecnologia with tags , on 22 agosto 2010 by raghnor

Goldstone – Apollo Station nel 1969

Il Goldstone Deep Space Communications Complex (GDSCC) si trova nel Deserto Mojave in California, a circa 45 miglia (72 Km) dalla città di Barstow. È gestita dalla ITT Corporation per conto del NASA Jet Propulsion Laboratory, era parte dell’MSFN (Manned Space Flight Network) ai tempi del Progetto Apollo, ed è oggi parte della NASA Deep Space Network. Viene identificata con l’acronimo GDS.

Nel complesso Goldstone ci sono diverse stazioni e ogni stazione porta il nome della prima missione che ha supportato:

  • La Pioneer Station è stata la prima ad essere costruita nel 1958 ed è stata chiusa nel 1981. Nello stesso anno è stata inserita nella lista degli U.S. National Historic Landmark.

  • Nel 1960 è stata aggiunta la Echo Station, inizialmente impiegata per le missioni Echo. I satelliti Echo sono stati i primi satelliti sperimentali per telecomunicazioni della NASA. Ciascuno di essi non era altro che un grosso pallone metallizzato che rifletteva passivamente i segnali inviati da un punto della Terra verso un altro punto

  • Nel 1964 venne aggiunta la Mars Station, dotata di un’antenna da 64 metri e utilizzata inizialmente per le missioni Mariner

  • La Apollo Station venne aggiunta nel 1966 per costituire insieme a quelle di Fresnadillas e Honeysuckle Creek la nuova rete di stazioni dotate di antenne da 26 metri di diametro necessarie al progetto. Diversamente da queste, la stazione Goldstone Apollo è ancora operativa. Ha supportato tutto il programma Apollo, dalla missione senza equipaggio Apollo 4 nel Novembre 1967 fino all’ammaraggio di Apollo 17 nel Dicembre 1972

La Pioneer Station fu scelta per installare la stazione USB secondaria per l’Apollo (lo stesso ruolo rivestito da Tidbinbilla per Honeysuckle Creek). La Pioneer Station si trova a circa 3 miglia a nord della Apollo Station in una conca tra le colline per ridurre l’effetto delle radiofrequenze prodotte da altri apparati.

Le console di Goldstone

Per tutta la durata del Progetto Apollo, la Apollo Station di Goldstone forniva copertura durante i voli utilizzando il personale in due turni da 12 ore. Poichè le stazioni Unified S-Band (USB) erano due (Primaria e Secondaria) c’erano 4 gruppi di tecnici che si alternavano.
Il gruppo assegnato alla stazione primaria era composto di 12 persone (che prendevano il nome dall’apparato su cui lavoravano):

  • 4 tecnici Receiver-Exciter
  • 1 tecnico S-band Power Amplifier
  • 1 tecnico Ranging/Timing
  • 1 tecnico Antenna Position Programmer / Tracking Data Processor
  • 2 tecnici Signal Data Demodulator System (responsabili anche per la Air to Ground console)
  • 1 tecnico Antenna Servo
  • 1 Systems Monitor operator
  • 1 USB Lead Engineer (il capo turno)

Il gruppo che lavorava alla stazione secondaria era di sole 10 persone: i ruoli erano gli stessi del personale della stazione primaria, tranne per l’assenza delle due risorse SDDS.

Goldstone – Apollo Station oggi

Ai nostri giorni la Goldstone Apollo Station ha 3 antenne a disco da 34 metri di diametro (beam-waveguide), l’antenna X-Y da 26 metri usata nel Progetto Apollo (successivamente modificata), una seconda antenna X-Y da 9 metri (proveniente da Guymas, Messico) e un’altra antenna da 10 metri.

Le antenne a Goldstone sono state usate nel corso degli anni anche come radiotelescopi per progetti scientifici come: la mappatura delle quasar e delle altre sorgenti radio celesti; la mappatura radar dei pianeti, della Luna, delle comete e degli asteroidi; l’identificazione di comete e asteroidi che possono potenzialmente impattare la Terra; e altri ancora.

“Goldstone has the bird”
È una tradizione ormai consolidata quella di ritenere che questa frase venne usata per confermare che il primo satellite americano, l’Explorer I aveva raggiunto l’orbita terreste. Ma Goldstone non era operativa al tempo dell’Explorer I, siamo quindi di fronte ad un caso di misquoting (una citazione errata, per parlare come mangio 🙂 ). La vera frase fu “Gold has it”. E ‘Gold’ non era l’abbreviazione di Goldstone ma il codice utilizzato per designare una stazione temporanea nella Earthquake Valley del deserto Anza-Borrego.

Le Tracking Station (1) – Honeysuckle Creek

Posted in Storia, Tecnologia with tags , , on 8 agosto 2010 by raghnor

Honeysuckle Creek

Per poter fornire al Programma Apollo un’accurato tracciamento della rotta, comunicazioni affidabili con la Terra e delle belle immagini da trasmettere in TV dalla Luna :), il Manned Space Flight Network (MSFN) della NASA, la cui sede si trova al Goddard Space Flight Center in Maryland, commissionò la realizzazione di 3 nuove antenne da 26 metri di diametro da installare, equamente distribuite, sul pianeta in tre nuove tracking station. I luoghi prescelti furono Goldstone (in California), Fresnedillas (vicino a Madrid, Spagna) e Honeysuckle Creek (Australia). I luoghi scelti si trovavano vicino a stazioni già esistenti e facenti parte della DSN (Deep Space Network) – Honeysuckle, per esempio, si trovava a circa 20 Km dalla Deep Space Station di Tidbinbilla. In questo modo per ciascuna sede erano disponibili due stazioni in grado di comunicare con le capsule Apollo a distanze lunari. L’MSFN, oltre alle tre nuove stazioni, aggiunse nuove apparecchiature e spazi agli edifici esistenti delle stazioni DSN coinvolte. Oltre che per motivi di ridondanza ci fu un’altra ragione dietro alla scelta di avere stazioni vicine a coppie. Nel Progetto Apollo venne usata la banda in alta frequenza S (intorno ai 2.2 GHz) e il segnale emesso da un’antenna da 26 mt a quelle frequenze era ampio solo 0.43 gradi. Un’antenna avrebbe seguito il CSM in orbita, l’altra il LM. Queste tre stazioni primarie erano in grado di fornire una copertura costante alla distanza lunare ma fino a circa 16.000 Km dalla Terra esistevano delle aree non coperte. Per questo motivo vennero impiegate (specialmente in periodi critici come la TLI e il rientro) un certo numero di antenne da 9 mt, navi e aerei (ARIA aircraft) equipaggiati appositamente (retaggio dei precedenti programmi Mercury e Gemini).

Honeysuckle Creek si trova vicino a Camberra, in una zona vasta 14 acri, circondata da montagne di granito nelle Alpi Australiane che ora è parte del Namadgi National Park.

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