Meer dan 50 jaar geleden, aan het begin van de menselijke ruimtevlucht, de eerste dappere astronauten konden slechts voor ongeveer 15 procent van elke baan om de aarde communiceren met mission control operators. Als dit vandaag waar zou zijn, het internationale ruimtestation zou slechts minder dan 15 minuten in contact zijn met de grond vanuit zijn baan van 90 minuten. Vandaag, bijna continue communicatie met het ruimtestation en andere om de aarde draaiende missies is mogelijk via een ruimtegebaseerd communicatienetwerk dat een bijna continue wereldwijde communicatiedekking mogelijk maakt voor zowel astronauten als robotmissies.

NASA's Tracking and Data Relay Satellites (TDRS) hebben sinds de lancering van de eerste satelliet kritieke communicatie- en navigatiediensten geleverd aan NASA's missies als onderdeel van het Space Network (SN). TDRS-A, in 1983. De volgende satelliet in het netwerk, TDRS-M, staat gepland voor lancering op 18 augustus, 2017. De satellieten krijgen in eerste instantie een letteraanduiding, en wanneer ze hun baan bereiken en operationeel worden, hun naam verandert van een letter in een cijfer. Met de toevoeging van TDRS-M aan de vloot, aan te duiden als TDRS-13, de SN zal medio 2020 in staat zijn om ruimtecommunicatie en navigatieondersteuning te bieden.

Het Space Network is een communicatienetwerk gebouwd en beheerd door NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. Het TDRS-programma werd in 1973 opgericht om de afhankelijkheid van NASA van grondstations over de hele wereld te verminderen. Voorafgaand aan TDRS, ruimtemissies zoals Skylab (Amerika's eerste ruimtestation) en de spaceshuttle konden alleen communiceren met hun grondteams terwijl ze boven de grondstationantennes van het communicatienetwerk passeerden. Deze passen duurden slechts enkele minuten, resulterend in onderbroken communicatie.

Toen de eerste twee TDRS operationeel waren, De dekking van ruimtevaartuigen in een lage baan om de aarde steeg tot 85 procent. De onbedekte 15 procent, boven de Indische Oceaan, stond bekend als de "zone van uitsluiting, " of ZOE. Met de bouw van de Guam Remote Ground Terminal, in 1998 operationeel verklaard, de ZOE werd gesloten en de dekking van missies in een baan om de aarde nam toe tot meer dan 99 procent van elke baan. Deze constante communicatie is essentieel voor NASA's menselijke en wetenschappelijke missies.

Momenteel, er zijn negen TDRS in een baan om de aarde, gelegen boven de Atlantische Oceaan, de Stille Oceaan en de Indische Oceaan. Via drie verschillende frequenties van radiogolven (S-band, Ku-band en Ka-band), TDRS uplinks en downlinks meer dan 99 procent van NASA's missiegegevens en levert gegevens voor het navigeren van die missies in een lage baan om de aarde. De verschillende frequenties kunnen verschillende hoeveelheden data tegelijk communiceren. Ka-band, bijvoorbeeld, kan de meeste gegevens tegelijkertijd van de drie communiceren. Ruimtevaartuigen sturen hun gegevens via TDRS naar grondstations die de ontvangen gegevens vervolgens doorsturen naar wetenschappers en degenen die de missie uitvoeren voor analyse en mogelijke nieuwe ontdekkingen over het universum.

Kort nadat TDRS-10 werd gelanceerd, NASA stelde vast dat aanvulling van de vloot met extra satellieten nodig was en begon te werken aan de derde generatie:TDRS-11, TDRS-12 en TDRS-M. Hoewel elke TDRS-generatie verschillend is (bijvoorbeeld de tweede en derde TDRS-generatie bieden Ka-band-service met hogere datasnelheden dan de eerste generatie), ze zijn functioneel identiek, het leveren van betrouwbare ruimtecommunicatiediensten.

NASA ontwikkelt momenteel zijn volgende generatie ruimtecommunicatie-architectuur, inclusief lasercommunicatie, ook wel optische communicatie genoemd, die gegevens codeert op een lichtstraal die wordt verzonden tussen ruimtevaartuigen en uiteindelijk naar aardterminals. Zowel radio als lasers reizen met de snelheid van het licht, maar lasers reizen in een hogere frequentiebandbreedte. Daardoor kunnen ze meer informatie vervoeren dan radiogolven, wat cruciaal is wanneer missies enorme hoeveelheden gegevens verzamelen en weinig tijd hebben om die gegevens terug naar de aarde te sturen.

De wetenschappelijke gegevens die de afgelopen 34 jaar van TDRS zijn ontvangen, hebben essentiële inzichten opgeleverd voor het doen van ontdekkingen over ons universum. Een bijzonder opmerkelijke ontdekking werd in 2006 bekroond met de Nobelprijs voor natuurkunde voor de ontdekking en karakterisering van zwarte lichamen van kosmische microgolfachtergrondstraling van de Cosmic Background Explorer (COBE) -missie.

Lasercommunicatie kan een volgende stap zijn in ruimtecommunicatie voor NASA's ruimtecommunicatienetwerken, en ongeacht de gebruikte technologie, het Space Network zal de komende jaren samen met het ruimtestation en meer dan 40 andere NASA-missies zorgen voor kritieke navigatie- en communicatieconnectiviteit, de klok rond en over de hele wereld.