En comunicaciones espaciales, la banda S se emplea en determinadas funciones de telemetría, seguimiento y comando, TT&C. La denominación habitual abarca 2–4 GHz, pero cada misión utiliza frecuencias concretas asignadas. Ese nombre no implica que todas las naves compartan canales o velocidades.
Qué transmite una línea TT&C
La telemetría comunica estados como alimentación, temperatura y actitud. Los comandos llevan instrucciones a la nave. El seguimiento puede utilizar medidas de distancia y Doppler adecuadas para estimar posición y movimiento.
Estas funciones pueden tener requisitos distintos de la descarga de grandes volúmenes científicos. Una misión puede combinar varias bandas y antenas para operaciones normales, contingencias y carga útil.
Por qué considerar la banda S
Frente a muchas aplicaciones Ku o Ka, la atenuación por lluvia puede ser menos exigente. También cuentan la disponibilidad de equipos, las dimensiones de antena y la compatibilidad de la estación terrestre.
A 3 GHz, la longitud de onda libre es aproximadamente 10 cm. La apertura y la directividad deben concordar con la actitud de la nave y el seguimiento. Una antena de cobertura amplia no aporta el mismo margen en una dirección que una de haz estrecho.
Ni la lluvia ni las obstrucciones desaparecen por elegir S. El proyecto debe incluir clima, elevación, interferencia y disponibilidad real de la red.
Banda S y banda X
| Aspecto | Comparación correcta |
|---|---|
| Nombre | S suele ser 2–4 GHz; X, 8–12 GHz. |
| Frecuencia de misión | Solo se usan los intervalos específicos previstos. |
| Apertura fija | Una frecuencia mayor puede aportar más directividad. |
| Ganancias fijas | Una frecuencia mayor aumenta el término de pérdida libre. |
| Datos | Banda útil, codificación, modulación y calidad. |
Fijar apertura física y fijar ganancias son dos comparaciones diferentes. Por ello no se puede afirmar que X siempre alcance menos ni que S sea obligatoriamente lenta.
Estaciones, retransmisión y espacio profundo
Una estación debe coincidir con la frecuencia, modulación, codificación, seguimiento y horario operativo de la misión. Los enlaces directos a tierra y los que usan un satélite de retransmisión tienen trayectorias y recursos distintos.
En espacio profundo también se emplean X y Ka. No corresponde atribuir todos los enlaces principales de Marte a S ni trasladar una velocidad de un servicio de retransmisión a cualquier nave.
La distancia produce pérdida y tiempo de propagación. La elección de S no elimina el retardo debido a la velocidad de la luz. Antenas grandes, recepción de bajo ruido y codificación ayudan a cerrar el presupuesto, con las condiciones del recorrido.
Qué determina la velocidad
Un intervalo de frecuencias que define una banda no es el ancho de un canal asignado. La velocidad útil depende de ancho de señal, relación señal/ruido, modulación, redundancia y protocolo.
No hay un valor general de 1–4 Mbit/s aplicable a todas las misiones en S. Voz, control, telemetría y datos científicos pueden exigir servicios diferentes, incluso dentro del mismo sistema.
Preparar los requisitos del enlace
- Frecuencias de subida y bajada y compatibilidad de tierra.
- Distancia y visibilidad durante las operaciones.
- Potencia, ganancias, polarización y pérdidas de alimentación.
- Ruido, banda y tasa de error requerida.
- Actitud normal y de contingencia, seguimiento y margen.
- Interfaces eléctricas, térmicas y mecánicas.
A frecuencia y ganancias constantes, duplicar la distancia añade aproximadamente 6 dB al término de pérdida libre. Esa relación ilustra por qué no se trasladan condiciones de un satélite cercano a una sonda lejana sin recalcular.
Referencias: NASA sobre comunicaciones de naves pequeñas y bandas satelitales de ESA. Especifica el enlace al comparar antenas SATCOM Dolph Microwave.
