미니트랙

Minitrack

미니트랙 네트워크는 1957년에 가동된 미국 최초의 위성 추적 네트워크였다.그것은 스푸트니크, 뱅가드, 탐험가, 그리고 다른 초기 우주 노력을 추적하는데 사용되었다.미니트랙은 우주선 추적 및 데이터 수집 네트워크(STAAND)와 유인 우주 비행 네트워크(MSFN)의 창시자였다.

오리진스

1950년대 중반 인공위성에 대한 제안이 떠돌자 이를 추적하는 문제가 자연스럽게 불거졌다.다음 세 가지 접근법을 고려했다.

광학·레이더 접근은 협력적 대상이 필요하지 않았지만, 시야가 매우 작기 때문에 애초에 획득이나 목표물 찾기의 큰 문제가 있었다.NRL 제안은 대상에 송신기가 필요했지만 넓은 시야의 어느 곳에서도 쉽게 표적을 측정할 수 있었다.NRL 제안이 받아들여져 미니트랙 역의 기초가 되었다.

NASA 역사 문서:[1]

1955년 4월 초, 밀턴 로젠, 존 멘겔, 로저 이스턴은 NRL에 비공식적으로 모여 '최소 추적 가능한 위성 제안서(미니트랙)'라는 제목의 문서를 작성했다.로젠에 따르면, 이 주요 보고서에는 날짜와 저자가 기재되어 있지 않지만, 로젠에 따르면, 그것은 1955년 4월 13일 "과학 위성 프로그램"[2]이라는 제목과 NRL 로켓 개발 지부에서 작성한 보다 공식적인 보고서 뒤에 불과 며칠 뒤에야 발표되었다.이 문서의 부록 B에는 "미니트랙 시스템"이라는 라벨이 붙어 있었고, 며칠 전의 그것과 거의 동일했다.현재 종이에 처음 등장하는 미니트랙이라는 이름은 존 멩겔(John Mengel)에 의해 만들어졌다.

개발

원래 제안서는 한 쌍의 역밖에 없었다.그러나 이것은 곧 불충분하다는 것을 깨달았다.NASA 역사에서:[3]

1955년이 끝나기 전에 생각은 급격히 바뀌었다.첫째, 단일 관측소 쌍이 매우 제한된 지리적 범위를 제공하여 데이터 수집을 어렵게 하고 궤도 데이터의 축적을 매우 느리게 할 것이라는 사실이 실현되었다.다음에 미국 남부 전역의 네 쌍의 방송국이 제안되었다."라디오 울타리"라는 생각은 이 제안에 함축되어 있었다. 즉, 위성이 자주 교차해야 하는 겹치는 안테나 패턴의 긴 사슬을 만드는 것이다.문제는 뱅가드 위성의 계획된 궤도경사가 너무 많은 시간 동안 미국 남부로부터 그것을 멀리하게 한다는 것이었다.다음 논리적 단계는 위성이 거의 모든 궤도를 통과할 남북의 긴 울타리를 건설하는 것이었다.그러나 뱅가드 프로그램은 쌍체 관측소들의 긴 사슬을 재정적으로 지원할 수 없었다. 게다가, 더 나아가서는 곧 완전한 궤도 데이터가 각도(인터페리미터) 추적만으로 계산될 수 있다는 것을 보여주었다.이러한 사고방식의 변화는 75도선을 따라 흩어져 있는 9개의 단일 미니트랙 관측소를 설명하는 보고서에서 나타났다.유감스럽게도 일부 엔지니어들의 범위와 속도 측정 능력이 떨어졌다.

외국토지 미니트랙 역의 기술적 만족도가 한 가지였다. 더 가공할 만한 것은 부지 협상, 부지 준비, 물류였다.특히 미군 기지에 민감하고 교통과 통신시설이 원시적인 남미 국가들의 상황은 급박했다.불행히도, 미니트랙 방송국들은 또한 필요한 통신 링크와 공급 시설과 공존하지 않는 무선 정숙 장소를 필요로 했다. [...]

사이트 선정 팀은 6개의 남미 지역을 선정했다.하바나, 파나마, 키토, 리마, 앙투파가스타, 산티아고; 하지만 누가 미국 밖에 역을 적절히 설치하는 당당한 임무를 맡겠는가?IAGS 경험 덕분에 미 육군은 논리적인 선택이었다.1956년 9월 육군 공병대장은 NRL의 요청으로 6개 현장에 공사를 시작했다.보다 구체적으로 말하면, 그 임무는 특별히 창설된 육군지도국의 프로젝트 뱅가드 태스크포스에게 넘어갔다.여기서 언급해야 할 것은, 비록 대도시에 가깝지만, 남미 유적지는 일반적으로 현대적인 시설과 관련 무선 소음으로부터 어느 정도 떨어져 있었다는 것이다.고립과 원시적인 환경은 초기 물류와 운영자의 사기 문제를 야기했다.

미국 대륙의 미니트랙 부지는 더욱 쉽게 설립되었다.해군은 Blooming Point와 샌디에이고 역을 설치, 운영했으며, 후자는 캘리포니아 주 슐라 비스타 근처의 브라운 해군 보조 공군 기지에 있고 해군 전자 연구소에서 운영했다.케이프 커내버럴에서 역까지의 역들은 영국과 협력하여 설치되었고 미 해군과 공군이 운영하였다.추적요건, 물류, 지원시설 등에 대한 심의를 거쳐 마침내 애초 계획했던 바부다와 마야과나 대신 다운 레인지 역에 앤티가와 그랜드 투르크가 선택되었다.]

워싱턴DC에서 남동쪽으로 56㎞밖에 떨어지지 않은 블러썸 포인트 역은 1956년 7월 가동에 들어갔으며, 곧 미니트랙 운영자 훈련본부와 미니트랙 장비 시험시설로 채용됐다.IGY 기간 동안 그리고 그 후에 많은 외국인들은 블로섬 포인트에서 미니트랙 코스를 밟았다.실제로 미니트랙과 스타단 역에서 외국인들을 고용하고 훈련시키겠다는 NRL과 NASA의 의지는 미국 시설을 외국 땅에 배치하는 과제를 크게 완화시켰다.미니트랙 방송국들은 미국의 비정치적이고 무연고 대표로서 여러 번 "그들의 지위를 얻었다"고 말했다.

10개 역의 완전한 미니트랙 네트워크는 1957년 10월 동안 운영되었고, 11번째 역은 한 달 후 호주 우메라에서 추가되었다.미니트랙 네트워크가 정적인 것이 아니었다는 것은 이미 명백해야 한다.우주 정거장은 필요한 우주 프로그램으로 추가되고 감산되었다.송신기 전력이 더 큰 위성은 안토파가스타와 같은 관측소를 중복으로 만들었다.쿠바에서의 정치적 괴롭힘은 빠르면 1957년 9월 하바나 역을 옮겨야 할 것이라는 것을 분명히 했다.

기술적 문제

미니트랙 스테이션은 위성에 대한 각도를 매우 정확하게 측정할 수 있지만, 궤도를 결정하기 위해 이 정보를 사용하여 추가 작업이 필요했다.[4]

  • 역의 위치는 매우 정확하게 알 수 있어야 한다.위성 이전에 각 대륙은 자체 측량 좌표계를 가지고 있었으며, 이들 계통 사이의 관계를 정확히 알 수 없었다.
  • 역에서의 시간은 정확히 알아야 한다.각 방송국에 정확한 시계를 설정하고, WWV의 무선 송신과 비교하여 보정하는 것이 해법이었다.
  • 정확한 궤도를 결정하기 위해서는 둘 이상의 관측치가 필요하기 때문에 각 관측소의 데이터는 궤도를 결정하기 위해 중앙 위치로 보내져야 한다.이는 방송국이 무선 조용한 지역에 위치해 있어서 통신 인프라가 거의 없었기 때문에 어려웠다.미군은 이 기지들을 위한 새로운 통신 시설을 건설했다.

미니트랙과 스푸트니크

1957년 10월 1일까지는 일부 텔레타이프 링크의 체크아웃과 일부 스테이션의 교정을 제외하고는 미니트랙이 완성되었다.3일 후, Sputnik-1은 96분마다 미니트랙 울타리를 건너기 시작했지만, 20MHz와 40MHz로 전송되고 있었다.미니트랙 운영자들은 스푸트니크 1호가 오버헤드를 지나고 있다는 것을 알았지만 108MHz 인터페로미터로는 추적할 수 없었다.

스푸트니크 1호는 아마추어 무선 밴드로 송신하고 전 세계 햄들이 신호를 포착해 좋은 홍보를 얻고 있었다.육군 라디오 엔지니어들과 많은 아마추어들은 1957년 10월 4일 밤 도플러 추적을 위해 장비를 만들고 개조하는 데 시간을 보냈다.조잡한 궤도 데이터는 하루 만에 입수할 수 있었다.NRL에서 미니트랙 팀은 이미 40MHz 수신을 위한 미니트랙 수정에 착수했다.스푸트니크 발사 소식을 라디오에 알린 그들은 심야 석유 절단 작업과 계획 네트워크 개조 작업을 벌였고 블로섬 포인트, 샌디에이고, 리마에는 40MHz의 십자가가 설치되었고, 이후 산티아고와 우메라에는 40MHz의 십자가가 빠르게 설치되었다.며칠 사이에 좋은 추적 데이터가 들어오고 있었다.스푸트니크 1호와 스푸트니크 2호는 사실 미니트랙에게 셰이크다운 좋은 실점을 선사했다.[5]

중년기: 1958-1962

몇 달 뒤 미국의 인공위성 익스플로러와 뱅가드가 발사되자 미니트랙은 이들을 쉽게 추적할 수 있었다.이는 미니트랙 인터페로미터도 후속 스타단 네트워크의 기본 추적 방식을 형성할 정도로 충분히 효과가 있었다.[6]

마지막 프라임 IGY 미니트랙 역은 1957년 10월 우메라에서 운영되었다.약간의 사소한 흔들림과 부지 추가, 임시 설치의 재구축을 제외하고는 1962년 5월 새로운 페어뱅크 사이트에 26m의 대형 파라볼로이드 안테나가 설치되기 전까지는 미니트랙에 큰 변화가 없었다.[...] 이 기간 동안 미니트랙 네트워크는 몇 안 되는 비교적 단순한 과학위성을 쉽게 추적했다.머리 위를 지나가다국가가 곧 미니트랙의 역량을 포화시킬 우주 프로그램을 기획하면서 치열한 기획과 연구, 개발의 시간이었다.[7]

스타단 변환

인공위성이 커지고 정교해지면서 미니트랙이 잘 다루지 못하는 문제점도 적지 않았고, 필요 없는 기능도 일부 있었다.여기에는 다음이 포함된다.

  • 극 궤도에 있는 위성들.이를 위해서는 추적할 새로운 사이트가 필요했다.
  • 동기 궤도를 도는 위성들.이러한 베어링은 천천히 변화하거나 완전히 정지할 수 있는 베어링을 가지고 있다.이것은 각도 추적을 훨씬 덜 유용하게 만든다.이 경우에 특히 그러한 위성의 기동 시에 필요한 것은 사정거리와 사정거리 비율이다.미니트랙은 이러한 측정을 할 수 없었다.편심 궤도에서 아포기에 가까운 위성에도 매우 유사한 상황이 존재한다.[8]
  • 훨씬 더 큰 데이터 반환 대역폭의 필요성, 따라서 더 큰 안테나의 필요성.님버스는 이 문제를 강조한 최초의 위성이었는데, 이는 단순한 기본적인 원격 측정보다는 사진을 돌려주기 시작했기 때문이다.[9]
  • 인공위성의 수와 그 정교함이 증가함에 따라, 점점 더 자동화된 원격측정 및 지휘 시설들이 늘어났다.
  • 맹목적인 추적은 필요 없어발사 범위가 추적 능력을 개선하면서 미사일이 사정거리를 벗어나기도 전에 좋은 궤도 요소들을 이용할 수 있게 됐다.[10]

이러한 새로운 요구를 충족시키기 위해 Minitrack 네트워크에 다음과 같은 많은 근본적인 변경이 이루어졌다.[11]

  • 사이트 변경, 폐쇄 및 추가.
  • 일부 사이트에서는 12m(39ft)의 대형 접시와 26m(85ft)의 접시를 추가한다.
  • GRARR(Goddard Range and Range Rate Tracking 장비) 추가.[12]
  • 새 자동 추적 원격 측정 및 명령 안테나(SATAN) 추가.[13]
  • 스테이션 간의 더 크고 자동화된 지상 통신 링크

그 결과로 생긴 1960년대 초의 네트워크는 우주선 추적 및 데이터 획득 네트워크, 즉 STADAN이라고 불렸다.

참고 항목

참조

  1. ^ 콜리스, 페이지 17
  2. ^ "A Scientific Satellite Program". 5 July 1955. NRL Memo 487.
  3. ^ 콜리스, 페이지 21.
  4. ^ 콜리스, 페이지 28
  5. ^ 콜리스, 페이지 29.
  6. ^ 콜리스, 페이지 30.
  7. ^ 콜리스, 36페이지
  8. ^ 코리스, 페이지 50.
  9. ^ 콜리스, 페이지 49.
  10. ^ 콜리스, 페이지 47.
  11. ^ 콜리스, 페이지 47
  12. ^ 코리스, 52페이지
  13. ^ 콜리스 54쪽

참고 문헌 목록

  • William R. Corliss (1974). "NASA Technical report CR 140390, Histories of the Space Tracking and Data Acquisition Network (STADAN), the Manned Space Flight Network (MSFN), and the NASA Communications Network (NASCOM)". NASA. hdl:2060/19750002909. {{cite journal}}:Cite 저널은 필요로 한다. journal=(도움말)
  • Schroeder, C. A.; Looney, Jr., C. H.; Carpenter, Jr, H. E. (1957). "Project Vanguard Report #18". Naval Research Laboratory, Washington D.C. {{cite journal}}:Cite 저널은 필요로 한다. journal=(도움말)CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크)