Система связи NASA (Ground) Communications System ( NASCOM ) управляет наземной связью между наземными станциями , центрами управления полетами и другими элементами наземных сегментов космических аппаратов . Созданная в 1964 году, NASCOM обеспечивает по всему миру, практически в реальном времени , передачу команд , телеметрии , голоса и телевизионных сигналов. Она управляется из Центра космических полетов имени Годдарда NASA в Гринбелте , штат Мэриленд . [1] [2]
Сеть NASCOM включает в себя микроволновые линии связи , подводные кабели связи , наземные линии связи и сетевые центры в Годдарде и по всему миру. [2] [3]
До появления NASCOM сеть Minitrack , использовавшаяся для отслеживания полетов Sputnik , Vanguard , Explorer и других ранних космических аппаратов, в значительной степени полагалась на поставляемые военными телетайпные линии, которые были ограничены примерно 30 битами в секунду. Научные данные миссий Vanguard записывались на наземных станциях на магнитную ленту и отправлялись авиапочтой в центр управления в Военно-морской исследовательской лаборатории . Такая зависимость от военных линий и станций несколько подрывала чисто научный климат, который ВМС и НАСА стремились продвигать. [2]
По мере того, как в начале 1960-х годов NASA разрабатывало более совершенные спутники, возможности телеуправления росли, и Minitrack уже не хватало. Позже, когда NASA набирало персонал из армии и промышленности, оно начало накапливать внутреннюю базу знаний для широкополосных компьютерных сетей в реальном времени. Сетевые технологии, используемые в NORAD и полуавтоматической системе защиты наземной среды (SAGE), способствовали развитию NASCOM. [2]
NASCOM начал формироваться в начале 1960-х годов и был официально создан в 1964 году под управлением недавно сформированного Управления слежения и сбора данных. [1] [2] NASCOM объединил три сети слежения и сбора данных NASA в то время: Сеть слежения и сбора данных космических аппаратов (STADAN), Сеть пилотируемых космических полетов (MSFN) и Сеть дальнего космоса (DSN). [2]
Пилотируемые миссии, начавшиеся с проекта Mercury в 1958 году, требовали голосовой цепи в реальном времени в дополнение к каналам данных и повышенной надежности. Спецификации для Mercury Network были выпущены 21 мая 1959 года, устанавливая базовую линию с центром управления полетами на мысе Канаверал (позже Хьюстон ), конвергенцией данных в Годдарде и коммутационными станциями за рубежом для обеспечения избыточности и транкинга по дорогим трансокеанским кабелям. Эти решения определили NASCOM на последующие годы. [2]
Сеть Mercury была разработана Tracking and Ground Instrumentation Unit (TAGIU) в Лэнгли при поддержке Goddard. Она состояла из голосовой сети и телетайпной сети на отдельных каналах, каждая с резервным каналом. Телетайпная сеть, основанная на Western Union Type 111 Torn-Tape Relay System, не предлагала никакого улучшения скорости по сравнению с сетью Minitrack, хотя и позволяла коммутацию на основе кодированных адресов. Между Goddard и Cape Canaveral была установлена магистральная линия передачи данных с четырьмя голосовыми каналами, каждый из которых мог передавать 1000 бит в секунду. Позже голосовые каналы связи были установлены с наземных станций STADAN и Бермудских островов. [2]
Mercury Network была разработана в условиях значительного дефицита времени, и интеграция новых цепей с существующей сетью Minitrack была низким приоритетом. Сети Minitrack, Mercury и JPL в конечном итоге были интегрированы, хотя и медленно; в июле 1963 года в Годдарде было сформировано интегрированное коммуникационное подразделение для координации всех наземных коммуникаций NASA, которое стало известно как NASCOM. Это объединение было частью более широких усилий по стандартизации коммуникаций между федеральными агентствами (Национальная система коммуникаций) в ответ на трудности, возникшие во время Карибского кризиса . [2]
Программа Gemini представила цифровое кодирование для того, что впоследствии стало сетью NASCOM, обеспечив конвергенцию разрозненных сетей NASA. Между 1964 и 1966 годами в сеть было внесено несколько других усовершенствований, в основном для поддержки потребностей пилотируемых миссий. Системы коммутации с разрывающейся лентой и электромеханические системы были заменены твердотельными , автоматизированными системами, а коммутационный центр в Годдарде был перепроектирован для повышения надежности и производительности с использованием компьютеров IBM 7094 и UNIVAC 490. Голосовые возможности были расширены на все MSFN, DSN и другие сайты, а в зарубежных коммутационных центрах было введено мультиплексирование телетайпных сообщений. [2]
Программа «Аполлон» потребовала расширения линий NASCOM для обработки возросшего трафика связи, включая телевизионные сигналы. К 1969 году было проложено 2,0 миллиона миль (3,2 миллиона км) линий. К 1974 году NASCOM стала крупнейшей широкополосной сетью связи в реальном времени в мире, связывающей все континенты, за исключением Азии и Антарктиды, и позволяющей вести двусторонний «диалог» с космическими аппаратами из централизованного центра управления полетами. [2]
Примечательно, что Apollo также подстегнул разработку спутников связи . В июне 1965 года NASA привлекло Communications Satellite Corporation (COMSAT) для запуска трех геосинхронных спутников для поддержки связи с кораблями слежения Apollo . Два из этих космических аппаратов были успешно запущены и начали обрабатывать коммерческий трафик в дополнение к поддержке Apollo. [2]
В течение всей программы «Аполлон» продолжались постепенные улучшения NASCOM. Высокоскоростные терминалы данных были внедрены по всему миру, были созданы новые центры управления связью и резервные центры, линии были модернизированы для поддержки более высоких скоростей передачи данных, станции DSN были интегрированы в систему коммутации телетайпов, а в Сиднее был создан центр управления видео для переключения между антеннами и обработки цветных сигналов для телевизионного вещания. [2]
В июле 1967 года Директорат систем слежения и передачи данных был разделен, и NASCOM стал частью нового Директората поддержки пилотируемых космических полетов. [2]
К 1983 году NASCOM включала 139 станций и 630 каналов, включая спутниковые каналы, охватывающие более 2,5 миллионов миль (4,0 миллиона км), при этом почти все эти каналы были арендованы . [4] : 622
Развитие сети NASCOM продолжалось в 1990-х годах. [5] К 1995 году NASCOM была крупнейшей из пяти глобальных сетей, эксплуатируемых NASA, с 900 арендованными каналами и бюджетом в 63 миллиона долларов. В ней работало 21 государственный служащий и 210 сотрудников по контракту по двум контрактам. Вскоре после этого NASA предприняло усилия по консолидации этих сетей, чтобы добиться экономии средств. [3] В своем Плане развития системы Nascom на 1995 финансовый год , Отдел коммуникаций NASA подвергся реорганизации, и подрядчики взяли на себя функции по эксплуатации и обслуживанию, которые ранее выполнялись государственными служащими. В плане была выражена необходимость перехода на стандартизированные сетевые системы. [6]
С появлением современных сетей с коммутацией пакетов был создан специальный протокол туннелирования для поддержки постоянного использования формата 1200-битных и 4800-битных блоков данных NASCOM «точка-точка», требующего специального оборудования и программного обеспечения. [7] NASA объявило о плане по устранению необходимости в протоколе 4800-битных блоков данных к 1997 году. [3] В 2002 году NASA профинансировало исследование по замене блоков данных NASCOM службой расширения космических каналов CCSDS . [7] С 2007 года блоки данных NASCOM считались «устаревшим» протоколом и продолжали инкапсулироваться в IP- пакеты для передачи по сети интегрированных служб NASA (NISN). [8]