سیستم ارتباطی تلسکوپ فضایی هابل

این تصویر راهی را نشان می دهد که اطلاعات علمی و مهندسی از تلسکوپ فضایی هابل از فضا به زمین می رسد. پس از اینکه هابل یک هدف را مشاهده می کند، این اطلاعات را از طریق آنتن هایی با توان بالا مخابره می کند. ماهواره های ردیابی و رله داده ها (ایستگاه تقویت داده ها) و White Sands Complex relay ، سیگنال ها را به مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا باز پخش و تقویت می کنند. پس از بررسی برای کیفیت، داده ها برای پردازش، ذخیره سازی و توزیع به موسسه علوم تلسکوپ فضایی ارسال می شود.
تلسکوپ فضایی هابل دارای یک سیستم ارتباطی پیشرفته است که آن را قادر می سازد دستورات را از کنترل کننده های محدوده زمین دریافت و همچنین مقدار زیادی از اطلاعات علمی و مهندسی را به زمین ارسال کند.

قبل از اینکه هر دستورالعمل به هابل ارسال شود برای انجام اهداف نجومی ، ابتدا این اهداف باید توسط موسسه علمی تلسکوپ فضایی در بالتیمور، مریلند برنامه ریزی شود. سپس برنامه دستورات به مرکز کنترل عملیات تلسکوپ فضایی (STOCC) در مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا در گرینبلت، مریلند فرستاده می شود که عملیات و دستورات هابل را اجرا می کند.
STOCC برای ارتباط با هابل ازشبکه ای بنام شبکه فضایی ناسا استفاده می کند. این شبکه شامل یک مجموعه از ماهواره ها است که در مدار (geosynchronous) قراردارند به نام ردیابی وتقویت و باز پخش داده های ماهواره ای (TDRS) و همچنین تجهیزاتی در زمین وجود دارد که با آنها ماهواره ها را پشتیبانی می کنند و با آن ها ارتباط برقرار می کند. دستورات هابل از STOCC منتقل می شوند و از طریق رادیو اختصاصی در مجتمع شن سفید (تاسیسات فضایی در نزدیکی وایت ساندز، نیومکزیکو) به فضاپیمای TDRS و سپس به هابل هدایت می شوند.
TDRS به عنوان یک تقویت کننده و باز پخش دستورات و داده ها به Hubble و از آن عمل می کند. همه این انتقال ها در باند S، که یک فرکانس خاص رادیویی است انجام می شود. ماهواره ها از طریق دو نوع مختلف آنتن ها سیگنال ها را دریافت و ارسال می کنند که به نام آنتن های تک دسترسی و دسترسی چندگانه نامیده می شوند.
اصطلاحات “دسترسی چندگانه” و “تک دسترسی” به تعداد کاربران اشاره دارند که می توانند در هر لحظه به آنتن دسترسی داشته باشند. (همان طور که از مفهوم آنها پیداست آنتن چند منظوره را می توان همزمان با چندین کاربر استفاده کرد، در حالی که آنتن تک دسترسی به یک کاربر محدود می شود.) آنتن ها دو نوع سرعت انتقال سیگنال مختلف یا سرعت داده را ارائه می دهند. سرعت داده در یک آنتن تک دسترسی بیشتر ازآنتن چند منظوره است.
در هر 24 ساعت شبانه روز،هر هفته به طور متوسط 120 گیگابایت اطلاعات علمی جمع آوری می شود. این جمع آوری بیش از 3 دی وی دی از اطلاعات در هر روز است. بنابراین، آنتن های تک دسترسی در TDRS، که دارای نرخ داده بالاتر هستند، برای انتقال حجم زیادی داده های مشاهداتی از Hubble به زمین استفاده می شود. دستورالعمل ها به چنین نرخ های داده ای بالا نیازی ندارند و می توانند به هابل با استفاده از هر نوع آنتن دیگری ارسال شوند.به طور مشابه، Hubble دارای دو نوع آنتن برای ارسال و دریافت سیگنال ها است : آنتن های با ولتاژ بالا (HGAs) و آنتن کم توان (LGAs).
LGA ها آنتن های مخروطی شکل کوچک، ثابت و مارپیچی هستند که می توانند سیگنال ها را در هر جهت ارسال و دریافت کنند. تمام دستورات به Hubble از طریق LGAs دریافت می شود، که می تواند سیگنال ها را از هر دو نوع آنتن های TDRS دریافت کند. هنگامی که TDRS یک سیگنال را از زمین به هابل می فرستد ، هابل یک سیگنال را از طریق یک LGA دریافت می کند و سیگنال را به ورودی رایانه وارد می کند. سپس رایانه دستورات دریافت شده را تفسیر و اجرا می کند.HGAs بازتابنده های پارابولیک شکل هستند که می توانند اطلاعات بیشتری را از طریق LGAs بارگیری کنند. در نتیجه، HGA ها برای انتقال مقادیر زیادی از داده ها، از جمله تصاویری که تلسکوپ جمع می کند، مورد استفاده قرار می گیرد. HGA ها می توانند به هر دو آنتن چند دسترسی و تک دسترسی در TDRSاطلاعات را انتقال داده و برای انتقال سیگنال رزرو شده باشند.
گاهی اوقات هابل با مشکلی در ارتباط با شبکه فضایی مواجه است. معمولا این مسئله ناشی از یک مسئله موقت با تلسکوپ هابل است ، مشکل اتصال به TDRS یا مشکل در مجتمع شنهای سفید. هنگامی که این مشکلات رخ می دهد، هابل میتواند با شبکه نزدیک زمین (که قبلا به عنوان شبکه زمین شناخته می شود) ارتباط برقرار کند. میدان دید برای آنتن های زمینی شبکه نزدیک زمین بسیار کم است در مقایسه با فضاپیمای geosynchronous. بنابراین، شبکه نزدیکی زمین، پنجره های ارتباطی کمتر و کوتاهتر از شبکه فضایی را فراهم می کند، با محدود کردن مقدار داده ها اطلاعات می توانند منتقل شوند، بنابراین هابل تنها از آن در زمان ضرورتاستفاده می کند. برای انتقال اطلاعات ، هابل از دو نوع فرستنده برای ارسال اطلاعات به زمین استفاده می کند: فرستنده های چندگانه (MAT) و فرستنده های تک دریافت کننده S-Band (SSATs).
و در پایان هنگامی که شبکه فضایی داده ها را از هابل دریافت می کند، داده ها را به مجتمع شن سفید می فرستد. از آنجا، اطلاعات از هابل به STOCC فرستاده می شود که کنترل کیفیت را بر روی اطلاعات انجام می دهد. سپس تمام داده های علمی به STScI ارسال می شود، جایی که پردازش شده، بایگانی شده و به دانشمندان و مردم توزیع می شود.

کاری از دوست عزیز: جناب آقای مرتضی نادری فرد