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El Microwave Landing System (MLS, Sistema de Aterrizaje por Microondas) es un sistema de aterrizaje de precisión que emplea haces de radar para la guía del avión en su fase de aterrizaje. Fue desarrollado por el servicio militar de los Estados Unidos, cuya principal motivación fue paliar una de las mayores limitaciones de su predecesor, el Instrument Landing System (ILS, Sistema de Aterrizaje Instrumental): la presencia de irregularidades en el terreno y distorsiones ocasionales que mermaban su funcionalidad. El MLS tiene una serie de ventajas operativas, incluyendo una amplia selección de canales para evitar interferencias con otros aeropuertos cercanos, un excelente funcionamiento en cualquier clima, un equipamiento más preciso, y un menor coste.

Historia[editar]

La versión estadounidense del MLS fue desarrollada en conjunto por la FAA, la NASA, y el Departamento de Defensa de los Estados Unidos. Diseñada para proporcionar la orientación de navegación necesaria para una alineación exacta y el descenso de la aeronave en la aproximación a una pista. Proporcionaba el acimut, la elevación y la distancia. Los canales del MLS también eran utilizados para comunicaciones de corto alcance con los controladores del aeropuerto, permitiendo frecuencias de larga distancia para ser entregadas a otra aeronave.

En Australia, el diseño de su versión de MLS comenzó en 1972. La mayor parte de este trabajo fue realizado conjuntamente por el entonces Departamento Federal de Aviación Civil (DCA), y la Radio Physics Division of the Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO). El proyecto fue llamado InterScan, uno de los varios sistemas de aterrizaje por microondas en examen internacional. InterScan fue elegido por la FAA en 1975 y por la OACI en 1978, como el formato a adoptar. Una versión modificada del sistema, llamado MITAN, fue desarrollado por la industria (Amalgamated Wireless Australasia Limited and Hawker de Havilland), en virtud de un contrato con el sucesor de DCA, el Departamento de Transporte, y el éxito demostrado en el aeropuerto de Melbourne (Tullamarine) a fines de 1970. La CAA ha desarrollado en el Reino Unido una versión del MLS que se instaló en Heathrow y en otros aeropuertos. GPS aún no ha resuelto los problemas críticos necesarios para que coincida con la norma internacional MLS.

En comparación con el ILS existente, el MLS tenía importantes ventajas. Las antenas eran mucho más pequeñas, debido a la utilización de una mayor frecuencia de señal. Asimismo, no tenía que ser colocado en un punto específico en el aeropuerto, lo que facilitó su colocación en comparación con los sistemas ILS, que tenían que ser colocados en los extremos de las pistas y orientados a lo largo de la ruta.

Otra ventaja era que las señales MLS abarcaban una amplia zona en forma de abanico al final de la pista, lo que ofrecía a los controladores de las aeronaves una variedad de direcciones. A diferencia de ILS, que requería una variedad de frecuencias para transmitir las diversas señales, MLS utilizaba una sola frecuencia, la radiodifusión el acimut y la altitud de información, una tras otra. Además, el MLS ofrecía 200 canales, haciendo que la posibilidad de controversia entre los aeropuertos en la misma zona fuese muy remota. Por último, la precisión fue mejorada con respecto a ILS. Por ejemplo, los equipos DME estándar utilizados con ILS ofrecían la precisión de ±1200 pies. MLS la mejoró a ±100 pies, y ofrecía mejoras similares en acimut y altitud.

Inicialmente se preveía que ILS se mantendría en funcionamiento hasta el año 2010 antes de ser sustituido por MLS. El sistema sólo fue instalado experimentalmente en la década de 1980 cuando la FAA optó por GPS. Incluso en el peor de los casos, el GPS ofrece por lo menos 300 pies de precisión, no es tan buena como la de MLS, pero mucho mejor que la de ILS. Esto significa que un único instrumento de navegación podría sustituir tanto a corto como a largo plazo los sistemas de navegación, ofreciendo una mayor precisión que cualquiera de los dos, y sin requerir equipos basados en tierra.

Funciones operacionales[editar]

MLS emplea transmisores de 5 GHz en la zona de aterrizaje mediante Passive Electronically Scanned Arrays (PESA), para enviar haces de escaneo en dirección a las aeronaves que se aproximan. Una aeronave que entra en la zona escaneada utiliza un receptor que calcula su posición mediante la medición de los tiempos de llegada de los haces.

Representación en 3-D del volumen de cobertura

Una aeronave iluminada por los haces de radar de MLS determina su posición angular en acimut y elevación por coincidencia en la recepción de dos haces. El principio se conoce como INTERSCAN (INTERval SCANnning) y también como Time Reference Scanning Beam (TRSB). Los haces están barriendo de un lado a otro (TO and FROM) continuamente, el haz de elevación arriba y abajo entre 0º y 15º; el haz de acimut ±40º respecto al centro de la pista. Sea que el haz de elevación, por ejemplo en el barrido TO intercepta al receptor de la aeronave, ésta marca el instante de recepción. Un tiempo después recibirá el haz de retorno (por ejemplo el FRO). El intervalo temporal entre la recepción de los haces está directamente relacionado con el ángulo de elevación según la fórmula:

\theta ={\frac {V(To-t)}{2}}

donde $\theta$ es el ángulo de elevación en grados, V es la velocidad de barrido (típicamente 20º/msec), To es el valor de la diferencia de tiempos en la línea vertical central y t es el intervalo entre el haz “HACIA” y el haz “DESDE”. Para el haz de acimut el funcionamiento es análogo.

El sistema soporta cinco funciones: orientación acimutal, acimut posterior, orientación en elevación, alcance, y comunicación de datos.

Orientación acimutal[editar]

La estación de acimut transmite el ángulo MLS y otros datos sobre uno de los 200 canales disponibles, en el rango de frecuencias de 5031 a 5091 MHz. Normalmente se encuentra a unos 1000 pies (300 m) más allá de la parada final de la pista, pero existe una gran flexibilidad en la selección de sitios. Por ejemplo, para las operaciones de helipuerto el transmisor de acimut puede ubicarse junto con el transmisor de elevación. La cobertura acimutal se extiende: lateralmente, por lo menos 40 grados a cada lado de la pista central en una configuración estándar; en elevación, hasta un ángulo de 15 grados y al menos 20.000 pies (6 km); y en rango, al menos a 20 millas náuticas (37 km).

Volumen de cobertura de la estación de acimut

Orientación en elevación[editar]

La estación de elevación transmite señales en la misma frecuencia que la estación de acimut. Normalmente se encuentra a unos 400 pies entre el umbral de la pista y la zona de aterrizaje. La cobertura de elevación se presenta en el mismo espacio aéreo que las señales de orientación en acimut: en elevación, por lo menos a 15 grados; lateralmente, para llenar la cobertura del acimut lateral; y en rango, por lo menos a 20 millas náuticas (37 km).

Alcance[editar]

El MLS Precision Distance Measuring Equipment (DME/P) funciona de la misma forma que el DME de navegación, pero hay algunas diferencias técnicas. El radiofaro opera en la banda de frecuencias comprendida entre 962 y 1105 MHz y responde al interrogador de las aeronaves. El MLS DME/P mejora la precisión para ser coherente con la exactitud de las estaciones de azimut y elevación. Un canal DME/P está vinculado con el canal de azimut y elevación. Una lista completa de los 200 pares de canales de DME/P con la función del ángulo figura en la norma FAA 022 (MLS Interoperability and Performance Requirements).

Comunicación de datos[editar]

La transmisión de datos puede incluir tanto los datos básicos como auxiliares. Todas las instalaciones MLS transmiten datos básicos. Si es necesario, se pueden transmitir datos auxiliares. Éstos se transmiten en todos los sectores de cobertura de acimut (y acimut posterior cuando sea conveniente). Datos representativos son: la estación de identificación, la ubicación exacta de acimut, elevación y DME/P (con receptor de las funciones de procesamiento del MLS), el nivel de rendimiento del equipo de tierra, y el estado del canal DME/P. La identificación en el MLS es una designación de cuatro letras, comenzando con la letra M. Se transmite en Código Morse Internacional, al menos seis veces por minuto a través de la aproximación en acimut (acimut posterior) del equipo de tierra. Los datos auxiliares incluyen: la ubicación 3-D de los equipos MLS, de Waypoint coordenadas, las condiciones de la pista y la situación climatológica (por ejemplo, RVR, techo, ajustes de altímetro, viento, vórtice de estela, cizalladura del viento).

Futuro[editar]

La FAA suspendió el programa del MLS en 1994 en favor de los GPS (Wide Area Augmentation System WAAS) que pueden complementar o sustituir los actuales sistemas de MLS. Muchos países en Europa (en particular los conocidos por condiciones de baja visibilidad) han adoptado el sistema multilateral, como sustituto del ILS. Está prevista una reducción gradual de los sistemas de MLS en los EE.UU. para 2010. Sin embargo, no está claro si todos los sistemas serán sustituidos o puestos fuera de servicio, pero (como LORAN-C), es razonable pensar que si la financiación se hace inviable, lo serán.

Véase también[editar]

Enlaces externos[editar]

Autores: Fernando Lobo y Patricia del Río[editar]