dello SCaN (Space Communications and Navigation) Testbed prima di essere inviato sulla Stazione Spaziale Internazionale. Crediti: NASA
Nelle missioni spaziali il volume dei dati inviati a Terra cresce sempre più e tecnici e ricercatori sono impegnati per ampliare le capacità di trasmissione e ricezione di informazioni insieme ai sistemi ad esse collegati per soddisfare questa fondamentale esigenza.
La NASA conosce bene il problema e negli ultimi anni ha aperto l’era delle comunicazioni satellitari nella banda Ka. Nello spettro elettromagnetico, questa banda si colloca ad una frequenza di circa 26 GHz (26 miliardi di herz), dieci volte più alta della banda S, attualmente utilizzata da molte missioni NASA, ma che rispetto ad essa permette velocità di trasmissione dei dati centinaia di volte superiori. Il balzo in avanti è enorme e può essere paragonato a quello che è accaduto qualche decennio fa nelle nostre case, con l’avvento delle trasmissioni radiotelevisive satellitari. Prima i canali TV venivano irradiati solo nella frequenza denominata VHF, più bassa di 50 volte rispetto ai segnali via satellite e soprattutto assai meno efficiente rispetto ad essi.
Tuttavia le comunicazioni in banda Ka richiedono sistemi tecnologici dedicati e sviluppati ad hoc. Per questo gli ingegneri del Glenn Research Center della NASA a Cleveland e della Harris Corporation hanno sviluppato un innovativo dispositivo radio che può adattarsi via software per sfruttare tutte le potenzialità offerte dalla banda Ka e attualmente in piena fase di valutazione operativa sulla Stazione Spaziale Internazionale, nell’ambito dello SCaN (Space Communications and Navigation) Testbed.
“Ogni missione spaziale ha una sua specifica serie di necessità operative per quanto riguarda le comunicazioni”, dice Richard Reinhart, responsabile scientifico di SCaN. “Questo tipo di radio gestite da software, le Software Defined Radio ( SDR), ci permettono di caricare di volta in volta nuovo software su sistemi elettronici già operativi nello spazio . Così possiamo estendere molto più facilmente le missioni, risolvere problemi improvvisi che possono presentarsi e persino adattare le telecomunicazioni a nuove richieste scientifiche, semplicemente modificando il software. Poiché queste sono in primis piattaforme per il trattamento dei segnali, in sostanza computer collegati ad un’antenna, possiamo caricare in esse nuove istruzioni e cambiare le caratteristiche del sistema radio, come la frequenza operativa o le caratteristiche del segnale trasmesso. Nel caso di quelle in prova sulla ISS, ad esempio, possiamo variare arbitrariamente la velocità di trasmissione dei dati tra zero e 400 megabit al secondo”.
Questa flessibilità operativa può essere decisiva quando, per le più diverse cause, come un problema all’elettronica o una semplice interferenza, il processo di invio e ricezione dei segnali subisce delle variazioni. Il sistema radio in banda Ka sulla Stazione Spaziale Internazionale proseguirà i test fino al 2016. “L’obiettivo è quello di utilizzarlo ogni giorno per dimostrarne l’efficienza e l’affidabilità in orbita” conclude Reinhart .