La descrizione della configurazione dei radar
montati a bordo dello Shuttle

Presentazione semplice

La missione SRTM viene realizzata adoperando come vettore spaziale la navetta americana Shuttle Trasportation System (STS) e la strumentazione di bordo (Radar ad Apertura Sintetica) provenienti dalle missioni precedenti SIR-C/X-SAR. Tale strumentazione e’ stata modificata per poter raggiungere gli obiettivi specifici di questa missione.

Per questa missione e’ stato sviluppato dalla NASA/JPL un particolare e sofisticatissimo sistema strutturale e meccanico che permette di estendere un braccio meccanico per sessanta metri e che porta alla sua estremità altre due antenne. Queste antenne all’estremità del braccio permettono di ricevere l’eco dei radars collocati a bordo dello STS. Questo sistema di due antenne per ogni banda di frequnze permetterà di ricostruire la terza dimensione ed ottenere i prodotti topografici in entrambe le bande (C ed X). Un altro sistema molto sofisticato chiamato AODA e’ stato realizzato per controllare il movimento di estensione del braccio meccanico, verificare l’allineamento delle antenne e fornire tutti i dati necessari per la fase di elaborazione dei dati a fine missione e che sarranno registrati durante la missione a bordo dello Shuttle.

Presentazione tecnica

Gli strumenti per la missione SRTM possono essere schematizzati secondo quattro sottosistemi principali: Il Sistema Meccanico e Strutturale (SMS), il sistema radar in banda C (5.3 GHz), il sistema AODA per la determinazione delle rispettive posizioni delle antenne e il sistema radar in banda X (9.6 GHz). Dei sistemi elencati, l’SMS il radar in banda C e il radar in banda X usano l’hardware esistente del SIR-C/X-SAR a parte alcune modifiche, mentre il sistema AODA è completamente nuovo. In Fig.1 e 2 si possono osservare nel dettaglio questi sistemi a bordo dello shuttle.

Il SIR-C, che è stato sviluppato dal Jet Propulsion Laboratory (JPL), comprende due sistemi radar, basati su antenne ad apertura di tipo phased array, che possono lavorare in banda L e in banda C (la banda L non sarà nominalmente usata). I pannelli dell’antenna sono poi supportati da una struttura rigida di 4,12 m ancorata alla stiva dello shuttle. L’elettronica montata a bordo della struttura fornisce all’antenna l’alimentazione a radio frequenza, i comandi, le temporizzazioni e le funzioni di gestione dei dati. Il radar in banda C (e L) lavora sia con polarizzazione verticale che orizzontale. Questo sistema sfrutta parte dell’hardware esistente del SIR-C con l’aggiunta, fra gli altri, di un nuovo Outboard Antenna Subassembly (OAS) per fornire la possibilità di acquisire dati con una baseline interferometrica di 60 m. Il radar in banda C principale ha la possibilità di orientare elettronicamente il fascio in ogni direzione compresa tra 20° e 60° rispetto al nadir, mentre il radar in banda C secondario può sempre orientare il fascio ma tra due estremi che ancora non sono stati fissati. I dati acquisiti verranno poi archiviati su cassette digitali attraverso registratori ad alta velocità.

Il sistema X-SAR è stato sviluppato attraverso la collaborazione dell’Agenzia Spaziale Tedesca (DARA) e dall’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) ed è un SAR basato su un’antenna a guide fessurate polarizzata verticalmente. L’elettronica montata a bordo della struttura fornisce all’antenna l’alimentazione a radio frequenza, i comandi, le temporizzazioni e le funzioni di gestione dei dati. Il radar in banda X comprende l’equipaggiamento base dell’X-SAR, l’antenna addizionale (solo ricevente e montata alla fine del traliccio) e la relativa elettronica. Il radar in banda X principale può essere orientato meccanicamente in elevazione tra 15° e 60° così come quello secondario. Una volta posizionato, il fascio dell’antenna principale non verrà più spostato (nominalmente) per tutta la durata della missione. L’allineamento dei fasci delle due antenne sarà poi effettuato registrando il puntamento dell’antenna fuori bordo. I dati in banda X verranno poi archiviati su cassette digitali tramite registratori ad alta velocità.

Il sistema AODA verificherà il corretto allungamento del traliccio, il corretto allineamento dell’antenna secondaria rispetto a quella principale, ed inoltre fornirà i dati necessari a ricostruire il vettore baseline della missione SRTM, la posizione delle antenne ed i dati orbitali. Sarà poi in grado di fornire un controllo limitato sul posizionamento dell’Outboard Antenna Structure (OAS). L’AODA è composto da diversi sistemi tra cui vari sistemi di posizionamento, misuratori elettronici di distanza, unità di riferimento inerziali e GPS.

Figura 1

Figura 2

Le figure 1 e 2 mostrano la configurazione dello STS quando il braccio non e’ ancora allungato (fig 1) e quando e’ alla sua massima estensione durante la fase operativa della missione (fig. 2).