Кратко

  • Изменение наклонения орбиты TDRS-1 открыло плановый маршрут между Amundsen–Scott South Pole Station и White Sands Complex в штате Нью-Мексико.
  • Двунаправленный IP-канал S-диапазона на 1,024 Мбит/с и передача файлов в Ku-диапазоне, сначала на 2–10 Мбит/с, решали разные задачи. 50 Мбит/с были перспективной проектной ёмкостью радиолинии.

На Южном полюсе уже существовали средства связи. Сложнее было вернуть данные. Система South Pole Satellite Data Link использовала спутники на полярных орбитах, чтобы передавать научные файлы с Amundsen–Scott South Pole Station на McMurdo Station, а оттуда — дальше в США. Окна связи были короткими: в оценке NASA за 1991 год периоды одновременной видимости спутника и наземных станций обычно составляют около 10–15 минут. Позднее NASA описала, что этот канал доставлял в McMurdo Station небольшие объёмы картографических данных, но вернуть их в США было почти невозможно. Ограничением был маршрут, особенно его последний участок, а не отсутствие исследований или вычислительной техники на станции.

Выход нашёлся благодаря необычному обстоятельству. Спутник-ретранслятор NASA TDRS-1 старел, а наклонение его орбиты менялось. Поэтому спутник мог видеть оба полюса. NSF и команда Центра космических полётов имени Годдарда приспособили систему для наземной станции: в Amundsen–Scott South Pole Station установили неподвижную антенну и связали её через TDRS-1 с White Sands Complex в Нью-Мексико. В записи NASA об установке указан декабрь 1997 года. Позднейшая ретроспектива агентства датирует первый сигнал 12 декабря, а официальный ввод в эксплуатацию — 9 января 1998 года.

SPTR не был одним каналом с одной скоростью. В технической заметке NASA за 1999 год описан двунаправленный IP-сервис S-диапазона на 1,024 Мбит/с. Пока TDRS-1 был виден, маршрутизаторы на Южном полюсе и в White Sands Complex могли обмениваться трафиком. Отдельный канал Ku-диапазона передавал файлы с полюса в White Sands Complex. В современной проекту эксплуатационной документации начальная скорость передачи файлов указана как 2–10 Мбит/с. 50 Мбит/с означали будущую проектную ёмкость радиолинии, а не скорость, доступную пользователям с самого начала.

Передача файлов напоминала почтовый ящик. Исследователь копировал файл в каталог «mailbox» файлового сервера станции. Во время ежедневного сеанса TDRSS система SPTR переносила содержимое ящика на файловый сервер в White Sands Complex. Затем исследователь получал копию по FTP с сервера, подключённого к интернету и доступного круглосуточно. Круглосуточная доступность относилась к наземному серверу, а не к постоянной видимости спутника. Два сервера и расписание превратили прерывистый космический канал в рабочий процесс для науки.

План эксплуатации прямо описывал ограничения. Центр управления сетью ежемесячно публиковал расписание, рассчитанное по периодам видимости. У SPTR был более низкий приоритет, чем у поддержки аппаратов на орбите. Планировщики старались выделять каждый день непрерывное окно, но не могли сделать Южный полюс главным пользователем общей сети ретрансляции. За своими файлами следили сами пользователи; оперативная голосовая связь с персоналом станции не предусматривалась. Система позволяла удалённо контролировать эксперименты и возвращать большие наборы данных, однако не устраняла изоляцию станции и не создавала постоянный широкополосный доступ.

Историческое изменение состояло в более управляемом обратном маршруте, а не в том, что спутник принёс интернет на континент без связи. Научная станция уже работала; новым стал путь вывода её данных. Он зависел от временно благоприятной орбитальной геометрии, спутника и наземного комплекса NASA в White Sands Complex, научных требований NSF и готовности исследователей подстраивать работу под расписание. Позднейшие применения, в том числе телемедицина в 1999 году, показывают, насколько важной стала эта связь, но не описывают первоначальные возможности системы.

Первоначальное оборудование SPTR заменили в 2009 году; обновлённая система получила название SPTR-2.

Источники