NASA modernizuje swoją sieć Deep Space Network, aby sprostać wymaganiom nowoczesnej komunikacji międzyplanetarnej.
Do różnych miejsc w naszym układzie dociera coraz więcej sond i satelitów. Jak będzie wyglądała komunikacja międzyplanetarna przyszłości? Kluczowy element infrastruktury łączności międzyplanetarnej przechodzi właśnie remont. NASA ujawniła niedawno, w jaki sposób światowa sieć Deep Space Network (DSN) zostanie dostosowana do rosnących i zmieniających się potrzeb.
Zobacz też: Sieć DNS na żywo w sieci!
Zbudowana jeszcze w 1963 roku, w początkach misji Apollo sieć DSN składa się z trzech stacji łączności o zasięgu ogólnoświatowym. Te kompleksy anten to Madryt w Hiszpanii; Goldstone w Kalifornii; i australijska Canberra. Gdy dowolny pochodzący z Ziemi statek kosmiczny znajduje się gdziekolwiek w Układzie Słonecznym, prawie zawsze jest w zasięgu kilku anten (radioteleskopów) należących do co najmniej jednego z tych miejsc.
Sieć DNS nieprzerwanie obsługuje 39 misji znajdujących się w całym Układzie Słonecznym. Gdy jednak któraś z obsługiwanych sond zaczyna znajdować się coraz dalej, szybkość transmisji staje się na wagę złota. Typowe prędkości transmisji danych z Marsa wynoszą od 500 do 32 000 bitów na sekundę, czyli mniej więcej o połowę więcej niż w przypadku domowego modemu. Sonda New Horizons, już po swoim przelocie w pobliżu planetoidy Arrokoth w roku 2019, musiała przekazywać dane z bardzo słabą prędkością 1000 bitów na sekundę. Transfer danych jest tu zatem bardzo ważnym czynnikiem, a program modernizacji sieci DSN dąży przede wszystkim do zwiększenia prędkości przesyłu.
Obejmuje on budowę dwóch kolejnych anten, dzięki czemu ich ilość wzrośnie globalnie do 14. Jedna z takich nowych, 34-metrowych anten, DSS-56, zaczęła działać w stacji w Madrycie już w styczniu 2021 roku. Jest jednocześnie odbiornikiem i nadajnikiem, zdolnym do pracy w pełnym zakresie częstotliwości komunikacyjnych, a nie tylko „rozmawiania” z misjami przydzielonymi do określonych częstotliwości, jak było w przeszłości. Ta zdolność będzie charakterystyczna dla wszystkich nowych 34-metrowych czasz DNS.
Zespół inżynierów zakończył też modernizację największej, 70-metrowej anteny w Canberze i zarazem jedynego odbiornika radiowego na świecie, który obecnie może wciąż komunikować się z sondą Voyager 2, znajdującą się w odległości ponad 127 jednostek astronomicznych od Słońca. Dalej w planach są modernizacje głównych odbiorników anten w Madrycie i Goldstone. Te nowsze systemy będą mogły obsługiwać wiele sygnałów docierających do jednej antenie i dzielić je za pomocą odbiornika cyfrowego, co będzie przydatne między innymi do jednoczesnego śledzenia kilku misji marsjańskich.
Zmianom uległy również zasady współdzielenia zasobów pomiędzy poszczególnymi stacjami DNS. W przeszłości działały one lokalnie; od teraz „dzienna zmiana” w każdej stacji kontroluje całą sieć, zatem każda stacja ściśle współpracuje z pozostałymi.
Naprawdę przekształciliśmy się w działającą globalnie sieć – podsumowuje Zastępca dyrektora DSN Michael Levesque .
Na ilustracji: Mapa rozmieszczenia sieci Deep Space Network na świecie – widok z północnego bieguna Ziemi. Źródło: NASA
często
Przyszłe misje kosmiczną mogą również korzystać z zupełnie innych typów międzyplanetarnej komunikacji. NASA przetestowała na przykład optyczną komunikację laserową podczas misji LADEE na orbitę księżycową w 2014 roku, w planach jest też kilka dodatkowych misji mających na celu sprawdzenie efektywności podczerwonych przekaźników laserowych. Jednak sieć DNS ma wciąż olbrzymie znaczenie w badaniach kosmicznych i komunikacji. Wystarczy wspomnieć, że bardzo często pierwszą wskazówką, że jakiś lądownik znalazł się na Marsie i przetrwał lądowanie, pochodzi właśnie z jej anten.
Na ilustracji: Zrzut ekranu z witryny DSN Now: anteny sieci i komunikujące się z nimi statki kosmiczne „na żywo”. Źródło: NASA
Czytaj więcej:
Źródło: NASA/Sky&Telescope
Opracowanie: Elżbieta Kuligowska
Na zdjęciu: Kultowa 70-metrowa antena Deep Space Station 14 w Goldstone w Kalifornii. Źródło: NASA / JPL-Caltech
