Minitrack - Minitrack

A Minitrack Network volt az első amerikai műholdas nyomkövető hálózat, amely 1957-ben működőképessé vált. Sputnik , Vanguard, Explorer és más korai űrkutatások nyomon követésére használták . A Minitrack az űrhajók nyomkövető és adatgyűjtő hálózatának (STADAN) és a menetrendszerű űrrepülési hálózatnak (MSFN) volt az őse.

Eredet

Amikor az ötvenes évek közepén a műholdakra vonatkozó javaslatok lebegtek, természetesen felmerült a követésük kérdése. Három megközelítést vettek figyelembe:

Az optikai és radar megközelítéshez nem volt szükség kooperatív célpontra, de elsősorban a megszerzéssel vagy a cél megtalálásával volt a legnagyobb probléma, mivel nagyon kicsi a látómezőjük. Az NRL javaslatához adóra volt szükség a célponton, de könnyen megmérhette a célpontot bárhol, széles látómezőben. Az NRL javaslatát elfogadták és a Minitrack állomások alapjává tették.

A NASA történelemdokumentumából:

1955. április elején Milton Rosen, John Mengel és Roger Easton informálisan gyűlt össze az NRL-ben, és elkészítették a "Javaslat a minimálisan követhető műholdra (Minitrack)" című dokumentumot. Ebben a kulcsjelentésben nincs dátum és szerzők; de Rosen szerint csak néhány nappal előzte meg egy hivatalos jelentést, amelynek címe: "Tudományos műholdas program", 1955. április 13., és amelyet az NRL rakétafejlesztési részlege írt. E dokumentum B. függeléke a "The Minitrack System" címkével volt ellátva, és szinte megegyezett néhány napos elődjével. A papíron először megjelenő "Minitrack" nevet John Mengel találta ki.

Fejlődés

Az eredeti javaslatnak csak egyetlen állomáspárja volt. Ez azonban hamarosan rájött, hogy nem elegendő. A NASA történetéből:

1955 vége előtt az elképzelések drasztikusan megváltoztak. Először rájöttek, hogy egyetlen állomáspár nagyon korlátozott földrajzi lefedettséget biztosít, ami megnehezíti az adatgyűjtést, és a pályaadatok felhalmozódását nagyon lassan. Ezután az Egyesült Államok déli részén négy állomáspárt javasoltak. A "rádiókerítés" gondolata implicit módon benne volt ebben a javaslatban; azaz az átfedő antennaminták hosszú láncolatának létrehozása, amelyet a műholdnak gyakran kereszteznie kell. A baj az volt, hogy a Vanguard műhold tervezett orbitális hajlása túl sokszor távol tartotta az Egyesült Államok déli részétől. A következő logikus lépés egy hosszú észak-déli kerítés építése volt, amelyen a műhold majdnem minden pályán áthalad. De a Vanguard program nem tudta pénzügyileg támogatni a párosított állomások hosszú láncolatát; emellett a további gondolkodás hamar megmutatta, hogy a teljes orbitális adatok csak szög (interferometriai) követés alapján számíthatók ki. Ezek a gondolkodásbeli változások egy olyan jelentésben nyilvánultak meg, amely kilenc egyetlen Minitrack állomás láncolatát írta le a 75. meridián mentén . Egyes mérnökök sajnálatára a távolságmérési és sebességmérési képességeket elvetették.

Az idegen földön működő Minitrack állomások műszaki kívánatossága egy dolog volt; félelmetesebbek voltak a helyszín tárgyalása, a helyszín előkészítése és a logisztika. Különösen éles volt a helyzet azokban a dél-amerikai országokban, amelyek érzékenyek voltak az amerikai bázisokra, és ahol a közlekedési és kommunikációs létesítmények primitívek voltak. Sajnos a Minitrack állomások rádiócsendes helyeket igényeltek, amelyek általában nem léteznek együtt a szintén kívánt kommunikációs kapcsolatokkal és ellátási lehetőségekkel.

[...]

A helyszínválasztó csoport hat dél-amerikai helyszínt választott: Havannát , Panamát , Quitót , Limát , Antofagastát és Santiagót ; de ki vállalná azt az impozáns feladatot, hogy állomásokat állítson fel az Egyesült Államokon kívül? Az amerikai hadsereg IAGS-tapasztalata alapján logikus választás volt. 1956 szeptemberében a hadsereg mérnökfőnöke az NRL kérésére megkezdte az építkezést a hat helyszínen. Pontosabban a feladat a hadsereg Térképszolgálat speciálisan létrehozott Project Vanguard munkacsoportjára hárult. Itt kell megemlíteni, hogy a dél-amerikai helyszínek, bár nagyvárosok közelében voltak, általában némi távolságra voltak a modern létesítményektől és a hozzájuk kapcsolódó rádiózajtól. Az elszigeteltség és a primitív körülmények logisztikai és üzemeltetői morálproblémákat okoztak az első napokban.

Az Egyesült Államok kontinentális részén található Minitrack telephelyeket könnyebben létrehozták. A haditengerészet felépítette és üzemeltette a Blossom Point és a San Diego állomásokat; utóbbi a Brown Naval kisegítő légi állomáson található, a kaliforniai Chula Vista közelében , és a Naval Electronics Laboratory üzemeltette . A Canaveral-foktól elkülönülő állomásokat Nagy-Britanniával együttműködve hozták létre, és az amerikai haditengerészet és a légierő működtette őket. A követési követelmények, a logisztika és a támogatási létesítmények megvitatása után végül Antigua és Grand Turk került kiválasztásra a downrange állomásokra az eredetileg tervezett Barbuda és Mayaguana helyett .

[...]

A Washingtonból mindössze 56 km-re délkeletre fekvő Blossom Point állomás 1956 júliusában kezdte meg működését, és hamarosan a Minitrack üzemeltetőinek kiképzési központjaként és a Minitrack felszerelésének tesztlétesítményeként alkalmazzák. Az IGY alatt és utána sok külföldi állampolgár vett részt a Minitrack tanfolyamon a Blossom Point-on. Valójában az NRL és a NASA hajlandósága arra, hogy külföldi állampolgárokat alkalmazzon és képezzen a Minitrack és a STADAN állomásokon, nagyban megkönnyítette az amerikai létesítmények külföldi talajra helyezését. A Minitrack állomások az Egyesült Államok nem politikai, húr nélküli kötődésű képviselőiként sokszor "megszerezték megtartásukat".

A tíz állomásból álló teljes Minitrack hálózatot 1957 októberében állították üzembe, a tizenegyedik pedig egy hónappal később az ausztráliai Woomerában történt . Már most nyilvánvalónak kell lennie, hogy a Minitrack hálózat nem statikus dolog. Az űrprogramhoz szükséges állomásokat hozzáadtuk és kivontuk. Nagyobb műholdak nagyobb adóteljesítménnyel feleslegessé tették az olyan állomásokat, mint az Antofagasta. A kubai politikai zaklatás már 1957 szeptemberében nyilvánvalóvá tette, hogy valószínűleg a havannai állomást át kell költöztetni.

Technikai problémák

Bár egy Minitrack állomás nagyon pontosan meg tudta mérni a műholdak szögeit, ezen információk felhasználásával a pálya meghatározásához további munkára volt szükség.

  • Az állomás helyét nagyon pontosan kell tudni. A műholdak előtt minden kontinensen megvolt a saját felmérési koordinátarendszere, és a rendszerek közötti kapcsolat nem volt pontosan ismert.
  • Az állomáson mért időt pontosan ismerni kell. A megoldás az volt, hogy minden állomáson pontos órát állítottak be, és kalibrálták azt összehasonlítva a WWV rádióadásával .
  • Mivel a pontos pálya meghatározásához több megfigyelésre van szükség, az egyes állomások adatait egy központi helyre kell elküldeni a pálya meghatározásához. Ez nehéz volt, mivel az állomások rádió csendes területeken helyezkedtek el, amelyek ezért kevés kommunikációs infrastruktúrával rendelkeztek. Az amerikai hadsereg felállt és új kommunikációs létesítményeket épített az állomások számára.

Minitrack és Sputnik

1957. október 1-jéig a Minitrack elkészült, kivéve néhány teletípusú link fizetését és egyes állomások kalibrálását. Három nappal később a Sputnik 1 96 percenként elkezdte átkelni a Minitrack kerítésén; de 20 és 40 MHz frekvencián sugárzott. A Minitrack üzemeltetői tudták, hogy a Sputnik 1 elhalad a fej fölött, de 108 MHz-es interferométerekkel nem tudták nyomon követni.

A Sputnik 1 sugárzott az amatőr rádiózenekarokban, és nagy nyilvánosságot kapott, miközben a sonkák az egész világon felvették a jeleket. A hadsereg rádiómérnökei és sok amatőr október 4-én éjszaka építették és átalakították felszerelésüket a Doppler-követéshez. Nyers orbitális adatok egy napon belül rendelkezésre álltak. Az NRL-nél a minitrack csapat már megkezdte a Minitrack módosítását a 40 MHz-es vétel érdekében. A Sputnik indításáról szóló rádióhírek riasztották, hogy égették az éjféli olajvágást, 40 MHz-es dipólusokat és tervezték a hálózat módosítását. 40 MHz-es kereszteket gyorsan telepítettek a Blossom Point-ba (San Diego és Lima); később pedig Santiagóban és Woomerában. Néhány nap alatt jó nyomonkövetési adatok érkeztek. A Sputnik 1 és a Sputnik 2 jó minõsítést adott a Minitracknek.

Középkor: 1958-1962

Amikor néhány hónappal később az amerikai Explorer és a Vanguard műholdakat elindították, a Minitrack könnyen nyomon tudta követni őket. Ez elég jól működött, így a Minitrack interferométerek is képezték a következő STADAN hálózat alapvető követési módszerét.

Az utolsó elsőszámú IGY Minitrack állomás 1957 októberében kezdte meg működését a Woomerában. Néhány kisebb keverés és telepítés, valamint az ideiglenes létesítmények újjáépítése mellett a Minitrack nem változtatott jelentősen, amíg a nagy 26 m-es paraboloid antennát az új Fairbanks telephelye 1962 májusában. [...] Ebben az időszakban a Minitrack hálózat könnyen nyomon követte azokat a néhány, viszonylag egyszerű tudományos műholdat, amelyek áthaladtak a fej felett. Intenzív tervezés, kutatás és fejlesztés volt az ideje, amikor a Nation olyan űrprogramokat tervezett, amelyek hamarosan telítették a Minitrack képességeit.

Átalakítás STADAN-vá

Ahogy a műholdak egyre nagyobbak és kifinomultabbak lettek, számos olyan probléma merült fel, amelyeket a Minitrack nem tudott jól kezelni, és néhány olyan képességet, amelyekre nem volt szükség. Ezek a következők voltak:

  • Műholdak poláris pályán. Ehhez új webhelyek követésére volt szükség.
  • Műholdak szinkron pályán. Ezeknek van olyan csapágya, amely lassan változik (vagy teljesen álló lehet). Ezáltal a szögkövetés sokkal kevésbé hasznos. Ebben az esetben a hatótávolságra és a hatótávolságra van szükség, különösen az ilyen műholdak manőverezéséhez. A Minitrack nem tudta elvégezni ezeket a méréseket. Nagyon hasonló helyzet áll fenn olyan műholdak esetében, amelyek excenteres pályákon közel vannak az apogéjához.
  • Sokkal nagyobb adatátviteli sávszélességekre, és ennélfogva nagyobb antennákra van szükség. A Nimbus volt az első műhold, amely hangsúlyozta ezt a kérdést, mivel nem csak az alapvető telemetria helyett kezdett képeket adni.
  • Újabb és automatizáltabb telemetriai és parancsnoki lehetőségek, ahogy a műholdak száma és kifinomultsága nőtt.
  • Sokkal kevesebb szükség van a vakkövetésre. Mivel az indítópályák javították nyomon követését, jó orbitális elemek álltak rendelkezésre, még mielőtt a rakéta elhagyta volna a hatótávolságot.

Ezen új igények kielégítése érdekében számos alapvető változtatást hajtottak végre a Minitrack hálózatban.

  • Webhely-változtatások, bezárások és kiegészítések.
  • Egyes helyeken nagyobb 12 méteres és 26 méteres edények hozzáadása.
  • Hozzáadva a Goddard Range és Range Rate követő berendezéseket (GRARR).
  • Új automatikus követési telemetria és parancsantennák (SATAN) hozzáadása.
  • Nagyobb és automatizáltabb földi kommunikációs kapcsolatok az állomások között.

Az így létrejövő 1960-as évek eleji hálózatot Spacecraft Tracking and Data Acquisition Network -nek vagy STADAN-nek hívták.

Lásd még

Hivatkozások

Bibliográfia

  • William R. Corliss (1974). "A NASA CR 140390 számú technikai jelentése, Az Űrkövető és Adatgyűjtő Hálózat (STADAN), az Űrhajózási Hálózat (MSFN) és a NASA Kommunikációs Hálózata (NASCOM) története". NASA. hdl : 2060/19750002909 . A citáláshoz szükséges napló |journal= ( segítség ) 100MB PDF fájl. Kifejezetten nem védett szerzői joggal.
  • Schroeder, Kalifornia; Looney, Jr., CH; Asztalos, ifj., HE (1957). "Project Vanguard # 18. Jelentés" . Haditengerészeti Kutatólaboratórium, Washington DC. A citáláshoz szükséges napló |journal= ( segítség ) CS1 maint: több név: szerzők listája ( link )